一种资源化利用菌糠种植菌草改良黄河河套盐渍地的方法与流程

本发明属于生态环境治理领域，具体涉及一种资源化利用菌糠种植菌草改良黄河河套盐渍地的方法。

背景技术：

黄河河套盐渍区是内陆半干旱地区次生盐碱地的典型代表，多位于引黄灌区，降雨不均、地下水位浅、矿化度高等特殊水文环境使土壤水盐空间分布更为复杂。土壤和植被是生态系统中相互依存的两大因子。在干旱或半干旱区，土壤水分是植被格局形成和演变最重要的限制因子，而植被状况亦是土壤水分空间异质性的主要驱动因子。土壤水分是盐分运动的载体，土壤水盐的空间特征在较大程度上影响着区域植被的稳定，对区域植被群落结构及其生长繁衍都具有重要的影响。

近年来，因传统灌溉方式和灌区排水不畅，导致河套地区原生与次生盐碱化并存，加之传统粗放的耕种方式，加剧了土壤积盐，致使河套地区盐碱地面积大、程度重，严重影响地区农业、草牧业经济发展和生态环境的建设。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种资源化利用菌糠种植菌草改良黄河河套盐渍地的方法，其是根据菌草菌糠的物理性状和黄河河套盐渍地的成因及区域特有的物候条件，及其不同植物品种的生物特性以及栽培技术措施的特点，遵循“投入少、周期短、见效快、成本低、效果好、可持续”的生态修复及治理原则，建立的一套黄河河套盐渍地生态改良修复技术体系，其可快速改良土壤，恢复区域小生态，实现水-盐动态平衡，构建一个高效资源化利用菌糠种植菌草改良黄河河套盐渍地的技术体系。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种资源化利用菌糠种植菌草改良黄河河套盐渍地的方法，其是将菌糠和菌草高效耦合，基于菌草菌糠的理化性质，以及菌草的高效内生菌、发达的根系系统、地下微生物群落丰富度，通过有效改善盐渍土的物理和化学性质，促使土壤盐渍化减弱，达到高效改良的目的；其包括积盐区、过渡区及风沙侵害区三部分的种植，具体步骤为：

（1）积盐区：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在距离黄河2-3km、盐渍化程度较高的地区行带式挖穴种植绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度50cm），行距3米，种植深度30cm，第一年使用环境友好的聚乳酸农膜覆盖；两行之间按种植量2:1混播冰草和无芒稗；种植前，土壤翻耕并加施菌糠，菌糠施用量为700kg/亩；所种植牧草秋冬季收割作为混合青贮饲料；菌糠被菌丝充分分解利用，质地松软，富含养分，菌糠的施用不仅能有效缓解黄河河套盐渍地的水盐运动，增加盐渍地土壤孔隙度，减小土壤紧实度，促进绿洲6号通过生理活动加速盐渍地中盐分的运输，缓解土壤盐渍化，而且菌糠中的营养成分可促进植物的快速生长和区域植被的恢复；而绿洲6号、冰草和无芒稗通过群落化感作用，可增加根系在土壤中的生物活动，分泌代谢产物，增加土壤微生物丰富度，实现多个空间梯度改良黄河河套盐渍地；

（2）过渡区：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在黄河与风沙区的过渡盐渍地，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度60cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度60cm）间作，行距5米，巨菌草挖穴种植，种植深度为25cm，绿洲6号带式挖穴种植，种植深度为30cm，第一年使用环境友好的聚乳酸农膜覆盖；两行之间种植沙打旺；种植前，土壤翻耕并加施菌糠，菌糠施用量为600kg/亩；菌糠的施用可以调整土壤结构，其所含的营养物质可供菌草生长利用；秋冬季收割时，巨菌草与绿洲6号留茬高度为20-25cm，可有效缓解风沙移动；收割后的巨菌草、绿洲6号、沙打旺作混合青贮饲料，经济效益与生态效益有机结合；

（3）风沙侵害区：黄河河套地区干旱少雨，降雨时空分布不均，靠近沙漠盐渍化地区常年经受风沙侵害，于每年4月初，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度80cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度80cm）间作，行距2米，巨菌草挖穴种植，种植深度为25cm，绿洲6号带式挖穴种植，种植深度为30cm，第一年使用环境友好的聚乳酸农膜覆盖；两行之间按种植量2:2:1混播沙芥、沙蒿、无芒稗；种植前，土壤翻耕并加施菌糠，菌糠施用量为500kg/亩；菌糠的施用可以增加土壤有机质含量，调整因风沙改变的土壤结构，促进菌草的生长以及地表植被的快速恢复；秋冬季收割时，巨菌草与绿洲6号留茬高度为30-40cm，可增加地表粗糙度，防风固沙；巨菌草与绿洲6号根系系统发达，内含高效内生菌群，可快速增加土壤生物多样性，提升土壤微生态稳定性；收割后的巨菌草、绿洲6号、沙芥、沙蒿、无芒稗等作混合青贮饲料，饲喂牛羊等牲畜，可有效缓解秋冬季饲料短缺问题，经济效益与生态效益有机结合。

本发明通过物理改造和生物改良相结合，充分运用“农业废弃物再利用+生物技术干预”的模式，形成资源化利用菌糠种植菌草并改良盐渍地的技术体系，达到局部地区的水盐运动生态平衡。在改良盐渍地土壤的过程中，利用巨菌草生长速度快，根系发达，分蘖数量多，改善土壤结构等特点，绿洲6号耐盐碱、抗寒抗旱、抗埋压、易破土出苗、分蘖数量多、茎秆纤细、匍匐易生根发芽的特点，沙蒿易成活、多年生、扎根深、根系发达、耐旱的特点，冰草耐寒、易成活、根系发达，对盐碱有一定的耐受性，可做饲料的特点，沙打旺多年生、耐寒耐旱、根系发达、适宜盐渍化土壤环境的优点，以实现对黄河河套盐渍地的综合、高效、可持续改良，这对黄河河套地区的生态保护、区域高质量经济发展、长治久安具有重要意义。

本发明具有以下优点：

一、生态功能强。本发明不仅从宏观上增加了地区的植被覆盖度，使微生态环境得到改善，为乡土植物的生长提高了必要的环境。随着生物多样性的增加，加上菌糠的施用，土壤物理和化学结构得到质变，为盐渍地的生态修复改良提供了良好的契机。

二、生态效益好。本发明能有效改良黄河河套盐渍地。利用菌糠在黄河河套盐渍地种植菌草，结果显示不同地区有机质含量增加了158.35-170.36%，微生态生物多样性增加了148.82-168.55%，土壤脱盐率高达38.86-41.79%，地表植被覆盖度增加了58.92-75.27%，土壤孔隙度增加了18.04-20.67，生态效益显著。

三、周期短、见效快。本发明方法3-5个月就可以见效。巨菌草、绿洲6号、沙芥、冰草、沙打旺、沙蒿、无芒稗等草本植物生长快速，显示出草本植物的优势，不同科属植物的合理搭配，使得其优势更加凸显，能够在较短的时间内，改良盐渍地、防风固沙、修复区域生态环境。

四、环保。本发明中首次使用环境友好的聚乳酸农膜，标志着环境友好型材料与生物治理技术首次融合运用于生态治理，也是今后生态治理的主要发展趋势之一。本发明方法的使用，不仅加快了整体技术体系的运行，而且选用的材料可降解，降解后的聚乳酸对环境还能起到改善作用。

五、可持续。本发明中绿洲6号、沙芥、冰草、沙打旺、沙蒿、无芒稗等都可以通过一定的方式方法安全越冬，形成的技术体系持续有效，形成的区域生态环境持续稳定，使土壤中含盐量减少并逐渐趋于平衡，生物多样性持续增加，土壤结构、理化性质持续改良改善，区域生态系统功能逐渐强大。

总之，本发明技术的运用可使黄河河套盐渍地地表覆盖度增加、生物多样性丰富度提高、土壤微生态稳定性得到提升、土壤结构得到改善、盐碱含量降低，为地区的生态恢复和盐渍地的高效利用提供了新的有效途径，具有突出的创新性和实际应用价值。

附图说明

图1为按本发明方法种植的风沙侵害区的图片。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

1.1试验材料

巨菌草、绿洲6号、沙芥、冰草、沙打旺、沙蒿、无芒稗，由福建农林大学国家菌草工程技术研究中心提供，2019年4月10日，种植于黄河河套盐渍区。

所用菌糠是采用菌草栽培食药用菌后产生的废菌料，主要成分为被菌丝分解后的菌草、食药用菌菌丝。

1.2试验地概况

试验地位于内蒙古自治区黄河河套地区，海拔1050~1200m。试验地属大陆性季风气候，年平均气温6.2~8.7℃，多年平均降水量390mm，无霜期145d。

1.3试验方法

试验地各设置一个试验区和三个对照区，试验区具体操作如下：

1.3.1积盐区：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在距离黄河2-3km、盐渍化程度较高的地区行带式挖穴种植绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度50cm），行距3米，种植深度30cm，第一年使用环境友好的聚乳酸农膜覆盖；两行之间按种植量2:1混播冰草和无芒稗；种植前，土壤翻耕并加施菌糠，菌糠施用量为700kg/亩；

1.3.2过渡区：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在黄河与风沙区的过渡盐渍地，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度60cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度60cm）间作，行距5米，巨菌草挖穴种植，种植深度为5cm，覆土厚度为3cm，绿洲6号带式挖穴种植，种植深度为30cm，第一年使用环境友好的聚乳酸农膜覆盖；两行之间种植沙打旺；种植前，土壤翻耕并加施菌糠，菌糠施用量为600kg/亩；秋冬季收割时，巨菌草与绿洲6号留茬高度为20-25cm，可有效缓解风沙移动；

1.3.3风沙侵害区：黄河河套地区干旱少雨，降雨时空分布不均，靠近沙漠盐渍化地区常年经受风沙侵害，于每年4月初，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度80cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度80cm）间作，行距2米，巨菌草挖穴种植，种植深度为5cm，覆土厚度为3cm，绿洲6号带式挖穴种植，种植深度为30cm，第一年使用环境友好的聚乳酸农膜覆盖；两行之间按种植量2:2:1混播沙芥、沙蒿、无芒稗；种植前，土壤翻耕并加施菌糠，菌糠施用量为500kg/亩；秋冬季收割时，巨菌草与绿洲6号留茬高度为30-40cm，可增加地表粗糙度，防风固沙。

1.3.4对照区具体操作如下：

1.3.4.1积盐区：

①绿洲6号条栽：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在距离黄河2-3km、盐渍化程度较高的地区行带式挖穴种植绿洲6号（生长时间8-10个月、条栽），行距3米，种植沟深度10cm，覆土厚度3-5cm；

②绿洲6号草头：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在距离黄河2-3km、盐渍化程度较高的地区行带式种植绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度50cm），行距3米，种植深度30cm；

③绿洲6号草头+紫花苜蓿：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在距离黄河2-3km、盐渍化程度较高的地区行带式种植绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度50cm），行距3米，种植深度30cm，两行之间种植紫花苜蓿；

1.3.4.2过渡区：

①（巨菌草+绿洲6号）条栽：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在黄河与风沙区的过渡盐渍地，将巨菌草（生长时间8-10个月、条栽）与绿洲6号（生长时间8-10个月、条栽）间作，行距5米，巨菌草挖穴种植，种植深度为5cm，覆土厚度为3cm，绿洲6号带式挖穴种植，种植深度为10cm，覆土厚度3-5cm；

②（巨菌草+绿洲6号）草头：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在黄河与风沙区的过渡盐渍地，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度60cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度60cm）间作，行距5米，巨菌草种植深度为25cm，绿洲6号的种植深度为30cm；

③（巨菌草+绿洲6号）草头+紫花苜蓿：于每年4月初，盐渍地土壤解冻之后，在黄河与风沙区的过渡盐渍地，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度60cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度60cm）间作，行距5米，巨菌草种植深度为25cm，绿洲6号的种植深度为30cm，两行之间种植紫花苜蓿；

1.3.4.3风沙侵害区：

①（巨菌草+绿洲6号）条栽：于每年4月初，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度80cm、条栽）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度80cm、条栽）间作，行距2米，巨菌草挖穴种植，种植深度为5cm，覆土厚度为3cm，绿洲6号带式挖穴种植，种植深度为10cm，覆土厚度3-5cm；

②（巨菌草+绿洲6号）草头：于每年4月初，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度80cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度80cm）间作，行距2米，巨菌草的种植深度为25cm，绿洲6号的种植深度为30cm；

③（巨菌草+绿洲6号）草头+紫花苜蓿：于每年4月初，将巨菌草（生长时间8-10个月、分蘖数10-15个、地上部分留茬高度80cm）与绿洲6号（生长时间8-10个月、分蘖数6-10个、地上部分留茬高度80cm）间作，行距2米，巨菌草的种植深度为25cm，绿洲6号的种植深度为30cm；两行之间种植紫花苜蓿。

试验期间试验区和对照区定期浇水、施肥，其处理条件相同。

1.4试验结果

表1积盐区不同种植模式下盐碱地改良效果

表2过渡区不同种植模式下盐碱地改良效果

表3风沙侵害区不同种植模式下盐碱地改良效果

由表1-3结果可见，与对照模式相比，采用本发明试验模式进行种植，不同地区有机质含量、微生态生物多样性、土壤脱盐率、地表植被覆盖度、土壤孔隙度均有显著增加，表明其具有良好盐渍地土壤及环境改良效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。