CN107371440A - 干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法 - Google Patents

干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法 Download PDF

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Abstract

一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，属于盐碱地植被建设技术领域，包括起垄，乔木、灌木、草立体搭配栽植，水盐调控和田间管理，包括如下步骤：A、将土壤进行起垄，起垄后对垄面进行平整和破板结处理；B、在垄面形成草本植物行、灌木行、草本植物行、乔木行、草本植物行、草本植物行、灌木行、草本植物行的种植架构，在相邻垄体间的间距处迟种灌木行；C、在完成上述种植架构后，进行水盐调控；D、每年生育期开始和结束分别进行春灌和冬灌，对植物进行修剪、防护、控制病虫害。本发明种植方法提高了植被覆盖度，解决了干旱地区低洼区盐碱地土壤盐渍化程度高、地下水位高、易返盐及生态脆弱的问题。

Description

干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法
技术领域
本发明属于盐碱地植被建设技术领域，具体涉及一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法。
背景技术
在我国西北内陆干旱地区，在地势低平、排水不畅或地表径流滞缓、汇集的地区，广泛分布有盐碱地。这些盐碱地土壤盐渍化程度高，易返盐，植被构建困难，生态极为脆弱。随着国家生态建设力度不断加大，盐碱地等退化土地的植被构建与恢复成为生态建设的重要方向。
滴灌小流量、长时间、高频率的灌溉特点，可以在植被整个生长期不断地淋洗土壤盐分、抑制盐分从下层土壤或地下水向上层土壤迁移，为植被生长提供一个良好的土壤水盐环境。在低洼地区，起高垄可以相对降低地下水位。田间试验发现，现有的低洼重度盐碱地“滴灌+高垄”技术模式下，垄面植被覆盖度超过70％，且生长旺盛，但垄沟植被成活率低，整个垄面和垄沟植被平均覆盖度仅为40％左右。这主要是因为当垄面和垄沟同时布设滴灌带时，土壤盐分经历了“垄体盐分再分布”、“垄体盐分向垄沟迁移”和“垄体、垄沟同步脱盐”三个阶段，当垄面和垄沟同时栽植植被时，在“垄体盐分向垄沟迁移”阶段，垄沟土壤盐分会显著增加，超过植被的耐盐阈值，最终造成垄沟植被大量死亡。因而，研发一种提高垄沟植被成活率的种植方法是目前解决重度盐碱地地区生态建设迫切需要的。
发明内容
本发明的目的在于提供低洼重度盐碱地滴灌垄面垄沟乔灌草立体种植技术，该技术通过起高垄相对地降低了地下水位，同时控制特征点的土壤水基质势在不同阈值分阶段地进行水盐调控，并且垄沟植被“错峰”种植，即在“垄体、垄沟同步脱盐”阶段种植。该技术在植被根区形成一个不断增大的高水分低盐分区域，为垄面和垄沟乔灌草的生长发育提供一个良好的土壤环境；并维持植被整个生育期较高的土壤水势梯度使得土壤水盐总体向下运动，抑制盐分从下层土壤或地下水向上层土壤迁移，从而达到淋盐、控盐的目的。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，包括起垄，乔木、灌木、草立体搭配栽植，水盐调控和田间管理，包括如下步骤：
A、起垄：将土壤进行起垄，控制相邻垄体间的间距为40cm，起垄后对垄面进行平整和破板结处理；
B、乔木、灌木、草立体搭配栽植：在垄面中间位置种植一行乔木，在垄面上距两端垄肩35cm处各种植一行灌木，草本植物行播于垄面，形成草本植物行、灌木行、草本植物行、乔木行、草本植物行、草本植物行、灌木行、草本植物行的种植架构，在相邻垄体间的间距处延迟灌木行；
C、水盐调控：垄面上设置有滴灌带，在完成上述种植架构后，进行3-5天持续滴灌灌水，目的是将0～20cm深度的土壤盐分快速淋洗到下层土壤，在苗木根区形成一个高水分低盐分区域，为新栽植苗木根系的生长提供良好的土壤环境；随后控制土壤水基质势在-5kPa以上40-50天，目的是进一步淋洗垄体、垄沟中的盐分，为垄上苗木新根系的生长和扩张提供一个更大的高水分低盐分的土壤环境，同时也为垄沟植被构建提供适宜的土壤环境；随后控制土壤水基质势在-15kPa以上，这一阶段目的是在通过维持较高的、向下的土壤水势梯度，控制土壤盐分从下层土壤或地下水向上层土壤运动到达苗木根系分布区；
D、田间管理：每年生育期开始和结束分别进行春灌和冬灌，对植物进行修剪、防护、控制病虫害。
步骤B中，控制乔木行株距300cm，树穴直径为30cm，深度30cm，树穴内填充非盐渍土；控制灌木行的株距为150-200cm，垄面上设置有4条滴灌带，在滴灌带10cm处行播草本植物，垄沟设置1条滴灌带，垄沟灌木株距200cm。
步骤A中，起垄所得垄体的垄高为80cm，垄面宽200cm。
步骤B中，所述在相邻垄体间的间距处迟种灌木行，是在相邻垄体间的间距处0-30cm深度土壤饱和泥浆提取液电导率≤4dS/m，或者原位土壤电导率≤2.5dS/m时进行种植灌木行。原位土壤电导率是用便携式电导率仪在田间测定的土壤电导率。
步骤C中，所述控制土壤水基质势在-5kPa以上包括，在滴灌带滴头正下方20cm和50cm处用负压计监测土壤水基质势下限，当任一深度的土壤水基质势降低到-5kPa时立即进行灌溉，每次灌水量为10mm，持续时间40-50天；所述控制土壤水基质势在-15kPa以上包括，在滴灌带滴头正下方20cm和50cm处用负压计监测土壤水基质势下限，当任一深度的土壤水基质势降低到-15kPa时立即进行灌溉，每次灌水量为10mm。
在植物生长发育阶段，通过水肥一体化技术，利用水盐调控滴灌灌溉施肥。每年施肥一般分为三次，第一次为春灌后1周内，第二次施肥为每年6月份，第三次施肥为每年8月份，每次施肥量为尿素7.3g/m2，磷酸二氢钾的量为5.9g/m2。
步骤D田间管理还包括对草本植物的刈割，每年刈割两次，刈割后进行灌溉施肥。
步骤D中，春灌和冬灌的灌水量为40mm。
所述乔木选用经济型乔木，草本植物选用牧草，垄面种植的灌木选用中度耐盐灌木，所述中度耐盐灌木的耐盐碱阈值在2-4dS/m，延迟种植的灌木行选用耐盐灌木。
步骤B所述的非盐渍土包括沙土、沙壤土或壤土。
本发明的有益效果是：
本发明通过将分阶段滴灌水盐调控、垄作、垄沟(相邻垄体间的间距处)植被“错峰”种植、乔灌草搭配种植等的技术模式，实现了垄面和垄沟多层次立体式的植被构建，提高了植被覆盖度，解决了干旱地区低洼区盐碱地土壤盐渍化程度高、地下水位高、易返盐及植被类型单一、生态脆弱的问题。本发明提出了垄面和垄沟多层次立体式的植被构建方法，制定了分阶段水盐调控灌溉制度，创新性和实用性强，操作简单，易于推广，是低洼重度盐碱地植被恢复和生态建设的有效方法。运用本发明在低洼盐碱地进行试验示范时，土壤盐分降低显著，垄面和垄沟乔木、灌木和草生长茂盛，取得了良好的效果。试验表明，应用本发明2年后，低洼重度盐碱地0-120cm土层内土壤盐分降低62.3％，垄面乔木保存率在85％以上，灌木保存率在75％以上，草的种类由原来种植的2种增加到15种，垄沟耐盐灌木保存率达70％，整个垄面和垄沟植被平均覆盖度达65％，生态恢复效果显著，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的种植示意图。
附图中，1代表垄体，2代表乔木，3代表中度耐盐灌木，4代表草本植物，5代表耐盐灌木，6代表负压计，7代表滴灌带，8代表垄面，9代表树穴。
具体实施方式
为了提高垄沟植被成活率，提高植被覆盖度，本发明提出了垄沟植被“错峰”种植，即种植垄沟植被时，要避开“垄体盐分向垄沟迁移”阶段，在“垄体、垄沟同步脱盐”阶段进行，并且选用耐盐植被。这显著提高了垄沟植被成活率，整个垄面和垄沟植被平均覆盖度提高了60％以上，获得了良好的盐碱地生态恢复效果。下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明2015-2016年在宁夏回族自治区吴忠市青铜峡市树新林场西北盐碱地生态恢复关键技术研究与示范基地(38o1′44″N,105o56′36″E)上的盐碱荒地上进行了试验示范，证明本发明效果显著。
试验示范基地地处西北内陆，东部季风区与西部干旱区域的交汇地带，属中温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大，全年日照2955h，年平均气温摄氏8.3-8.6℃，无霜期176d，年降水量260.7mm。试验示范基地地势低平，地处黄河灌区边缘，地下水埋深在120-150cm，盐分聚集明显，地表有盐霜或结皮。0-120cm土壤基础理化性质如表1所示，土壤平均含盐量为6.67‰，平均pH为7.63为重度盐渍土，土壤质地以沙土为主。灌溉水为黄河水，其矿化度为0.47g/L，pH为7.95。
表1宁夏青铜峡示范区0-120cm土壤全盐与pH
2015年采用本发明在试验示范基地上进行滴灌垄面垄沟乔灌草立体种植试验，其试验布置及结果如下：
试验起垄大小为垄面宽200cm，垄高80cm，实际应用时可根据地下水埋深、土壤质地等实际情况进行调整。起垄后人工对垄体拍实、垄面平整及破除板结。垄面同样铺设4条滴灌带，滴灌带间距50cm，垄沟布设1条滴灌带，滴头间距30cm，在10m水头压力下滴头流量为1.38L/h。
垄面按照乔木、灌木、草三种类型植被搭配种植，其中乔木1种，为欧美杨，灌木3种，分别为紫穗槐、金叶榆和柽柳，草类2种为沙打旺和紫花苜蓿。乔木种植在垄中间，株距300cm，树穴的直径是30cm，深度30cm，穴内填充沙土或壤土；3种灌木交错种植在垄面两侧距离垄间35cm处，每垄两行不同种类灌木，其搭配方式分别为紫穗槐-金叶榆、紫穗槐-柽柳、金叶榆-柽柳，灌木株距150cm；沙打旺和紫花苜蓿行播于垄面，草本植物行共种植5行，如附图牧草4所示，离滴灌带间距10cm左右。
垄沟延迟种植柽柳和紫穗槐，株距200cm，如附图耐盐灌木5所示。
植被栽植后采用三阶段水盐调控方法进行灌溉管理。2015年5月底栽植后立即进行为期3天的持续滴灌灌水，目的是将20cm深度的盐分淋洗到下层土壤，在新移栽的植被的根区形成一个适宜的高水分低盐分的微土壤环境。强化淋洗阶段(为期3天的持续滴灌灌水)结束后进入常规盐分淋洗，这一阶段土壤水基质势控制在-5kPa以上，当监测的20cm和50cm任一深度土壤水基质势降低到-5kPa时立即灌水10mm，持续时间为50天。常规盐分淋洗阶段结束后进入精准水盐调控阶段，这一阶段土壤水基质势控制在-15kPa以上，当监测的20cm和50cm深度土壤水基质势降低到-15kPa时立即进行灌溉，灌水量为10mm，之后一直按照第三阶段的灌溉方法进行灌溉。
此外，每年滴灌施肥灌溉三次，第一次为春灌后1周内，第二次施肥为每年6月份，第三次施肥为每年8月份，每次施肥量为尿素7.3g/m2，磷酸二氢钾的量为5.9g/m2。
通过本发明在上述低洼重度盐碱地上应用，2年后取得了良好的生态恢复效果。到第2年生育期结束，0-120cm土壤盐分降低显著，由原来的7‰左右降低到2.5‰，盐分降低幅度在60％以上。试验区垄面欧美杨2年保存率在85％以上，灌木2年保存率在75％以上，试验区草本种类由原来种植的2种增加到15种，垄沟紫穗槐和柽柳保存率在70％以上，垄面和垄沟整体植被平均覆盖度达65％，种植的沙打旺和苜蓿两次刈割总干物质产量达4250kg/hm2。
应用本发明，在上述低洼重度盐碱荒地上成功进行了垄面垄沟多层次、乔灌草多种植被类型搭配的立体植被构建，2年后土壤理化性质改善，垄面、垄沟植被生长良好，乔-灌-草搭配多层次生态***初步建立。西北地区有大面积的低洼盐碱地有待进行植被建设，因此，本发明提供的低洼重度盐碱地滴灌垄面垄沟乔灌草立体种植技术能够为当地盐碱地植被建设和生态环境改善提供技术支撑，应用前景广阔。
本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明本发明低洼盐碱地滴灌垄面垄沟乔灌草立体种植技术，而不对本发明的范围构成任何限制。

Claims (10)

1.一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，包括起垄，乔木、灌木、草立体搭配栽植，水盐调控和田间管理，其特征在于，包括如下步骤：
A、起垄：将土壤进行起垄，控制相邻垄体间的间距为40cm，起垄后对垄面进行平整和破板结处理；
B、乔木、灌木、草立体搭配栽植：在垄面中间位置种植一行乔木，在垄面上距两端垄肩35cm处各种植一行灌木，草本植物行播于垄面，形成草本植物行、灌木行、草本植物行、乔木行、草本植物行、草本植物行、灌木行、草本植物行的种植架构，在相邻垄体间的间距处延迟种植灌木行；
C、水盐调控：垄面上设置有滴灌带，在完成上述种植架构后，进行3-5天持续滴灌灌水，随后控制土壤水基质势在-5kPa以上40-50天，随后控制土壤水基质势在-15kPa以上；
D、田间管理：每年生育期开始和结束分别进行春灌和冬灌，对植物进行修剪、防护、控制病虫害。
2.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤B中，控制乔木行株距300cm，树穴直径为30cm，深度30cm，树穴内填充非盐渍土；控制灌木行的株距为150-200cm，垄面上设置有4条滴灌带，在滴灌带10cm处行播草本植物，垄沟设置1条滴灌带，垄沟灌木株距200cm。
3.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤A中，起垄所得垄体的垄高为80cm，垄面宽200cm。
4.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤B中，所述在相邻垄体间的间距处迟种灌木行，是在相邻垄体间的间距处0-30cm深度土壤饱和泥浆提取液电导率≤4dS/m，或者原位土壤电导率≤2.5dS/m时进行种植灌木行。
5.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤C中，所述控制土壤水基质势在-5kPa以上包括，在滴灌带滴头正下方20cm和50cm处用负压计监测土壤水基质势下限，当任一深度的土壤水基质势降低到-5kPa时立即进行灌溉，每次灌水量为10mm，持续时间40-50天；所述控制土壤水基质势在-15kPa以上包括，在滴灌带滴头正下方20cm和50cm处用负压计监测土壤水基质势下限，当任一深度的土壤水基质势降低到-15kPa时立即进行灌溉，每次灌水量为10mm。
6.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，在植物生长发育阶段，通过水肥一体化技术，利用水盐调控滴灌灌溉施肥。
7.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤D田间管理还包括对草本植物的刈割，每年刈割两次，刈割后进行灌溉施肥。
8.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤D中，春灌和冬灌的灌水量为40mm。
9.根据权利要求1所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，所述乔木选用经济型乔木，草本植物选用牧草，垄面种植的灌木选用中度耐盐灌木，迟种灌木行选用耐盐灌木。
10.根据权利要求2所述的一种干旱地区低洼重度盐碱地滴灌垄作乔灌草立体种植方法，其特征在于，步骤B所述的非盐渍土包括沙土、沙壤土或壤土。
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