半干旱风沙区植被生态和牧草生产系统重建与保持的技术

摘要

一种半干旱风沙区植被生态和牧草生产系统重建与保持的方法，涉及农业水土保持与荒漠化防治及牧草栽培与生态环境等技术领域。其特征是采用具有抗旱固氮耐寒耐盐碱特性的多年生牧草与具有粘结固沙、吸湿渗水、保持水土、肥沙养苗、保温促长作用的多功能生态膜复合肥相结合。具体技术方案：选择在春季4月－5月份，平整沙地的基础上，经过浸种后播种多年生牧草植物——杂花小叶苜蓿、沙打旺、红豆草、野豌豆、沙生冰草等，随即采用喷壶或农用拖拉机配套高压水泵的方法，或地埋塑料管，一头连接大型肥膜溶液混配池的水泵，另一头连接喷灌喷头，按50－60倍兑水喷施多功能生态膜复合肥，地表自然形成2毫米左右的生态地膜，可同时完成喷水、施肥、铺膜三道工序，同步建成生态植被和牧草生产系统。

说明书

技术领域

本发明半干旱沙化地区植被生态和牧草生产系统重建与保持的技术，涉及农业水土保持与荒漠化防治、牧草栽培生产与生态环境工程、以及防沙治沙工程等技术领域。

背景技术

我国68％的后备土地资源分布在干旱、半干旱地区，其中沙化土地达37万平方公里，占全国耕地面积近1/4，涉及212个县(旗)。在这些沙化土地中，大兴安岭两侧的半干旱地带约占41％；半干旱荒漠草原地带约占32％；西部干旱荒漠地带约占27％。全国每年因沙化荒漠造成的经济损失达500多亿元。而且沙化面积每年还以2460平方公里的速度继续扩展，已影响到全国4亿人口的生产和生存环境。

近年来，国内外虽然也有研制的固沙材料和开发的治沙技术，但大都是单一功能技术或产品，且费用大、成本高、效果不太理想，难以大面积推广应用。由于各种技术没有很好的集成，很难发挥综合优势，沙化荒漠局部好转、整体恶化的局面并没有扭转，包括“十五”期间的防风固沙林建设效果也不太理想，使沙化和风沙日趋严重，以致2006年沙尘袭击首都北京13次之多。

为此，亟待需要研究开发一种适用于半干旱和干旱风沙区以及高寒区生态植被与牧草生产的新技术模式。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于半干旱风沙区和高寒区植被生态与牧草生产系统重建与保持的技术。该方法采用具有抗旱固氮耐寒耐盐碱特性的多年生牧草植物与具有粘结固沙、吸湿渗水、保持水土、肥沙养苗、保温促长作用的多功能生态膜复合肥相结合，同步建成可持续发展的植被生态和牧草生产系统。

本发明半干旱风沙区植被生态和牧草生产系统重建与保持的技术，其特征在于，是一种同步建成可持续发展的植被生态和牧草生产系统的技术，进一步来讲是一种采用具有抗旱、固氮、耐寒、耐盐碱特性的多年生牧草植物与具有粘结固沙、吸湿渗水、保持水土、肥沙养苗和保温促长作用的多功能生态膜复合肥相结合，同步建成植被生态和牧草生产系统的技术，其中多功能生态膜复合肥是采用切短的重量百分比为70—80％有机麦草秸秆和20-30％的无机氮磷化肥，装进20-40m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应3—5h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品，其本发明的具体技术步骤为：

I、在半干旱沙化地区和高寒荒漠地区，选择春季4-5月份，首先平整好沙化荒漠土地；

II、播种具有抗旱、固氮、耐寒、耐盐碱特性的草原3号杂花小叶苜蓿、甘肃红豆草、沙打旺、野豌豆或沙生冰草多年生牧草植物；

III、播前种子处理采取晒种3h—浸种3-5h—下种的方法，使种子在播前集中吸足水份后再下种；

IV、小面积播种采用开沟器人工开沟6-8cm深—下种—复土1-2cm的方法或大面积播种选择中国农科院草原研究所的沙地牧草播种机，播深1-2cm，每亩用种量1.5-3kg，行距20-30cm，播种方式为条播；

V、播后随即喷施上述制备的多功能生态膜复合肥，其喷施分为小面积喷施或大面积喷施：小面积示范采用喷壶人工喷施，将普通喷壶的喷头改成椭圆形：长直径为15-20cm，短直径为8-10cm，喷头小孔直径为2-3cm，或选择农用拖拉机后边拖车装上储水箱、前边配套高压水泵的机械喷施方法；大面积喷施采用地埋塑料管，一头连接大型肥膜溶液混配池的水泵，另一头连接喷灌喷头，喷头小孔直径为1.5-2.5cm，每亩使用生态膜复合肥130kg，兑水50-60倍，每亩喷施生态膜复合肥溶液量6-8t；

VI、喷后注意观察牧草发芽出苗情况，快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次，出苗后生育期遇干旱天气影响生长时，再喷洒补水，第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割，待第二年群体形成时再刹割。

本发明半干旱风沙区植被生态和牧草生产系统重建与保持的技术技术具有以下优点：

一是由于生态膜复合肥中木质素的粘结作用和腐殖酸的保水功能，喷施后在沙地表面自然形成2mm左右可降解的生态地膜，遇水时生态地膜会自然软化而不影响水的下渗，风干后生态地膜自然恢复又可抑制水分蒸发；

二是在人工喷水或天然降水时，地表生态膜复合肥中的肥料成分会自然随水下渗到耕作层，可供应牧草植物生长；

三是此生态膜复合肥可完全降解而不会造成塑料地膜的白色污染；

四是可一次完成喷水、施肥、铺膜三道农艺工序，一次施足肥料、喷足水分、全面覆盖生态地膜，达到牧草植物发芽出苗所需要的水分、温度以及苗期生长所需要的养分等条件；

五是生态膜复合肥可承担前期固沙功能，在牧草植物长成群体的过程中可为其提供养分和水分，促使植被功能群体和牧草生产系统建成；

六是可通过豆科牧草植物自身根瘤菌的固氮作用和多年生牧草枯叶落地后转化为有机腐殖质，使沙化荒漠土地有机养分和氮钾营养得到补充，加之大面积牧草植被后，田间小气候由干燥型向湿润型转化，进而影响大气而增加降水量，达到良性循环和培肥沙地、改良沙地。使沙地变草原，荒漠变农田。

具体实施方式

实施方式1

首先采用切短的重量百分比为70％有机麦草秸秆和30％的无机氮磷化肥，装进20m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应3h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品生态膜复合肥，而后在半干旱沙化地区——选择4月份——平整沙化荒漠土地——将草原3号杂花小叶苜蓿种子晒种3h——浸种3h——小面积播种——人工开沟6cm深——行距20cm——条播下种——每亩用种量1.5kg——覆土1cm——采用以上所述喷壶——喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液130kg——兑水50倍——人工喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液每亩6t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割。

实施方式2

首先采用切短的重量百分比为80％有机麦草秸秆和20％的无机氮磷化肥，装进40m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应5h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品，而后在半干旱沙化地区——选择5月份——平整好沙化荒漠土地——将沙打旺种子晒种3h——浸种4h——大面积播种——选择中国农科院草原研究所的沙地牧草播种机——行距30cm——条播下种——每亩用种量2.5kg——大面积喷施——采用地埋塑料管、一头连接大型肥膜溶液混配池的水泵、另一头连接喷灌喷头——喷头小孔直径为1.5cm——每亩用上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥130kg——兑水60倍——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液8t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割

实施方式3

首先采用切短的重量百分比为75％有机麦草秸秆和25％的无机氮磷化肥，装进30m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应4h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品，而后在半干旱沙化地区——选择5月份——平整沙化荒漠土地——将甘肃红豆草种子晒种3h——浸种5h——小面积示范——人工开沟8cm深——行距25cm——条播下种——每亩用种量2.5kg——覆土2cm——选择农用拖拉机后边拖车装上储水箱、前边配套高压水泵的机械喷施方法——每亩用生态膜复合肥130kg——兑水60倍——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液7t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割

实施方式4

首先采用切短的重量百分比为75％有机麦草秸秆和25％的无机氮磷化肥，装进30m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应4h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品在半干旱沙化地区——选择4月份——平整沙化荒漠土地——将野豌豆种子晒种3h——浸种5h——大面积播种——选择中国农科院草原研究所的沙地牧草播种机——行距30cm——条播下种——每亩用种量3kg——大面积喷施——采用地埋塑料管、一头连接大型肥膜溶液混配池的水泵、另一头连接喷灌喷头——喷头小孔直径为2.5cm，——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液130kg——兑水60倍——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液7t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割。

实施方式5

首先采用切短的重量百分比为75％有机麦草秸秆和25％的无机氮磷化肥，装进30m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应4h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品在半干旱高寒荒漠地区——选择5月份——平整沙化荒漠土地——将沙生冰草种子晒种3h——浸种4h——小面积示范——人工开沟6cm深——行距20cm——条播下种——每亩用种量1.5kg——覆土1cm——采用以上所述喷壶——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液130kg——兑水50倍——人工每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液6t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割。

实施方式6

首先采用切短的重量百分比为75％有机麦草秸秆和25％的无机氮磷化肥，装进30m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应4h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品在半干旱高寒荒漠地区——选择5月份——平整沙化荒漠土地——将沙生冰草种子晒种3h——浸种3h——大面积播种——选择中国农科院草原研究所的沙地牧草播种机——行距25cm——条播下种——每亩用种量2.5kg——大面积喷施——采用地埋塑料管、一头连接大型肥膜溶液混配池的水泵、另一头连接喷灌喷头——喷头小孔直径为1.5cm——每亩每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液130kg——兑水60倍——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液7t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水5t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割。

实施方式7

首先采用切短的重量百分比为75％有机麦草秸秆和25％的无机氮磷化肥，装进30m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应4h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品在半干旱高寒荒漠地区——选择5月份——平整沙化荒漠土地——将沙生冰草种子晒种3h——浸种5h——小面积示范——人工开沟7cm深——行距20cm——条播下种——每亩用种量2kg——覆土1.5cm——选择农用拖拉机后边拖车装上储水箱、前边配套高压水泵的机械喷施方法——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液130kg——兑水55倍——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液7t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割。

实施方式8

首先采用切短的重量百分比为75％有机麦草秸秆和25％的无机氮磷化肥，装进30m³蒸煮反应罐，通入蒸汽，高温高压蒸煮反应4h后，压滤提取肥料膜溶液，再经过蒸发浓缩、改性复合和喷雾干燥工艺制取红褐色粉状产品在半干旱沙化地区——选择4月份——平整沙化荒漠土地——将草原3号杂花小叶苜蓿种子晒种3h——浸种4h——大面积播种——选择中国农科院草原研究所的沙地牧草播种机——行距30cm——条播下种——每亩用种量3kg——大面积喷施——采用地埋塑料管、一头连接大型肥膜溶液混配池的水泵、另一头连接喷灌喷头——喷头小孔直径为2.5cm——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液130kg——兑水60倍——每亩喷施上述制取的红褐色粉状产品生态膜复合肥溶液8t——观察牧草出苗情况——快出土时遇干旱天气影响出苗的情况下补水一次——每亩喷水3t——出苗后生育期遇干旱天气影响生长时——每亩喷水6t——第一年若牧草群体形不成植被时不要刹割——待第二年群体形成时再刹割。

这样的话，播种喷肥后，基本材料--生态膜复合肥的固沙效率和抗风蚀效力可达到93％——95％左右，到后期所播种的沙地牧草(功能材料)生长形成群体后，防沙效率和抗风蚀效力可达95％——98％。也就是在沙地牧草还没形成群体时，基本材料承担固沙防沙的功能；沙地牧草生长形成群体的过程中，生态膜复合肥可为其提供养分和水份，促使牧草植物功能群体建成牧草生产系统。同时彻底改善沙区生态环境。最终使沙地变草原，荒漠变农田。从而实现生态效益、环境效益、社会效益、经济效益协调可持续发展。