专利名称：一种柱花草作为生态牧草改良退化土壤的方法
技术领域：
本发明涉及柱花草作为生态牧草改良土壤的方法，属土壤改良技术领域。
背景技术：
柱花草(Stylosanthes spp.)具有固氮、速生、耐割、适用性强、耐旱性强的等特点，适口性好，是牛、羊等畜禽喜食的热带、亚热带地区重要的豆科牧草和饲料植物。生态牧草是指既有生态保护与恢复功能，又有增进畜禽生产作用的草本植物。其生态功能表现为:作为生物措施，在丘陵山地开发中起到表土覆盖、保水固土、防风固沙和防治流失的功能，作为绿肥，在果园(或竹、林地)套种或与作物轮作，通过生物固氮和养分富集，起到改善土壤结构，提高土壤肥力等培肥地力的作用；其作为牧草的作用表现为:具有较强的适应性和抗逆性，可以适应一定地区的气候和土壤条件；在正常管理栽培下，具有较高的生物产量、养分含量和较长的生长周期；可以作为某类或某种草食或杂食动物的饲料，且适口性较好；可以通过混播或加工作为牲畜的饲料成分或添加剂。土壤退化是指土壤肥力衰退导致生产力下降的过程。是土壤环境和土壤理化性状恶化的综合表征，有机质含量下降，营养元素减少，土壤结构遭到破坏；土壤侵蚀，土层变浅，土体板结；土壤盐化、酸化、沙化等。其中，有机质下降，是土壤退化的主要标志。在干旱、半干旱地区，原来稀疏的植被受破坏，土壤沙化，就是严重的土壤退化现象。
金沙江干热河谷位于25.5° 28.0° NU00.3° 103.60° E，属南亚热带气候。年平均降雨量为558 801.2mm,蒸发量2636 3830mm，是降雨量的3.0 6.0倍，高温干旱，干旱时期长达6-7个月，雨量集中6 10月。其土壤以燥红土为主，抗蒸发能力弱，旱季土壤干旱相当严重。雨季高温高湿，土壤有机质分解极快，得不到补充。土壤侵蚀严重，有机质含量低，不足3g/kg，林下枯落物少，生态环境退化，水土流失日益加剧，是我国生态环境最为脆弱，水土流失最严重，土壤严重退化的区域，这不仅危及本区土地资源的可持续利用，还直接威胁到长江中下游地区的生态安全。因此，对该区域退化土壤的改良工作势在必行。现有改良退化土壤技术中，常通过种植绿肥、施用农家肥提高土壤肥力、改良土壤结构，达到改良退化土壤的目的，但直接种植绿肥改良效果慢，大量施用农家肥存在成本较高的缺陷和不足，因此，有必要研究一种成本低又能较快提高土壤肥力、达到改良退化土壤目的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种既成本低、又能较快有效提高土壤肥力的一种改良金沙江干热河谷退化土壤的方法。为达到此目的，本发明通过以下技术方案来实现的:一、一种柱花草作为生态牧草改良退化土壤的方法，包括以下步骤:( I)退化土壤的选择，选择金沙江干热河谷退化土壤；(2)种植植物的选择及移栽，选择柱花草(Stylosanthes spp.)为种植植物，移栽前，在步骤(I)所述的退化土壤结合整地施入腐熟农家肥7500kg/hm2和过磷酸钙30(T375kg/hm2，挖定植塘，塘距为50cmX IOOcm ;于金沙江干热河谷雨季，将柱花草苗移栽在定植塘中，每塘定植2株；(3)田间管理①柱花草苗成活后当新叶萌发时追施尿素f2次，每次追施尿素用量为每塘
0.005kg，两次追施尿素间隔15-20天；②适时排涝与灌溉:雨季及时排水，控制土壤含水量不超过15%，干旱季节及时浇水，保持土壤含水量不低于3%，所述的百分数为质量分数；③中耕除杂:中耕时人工除杂草；④病虫害防治:每年6 11月用50%多菌灵可湿性粉剂100(Γ1500倍液喷雾2次，每次喷雾相隔1(Γ15天，防止炭疽病的发生；每年l(Tll月用20%啶虫眯粉剂3000倍液喷杀蚜虫或粘虫至蚜虫或粘虫死亡，每次喷杀该药液间隔5-7天，所述的百分数为质量分数。二、一种柱花草改良退化土壤的方法，其步骤如下:(I)退化土壤的选择，选择金沙江干热河谷退化土壤；(2)挖沟，雨季前，在步骤(I)所述的退化土壤挖沟宽40 45cm、沟深20 25cm的沟,各条沟之间的间距为3(T40cm ；`(3)翻压柱花草，雨季时，将割下的柱花草鲜草放置在步骤(2)所挖的沟内，用土壤将该沟内的柱花草覆盖，每公顷退化土壤施入1500(T30000kg柱花草鲜草，以每公顷退化土壤施入的柱花草鲜草量确定每条沟中施入的柱花草鲜草量且每条沟中施入的柱花草鲜
草量相等。与现有技术相比，本发明有以下有益效果:1、本发明方法充分考虑了金沙江干热河谷退化土壤的生态环境脆弱特点以及选择的作物要适应本区种植，选择柱花草植物作为改良退化土壤植物，充分利用了柱花草植物耐旱、生长迅速、耐割、固氮能力强、适用性强、管理粗放的特点，结合本发明的其它田间管理技术措施，种植柱花草两年，一方面柱花草拦截泥沙、减少了水土流失，大幅度提高了土壤养分和土壤保水能力、改良了退化土壤，另一方面增加了柱花草的产量、将剩余的柱花草饲喂牲畜，提高土地单位面积产值，促进了山地养殖业的发展，起到了生态牧草的作用，是实现经济与生态双赢的方法。与对照相比，本发明种植柱花草样地(处理I)的土壤有机质、全氮和有效磷含量分别平均提高了 50.8%,29.2%,84.9% ;与对照相比，本发明种植柱花草样地(处理I)在旱季(T20cm 土层、2(T40cm 土层的土壤含水量分别提高了 37.6%、17.1%，产生了预料不到的技术效果。2、本发明选择柱花草和通过翻压柱花草技术措施，由于翻压后的柱花草枝叶腐烂成为腐植质，大量的腐植质与土壤混合，6个月即快速提高了退化土壤养分，改善了土壤条件，增加了土壤肥力，翻压柱花草样地(处理2) 6个月的土壤有机质、全氮、有效磷含量比无种植柱花草样地(对照)的土壤有机质、全氮、有效磷含量分别平均提高196.4%,204.2%、262.6% ；比单种柱花草(处理I )2年的土壤分别平均提高96.6%、135.5%,96.2%，与对照相比和与种植柱花草(处理I)相比，均快速地产生了预料不到的技术效果。3、本发明方法成本低且易操作。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明，但并不构成对本发明保护范围的限制。以下实施例所用柱花草种子、农药50%多菌灵可湿性粉剂，20%啶虫眯粉剂等试验材料均为市售。实施例1具体步骤如下:(1)退化土壤的选择，选择云南省金沙江干热河谷元谋县金雷小流域羊开窝基地退化土壤，位于Ε10Γ 49' 54" -N25。51' 09"，试验涉及退化土壤面积2hm2，在该退化土壤上设置2个处理及I个对照，处理1:种植柱花草；处理2:翻压柱花草；对照:无种植柱花草也无翻压柱花草(空地)。该试验区海拔高度为1016m，月平均气温23.5°C，极端最高气温35.9°C，极端最低气温6.6°C，平均地表温度27.6 V，最高地表温度63.3°C，最低地表温度4.9°C，日照时数3469.2h，月均相对湿度53.9%，降雨量897.0mm,蒸发量2319.9mm,是降雨量的2.6倍。土壤以中度退化的燥红土，中度退化土壤有机质含量为1°/Γ2%，全氮为0.059Γ0.1% ;重度退化土壤有机质含量为0.5°~1%，全氮为0.02%~0.05%。(2)处理I和处理2种植植物的选择:均选择柱花草(Stylosanthes spp.)为种植植物。处理I采用育苗移栽方式种植柱花草的步骤如下(设三次重复):①育苗:在4飞月，选择向阳、排水与灌溉方便、土层深厚疏松壤土或砂壤土作为苗床地，早春深耕翻苗床地，施腐熟农家肥11250(T22500kg/hm2，过磷酸钙225 450kg/hm2，碎土整平，理成宽1.5~2.0m的畦面。柱花草种子硬实率达90%以上，将种子倒入桶中，往桶中加入80°C的热水浸泡种子3飞分钟，使种子表皮软化，倒去热水后将种子放在阴凉处晾干待播，播种量37.5~49.5kg/hm2。②苗期管理:4飞月是金沙江干热河谷元谋县高温干旱时期，幼苗前期水的管理以湿为主。苗期柱花草地(4(T50d)应勤除杂草并补施氮肥I次，如果苗弱可用尿素溶于水中，浓度为0.39ΓΟ.5%，搅匀后淋施，每天淋清水一次保持土壤湿润以利出苗，出苗后除去覆盖的稻草并搭上遮阳网，防止烈日对幼苗的损害，提高成活率。③移栽柱花草:移栽前，在步骤(1)所述的退化土壤结合整地施入腐熟农家肥7500kg/hm2和过磷酸|丐375kg/hm2,挖定植塘,塘距为50cmX IOOcm ;于金沙江干热河谷雨季6月，将柱花草苗移栽在定植塘中，每塘定植2株，浇足定根水；(3)田间管理①柱花草苗成活后当新叶萌发时追施尿素1次(尿素:总氮(以干基计)含量为46%，百分数为质量分数)，每次追施尿素用量为每塘0.005kg ；②适时排涝与灌溉:柱花草耐旱但不耐涝，金沙江干热河谷雨季集中在6 10月，因此雨季应及时排水，控制土壤含水量不超过15%，能保证柱花草正常生长和产量。干旱季节(11月至次年5月)及时浇水，旱季长达6 7个月，因此应保持土壤含水量不低于3%，能保证柱花草成活。③中耕除杂:柱花草在移栽当年前期生长较慢，通常杂草比柱花草生长要快，因此，应及时进行杂草防除，有利柱花草生长，主要采用中耕时人工除杂草；④病虫害防治:柱花草为多年生草本植物，于每年6月用质量分数为50%多菌灵可湿性粉剂1500倍液喷雾2次，每次喷雾相隔10天，防止炭疽病的发生；每年10月用20%啶虫眯粉剂3000倍液喷杀蚜虫或粘虫至蚜虫或粘虫死亡，每次喷杀20%啶虫眯粉剂药液相隔7天。(4)刈割柱花草当柱花草生长超过0.6^0.8m时，在柱花草离地30cm±5cm进行刈割柱花草，刈割的鲜柱花草，可用于饲喂牛和羊，还可以用于处理2所述的翻压柱花草在需改良的退化土壤中挖的沟内，以改良土壤。处理2翻压柱花草处理2按沟内施入的柱花草鲜草量设3个处理，即处理1、处理I1、处理III，各处理
三次重复。各处理步骤如下:A、挖沟，雨季前，在上述步骤(I)所述的退化土壤中划为处理2用地的退化土壤上挖沟宽45cm、沟深25cm的沟，各条沟之间的间距为30cm，各条沟在该退化土壤均匀分布；根据需改良的退化土壤的总面积，沟的宽度、沟间距可得到沟的条数(数量)。B、翻压柱花草,雨季时，当柱花草生长0.6"0.8m时,在柱花草离地30cm±5cm处刈割柱花草，将割下的柱花草鲜草放置在步骤A所挖的沟内，用土壤将该沟内的柱花草覆盖，处理1:柱花草鲜草施入量为15000kg//hm2 (三次重复)，处理I1:柱花草鲜草施入量为22500kg/hm2 (三次重复)，处理II1:柱花草鲜草施入量为30000kg/hm2 (三次重复)，以每公顷退化土壤施入的柱花草鲜草量确定每条沟中施入的柱花草鲜草量且每条沟中施入的柱花草鲜草量相等。结果及分析:①土壤养分测定:采集土壤样品时间:种植柱花草样地(处理I)的土壤样品和对照地的土壤样品于移栽种植柱花草后两年采集；翻压柱花草样地(处理2)的土壤样品于翻压柱花草后6个月采集。每样点挖土壤剖面采集的土壤样品0.5^1公斤，送样到昆明诚尔信农业分析测试技术有限公司按常规方法测定土壤样品中有机质(％)、全氮(N，％)、有效磷(P，mg/kg)的含量(详见表1、表2)。种植柱花草样地(处理I)的土壤有机质、全氮、有效磷含量比无种植柱花草样地(对照)的土壤有机质、全氮、有效磷含量分别平均提高50.8%,29.2%,84.9%，本发明种植柱花草改良退化土壤的方法与对照相比产生了预料不到的技术效果。翻压柱花草样地(处理2 )的土壤有机质、全氮、有效磷含量6个月即比无种植柱花草样地(对照)的土壤有机质、全氮、有效磷含量分别平均提高196.4%,204.2%,262.6% ;比处理I分别平均提高96.6%、135.5%,96.2%，本发明翻压柱花草改良退化土壤的方法与对照相比产生了预料不到的技术效果。本发明翻压柱花草改良退化土壤的方法与种植柱花草(处理I)相比也产生了预料不到的技术效果。②土壤含水量:种植柱花草第二年，在旱季分别取种植柱花草样地(处理I)和无种植柱花草样地(对照)(T20cm 土层的土壤样品及2(T40cm 土层的土壤样品，按烘干法测土壤样品的含水量，测得:(T20cm 土层种植柱花草样地(处理I)的含水量为6.146%，无种植柱花草样地(对照)的含水量为4.467%，2(T40cm 土层种植柱花草样地(处理I)的含水量为
6.105%,无种植柱花草样地(对照)的含水量为5.212% ;结果表明:种植柱花草样地(处理I)在旱季(T20cm 土层土壤含水量比无柱花草种植样地提高37.6%，在2(T40cm 土层土壤含水量比无柱花草种植样地提高17.1%，表明土壤的保水能力得到大幅度的提高。③柱花草鲜产量:每公顷年产鲜草1126.7 19433.3kg，增加了饲料来源，鲜柱花草可饲喂牛和羊，促进养殖业的发展，起到了生态牧草的作用，既可以作为某类或某种草食或杂食动物的饲料，又达到提高土壤有机质、全氮和有效磷含量、提高了土壤保水能力，改良退化土壤的作用。表1:不同样地(T30cm 土层深土壤营养成分(平均值)
权利要求
1.一种柱花草作为生态牧草改良退化土壤的方法，包括以下步骤: (1)退化土壤的选择，选择金沙江干热河谷退化土壤； (2)种植植物的选择及移栽，选择柱花草(Stylosanthesspp.)为种植植物，移栽前，在步骤(I)所述的退化土壤结合整地施入腐熟农家肥7500kg/hm2和过磷酸钙300 375kg/hm2,挖定植塘,塘距为50cmX IOOcm ;于金沙江干热河谷雨季,将柱花草苗移栽在定植塘中，每塘定植2株； (3)田间管理 ①柱花草苗新叶萌发时追施尿素I 2次，每次追施尿素用量为每塘0.005kg，两次追施尿素间隔15 20天； ②适时排涝与灌溉:雨季排水，控 制土壤含水量不超过15%，干旱季节浇水，保持土壤含水量不低于3% ； ③中耕除杂:中耕时人工除杂草； ④病虫害防治:每年6 11月50%多菌灵可湿性粉剂1000 1500倍液喷雾2次，每次喷雾相隔10 15天，防止炭疽病的发生；每年10 11月用20%啶虫眯粉剂3000倍液喷杀蚜虫或粘虫至蚜虫或粘虫死亡，每次喷杀间隔5-7天，各步骤所述的百分数为质量分数。
2.一种柱花草改良退化土壤的方法，其步骤如下: (1)退化土壤的选择，选择金沙江干热河谷退化土壤； (2)挖沟,雨季前,在步骤(I)所述的退化土壤挖沟宽40 45cm、沟深20 25cm的沟，各条沟之间的间距为30 40cm ； (3)翻压柱花草，雨季时，将柱花草鲜草放置在步骤(2)所挖的沟内，用土壤将该沟内的柱花草覆盖，每公顷退化土壤施入15000 30000kg柱花草鲜草，每条沟中施入的柱花草鲜草量相等。
全文摘要
本发明公开一种柱花草作为生态牧草改良退化土壤的方法。该方法选择的退化土壤为金沙江干热河谷退化土壤，结合整地施入腐熟农家肥和过磷酸钙，雨季移栽柱花草苗，柱花草苗新叶萌发时追施尿素1~2次，雨季及时排水，控制土壤含水量不超过15%，干旱季节及时浇水，保持土壤含水量不低于3%，每年用50%多菌灵可湿性粉剂防止炭疽病的发生；20%啶虫眯粉剂3000倍液喷杀蚜虫或粘虫。本发明方法根据金沙江干热河谷退化土壤的生态特点，充分利用了柱花草植物耐旱、生长迅速、耐割、固氮能力强、适用性强、管理粗放的特点，使土壤有机质、全氮和有效磷含量以及在旱季0~20cm土层、20~40cm土层的土壤含水量均得到大幅度提高。
文档编号A01B79/02GK103081698SQ20131004680
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者龙会英, 张德, 范建成, 何光熊, 史亮涛, 张明忠, 金杰, 唐文冲 申请人:云南省农业科学院热区生态农业研究所