本发明属于矿质复合肥技术领域，具体涉及一种荒漠多浆旱生植物矿质复合肥及其应用。
背景技术：
干旱是人类面临的最严重的生态环境问题之一。据统计，世界干旱、半干旱区占地球陆地面积的三分之一，我国干旱、半干旱地区约占国土面积的50％；特别是我国生态环境比较脆弱的西北地区，由于极端干旱、少雨，致使荒(沙)漠化现象尤其严重，已成为世界上荒漠化问题最严重的国家之一。面对全球范围内干旱化导致的自然生态系统的不断退化，各国科学家都试图通过促进荒漠多浆植物的生长并增强其抗旱适应性性来遏制土地荒漠化这一重大环境问题，然而迄今为止还未找到有效的方法。因此，如何能够维持干旱区生态系统的功能、加速干旱区退化生态系统的恢复进程是当前亟待解决的科学问题。
我国风沙灾害严重的地区大多分布在干旱荒漠区，该地区以降水贫乏且变异大为突出特征，其蒸散量一般是降水量的210倍，水资源十分匮乏。荒漠旱生植物是我国西北干旱区的重要资源植物，集防风固沙、水土保持、优良牧草及中药材等用途于一身，在维持我国干旱荒漠区生态平衡、促进干旱区生态建设和经济发展等方面发挥着极其重要的作用。然而，由于全球气候变化引起荒漠区自然条件不断恶化，加之人类活动的乱砍滥伐，过度放牧，乱挖滥采野生中药材以及水资源不合理利用导致的地下水位下降，已使这些重要资源植物逐渐退化和死亡，荒漠化蔓延速度加快。荒漠植物的日益衰退与复壮更新困难问题已经引起学术界广泛的关注，更新问题逐渐成为制约荒漠植物发挥生态效益的主要因素，如何在有限的降雨量下通过切实的人工措施来保证荒漠植被的复壮更新变得极为重要。然而，我国西北干旱区广泛分布的荒漠旱生植物在长期的自然选择和适生进化过程中逐渐演化出了独特的适应性机制，具有了超强的抗旱能力和对荒漠生境的良好适应性。
近年来研究发现矿质营养在荒漠多浆植物的抗旱性方面起着重要的作用。对于多浆旱生植物而言，多浆旱生植物除能够积累na+作为有效渗透调节物质外，还能够积累ca2+和si来抵抗干旱环境，多浆旱生植物都具有以积累离子为主的抗旱适应性特征，大量吸收积累na+、ca2+、si和适量的有机溶质是多浆植物抵抗干旱生境的重要策略，si积累对多浆旱生植物对抗旱的贡献与mg2+大致相当，多浆旱生植物对氮(n)的积累量较高，但对磷(p)的积累量较低，表现出大量的积累n而排斥p的重要适应性特征，荒漠多浆旱生植物对磷的需求量较少，且磷浓度为2mmol/l时抑制荒漠多浆旱生植物的生长，低浓度的磷能够满足荒漠多浆旱生植物的生长需要。
在干旱荒漠地区，能够供给植物吸收利用的矿质营养十分缺乏。而以上关于矿质营养的研究报道则表明，荒漠植物对矿质营养的吸收有助于增强其抗旱适应性。研究者通过添加na+、si、n和p作为肥料研究了这4种矿质营养的耦合作用，研发出能增强多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)，证实了钠复合肥在荒漠区退化植被的生态恢复中发挥重要作用，虽然上述肥料的研制、应用及推广在多浆植物抗旱性中取得了一定成效，但存在以下问题：①多浆植物具有大量的积累n而排斥p的适应性特征，说明多浆植物对p的吸收利用较少，在肥料配方中大量的添加矿质元素p存在不合理性；②该肥料中缺乏ca2+、mg2+等重要矿质元素，肥料肥效的发挥无论是在增强植物抗旱性还是提高土壤肥力中并没有达到最大化。
在干旱荒漠地区，能够供给植物吸收利用的矿质营养十分缺乏，荒漠多浆植物对矿质营养的吸收有助于增强其抗旱适应性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种种荒漠多浆旱生植物矿质复合肥及其应用，本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥在荒漠区推广应用，用于培育荒漠区的强抗旱种苗，复壮更新退化的荒漠植被，促进荒漠区退化植被生长，保护和改善生态环境，为干旱荒漠区探索荒漠植物抗旱性途径开辟新的研究前景，能够改善土壤结构，提高土壤肥力，促进荒漠多浆旱生植物的生长和增加其抗旱性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，其特征在于，由以下重量份的组分制成，氯化钠10～80份、硝酸铵5～25份、氯化钙10～80份、氯化镁10～80份和硅酸钠5～15份。
优选地，由以下重量份的组分制成，氯化钠20份、硝酸铵5份、氯化钙20份、氯化镁40份和硅酸钠10份。
优选地，由以下重量份的组分制成，氯化钠40份、硝酸铵10份、氯化钙60份、氯化镁10份和硅酸钠7.5份。
本发明中上述两种优选地荒漠多浆旱生植物矿质复合肥组分，是通过正交试验获得的，如表1所示正交试验设计为5因素5水平，将荒漠多浆旱生植物矿质施入土壤中，然后将多浆旱生植物霸王催芽的种子进行播种育苗，当霸王的生长期结束时，九月中旬测定霸王的株高、鲜重、干重和叶面积，筛选出两组优选的组分。
表1多浆旱生植物霸王优选肥料研制正交实验设计
本发明还提供了上述的一种荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的应用：
应用于直接施入荒漠地区的土壤中时，荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的施肥量为157.2千克/亩～210.9千克/亩，育苗前施肥一次或当土壤含水量为田间最大持水量的30％且植株高生长至10cm～15cm时施肥一次。
应用于荒漠多浆植物的土培育苗时，其特征在于，土培育苗时将荒漠多浆旱生植物矿质复合肥直接施入土壤中或兑水后施入土壤中，荒漠多浆旱生植物矿质复合肥和土壤的质量比为(0.95g～1.275g)：1kg；育苗前施肥一次和当土壤含水量为田间最大持水量的30％且植株高生长至10cm～15cm时施肥一次，每次施肥量为总施肥量的1/2。
应用于荒漠多浆植物的沙培育苗或水培育苗，沙培育苗或水培育苗时荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的施肥量为9.5g/l～12.75g/l。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明针对干旱荒漠区降雨量稀少、水资源匮乏导致的荒漠植物抗旱适应性差、复壮更新慢等问题，本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，解决了干旱荒漠区植物造林成活率低、复壮更新慢的问题，在荒漠区推广应用，用于培育荒漠区的强抗旱种苗，复壮更新退化的荒漠植被，促进荒漠区退化植被生长，保护和改善生态环境，为干旱荒漠区探索荒漠植物抗旱性途径开辟新的研究前景。
2、本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥不但改善土壤结构，提高土壤肥力，补充了干旱半干旱地区土壤中缺乏的n及si营养元素，还使荒漠多浆旱生植物从土壤中获得足够的na+、ca2+和mg2+，满足生长需要，并将na+、ca2+和mg2+区域化到植物的液泡中，降低植物的渗透势，增加了荒漠多浆旱生植物的抗旱性，多浆植物对p的吸收利用较少，磷浓度为2mmol/l时抑制荒漠多浆旱生植物的生长，故本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥未添加p。
3、本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥能够促进荒漠多浆旱生植物的生长，增加荒漠多浆旱生植物的株高、鲜重、干重和叶面积。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，由以下重量份的组分制成：氯化钠20份、硝酸铵5份、氯化钙20份、氯化镁40份和硅酸钠10份。
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥用于荒漠多浆植物的水培育苗，试验方法为：将本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥溶解在hoagland营养液中，命名为复合肥营养液，复合肥营养液中荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的浓度为9.5g/l；所述hoagland营养液的组成为：2mmol/lkno3、0.5mmol/lnh4h2po4、0.25mmol/lmgso4·7h2o、0.1mmol/lca(no3)2·4h2o、0.5mmol/l柠檬酸铁、92μmol/lh3bo3、18μmol/lmncl2.4h2o、1.6μmol/lznso4·7h2o、0.6μmol/lcuso4·5h2o和0.7μmol/l(nh4)6mo7o24·4h2o。
将装有蛭石的培养盒置于托盘中，培养盒的底部有孔，托盘中盛有hoagland营养液，hoagland营养液通过培养盒底部的孔向上渗透，将蛭石润湿，待蛭石充分湿润后，将霸王催芽的种子均匀播种于培养盒中，置于温室内生长4周，得到霸王幼苗；所述温室的条件为：昼夜温度为(28±2)℃/(23±2)℃，光照时长为16h/d，光强度约为600μmol/m2·s，相对湿度为60％～80％；将霸王幼苗分成3个区组，3个区组分别用hoagland营养液(对照1)、钠复合肥hoagland营养液(对照2)、和复合肥营养液(处理1)处理5d，再将3个区组再分别分为3大组，每大组有5个重复的小组，3个大组分别用聚乙二醇(peg6000)将渗透势调至0mpa、-0.5mpa和-1.0mpa，每天更换一次peg6000，使渗透势维持恒定，5d后测量霸王的生长指标。
对照2的钠复合肥hoagland营养液中的钠复合肥为现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)的组分：硝酸钠、磷酸二氢钠和硅酸钠，将上述组分按照21:6:73比例溶解到hoagland营养液中，得到钠复合肥hoagland营养液，钠复合肥的浓度为12.75g/l。
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥也可以用于荒漠多浆植物的沙培育苗。
表20mpa渗透势下对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b和c表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表2可知，在0mpa渗透势下，即不遭受干旱胁迫的情况下，与对照1和对照2相比，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥明显促进了霸王的生长。与对照1相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了25.4％、34.1％、16.8％和56.7％，与对照2相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了11.3％、14.0％、10.6％和19.8％。
表3-0.5mpa渗透势下对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b和c表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表3可知，在-0.5mpa渗透胁迫下，与对照1和对照2相比，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥明显促进了霸王的生长，减轻了渗透胁迫对其造成的伤害。与对照1相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了23.2％、30.2％、22.1％和69.1％，与对照2相比较，处理2的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了14.3％、9.6％、10.2％和26.5％。
表4-1.0mpa渗透势下对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b和c表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表4可知，在-1.0mpa渗透胁迫下，与对照1和对照2相比，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥明显促进了霸王的生长，减轻了渗透胁迫对其造成的伤害。与对照1相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了23.5％、28.9％、25.0％和67.7％，与对照2相比较，处理2的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了12.0％、12.6％、9.5％和27.9％。
试验结果表明，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥较与现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)比较，荒漠多浆旱生植物霸王的成活率显著提高，并且霸王株高、鲜重、干重和叶面积增加，说明本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥在促进荒漠多浆旱生植物的生长上更加优异，本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥能用于培育荒漠区的强抗旱种苗，复壮更新退化的荒漠植被，促进荒漠区退化植被生长。
实施例2
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，由以下重量份的组分制成：氯化钠40份、硝酸铵10份、氯化钙60份、氯化镁10份和硅酸钠7.5份。
试验方法同实施例1，本实施例中的2个区组分别用hoagland营养液(即为实施例1中的对照1)、钠复合肥hoagland营养液(即为实施例1中的对照2)和复合肥营养液(处理2)，复合肥营养液中荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的浓度为12.75g/l。
表50mpa渗透势下对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b和c表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表5可知，在0mpa渗透势下，即不遭受干旱胁迫的情况下，与对照1和对照2相比，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥明显促进了霸王的生长。与对照1相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了28.2％、40.7％、18.9％和68.5％，与对照2相比较，处理2的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了13.8％、19.6％、12.6％和28.9％。
表6-0.5mpa渗透势下对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b和c表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表6可知，在-0.5mpa渗透胁迫下，与对照1和对照2相比，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥明显促进了霸王的生长，减轻了渗透胁迫对其造成的伤害。与对照1相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了27.5％、38.4％、24.4％和80.0％，与对照2相比较，处理2的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了14.3％、21.4％、11.6％和34.7％。
表7-1.0mpa渗透势下对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b和c表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表7可知，在-1.0mpa渗透胁迫下，与对照1和对照2相比，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥明显促进了霸王的生长，减轻了渗透胁迫对其造成的伤害。与对照1相比较，处理1的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了26.5％、37.3％、30.8％和75.3％，与对照2相比较，处理2的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了14.7％、20.0％、14.6％和33.6％。
实施例3
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，由以下重量份的组分制成：氯化钠20份、硝酸铵5份、氯化钙20份、氯化镁40份和硅酸钠10份。
试验方法为：将土壤装入花盆中，测定土壤的最大田间持水量，当土壤含水量为田间最大持水量的70％时，将催芽后的霸王种子均匀播种在花盆中，然后覆盖沙土，沙土的厚度约为1.0cm，霸王出苗1周后，每隔一周浇水1次，每3d用台秤监测土壤含水量的变化，使花盆内的土壤含水量维持到田间持水量的70％左右，当植株高生长至10cm左右时进行间苗处理，使每盆保留生长一致的霸王幼苗各5株，将盆栽的霸王分成4大组，各大组分别为：对照3(不施肥+干旱处理)、对照4(不施肥+70％的田间含水量)、对照5(施钠复合肥+干旱处理)和处理3(施矿质复合肥+干旱处理)，每大组分为4小组作为重复，每小组5盆；所述土壤为中国科学院临泽内陆河流域研究站周围自然分布的旱生植物霸王生境中土壤；
对照5的钠复合肥为现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)的组分：硝酸钠、磷酸二氢钠和硅酸钠，上述组分的比例为21:6:73。
所述干旱处理的方法为：定期浇灌20d，使盆内土壤含水量维持到田间持水量的70％左右，然后停止浇水诱导干旱胁迫，当土壤含水量降低至田间最大持水量的30％(试验设计土壤含水量)时，保持这一土壤含水量不变，并根据试验设计土壤含水量与实际土壤含水量的差值计算各处理实际需水量，于黄昏或清晨向各大组浇灌所需水量，使各大组土壤含水量保持在试验设计土壤含水量。为了最大程度上减小荒漠区可能的环境因素对实验结果的影响，各小组每隔2周重新随机分派不同的位置，霸王生长期结束后测定相关生长及土壤养分指标；
钠复合肥和矿质复合肥的施肥方法均为：总施肥量和土壤的质量比为0.95g：1kg，将肥料平均分为两次施用到荒漠多浆植物的土壤中，第一次施肥时间为育苗前，将肥料施入土壤中，混合均匀，装入花盆中，第二次施肥时间为当土壤含水量为田间最大持水量的30％且霸王植株高生长至10cm～15cm时，将肥料溶解在等质量的水中，再施入土壤中。
表8矿质复合肥对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b、c和d表示为在p<0.05水平上的差异显著性。
由表8可知，干旱胁迫后，与对照3、对照4和对照5相比较，处理3明显促进了霸王的生长并增强了其抗旱性。与对照3相比较，处理3的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了46.6％、74.1％、101.0％和14.7％，与对照4相比较，处理3的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了13.7％、28.1％、35.9％和55.0％，与对照5相比较，处理3的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了10.3％、24.6％、19.9％和10.5％。
试验结果表明，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥较与现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)比较，荒漠多浆旱生植物霸王的成活率显著提高，并且霸王株高、鲜重、干重和叶面积增加，说明本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥在促进荒漠多浆旱生植物的生长上更加优异，本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥能用于培育荒漠区的强抗旱种苗，复壮更新退化的荒漠植被，促进荒漠区退化植被生长。
表9矿质复合肥对霸王育苗土壤肥力的影响
由表9可知，干旱胁迫后，与对照3、对照4和对照5相比较，处理3的霸王育苗土壤中可利用钠、可利用氮、可利用钙、可利用镁和可利用硅的含量显著增加，土壤肥力显著增强。
试验结果表明，本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥较与现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)比较，土壤中的可利用钠、可利用氮、可利用钙、可利用镁和可利用硅均较对照5有显著的提高，多浆植物对磷的吸收利用较少，故本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥未添加磷，补充了多浆旱生植物抗旱性生长所需的钙和镁，使土壤中的可利用钙和可利用镁显著提高，能够改善土壤结构，提高土壤肥力。
实施例4
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，由以下重量份的组分制成：氯化钠40份、硝酸铵10份、氯化钙60份、氯化镁10份和硅酸钠7.5份。
试验方法同实施例3，本实施例中将盆栽的霸王分成3大组，各大组分别为：对照3(即为实施例3中的对照3)、对照4(即为实施例3中的对照4)、对照5(即为实施例3中的对照5)和处理4(施矿质复合肥+干旱处理)，处理4的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的总施肥量和土壤的质量比为1.275g：1kg。
表10矿质复合肥对霸王生长及其抗旱性的影响
注：a、b、c和d表示为在p<0.05水平上的差异显著性8。
由表10可知，干旱胁迫后，与对照3、对照4和对照5相比较，处理3明显促进了霸王的生长并增强了其抗旱性。与对照3相比较，处理3的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了51.0％、75.3％、97.7％和17.1％，与对照4相比较，处理4的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了17.1％、29.0％、33.8％和58.2％，与对照5相比较，处理4的霸王的株高、鲜重、干重和叶面积分别增加了13.7％、25.5％、18.8％和12.8％。
表11矿质复合肥对霸王育苗土壤肥力的影响
由表11可知，干旱胁迫后，与对照3、对照4和对照5相比较，处理4的霸王育苗土壤中可利用钠、可利用氮、可利用钙、可利用镁和可利用硅的含量显著增加，土壤肥力显著增强。
实施例5
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，由以下重量份的组分制成：氯化钠80份、硝酸铵5份、氯化钙10份、氯化镁80份和硅酸钠5份。
本实施例选取施用钠复合肥和未施肥的霸王分别作为对照组，施用荒漠多浆旱生植物矿质复合肥作为处理组，钠复合肥和荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的施肥方法为：当土壤含水量为田间最大持水量的30％且霸王植株高生长至10cm～15cm时，直接施入荒漠地区的土壤中，施肥量为157.2千克/亩，当霸王生长期结束，9月中旬调查，施用荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的霸王的成活率为85.1％，而施用钠复合肥对照组的成活率为74.4％，未施肥的的对照组成活率仅为57.1％。
所述钠复合肥为现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)的组分：硝酸钠、磷酸二氢钠和硅酸钠，上述组分的比例为21:6:73。
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥与现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)比较，荒漠多浆旱生植物霸王的成活率显著提高，并且霸王株高、鲜重、干重和叶面积增加，说明本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥在促进荒漠多浆旱生植物的生长上更加优异，本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥能复壮更新退化的荒漠植被，促进荒漠区退化植被生长。
实施例6
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥，由以下重量份的组分制成：氯化钠10份、硝酸铵25份、氯化钙40份、氯化镁45份和硅酸钠15份。
本实施例选取施用钠复合肥和未施肥的霸王分别作为对照组，施用荒漠多浆旱生植物矿质复合肥作为处理组，钠复合肥和荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的施肥方法为：育苗前直接施入荒漠地区的土壤中，施肥量为210.9千克/亩,选取施用钠复合肥和未施肥的霸王作为对照组，当霸王生长期结束，9月中旬调查，施用荒漠多浆旱生植物矿质复合肥的霸王的成活率为86.2％，而施用钠复合肥对照组的成活率为73.1％，未施肥的的对照组成活率仅为58.7％。
所述钠复合肥为现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)的组分：硝酸钠、磷酸二氢钠和硅酸钠，上述组分的比例为21:6:73。
本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥与现有技术中的多浆旱生植物抗旱性的钠复合肥(专利号：2007100188400)比较，荒漠多浆旱生植物霸王的成活率显著提高，并且霸王株高、鲜重、干重和叶面积增加，说明本实施例的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥在促进荒漠多浆旱生植物的生长上更加优异，本发明的荒漠多浆旱生植物矿质复合肥能用于培育荒漠区的强抗旱种苗，复壮更新退化的荒漠植被，促进荒漠区退化植被生长。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。