本发明属于凋落物降解技术领域，具体涉及一种加快山地油松人工林地凋落物分解的方法。
背景技术：
冀北山地生态区位重要，森林资源丰富，油松是主要的营林类型，森林凋落物是森林生态系统中物质和能量的一个重要载体，油松林凋落物木质素和纤维素含量高，木质素包围着纤维素,十分稳定,不易降解，因此木质素降解是地球上森林生态系统养分循环的限速过程，若凋落物降解慢,大部分养分储存于凋落物中不能及时有效的参与流通,这就导致了养分循环速度和森林的生产力下降。另外，冀北山地森林火灾安全隐患高，是河北省森林火灾防控的重点地区，森林凋落物既是一种潜在的森林养分源，但也是一个潜在的火险源，高强度森林火灾大多由地表火引起，危害程度主要取决于森林地被可燃物的载量，因此森林地被凋落物分解是十分重要的过程。
凋落物分解作用是一个较为复杂的生理生化过程，包含碎裂、异化和淋溶三个过程的综合作用，这三个作用交叉进行、相互影响共同参与凋落物的分解过程，北方针叶林的枯枝落叶主要是通过微生物分解的,调节其枯枝落叶周转速率最重要的环境因子是那些调节微生物活动的因素,包括土壤温度、土壤湿度、养分有效性、能源有效性。
申请号为200910113498的中国专利公开了微地形改造促进凋落物分解方法，其采用扩树穴、收集凋落物、喷施微生物菌剂、树穴覆盖及灌溉措施等步骤完成，这种方法费时费力，需要投入大量人力物力进行扩树穴、收集凋落物、树穴覆盖、灌溉等工作，不适合山地等不具备灌溉条件的森林大范围内使用。
申请号为201310080358的中国专利公开了一种清理森林地被可燃物的降解剂的配置及其应用，其利用高效降解菌种组合和适量的多酶体活性制品，加入适量的水充分拌匀制备成降解剂。本发明除了添加成熟的微生物菌剂外，还通过其他调节土壤温度、湿度、养分和能量加快凋落物的分解。
技术实现要素：
本发明为了解决冀北山地油松人工林地凋落物自然分解缓慢的问题，提供了一种加快山地油松人工林地凋落物分解的方法，该方法通过调整影响微生物活动的因素来增加微生物种类和数量，该操作方法简单、有效、省时省力，能够加快油松凋落物的分解速度。
本发明的具体技术方案是：
一种加快山地油松人工林地凋落物分解的方法，关键点是，所述方法包括以下步骤：
A、在6月至8月的雨季时期，对油松林下灌木和草本进行刈割，割下的灌木或草本覆盖在林地表面；
B、刈割后，在降雨量大于5mm的雨后对油松林地凋落物施入复合微生物菌剂，施入量为36-60kg/ha，所述复合微生物菌剂按照重量份数包括1-2份秸秆腐熟剂、5-8份吸水剂、3-5份粘附剂、2-3份尿素、1-2份蔗糖以及30-40份沙土。
所述的步骤B中，吸水剂为淀粉基高效吸水剂。
所述的步骤B中，粘附剂为羧甲基纤维素钠。
所述的步骤B中，复合微生物菌剂的施入量为50kg/ha。
本发明的有益效果是：本发明通过生长期割草灌溉并利用雨水来加速其分解，为微生物快速生长繁殖提供物质和能量基础，增加了微生物的种类和数量，然后在穿透雨状态下，对凋落物施入复合微生物菌剂，为微生物对油松松针的分解提供良好的环境和充分的微生物活性，最终实现油松凋落物的加速分解，操作简单，只有刈割和施撒药剂两个步骤需要人工操作，省时省力的情况下实现加速油松凋落物分解的目的。
具体实施方式
本发明涉及一种加快山地油松人工林地凋落物分解的方法，通过生长季割灌除草、喷施吸水剂、粘附剂以及营养元素等方式来改善微生物活动环境，从而增加微生物种类和数量，最终达到加快山地油松人工林地凋落物分解的目的，具体的实施步骤通过具体实施例来进行阐述。
具体实施例，选择冀北地区的油松林地进行方法的具体操作，具体操作步骤如下：
A、选择6月上旬至8月中旬的雨季开始进行，对油松林下灌木和草本进行适当刈割，割下的灌木或草本覆盖在林地表面既可以对林地起到保温保湿的作用，改善微生物生活环境，其相对油松松针较易分解，又为微生物快速生长繁殖提供物质和能量基础，该步骤打破了常规的收集凋落物的思想，克服了本领域的技术偏见，提供了一种相反的的思路来解决加快凋落物分解的方法；
B、刈割后，选择降雨量大于5mm的雨后向油松林地凋落物进行施入复合微生物菌剂的操作，当降雨量超过1mm时，冀北地区油松林开始出现穿透雨，当降雨量大于等于5mm时，穿透雨量显著增大，并对地面土壤湿度产生影响，冀北地区的降雨量小于5mm的降雨出现的频率为56.1％，这样的降雨量对油松凋落物分解的影响微乎其微，因此不是存在降雨就能够进行菌剂的施入，需要判断降雨量大小作为施入的指导参数，保证施入前的降水足量，充足降水量对油松凋落物浸泡、腐蚀，加快了其分解的速度，此时，结合复合微生物菌剂的施入，复合微生物菌剂在充足水量的环境能够促进油松凋落物的腐烂分解，最终起到显著加快油松凋落物分解速度的作用。
复合微生物菌剂在林地中每公顷的施入量为50kg/ha，其中包括1.5kg秸秆腐熟剂、6.5kg吸水剂、4kg粘附剂、2.5kg尿素、1.5kg蔗糖以及34kg沙土，施用前，将以上6种成分按比例充分混合，均匀撒于林地表面。为便于操作，沙土可以就地取材，用林下土壤代替，使用非常方便，作为沙土使用的林下土壤作为助剂，便于使各有效成分充分混合均匀；吸水剂为淀粉基高效吸水剂，为现有产品，其主要成分是淀粉，与一般合成树脂相比较，其具有生物降解特性，同时还有成本低廉(仅为合成树脂的60％)、吸水倍数高(是一般合成树脂的一倍左右)等优点，用于保持水分，创造适合微生物生长繁殖的微环境，同时为微生物生长繁殖提供物质营养和能量基础；秸秆腐熟剂选择市面上成熟的在售产品，其微生物活性成分主要为真菌，以木霉属、青霉属、弯颈霉属、轮枝霉属、毛霉属为主，其微生物含量≥2亿个/克；粘附剂选用羧甲基纤维素钠(Carmellose Sodium)简称CMC,其吸湿性强，对光热稳定，粘度高，在水中溶解成透明状稳定胶体，粘度300～600MPa.S，可将微生物和水分紧紧粘附在凋落物表面；本发明中尿素作为氮的调节剂，氮是反映凋落物基本性质和非生物环境条件的重要指标之一，是土壤微生物养分来源，对主要由微生物活动驱动的凋落物分解过程有着重要意义；蔗糖作为微生物活动的能量来源，微生物在分解有机质时，需要一定的糖作为能量来源，尤其是在松针等有机化合物较难分解时，分解初期更需要一定的外源糖输入。
本发明操作简单，只需进行刈割和施入复合微生物菌剂2次人工操作，较自然状态下，提高油松林凋落物失重率可高达96.93％，其中木质素、纤维素和半纤维素含量损失率可提高110.40％、43.30％和85.50％；较只施入秸秆腐熟剂的情况，提高凋落物失重率可高达69.32％，其中木质素、纤维素和半纤维素含量损失率可提高15.44％、22.48％以及60.14％，下面通过对比试验来进行自然状态、施入腐熟剂和施入复合微生物菌剂三种情况的阐述。
实验地点选择张家口市小五台山林区油松林，7月份雨后将腐熟剂和复合微生物喷洒到设定的样地内，后期采样于喷洒后第0d、30d、75d、120d分别釆集喷洒区和未喷洒区样品，未喷洒区作为对照，带回实验室风干，将风干后样品在80℃下烘至恒重，称重，磨粉处理后过6号筛贮存备用，室内进行纤维素、半纤维素和木质素测定，木质素、纤维素、半纤维素等物质为凋落物中较难分解物质，直接影响凋落物分解速率，因此其含量可以直接表征凋落物的分解速率，凋落物的质量损失率计算公式如下：
W＝(X0-X)/X0×100％；
式中：W为失重率；X0为分解初始的凋落物干重；X为分解某时间点的凋落物干重。
木质素、纤维素和半纤维素含量测定采用酸性洗涤法，凋落物木质素、纤维素、半纤维素损失率计算公式如下：
Wi＝(X0i-Xi)/X0i×100％；
式中：i＝1、2、3，代表木质素、纤维素、半纤维素；Wi为木质素、纤维素、半纤维素损失率；X0i为分解初始的木质素、纤维素、半纤维素含量；Xi为分解某时间点的木质素、纤维素、半纤维素含量。
表1为未喷洒、施入腐熟剂和施入本发明的复合微生物菌剂后林下凋落物不同时期失重率比较，可见，分解120d时，施入复合微生物菌剂后林下凋落物失重率为22.47％，较未喷洒区提高96.93％，较施入腐熟剂区失重率提高69.32％。
(表1)
表2为未喷洒、施入腐熟剂和施入本发明的复合微生物后林下凋落物不同时期木质素含量比较，可见，分解120d时，施入复合微生物菌剂后林下凋落物木质素含量为13.517％，损失率为53.17％；未喷洒区木质素含量为21.547％，损失率为25.26％；施入腐熟剂区，木质素含量为15.572％，损失率为46.06％。分解120d时，施入复合微生物菌剂相较施入腐熟剂木质素损失率增大了15.44％，相较未喷洒区木质素损失率增大了110.49％。
(表2)
表3为未喷洒、施入腐熟剂和施入本发明的复合微生物后林下凋落物不同时期纤维素含量比较，可见，分解120d时，施入复合微生物菌剂后林下凋落物纤维素含量为14.258％，损失率为46.96％；未喷洒区纤维素含量为18.073％，损失率为32.77％；施入腐熟剂区纤维素含量为16.576％，损失率为38.34％。分解120d时，施入复合微生物菌剂相较施入腐熟剂纤维素损失率增大了22.48％，相较未喷洒区木质素损失率增大了43.30％。
(表3)
表4为未喷洒、施入腐熟剂和施入本发明的复合微生物后林下凋落物不同时期半纤维素含量比较，可见，分解120d时，施入复合微生物菌剂后林下凋落物半纤维素含量为8.491％，损失率为69.47％；未喷洒区半纤维素含量为17.401％，损失率为37.45％；施入腐熟剂区半纤维素含量为15.755％，损失率为43.38％。分解120d时，施入复合微生物菌剂相较施入腐熟剂半纤维素损失率增大了60.14％，相较未喷洒区木质素损失率增大了85.50％。
(表4)
通过上述对比可见，本发明配置的复合微生物菌剂使林下凋落物木质素、纤维素和半纤维素含量降低显著，木质素、纤维素和半纤维素含量损失率较未喷洒区林提高了110.40％、43.30％和85.50％，较施入腐熟剂区提高了15.44％，22.48％，60.14％。施入复合微生物菌剂后林下凋落物失重率为22.47％，较未喷洒区提高96.93％，较施入腐熟剂区提高69.32％。