一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法

    专利查询2025-12-15  4

    本发明属于草原修复,具体涉及一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法。


    背景技术:

    1、草原退化是指草原从一个稳定状态转变为脆弱不稳定状态,主要表现为草原原有的结构、功能被破坏,多样性和生态系统稳定性降低,植被覆盖度下降,优良牧草种类明显减少,各类牧草质量变劣,牧草生产力、质量下降,草原土壤理化性质改变,呈现沙化和盐碱化,养分含量减少,水土流失加剧等。

    2、草原退化原因是多方面的,一方面是气候原因,我国草原多处于半干旱和干旱等生态脆弱区,缺水等自然因素本身不利于草的生长;另外一方面,随着家畜数量剧增,人类过度依赖草地的生产功能而忽视其生态功能,超载放牧、草地开垦、矿产开发等人类活动,导致草原生态系统出现不同退化。

    3、草原生态修复是将退化、受损的草原生态修复到一个新的长期稳定健康状态的过程。目前草原生态修复常见的方式包括:免耕补播、合理放牧、人工草地建植、围栏封育、耕翻和施肥、微生物修复等。

    4、草原生态植被修复在很大程度上取决于草原土壤中微生物群落,微生物接种能够同时促进牧草和土壤群落发展,微生物还可帮助牧草获取土壤中氮、磷等养分,而退化的草原土壤中微生物菌落数以及丰度会显著降低,限制草原生态的恢复进程,补充复合微生物有助于草原生态修复。现有文献表明,草原生态修复过程中,四类微生物发挥重要作用,分别为丛枝菌根真菌、根际细菌、根际真菌和固氮细菌,其中根际细菌能耐干旱、盐碱,帮助牧草获得土壤养分;根际真菌能分解利用纤维素、果胶质和淀粉,为牧草提供养分;根瘤固氮菌对牧草养分的吸收也具有促进作用;丛枝菌根真菌有利于土壤团聚体的形成和稳定,还能够促进牧草水分与磷养分的吸收。另外,干旱和半干旱的退化草原土壤中添加保水剂可帮助草原土壤锁住水分,进一步促进草原生态的修复。

    5、经检索,现有技术已经存在草地中添加保水剂和或微生物,使草原生态恢复,如cn102204435a公开了使用丛枝菌根真菌恢复草原植被;cn 107446583 a公开了使用有机肥和假单胞菌、放线菌等根际细菌改良土壤;cn 112470587 a公开了使用保水剂、畜禽粪便等有机肥、微生物修复退化草原;cn 108102659 a公开了使用保水剂、有机肥、am真菌即丛枝菌根真菌修复退化草原;文献(“切根和微生物接种剂对退化羊草典型草原的影响”,吴振华,2020)公开使用翻土加微生物修(未明确微生物种类)复退化草原;文献(“我国退化草原恢复的限制因子及需要解决的基础科学问题”,潘庆民,等,2023年)公开了草原修复的菌种大类以及修复限定因子;文献(“5 种丛枝菌根真菌在草原生态系统铜尾矿植被恢复中的作用”,郭伟,等,2013年)公开了5 种丛枝菌根真菌对草原修复效果不同。

    6、可见,现有技术虽然公开在草原土壤中添加保水剂和或微生物,修复草原,但现有技术仅泛泛记载,并没有将修复草原的四类微生物即丛枝菌根真菌、根际细菌、根际真菌和固氮细菌进行组合,也没有研究四类微生物中不同菌剂对草原修复的影响,本发明从现有技术出发,创造性的将修复草原的四类微生物即丛枝菌根真菌、根际细菌、根际真菌和固氮细菌进行组合,并对四类微生物进行筛选,配合保水剂纤维素接枝丙烯酸钾和有机肥,可显著增加退化草原土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。本发明基于退化草原所处自然环境以及土壤营养状况,在降雨后播种垂穗披碱草、早熟禾和紫花苜蓿种子混合物,可提高种子存活率,增加禾草产量。


    技术实现思路

    1、本发明基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,从现有文献记载出发,结合保水剂维素接枝丙烯酸钾、有机肥,从草原生态修复四类微生物即丛枝菌根真菌、根际细菌、根际真菌和固氮细菌中,分别筛选出适合退化草原土壤养分改善的摩西球囊霉、根内球囊霉和高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻,上述菌种的组合,相对中单一的摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻,可显著增加退化草原土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。本发明在复合微生物中添加保水剂纤维素接枝丙烯酸钾和有机肥,有机肥可为微生物生长提供营养成分,纤维素接枝丙烯酸钾具有较好的保水效果,可为微生物生长提供适宜的水分环境;本发明在降雨后播种垂穗披碱草、早熟禾和紫花苜蓿种子混合物,一方面是因为微生物改善土壤需要一定时间,如接种微生物时同时播种,退化草原土壤养分没有改善,水分也不适宜播种,此时播种会降低种子存活率,另一方面降雨后播种,保水剂可进一步补充和锁住水分,且此时退化草原土壤经过微生物改善,土壤养分也大大提高,土壤养分和水分均适合播种。

    2、本发明一方面提供一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,包括如下步骤:

    3、步骤1:将退化草原区采用生物围栏的方式进行封禁;

    4、步骤2:取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾5-12重量份,有机肥50-140重量份,微生物菌剂3-10重量份混合均匀,制成微生物混合物备用;所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:1-3:1-4:1-3:1-2:1-2:3-5;

    5、步骤3:在步骤1退化草原区添加步骤2制备的微生物混合物,将退化草原区土壤进行深耕翻20-30cm,将微生物混合物埋入土壤底部,浇水便于微生物存活以及保水剂锁住水分,其中微生物混合物添加量为200-350kg/亩。

    6、步骤4:降雨后播种垂穗披碱草、早熟禾和紫花苜蓿种子混合物,播种量为2-5公斤/亩。

    7、优选地,步骤2中取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾5重量份,有机肥50重量份,微生物菌剂3重量份混合均匀。

    8、优选地,步骤2中,取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾12重量份,有机肥140重量份,微生物菌剂10重量份混合均匀。

    9、优选地,步骤2中,取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾8重量份,有机肥100重量份,微生物菌剂5重量份混合均匀。

    10、优选地,步骤2中,所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:1:1:1:2:1:3。

    11、优选地,步骤2中,所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:2:2:3:1:2:4。

    12、优选地,步骤2中,所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:3:4:3:2:3:5。

    13、优选地,步骤3中,将退化草原区土壤进行深耕翻20cm,所述微生物混合物添加量为200kg/亩。

    14、优选地,步骤3中,将退化草原区土壤进行深耕翻30cm,所述微生物混合物添加量为350kg/亩。

    15、优选地,步骤3中,将退化草原区土壤进行深耕翻25cm,所述微生物混合物添加量为300kg/亩。

    16、优选地,步骤4中,所述播种量为2公斤/亩。

    17、优选地,步骤4中,所述播种量为5公斤/亩。

    18、优选地,步骤4中,所述播种量为3公斤/亩。

    19、与现有技术相比,本发明达到的有益效果包括:

    20、(1)本发明从现有文献记载出发,结合保水剂维素接枝丙烯酸钾、有机肥,从草原生态修复四类微生物即丛枝菌根真菌、根际细菌、根际真菌和固氮细菌中,分别筛选出适合退化草原土壤养分改善的具体菌剂。

    21、(2)本发明从常见的退化草原生态修复微生物丛枝菌根真菌摩西球囊霉、光壁无梗囊霉、道氏近巨孢囊霉、根内球囊霉、地表球囊霉、聚丛球囊霉、单孢球囊霉、高山无梗囊霉中,筛选出摩西球囊霉、根内球囊霉和高山无梗囊霉;从常见的退化草原生态修复微生物根际细菌假单胞菌、产碱杆菌、无色杆菌、土壤杆菌中,筛选出土壤杆菌;从常见的退化草原生态修复微生物根际真菌尖孢镰刀霉、淡紫拟青霉中,筛选出尖孢镰刀霉;从常见的退化草原生态修复微生物固氮菌蓝藻、地衣中,筛选出蓝藻,上述菌种可较大程度改善退化草原土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾的含量。

    22、(3)本发明将摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组合,相对中单一的摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻,可显著增加退化草原土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。

    23、(4)本发明在微生物混合物中添加保水剂纤维素接枝丙烯酸钾和有机肥,有机肥可为微生物生长提供营养成分,纤维素接枝丙烯酸钾具有较好保水效果,可大大提高微生物混合物的存活率。草原本身处于干旱和半干旱地区,退化草原土壤保水能力进一步降低,缺少保水剂,即使接种微生物混合物时添加水分,由于水分会快速扩散,接种的微生物混合物并不能有效存活。

    24、(5)本发明在接种微生物混合物时,添加水分,从而便于保水剂锁住水分,为微生物生长提供适宜的水分环境,大大提到了微生物的存活率;降雨后播种垂穗披碱草、早熟禾和紫花苜蓿种子混合物,一方面是因为微生物改善土壤需要一定时间,接种微生物时同时播种,退化草原土壤养分没有改善,水分也不适宜播种,此时播种会降低种子存活率,另一方面降雨后播种,保水剂可进一步补充和锁住水分,且此时退化草原土壤经过微生物改善,土壤养分也大大提高,此时土壤养分和水分均适合播种。


    技术特征:

    1.一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于包括如下步骤:

    2.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤2中,取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾5重量份,有机肥50重量份,微生物菌剂3重量份混合均匀。

    3.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤2中,取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾12重量份,有机肥140重量份,微生物菌剂10重量份混合均匀。

    4.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤2中,取高分子保水剂纤维素接枝丙烯酸钾8重量份,有机肥100重量份,微生物菌剂5重量份混合均匀。

    5.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤2中,所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:1:1:1:2:1:3。

    6.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤2中,所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:2:2:3:1:2:4。

    7.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤2中,所述微生物菌剂包含摩西球囊霉、根内球囊霉、高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻组,其质量比为:3:4:3:2:3:5。

    8.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤3中,将退化草原区土壤进行深耕翻20cm,所述微生物混合物添加量为200kg/亩。

    9.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤3中,将退化草原区土壤进行深耕翻25cm,所述微生物混合物添加量为300kg/亩。

    10.权利要求1所述的一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法,其特征在于步骤4中,所述播种量为3公斤/亩。


    技术总结
    本发明属于草原修复技术领域,具体涉及一种基于微生物菌剂的退化草原生态修复方法。本发明从现有文献记载出发,结合维素接枝丙烯酸钾和有机肥,从草原生态修复四类微生物即丛枝菌根真菌、根际细菌、根际真菌和固氮细菌中,分别筛选出适合退化草原土壤养分改善的摩西球囊霉、根内球囊霉和高山无梗囊霉、土壤杆菌、尖孢镰刀霉、蓝藻,上述菌的组合,可显著增加退化草原土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。本发明微生物混合物中有机肥可为微生物生长提供营养成分,纤维素接枝丙烯酸钾可为微生物生长提供适宜的水分环境;本发明在降雨后播种垂穗披碱草、早熟禾和紫花苜蓿种子混合物,可提高种子存活率,增加禾草产量。

    技术研发人员:白玛嘎翁,魏巍,曲广鹏,周娟娟
    受保护的技术使用者:西藏自治区农牧科学院草业科学研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-32749.html

    最新回复(0)