石漠化地区乔木种植基盘技术研究

发布时间：2020-05-29 07:13

【摘要】：中国是世界范围内石漠化最严重的国家之一,植被恢复是治理石漠化灾害的根本途径。本论文针对石漠化地区岩石大面积裸露、大气降水及人工降雨不能保存、土壤缺乏且营养成分不足等特点,充分利用石漠化地区岩石裂隙发育且裂隙中富含地下水的实际情况,遵循从“乔木→灌木→草本”的石漠化地区生态系统重建思路,提出“一个基盘一棵树”的乔木树种栽种原则,研发乔木种植基盘技术,包括基盘研发和现场应用两方面。通过室内实验遴选出了营养土的组成成分并得到最优配合比,据此分析汲湿根的汲水性能,实施现场试验。总结本文研究成果,获得的主要结论如下:(1)石漠化地区乔木种植基盘技术包括汲湿根、基盘母体和防蒸发盖三部分,其中基盘母体和汲湿根内填充有保水性营养土。针对石漠化地区岩体裂隙发育并富含裂隙水的实际情况,创造性地在基盘底部设置汲湿根,为基盘内早期成活生长的单株树木根系提供了向岩体深部生长的通道;针对石漠化地区岩石裸露并缺少土壤的实际情况研发“基盘母体”,解决植物初期生长缺乏养分和水分的问题;针对石漠化地区地表太阳辐射强烈,导致植物生长困难的情况,研发“防蒸发盖”,促进基盘内树木生长。(2)基盘母体是乔木种植基盘技术的核心。基盘内营养土由菇渣、秸秆、蛭石、牛粪、保水剂、珍珠岩、肥料、粘合剂和壤土按照不同配比混合而成,具有自营养保水结构的营养土为乔木初期成活和生长提供了必要条件。选取室内盆栽实验的植物种子为刺槐,一共分成26组配比,前13组分析菇渣、秸秆、牛粪三种材料对植物生长特别是营养土保水性的影响,后13组讨论保水剂、蛭石、珍珠岩、肥料四种材料对营养土保水性的影响。每隔5天左右使用土壤水分测定仪测定营养土水分变化,持续观测并记录,实验期间不进行人工常态化浇水。(3)适量的菇渣、秸秆和蛭石可改善营养土结构,促进植物生长。菇渣体积配比适宜含量为10%,秸秆的适宜含量为10%,过量则会加大土壤孔隙。蛭石可提高土壤透气性和含水性,适宜含量为4%。牛粪适宜含量为10%。保水剂适宜含量为0.2%。珍珠岩适宜含量为8%。(4)各生长基质中,牛粪、保水剂和珍珠岩是影响基盘营养土保水性的主要因素,菇渣、秸秆和蛭石是次要因素。配比7、11、18营养土保水性较优,75天营养土含水率分别为:38.4%、29.1%、31.3%,另根据植物生长情况选出的三组较优配比7、10和17。综合分析最终选取最优配比7,据此进行汲湿根汲水性能实验。(5)汲湿根是乔木种植基盘技术的关键部分。根据室内盆栽实验结果,使用配比7配制汲湿根,分为两组:D=2cm,L=25cm和D=1.5cm,L=25cm。每组各制作成相同的汲湿根5根,每3天采用烘干法分别测量汲湿根上段、中段和下段的含水率,持续记录汲湿根的相关数据。第一组汲湿根第15天上、中、下段含水率分别为:0.06%、41.9%和59.7%,第二组汲湿根第15天上、中、下段含水率分别为:6%、62.3%和51.6%。第一组汲湿根第15天干湿分界长度为16.4cm,第二组汲湿根第15天干湿分界长度为12.5cm。第一组汲湿根一共吸水体积为80ml,第二组汲湿根一共吸水体积为11ml。实验表明:温度越高,汲湿根直径越大,汲湿根水分输送越快,汲湿根提取水分的高度越大,吸水体积越多,即汲湿根汲水性能越好。(6)本实验表明:在26组配比中,配比7:菇渣10%,秸秆10%,牛粪10%,保水剂0.2%,蛭石4%,珍珠岩8%,壤土57.2%,肥料0.6%,粘合剂0.15%,可作为石漠化地区乔木种植基盘技术的最优配比。利用该配比制作的汲湿根,保水吸水性好,且一定程度内温度越高、汲湿根直径越大,汲湿根的水分提取高度越大、吸水体积越多,汲水性能越高,越有利于将岩石裂隙中的水分和湿气输送至基盘底部,促进石漠化地区植被恢复。(7)根据室内盆栽实验获得营养土的最优配比,在重庆市南山石漠化地区进行乔木种植基盘技术现场试验,详细给出了基盘技术的现场应用方法。从2017年10月至2018年4月的现场试验结果表明,该技术能保障石漠化地区乔木树种栽种成活及可持续生长,能率先重建石漠化地区乔木-灌木-草本生态系统中的乔木植被。
【图文】：

石漠化地区乔木种植基盘技术研究

沙漠化

水蚀荒漠化

图 1.2 水蚀荒漠化Fig.1.2 Water-eroded desertification化。土地盐渍化指由于人类不恰当的生产活动条件恶化，而逐步演化成盐渍化土地[13]。近度盐渍化土地面积由原来的 6%上升到 7.4%图 1.3 土地盐渍化Fig.1.3 Soil salinization复杂，，与气候条件、地理环境、人为活动等
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S728;X171

【参考文献】