一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体

摘要

本发明涉及一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，特点是先由水菖蒲种子、土壤基质、有机肥和生物粘合剂按重量比1∶85-95∶5-10∶1.5-2.5的比例混合加水搅拌均匀，然后以水菖蒲种子5-10粒为一个粘团，得到植物功能复合体，该植物功能复合体的含水率为40-65%，上述有机肥中N、P和有机质含量分别为10-20g/kg、1-1.2g/kg和35-60g/kg，上述生物粘合剂由淀粉、蛋白质、糊精、松香按质量比20-25∶5-10∶55-60∶10-15的比例配制而成，优点是该植物功能复合体中植物种子在消落带中成活率可以达到30%以上，可以恢复库区沙质消落带的植被群落，降低水土流失。

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物功能复合体，尤其是涉及一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体。

背景技术

消落带（又称涨落带或涨落区）是指水库季节性水位涨落而使周边被淹没土地周期性地露出于水面的一段特殊区域，是库区泥沙、有机物、化肥和农药进入水体的最后一道生态屏障，具有截污和过滤、改善水质、控制沉积和侵蚀等环境功能，同时具有保持生物多样性、提供鱼类繁殖和鸟类栖息场所和调蓄洪水等生态功能，消落带植被发育对于消落带功能的发挥具有至关重要性。

目前，库区沙质消落带的植物种植主要存在以下问题：

（1）消落带植被发育的土壤基质受水体冲刷流失，植物生长的基础条件不断被破坏；

（2）消落带植物生长环境条件相对苛刻，要忍受水淹、强光、干旱、营养缺乏等环境因子的胁迫，因此自然界中适于消落带水陆两栖特殊生境生长的植物种类极少，筛选困难；

（3）由于消落带植被的破坏，消落带内土质结构经过长期水流侵蚀，造成库区水土流失严重，土体表质中常含多种岩石碎片，粘粒含量少，粗粉含量高，结持性差不耐侵蚀，易遭冲刷，因此土壤种子库难以建立；

（4）消落带内土质结构经过长期水流侵蚀，土壤有机质大量溶入水体，不仅造成库区水质恶化同时由于土壤有机质偏低，筛选到的先锋物种定居初期很难得到足够营养延续其生存，个别植物即使移栽成功也难以形成稳定的消落带植被群落。

因此构建一种简单、快速、有效的用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，形成稳定的消落带植被群落，降低水土流失对环境的负面效应，减少或控制环境污染同时增加视觉的美学享受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适于在消落带生长的植物功能复合体，该植物功能复合体中植物种子在消落带中成活率可以达到30%以上，可以恢复库区沙质消落带的植被群落，降低水土流失。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，先由水菖蒲种子、土壤基质、有机肥和生物粘合剂按重量比1：85-95：5-10：1.5-2.5的比例混合加水搅拌均匀，然后以所述水菖蒲种子5-10粒为一个粘团，得到植物功能复合体，该植物功能复合体的含水率为40-65%，上述有机肥中N、P和有机质的含量分别为10-20g/kg,1-1.2g/kg,35-60g/kg，所述的生物粘合剂由淀粉、蛋白质、糊精、松香按质量比20-25：5-10：55-60：10-15配制而成。

所述的土壤基质为将自然土壤凉干，粉碎、过50-60目筛。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，用适于消落带生长的水菖蒲植物种子、土壤基质、有机肥和生物粘合剂组成，将植物功能复合体散布于消落带区域，提高了消落带土质的粘结性和土壤有机质成分，从而在库区沙质消落带形成稳定的植被群落，降低水土流失对环境的负面效应，减少或控制环境污染。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

一、植物种子选择：

从适合水陆两栖生长的近40中植物中，以植物不同发育阶段根长较长、根茎大、根壁厚度大、根气腔结构密与根系气体交换能力强为植株抗逆性选择指标，以植株根尖发育速率快、根茎根基强度大、根基交联度多和单位体积根生物量大为根系土壤附着力选择指标，筛选得到以下植物适合消落带水陆两栖生长环境：水菖蒲（Acorus calamus L）为天南星科（Araceae）菖蒲属（Acorus）植物。多年生草本。花果期2－6 月。分布很广，产黄河以南各省区，生于湿地或吸旁石上，根茎可入药。

二、具体实施例

实施例1

本发明一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，由水菖蒲种子、土壤基质、有机肥和生物粘合剂按重量比1：85：5：1.5的比例混合加水搅拌均匀，然后以水菖蒲种子5-10粒为一个粘团，得到植物功能复合体，该植物功能复合体的含水率为40%，有机肥中N、P和有机质含量分别为10-20g/kg,1-1.2g/kg,35-60g/kg，生物粘合剂由淀粉、蛋白质、糊精和松香按质量比为23:6:57:14的比例配合而成，土壤基质为将自然土壤凉干，粉碎、过50目筛。

实施例2

本发明一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，由水菖蒲种子、土壤基质、有机肥和生物粘合剂按重量比1：90：7.5：2的比例混合加水搅拌均匀，然后以水菖蒲种子8粒为一个粘团，得到植物功能复合体，该植物功能复合体的含水率为50%，，有机肥中N、P、有机质含量分别为15g/kg,1.1g/kg,50g/kg，生物粘合剂由淀粉、蛋白质、糊精、松香按质量比为24:5:58:13的比例配合而成，土壤基质为将自然土壤凉干，粉碎、过55目筛。

实施例3

本发明一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体，，由水菖蒲种子、土壤基质、有机肥和生物粘合剂按重量比1： 95： 10：2.5的比例混合加水搅拌均匀，然后以水菖蒲种子10粒为一个粘团，得到植物功能复合体，该植物功能复合体的含水率为65%，有机肥中N、P和有机质含量分别为20g/kg, 1.2g/kg, 60g/kg，生物粘合剂由淀粉、蛋白质、糊精、松香按质量比为25:5:60:10的比例配合而成，土壤基质为将自然土壤凉干，粉碎、过60目筛。

三、对比试验

生物功能复合体定植后生长状况监控与评价：采用Phytalk和LC-6200型气孔分析仪等数字化的植物生理生态实时在线检测系统跟踪记录分析水菖蒲物种萌发、幼苗生长和植株发育、早期植物生长状况信息：气孔导度(10-15 mmol·m^-2·s^-1)、呼吸强度(6.5-8.0 CO₂ml·h·kg)、茎流(0.25-0.5h/L)、叶水势(0.7-1.0 MP)、叶片含水量(75-82 %)等植物表观生理生态学数据日和季节性节律性变化，同时获得消落带光辐射强度(1200-1600 nmol／m² S)、大气温度(17-39℃)、大气湿度（45-92 g/m³）、土壤含水量（72-94 %）、风速（0.7-4.2 m/s）等多种实时环境因子变化数据，以上数据说明植物功能复合体定植后生长状况良好。

生态恢复过程的效益评价：以植被物种组成变化、植被盖度和物种多样性水平等为指标，评价消落带植被恢复过程的生态效益；采用环境分析技术与实验生态学结合的研究方法，以植被拦截入湖泥沙、减少土壤有机质流失量和微环境水体水质达标状况为依据，评价恢复过程的环境效益；植物功能复合体定植1年后，在对照区无植物生长的痕迹，示范区水菖蒲定植成活率达到36%，植被盖度可达12%，示范区为单一物种；植物功能复合体定植3年后观察，对照区仍无植物生长的痕迹，示范区植物功能复合体定植成活率达32%，植被盖度水平可达27%，另有2个伴生物种出现。

综上所述，使用本发明一种用于库区沙质消落带种植的植物功能复合体后，在环境生态效益方面，与无生物功能复合体定植的对照区相比，植被拦截95﹪入湖泥沙，80%土壤有机质流失，微环境水体水质达到Ⅰ类水体标准；在景观生态效益方面，显著改善消落带微环境物种组成多样性水平和景观美学价值；在生物生态效益方面，选择的水菖蒲植物不仅具有较高的观赏价值而且具有经济和药用价值。植物功能复合体定植后植物种子出苗率达到50-60%，一年后成活率达到36%。