[其他]细质土壤的改良方法

说明书

本发明涉及到在干旱和半干旱气候条件下，由于自然的、偶然的或有意的原因而失去植被的细质土壤的改良方法。

由于恶劣的环境因素和缺乏适当的技术，在使干旱、半干旱地区自然地、偶然地、人为地破坏的地方再生植被的努力，一般是面临失败。干旱、半干旱土地在美国和其它许多国家的土地中占有很大比例。这些地区的年降水量常常少于12英寸。在干旱、半干旱地区的降水是典型不可预报的，伴随着周期性的旱灾，这不是例外而是规律。在较冷的气候条件下，一年中的许多降水量是在这一年的非生长季以雪的形式出现的，雪容易被劲风吹而升华，这是世界上干旱和半干旱地区的特征。在土地还冻着时，雪也可能融化，因此造成大量的径流，少量的水渗入土壤。所以，冬季水分中仅一小部分能被植物利用。干旱、半干旱地区的夏季雨水常以高强度、短时期的暴雨形式出现，这种形式的暴雨其特点是产生大量的径流，有很少的水分渗入土壤被植物利用。在暴雨严重时，骤发洪水和严重的侵蚀问题就会出现。

干旱、半干旱土地的蒸发蒸腾率也高，潜在的蒸发蒸腾率每年可能超过50英寸。在世界的许多干旱、半干旱地区，大多数甚至整个生长季内都存在水分缺乏。很明显，水分成为干旱、半干旱地区植被建立、生长和繁殖的主要限制因素。

过去的地理气候条件已导致了世界上许多干旱、半干旱地区的土壤的形成，这些土壤可称为细质的粘重土壤。表Ⅰ规定了土壤分类中所用的颗粒大小范围。基本土壤质地种类中的三种主要组分的百分含量见图1所示。

表    Ⅰ

土壤组分的大小范围

美国农业规划部

（U.S.Department    of    Agriculture    Scheme）

组分名称    直径（范围）毫米

极粗沙    2.0-1.0

粗沙    1.0-0.5

中沙    0.5-0.25

细沙    0.25-0.10

极细沙    0.10-0.5

粉沙    0.05-0.002

粘土    ＜0.001

细质土壤，特别是粘土（定义为至少含35～40%粘粒的土壤）所具有的物理化学特性，加重了存在于干旱、半干旱地区的水分缺乏。正是由于它们的特性，细质土壤使能够渗入土壤中的水分量降低。这是由于（1）细质土壤不是特别多孔的;（2）细质土壤的孔是典型非常小的;（3）水移动通过小孔时带来了粘粒或粉沙粒，它们可以堵塞小孔;（4）细质土壤刚一湿润就膨胀，有效地严密封闭了表孔和亚表孔，使土壤严重地不渗水。由于水和粘粒间强烈的电荷吸引，大量渗入细质土壤中的水也不能被植被利用。土壤水分特性及土壤质地的一般关系见图2。注意细质土壤的田间持水量比粗质土壤的田间持水量大得多，但细质土壤中的不可利用的水量也比粗质土壤中的大得多。当细质土壤中仍有许多水分时，其萎蔫点已来到。

细质土壤也可能是重盐土盐碱土或碱土，这部分是由于细质土壤吸收的水分减少，不能将盐分从土壤中淋洗出。土壤中盐分的存在对土壤水分吸收和植物根利用土壤水分的能力起消极影响。

已经知道细质土壤抑制植物的种子萌发和生长。细质土壤紧实的性状，使自然传播或人工播下的种子很难被埋住。当种子萌发，如果是在土壤表面，则其生存的可能性是很小的。如果种子由于自然作用或人为开沟播种，被细质粘重土壤埋住，这些种子常常不能穿透细质粘重土的坚实表面。很明显，干旱、半干旱地区的改良要想成功，就必须使恶劣的气候和土壤条件得到改善。

目前，美国和其它国家的法律都要求对露天矿、矿渣汇集处和其它人类干扰区进行改良。改良过程一般包括用有利用价值的土，重新填入由于露天开采矿而形成的坑或覆盖住矿渣滓池，再种植当地的或引进的植物。在旱期到来之前，细质土壤和少量的降雨导致草、灌木、非禾草植物和树，在有雨时期内萌发和建立完整的根系非常困难。在这些条件下，植物经常不能适当地生根，导致很高的死亡率。我发现了一个相当简单的方法来为种子萌发和幼苗生长提供适宜的环境，并且使有效水分保持较长的时间，故能帮助可生存植物种群的萌发和生长。