[发明专利]半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植方法

说明书

本发明公开一种半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植方法。本发明包括步骤：筑垄作沟、施肥、生物碳覆盖集雨垄、播种、田间管理、收获及收获后维护。采用本发明后可增加土壤温度、改良土壤和固定生物氮、提高土壤养分利用率、提高土壤水分、增加作物产量、减少径流和水土流失。秸秆生物炭土壤混合物覆盖集雨垄、动物粪便生物炭土壤混合物覆盖集雨垄和药渣生物炭土壤混合物覆盖集雨垄的年平均径流效率分别为16.3%、16.6%和16.5%，红豆草干草产量比传统耕作(平作)分别提高26.4%、17.5%和27.4%。

技术领域

本发明主要涉及垄沟集雨种植方法，尤其涉及一种半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植方法。

背景技术

半干旱黄土高原丘陵区水资源短缺，是我国旱地农业的中心地带，该区域农作物生产主要依赖天然降水。全球气候变化，尤其极端干旱和降雨，导致该区域水土流失，引起土壤退化、环境污染和地形沟壑纵横，同时，为了满足不断增加人口对粮食和健康等需求，森林砍伐、过度放牧、坡地耕作和单一耕作栽培等使该区域植被覆盖度和生物多样性降低。提高降水资源利用效率和控制水土流失是该区农牧业可持续发展急需解决的生态问题(Ren X, Cai T, Chen X, et al. Effect of rainfall concentration with differentridge widths on winter wheat production under semiarid climate[J]. EuropeanJournal of Agronomy, 2016, 77:20～27.)。

通过改变田间微地形，垄沟集雨种植技术减少径流和增加降雨入渗强度，是半干旱黄土高原丘陵区提高作物产量和水分利用效率的有效技术。国内外关于垄沟集雨种植技术覆盖材料多采用普通地膜。普通地膜覆盖材料在自然条件下不易降解，普通地膜覆盖垄沟集雨种植技术容易产生地膜残留，地膜残留不利于农机耕作和作物生长，导致土壤质量下降和作物减产，尤其对采食动物健康造成威胁 (Gan Y, Siddique K H M, Turner N C,et al. An Innovative Technique for Boosting Crop Productivity in SemiaridRain～Fed Environments [J]. Advances in Agronomy, 2013,118:429～476；GU X, LIY, Du Y, et al. Ridge～furrow rainwater harvesting with supplementalirrigation to improve seed yield and water use efficiency of winter oilseedrape (Brassica napus L.) [J]. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(5):1162～1172.)。

生物炭是农林废弃富碳物在缺氧或无氧条件下高温(<700 ºC)裂解产生的一类含碳丰富和多孔状材料。生物炭覆盖有利于改善土壤结构，增加降雨入渗强度，减少土壤水分无效蒸发，有效控制径流和水土流失。 (何选明, 冯东征, 敖福禄,等. 生物炭的特性及其应用研究进展[J]. 燃料与化工, 2015, 46(4):1～3.)。

近年来，国内外关于生物炭的研究主要集中于在室内研究生物炭对土壤改良等方面，而对径流、水土流失和作物产量等方面研究较少，尤其垄沟集雨种植方面。

发明内容

本发明目的在于避免现有技术缺陷，而提出一种半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植方法，生物炭覆盖垄沟集雨种植是将生物炭土壤混合物结皮作为垄覆盖材料，解决目前传统普通地膜覆盖垄沟集雨种植引起地膜残留等问题。

本发明的半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植方法如下步骤：

1. 一种半干旱区生物炭覆盖垄沟集雨种植方法，见如下步骤：