[发明专利]一种提高果园碳固存的豆科牧草的套种

说明书

技术领域

本发明属于农业生态系统固碳减排技术领域，具体来说是涉及一种用于提高果园生态系统的碳吸收和固定的豆科牧草的套种。

背景技术

碳固存是指二氧化碳的捕获、分离、存贮或再利用。大气CO₂体积分数已经从1850年的285×10^-6上升到1996年的365×10^-6。导致大气CO₂体积分数增加有3个主要人为因素：化石燃料燃烧，水泥生产，土地利用和耕作变化。其中土地利用和耕作变化是人类影响陆地生态系统碳过程的重要方面。在大部分情况下，自然土地转化为耕地将会导致土壤有机碳（soilorganiccarbon，SOC）的迅速下降。世界各国学者对不同耕作制度和管理措施对耕地碳固存的影响进行了大量的观测实验。在此基础上研究全球耕地碳固存的潜力和措施，对于了解人类活动导致的温室气体的源与汇的强度，并采取积极的措施减缓温室效应具有重要的意义。

要实现土壤固碳主要是通过提高SOC含量来修复和改善土壤质量。土壤质量是指，在生态系统边界范围内，维持生态生产力和环境质量、提高植物和动物健康等功能的能力。它指的是土壤支持作物生长，而不造成土壤退化与危害环境的能力或适宜性。土壤质量与土壤缓冲能力和温室效应密切相关。土壤缓冲能力是指，土壤在受到外界干扰后其自身的修复能力。缓冲能力强的土壤一般都具有较高的土壤质量。SOC含量下降会降低土壤的缓冲能力、恶化土壤质量、减少生物生产力和土壤的环境净化能力。相反，提高SOC含量能改善土壤团聚结构、植物的吸水能力、离子交换能力、土壤生物多样性和土壤质量。土壤质量和缓冲能力的下降，将温室气体（CO₂、N₂O等）从土壤释放到大气中，从而加大了温室效应的潜力。该过程通过破坏土壤团聚结构致使地表板结、渗透率降低、地表径流加大，从而加速了土壤侵蚀。土壤侵蚀是导致有效根深降低、根区营养元素和水的不平衡以及生产力下降的主要退化过程。土壤侵蚀导致SOC和粘粒含量下降，侵蚀沉积传输的碳中有20%作为CO₂被释放的大气中。SOC动态与土地利用历史和管理措施有关。天然林和草地转化为农业以及随后的耕作和相关活动是导致SOC丧失的主要原因。人类活动加速了SOC的损失，这包括耕作，生物质燃烧、残落物移除、灌溉、低肥料投入、缺乏或较低的有机改良、夏季休耕、没有或很少在轮作循环中采用覆被作物等。也有的农业活动可以导致SOC含量的增加，从而增加耕作土壤碳固存，这主要包括保护性耕作，盐化土壤的修复，修复退化土地，灌溉和水管理，经常采用覆被作物来改善耕作制度、自由使用有机改良和采用BMPs等。强化农业活动、采用BMPs及将边缘和退化土地进行修复，是一种改善食物安全和提高环境质量的有效措施。

目前，碳截存技术已在世界范围内不同程度地得以利用，并有望成为人类减少二氧化碳排放，应对全球气候变化所采取的主要措施。农业是温室气体的重要排放源。由于土地利用方式变化每年向大气排放1.6×10¹⁵g，是仅次于化石燃料燃烧的第二大来源（Houghton，1995）。如何在提高农业生产水平的同时，有效地控制农业温室气体排放已成为迫切解决的科学问题。同时，由于农业生态系统受人为干扰影响较强，所以其土壤碳截获更容易受到人为调节。采取有效的农业管理措施可改变农业土壤碳库的状况，有效增加土壤碳汇量。比如，采取保护性耕作，采用免耕、垄耕、少耕、覆盖、秸秆还田等耕作方式，可以通过降低土壤呼吸速率或者增加土壤碳的输入，从而增加土壤的碳固定。但上述耕作方式多适用于农田土壤固碳，或就地取材方便，或适宜结合其他农田农艺措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高果园碳固存的豆科牧草的套种及应用，有效地控制了农业温室气体排放，提高了果园生态系统的碳吸收和固定。

本发明的豆科牧草在果园的套种，是通过筛选适宜在南方种植的高木质素含量的豆科牧草在果园进行套种。所述豆科牧草为豆科决明属牧草品种。

所述套种的具体步骤如下：

4～5月份（17℃～23℃），清除果园杂草，在果树下开挖5～10cm深的播种沟，套种豆科牧草圆叶决明，每亩播种量0.5kg种子，让圆叶决明在果园生长并完成生育期。

果园绿肥覆盖是一项实用、高效的果园土壤管理方法，其可提高土壤有机质含量、防止水土流失、提高土壤肥力、调节果园小气候以及改善果实品质的作用；尤其通过利用豆科牧草的生物固氮作用和合理的覆盖，还可为果树和牧草的生长提供所需的氮源。