适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊及其制备方法和应用与流程

本发明涉及生态系统恢复，尤其是涉及一种适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊及其制备方法和应用。

背景技术：

1、西北干旱-半干旱区多分布草原、荒漠，为我国主要的生态脆弱区，生态系统单一，植被稀疏。在气候变化和人类不合理利用土地干扰下，草地、湿地生态系统退化，湖淖干涸，土壤盐渍荒漠化，植树种草存活率低，严重威胁着当地农牧业持续生产。

2、例如张北地区，由于区域气候条件的关系，多年平均蒸发量为1600mm，多年平均降雨量400mm，蒸发量是降雨量的4倍，区域分布大量的季节性河流和湖淖，河流和湖淖随着干湿两季的变化，产生了大量的原生盐碱地，大多退化草地和湿地，尤其是重度退化草地，土壤结构遭受破坏、持水能力和养分丧失，多数土壤盐渍化、沙化，造成了区域生态破坏。

3、人工补播是当前恢复与重建中度、重度退化草地、湿地的重要手段之一，目前多采用播种裸种的植被恢复方式，但是发芽率及成活率均不能令人满意，往往需要多轮补种，耗费的人力物力较多，工作繁琐。当前，如何低成本恢复区域退化草地、湿地的先锋植被，迟滞盐碱、沙化的扩散是急需解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊，该种子胶囊能够抵御严酷的自然环境，种植方式简单方便。

2、本发明的第二目的在于提供一种适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊的制备方法。

3、本发明提供的一种适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊，所述种子胶囊由内向外包括圆柱形种子芯、间隔层和保护层，所述种子芯包括先锋植物草种、腐植酸钾、壳聚糖、樟脑、益生菌孢子粉和沙土，所述间隔层内侧设有草种层，所述草种层为与所述种子芯上不同的先锋植物草种，所述种子胶囊为三棱柱，所述间隔层沿所述种子芯圆周设置三组出苗孔，所述出苗孔位于所述三棱柱侧面内部，所述保护层内包括粘土、牛羊粪便、生物质炭、水果粉碎物、保水剂、复合肥和瓜尔胶。

4、本发明还提供了一种适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊的制备方法，包括以下步骤：

5、s1.制备种子芯：将先锋植物草种、腐植酸钾、壳聚糖、樟脑和益生菌孢子粉混合均匀得到混合物，将所述混合物按比例添加至沙土中，混匀后制成圆柱形种子芯；

6、s2.制备间隔层：将透气膜材料浸湿后在其内侧均匀喷撒先锋植物草种，形成草种层，在透气膜材料上设置三组出苗孔，将透气膜材料包覆在种子芯表面，出苗孔沿种子芯圆周设置；透气膜材料可采用无纺布，在有效固定种子芯形状的同时，具有透气性好、易降解的优点。

7、s3.制备保护层：将粘土、牛羊粪便、生物质炭、水果粉碎物混合均匀后发酵1-2个月，之后按比例加入保水剂、复合肥和瓜尔胶，搅拌至粘稠状，包覆在间隔层外部，形成三棱柱状，所述出苗孔位于所述三棱柱侧面内部，晾干后得到种子胶囊。出苗孔位于保护层最薄弱处，种子更易萌发。

8、优选地，步骤s1中先锋植物草种、腐植酸钾、壳聚糖、樟脑和益生菌孢子粉之间的质量比为43-48：23-28：23-28：2-4：1-3，所述沙土的含水率为15-20％，所述混合物添加至沙土的比例为50g/kg。

9、优选地，所述步骤s1中先锋植物草种包括芨芨草、紫花苜蓿、黑麦草、披碱草草种中的一种或多种。

10、优选地，所述步骤s1制备得到的种子芯长度为10-15cm，直径为1-2cm。

11、优选地，所述步骤s2中先锋植物草种包括碱蓬草、红豆草、沙打旺、狼尾草草种中的一种或多种。

12、优选地，所述步骤s3中粘土、牛羊粪便、生物质炭、水果粉碎物之间的质量比为28-32：35-45：18-22：9-11，所述保水剂的添加比例为30g/kg，复合肥的添加比例为150g/kg，瓜尔胶的添加比例为30g/kg。水果粉碎物可采用废弃的苹果、梨、柿子、桔子中的一种或多种。

13、优选地，所述复合肥为复合氮磷钾肥，其中n:p2o5:k2o之间的含量比为18：18：18：18。

14、优选地，所述种子胶囊为正三棱柱状，两底面为边长3-5cm的等边三角形，高度与所述种子芯长度相同。

15、本发明提供的适用于干旱-半干旱地区的种子胶囊应用于干旱-半干旱地区盐渍化草地和湿地脆弱生态系统保护恢复。

16、有益效果：

17、本发明种子芯内部的腐植酸钾能够促进种子萌发生根，促进植物的萌发生长；壳聚糖具有吸水保水作用，能够改变植物根系的水土环境；樟脑能够起到杀菌的作用，避免虫子破坏种子；益生菌孢子粉能够在植被根部产生网状有益菌丝，改善根部微环境，降低ph，溶解释放微量元素，增加土壤容积，分泌吲哚乙酸、生长素和脱落酸等生长素或有益物质，促进植物吸收养分，增加植物的抗病能力，腐殖酸钾、壳聚糖、樟脑、益生菌孢子粉互相配合为种子萌发了提供良好的营养环境。

18、本发明的间隔层内侧还设有草种层，能够增加先锋植被的物种丰富性，而且草种层位于内侧，种子芯还能够为草种层上的草种提供所需环境，有助于种子萌发；间隔层包覆在种子芯外侧能够固定形成草种层并包裹松散的种子芯成型，间隔层对应三棱柱种子胶囊保护层棱面中心薄弱处还设置出苗孔，能够保证在干旱季节，降雪降雨不充分的时候，种子胶囊局部蓬松，种子亦能够萌发。本发明保护层提供了种子萌芽期间的营养物质，能够充分的保水并中和外部土壤部分盐碱，能够促进种子萌发生长。

19、本发明种子胶囊长三棱柱的形状，能够使植被萌发后快速成簇，草种层的种子萌发围绕簇能够加快扩散，形成以簇成片的作用，有助于让退化沙土快速的稳定、结皮，利于植被的快速建植。

20、本发明提供的种子胶囊所用材料大多为当地废弃物，能够对废弃资源进行合理的二次加工利用；且能够大量预制，在野外批量抛撒，植被恢复方式简单方便。本发明种子胶囊具有抗盐、抗旱、抗寒的性能，能够抵御严酷的自然环境，种子胶囊外保护层中的生物质炭、水果粉碎物和保水剂以及种子芯中的壳聚糖能够充分吸水，为种子的萌发提供充足的水分，种子胶囊在12月份投放，经历冬季降雪期，让种子胶囊保护层长时间充分的吸水并冻住，来确保来年春季解冻蓬松，达到抗旱的目的；吸水不足，保护层在春季蓬松不足情况下，种子还能够在保护层最薄弱处出苗孔位置萌发；种子胶囊保护层中的生物质炭、水果粉碎物中的果酸等均可以吸收中和盐碱，种子芯中益生菌孢子粉，能够在植被根部产生网状有益菌丝，改善根部微环境，降低ph，溶解释放微量元素，增加土壤容积，能够起到抗盐的作用，且芨芨草、紫花苜蓿、黑麦草、披碱草、碱蓬草、红豆草、沙打旺、狼尾草等草种均选用的是耐盐碱品种；种子芯在保护层和间隔层的保护下，能够长期与外界隔离，在沙土的干燥环境中种子芯中的种子能够长期保持活性，具有优异的抗寒性能，在冬季抛撒即可，对施放时间段要求小，便于实际应用。

21、本发明提供种子胶囊应用时采用的种植方法成本较低，操作简单，对环境无污染，无需重工程施工，能够有效的恢复干旱—半干旱地区的盐渍荒漠化草地、湿地中的先锋植物，保护不可修复的天然盐碱化通道脆弱的生态系统，避免原生盐碱地过度工程性改良治理，扰动带来的永久性生态灾难；通过恢复草地、湿地上的植被可以阻隔河流和湖淖析出的盐碱被常年大风吹到远处耕地表面，阻隔盐碱颗粒扩散，有效控制盐碱化扩大进程。