本發(fā)明總體上涉及土壤科學(xué)，土壤學(xué)和微生物學(xué)。在替代實施方案中，本發(fā)明提供了通過碳截存或者以穩(wěn)定和可持續(xù)的形式儲存碳(例如，儲存在耗竭土壤中)來恢復(fù)土壤碳含量的組合物和方法。在替代實施方案中，本發(fā)明組合物和本發(fā)明實施方法的使用導(dǎo)致了土壤有機(jī)碳(SOC)的凈增加。在替代實施方案中，本發(fā)明提供了包含以下或者由以下組成的組合物：種子的混合物或組合，其中所述組合或混合物包含至少一種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬(Atriplex)任意成員的種子，或者可選地，所述組合或混合物包含至少兩種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員的種子。

背景

氣候變化和氣候變率是所有國家正面對的長期環(huán)境問題。在這樣的背景下，政府以及各種發(fā)展性組織和私人部門的科學(xué)家正日益認(rèn)識到，旱地、草地和牧場應(yīng)受到更多關(guān)注，不僅因為它們組成了世界的大面積區(qū)域，而且因為其存在著普遍的退化和荒漠化。

土壤代表著世界上最大的碳匯，并且當(dāng)與農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合時，使用截存碳的植物來再種植這些土地的活動將為緩和氣候變化帶來巨大幫助。土地基礎(chǔ)的退化負(fù)面影響了碳在土壤中的累積。因此，通過改善的適當(dāng)物種的種植來阻止和逆轉(zhuǎn)土地退化(尤其是在旱地區(qū)域的土地退化)，將有助于土壤碳的恢復(fù)，而且也提高基于畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)。

碳匯可以以多種方式發(fā)展。近年來，空氣中的二氧化碳聚積已經(jīng)緩慢升高，主要是由于人類在逐漸破壞植物和通過工業(yè)活動(其追溯至“工業(yè)革命”開始)產(chǎn)生CO₂的活動。大氣中的CO₂已經(jīng)從AD 1750的約278mol-1升高至目前的幾乎百萬分之393的環(huán)境水平(Maunaloa氣象臺，Hawaii:NOAA-ESRL)。目前預(yù)測到2100年CO₂濃度持續(xù)升高至高達(dá)500-1000ppm的水平(IPCC 2007)。

對大氣中CO₂聚積的認(rèn)識刺激了可導(dǎo)致減少二氧化碳排放和通過增加碳截存過程的方法的活動。在全球基礎(chǔ)上，已經(jīng)充分測量了大氣CO₂濃度并且不存在爭議，但對于來源的理解以及二氧化碳如何能返回土壤是不確定的并且是一種挑戰(zhàn)。此外，存在著這樣的認(rèn)識，即存在每年約1.4×10/15gCy的巨大失匯(Schimel等人，1995)。土地上存在著可以起到碳匯來源作用的天然生物系統(tǒng)，其主要組分是土壤有機(jī)碳(SOC)儲存。約2％至6％的地球的植被能夠截存大量CO₂以成為碳土壤。由于需要找到有效的碳匯，對找到最佳的植物與化學(xué)品的組合和組合物存在著增長的研究活動，以增加碳截存。

概述

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了包含以下或者由以下組成的組合物：種子的混合或組合，或多種種子，其中所述種子的混合物或組合或多種種子包含至少一種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員的種子，

其中任選地所述混合物或組合是約50％的C4光合作用途徑草和50％的濱藜屬，或是約1％至99％的C4光合作用途徑草與相應(yīng)的1％至99％的濱藜屬，

以及任選地所述混合物或組合包含至少兩種不同的C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員的種子。

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了包含以下或者由以下組成的制造的產(chǎn)品：種子的混合物或組合，或多種種子，其中所述種子的混合物或組合或多種種子包含至少一種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員的種子，

其中任選地所述混合物是約50％的C4光合作用途徑草和50％的濱藜屬，或是約1％至99％的C4光合作用途徑草與相應(yīng)的1％至99％的濱藜屬，

以及任選地所述混合物或組合包含至少兩種不同的C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員的種子。

在本發(fā)明的組合物或制造的產(chǎn)品的替代實施方案中，至少一種濱藜屬任意成員選自，

·四翅濱藜(Atriplex canescens(Pursh)Nutt.)-Chamiso，Chamiza，四翅濱藜(Four-winged Saltbush)，灰山艾(Grey Sagebrush)，產(chǎn)于北美洲，

·中亞濱藜(Atriplex centralasiatica Iljin)，產(chǎn)于亞洲，

·藍(lán)灰濱藜(Atriplex cinerea Poir)，灰濱藜(Grey Saltbush)，Truganini，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex codonocarpa P.G.Wilson，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex conduplicata F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·密葉濱藜(Atriplex confertifolia(Torr.&Frem.)S.Watson)，Shadscale(濱藜(Saltbush))，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex cordobensis Gand.&Stuck，產(chǎn)于南美洲，

·沙生濱藜(Atriplex deserticola Phil)，產(chǎn)于南美洲，

·犁苞濱藜(Atriplex dimorphostegia Kar.&Kir)，產(chǎn)于北非，

·Atriplex eardleyae Aellen，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex elachophvlla F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex fissivalvis F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·扇葉濱藜(Atriplex flabellum Bunge ex Boiss)，產(chǎn)于歐亞大陸，

·努塌濱藜(Atriplex gardneri(Moq.)D.Dietr)，加德濱藜(Gardner’s saltbush)，Moundscale，產(chǎn)于北美洲，

·灰綠濱藜(Atriplex glauca L)，產(chǎn)于葡萄牙、西班牙和北非，

·地中海濱藜(Atriplex halimus L)，地中海濱藜(Mediterranean Saltbush)，海濱藜(Sea Orache)，灌木濱藜(Shrubby Orache)，產(chǎn)于南部、歐州、北非和西南亞洲，

·Atriplex herzogii Standl，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex holocarpa F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex hymenelytra(Ton.)S.Watson，沙漠冬青(Desert Holly)，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex hymenotheca Moq，產(chǎn)于澳大利亞，

·覆瓦濱藜(Atriplex imbricata(Moq.)D.Dietr)，產(chǎn)于南美洲，

·Atriplex inamoena Aellen，產(chǎn)于歐亞大陸，

·中間濱藜(Atriplex intermedia Anderson)，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex isatidea Moq，產(chǎn)于澳大利亞，

·裂葉濱藜(Atriplex laciniata L.)，霜濱藜(Frosted Orache)，產(chǎn)于西歐和南歐，

·Atriplex lampa(Moq.)Gillies ex Small，產(chǎn)于南美洲，

·Atriplex lehmanniana Bunge，產(chǎn)于歐亞大陸，

·豆?fàn)顬I藜(Atriplex lentiformis(Ton.)S.Watson)，Quail Bush，產(chǎn)于北美洲，

·薄莢濱藜(Atriplex leptocarpa F.Muell)，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex leucoclada Boiss，產(chǎn)于歐亞大陸，

·白葉濱藜(Atriplex leucophylla(Moq.)D.Dietr)，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex lindleyi Moq，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex moneta Bunge ex Boiss，產(chǎn)于歐亞大陸，

·Atriplex muelleri Benth，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex nessorhina S.W.L.Jacobs，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex obovata Moq，產(chǎn)于北美洲，

·帕米爾濱藜(Atriplex pamirica Iljin)，產(chǎn)于歐亞大陸，

·Atriplex parishii S.Watson，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex parryi S.Watson，產(chǎn)于北美洲，

·小葉濱藜(Atriplex parvifolia Kunth)，產(chǎn)于南美洲，

·Atriplex patagonica(Moq.)D.Dietr，產(chǎn)于南美洲，

·Atriplex phyllostegia(Torn ex S.Watson)S.Watson，產(chǎn)于北美洲，

·多果濱藜(Atriplex polycarpa(Torr.)S.Watson)-Allscale(濱藜(Saltbush))，沙濱藜(Desert Saltbush)，多果濱藜(Cattle Saltbush)，Cattle Spinach，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex powellii S.Watson-Powell濱藜(Powell's Saltbush)，產(chǎn)于北美洲，

·Atriplex pseudocampanulata Aellen，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex quinii F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex recurva d’Urv，產(chǎn)于歐亞大陸，愛琴海特有，

·Atriplex rhagodioides F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·紅濱藜(Atriplex rosea L.)-Tumbling濱藜，產(chǎn)于歐亞大陸和北非，

·Atriplex rusbyi Britton ex Rusby，產(chǎn)于南美洲，

·四葉濱藜(Atriplex schugnanica Iljin)，產(chǎn)于亞洲，

·澳洲濱藜(Atriplex semibaccata R.Br.)，澳大利亞濱藜(Australian Saltbush)，漿果濱藜(Berry Saltbush)，匍匐濱藜(Creeping Saltbush)，產(chǎn)于澳大利亞，

·半月濱藜(Atriplex semilunaris Aellen)，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex serenana A.Nelson ex Abrams，產(chǎn)于北美洲，

·西伯利亞濱藜(Atriplex sibirica L.)；產(chǎn)于亞洲，移植至歐洲，

·Atriplex sphaeromorpha Iljin，產(chǎn)于俄羅斯，烏克蘭和高加索，

·Atriplex spinibractea Anderson，產(chǎn)于澳大利亞，

·海綿狀濱藜(Atriplex spongiosa F.Muell)，產(chǎn)于澳大利亞，

·柄莢濱藜(Atriplex stipitata Benth)，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex sturtii S.W.L.Jacobs，產(chǎn)于澳大利亞，

·Atriplex suberecta I.Verd.-蔓生濱藜(sprawling saltbush)，湖濱藜(lagoon saltbush)，產(chǎn)于澳大利亞，

·韃靼濱藜(Atriplex tatarica Aellen)，產(chǎn)于歐洲、北非和亞洲，

·Atriplex turbinata(Anderson)Aellen，產(chǎn)于澳大利亞，

·波紋濱藜(Atriplex undulata(Moq.)D.Dietr)，產(chǎn)于南美洲，

·Atriplex velutinella F.Muell，產(chǎn)于澳大利亞，

·脹囊濱藜(Atriplex vesicaria Heward ex Benth.)-囊狀濱藜(Bladder Saltbush)，產(chǎn)于澳大利亞，以及

·其任意混合物或組合。

在本發(fā)明的組合物或制造產(chǎn)品的替代實施方案中，所述至少一種C4途徑草選自：

其任意混合物或組合。

在本發(fā)明的組合物或制造的產(chǎn)品的替代實施方案中，種子或種子的混合物是發(fā)芽的或經(jīng)預(yù)處理的，或者使種子或種子混合物經(jīng)歷預(yù)處理，或者種子或種子混合物與非種子組合物混合，任選地與活性或非活性成分混合。種子或種子混合物的預(yù)處理可以包括將種子包衣置于種子或種子混合物上，或者施用于種子或種子混合物，并且任選地所述種子包衣包含活性成分。

在本發(fā)明的組合物或制造的產(chǎn)品的替代實施方案中，種子包衣包含吸水性聚合物或超吸水性聚合物，或者種子或種子混合物與吸水性聚合物或超吸水性聚合物混合，并且任選地種子包衣還包含結(jié)合劑或粘合劑化合物或溶液，或者種子與結(jié)合劑或粘合劑化合物或溶液混合。

在本發(fā)明的組合物或制造的產(chǎn)品的替代實施方案中，活性成分包含營養(yǎng)素、植物生長調(diào)節(jié)劑、植物激素、殺蟲劑、殺真菌劑、除草劑、生物材料、分離物質(zhì)(singulating substance)或其任意組合；并且任選地，種子或種子混合物或種子包衣還包含：促植物生長的活性成分，例如，肥料、農(nóng)藥等；基于土壤的營養(yǎng)素，例如，固體、晶體，水性或液體形式的營養(yǎng)素；農(nóng)藥；殺螨劑；殺藻劑；拒食劑；殺鳥劑；殺菌劑；鳥類驅(qū)避劑；化學(xué)不育劑；殺真菌劑；除草劑安全劑；昆蟲引誘劑或昆蟲驅(qū)避劑；哺乳動物驅(qū)避劑；殺軟體動物劑；殺線蟲劑；植物激活劑；植物生長調(diào)節(jié)劑；殺鼠劑；增效劑；殺病毒劑及其任意組合。

在本發(fā)明的組合物或制造的產(chǎn)品的替代實施方案中，吸水性聚合物或超吸水性聚合物包含：聚丙烯酰胺；聚丙烯酸酯；淀粉；淀粉接枝共聚物；淀粉-g-聚(2-丙烯酰胺-共-2-丙烯酸)鉀；或者所述吸水性聚合物或超吸水性聚合物，在涂布種子后，或在與種子或種子混合物混合后，以種子重量的約0.01％至約3.0％、約0.02％至約2.0％、約0.05％至約1.5％、約0.5％至約1.0％、約0.05％至約0.50％的量存在。

在本發(fā)明的組合物或制造的產(chǎn)品的替代實施方案中，分離物質(zhì)包含：滑石、碳酸鈣、硫酸鈉、云母、硫酸鎂、木粉、二氧化硅或其任意組合；并且任選地，所述分離物質(zhì)在涂布種子后，以種子重量的約0.01％至約3.0％、約0.02％至約2.0％、約0.05％至約1.5％、約0.5％至約1.0％、約0.05％至約0.50％的量存在。

本發(fā)明提供了增加土壤中的土壤有機(jī)碳(SOC)的方法，包括種植本發(fā)明的種子、組合物或制造的產(chǎn)品，任選地，為了測量SOC截存以便在UNCCC(聯(lián)合國氣候變化框架公約)方案下進(jìn)行評估的目的。

在本發(fā)明方法的替代實施方案中，在濱藜種植后種植C4途徑草，其中任選地所述C4途徑草在濱藜種植后的以下時間種植：濱藜種植后的約第一年內(nèi)的任一時間，或在濱藜的第一次放牧后，或在濱藜的第一次放牧后的12個月的時間內(nèi)。

在替代實施方案中，所述方法還包括通過以下準(zhǔn)備待種植的土壤：使用肥料或成熟的有機(jī)肥料和/或無毒的惰性液體著色劑以確定實際的種植點；和/或，應(yīng)用除草劑或應(yīng)用休耕制；并且任選地還可以包括通過以下準(zhǔn)備待種植的土壤：最初應(yīng)用除草劑或應(yīng)用休耕制，和/或應(yīng)用肥料和/或成熟有機(jī)漿液；并且任選地應(yīng)用無毒的惰性液體著色劑以確定實際的種植點，以便在濱藜屬種子種植后進(jìn)行精確的水處理和漿液處理。

在本發(fā)明方法的替代實施方案中，順序地種植種子的混合物或組合以配合年度放牧；并且任選地種植種子的混合物或組合的目標(biāo)為每年每公頃約1至40公噸(公制噸)的地下碳(CO2e)截存目標(biāo)或每年每公頃0.5至80公噸(公制噸)的地下碳(CO2e)截存目標(biāo)。

在本發(fā)明方法的替代實施方案中，在種植時，所述混合物或組合建立了以均勻的行植入的每公頃約20至2000株濱藜屬植物，以及在一定密度種植以對場所提供完整的植被覆蓋的C4草地。種植順序和/或植物選擇可以根據(jù)種植地的地理因素、季降雨量和/或土壤因素來確定。

在本發(fā)明方法的替代實施方案中，所述混合物或組合所建立了以均勻的行植入的每公頃約20至2000株濱藜屬植物，以及在一定密度種植以對場所提供完整的植被覆蓋的C4草地。

在本發(fā)明方法的替代實施方案中，在降雨量較高的區(qū)域，種植的C4草選自以下的成員：蝶形花科(Fabaceae)成員；豆科(Leguminosae)成員；狼尾草屬(Pennisetum)成員；隱花狼尾草(Kikuyu grass)；鋪地狼尾草(Penniselum Clandestinum)；車軸草屬(Trifolium)成員；三葉草(clover)；埃及車軸草(Trifolium alexandrinum)及其組合。

以下描述中闡述了本發(fā)明的一個或多個實施方案的詳細(xì)內(nèi)容。依據(jù)該描述和權(quán)利要求，本發(fā)明的其他特點、目的和優(yōu)點將是顯而易見的。

本文所引用的所有出版物、專利、專利申請在此明確地為所有目的通過引用并入。

現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種示例性實施方案。提供以下詳細(xì)描述以便使讀者更好地理解本發(fā)明的方面和實施方案的某些詳細(xì)內(nèi)容，并且不應(yīng)被理解為對本發(fā)明范圍的限定。

詳細(xì)描述

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了通過碳截存或者以穩(wěn)定和可持續(xù)的形式儲存碳(例如，儲存在耗竭土壤中)來恢復(fù)土壤碳含量的組合物和方法。在替代實施方案中，本發(fā)明組合物的使用和本發(fā)明方法的實施導(dǎo)致了土壤有機(jī)碳(SOC)的凈增加。在替代實施方案中，通過使用本發(fā)明的示例性組合物，并且在一些實施方案中，還使用了植物和將返回至土壤碳(提取自空氣中的二氧化碳)中的化學(xué)品，本發(fā)明的組合物和方法增加了SOC(例如，通過土壤中的碳截存來恢復(fù)土壤碳含量)。在替代實施方案中，本發(fā)明的組合物包括植物和營養(yǎng)素以及吸收二氧化碳并使二氧化碳返回土壤(例如，包括使二氧化碳返回經(jīng)由人為活動和自然活動在數(shù)個世紀(jì)內(nèi)淋失了碳的土壤)的相關(guān)土壤細(xì)菌。在替代實施方案中，將本發(fā)明的組合物用于土壤中(例如，在旱地、草地和牧場的土壤中)截存和儲存碳，并同時維持?jǐn)?shù)百萬人的畜牧或農(nóng)牧生計。

本發(fā)明提供了包括種植C4植物的組合或混合物的方法，所述C4植物在許多研究中被認(rèn)為是比絕大多數(shù)(96％)已知表現(xiàn)C3光合作用途徑的植物更好的大氣碳的吸收劑。在替代實施方案中，本發(fā)明提供了包括種植C4植物的組合或混合物的方法，所述C4植物已被發(fā)現(xiàn)特別強(qiáng)有力地將碳截存至土壤中，在一個實施方案中其包含至少兩種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬(也用通用名稱濱藜(saltbush)和濱藜(orache)稱呼)任意成員(例如大洋洲濱藜(Atriplex nummalaria))。在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括連續(xù)地和以不同組合種植組合或混合物，并且還可以包括種植其他植物，例如，可以在最初的種植后增加以便進(jìn)一步提高截存和/或提供動物飼料或生長出可銷售植物的植物。在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括在植物稀少或無植物的區(qū)域(例如，在沙漠土壤、受污染的土壤和鹽含量增加的土壤中)種植組合或混合物。在替代實施方案中，本發(fā)明的實踐方法和組合物提供了可以永久地降低CO2e的大規(guī)模植被恢復(fù)。

濱藜C4植物的選擇

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了組合物和方法，包括使用例如作為植物或種子的至少一種濱藜屬(也用通用名稱濱藜(saltbush)和濱藜(orache)稱呼)任意成員、至少一種C4光合作用途徑草。濱藜是已知的C4植物光合作用途徑的植物，并且是深根的、耐干旱的和高耐鹽的。濱藜屬成員可以通過其C4途徑截存大量的大氣碳。濱藜屬成員可以在深和寬的根系中儲存大量的碳。

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了組合物和方法，包括組合(例如，通過混合種子，共種植或協(xié)同培養(yǎng))至少一種濱藜屬任意成員與至少一種伴生C4草。在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括使用特定的應(yīng)用過程來增強(qiáng)生長和碳儲存。

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了組合物和方法，包括使用例如作為植物或種子的至少一種濱藜屬任意成員，例如大洋洲濱藜和其他相關(guān)物種，所有所述物種在大量的根系中是碳的重要截存物。在替代實施方案中，可以用于實踐本發(fā)明的濱藜的物種包括例如以下的任一物種或組合：

·四翅濱藜-Chamiso，Chamiza，四翅濱藜，灰山艾：產(chǎn)于北美洲

·中亞濱藜：產(chǎn)于亞洲

·藍(lán)灰濱藜-灰濱藜，Truganini：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex codonocarpa P.G.Wilson：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex conduplicata F.Muell.：產(chǎn)于澳大利亞

·密葉濱藜-Shadscale(濱藜)：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex cordobensis Gand.&Stuck.：產(chǎn)于南美洲

·沙生濱藜：產(chǎn)于南美洲

·犁苞濱藜：產(chǎn)于北非

·Atriplex eardleyae Aellen：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex elachophvlla F.Muell.：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex fissivalvis F.Muell.：產(chǎn)于澳大利亞

·扇葉濱藜：產(chǎn)于歐亞大陸

·努塌濱藜–-加德濱藜，Moundscale：產(chǎn)于北美洲

·灰綠濱藜：產(chǎn)于葡萄牙、西班牙和北非

·地中海濱藜(Atriplex halimus L.)-地中海濱藜(Mediterranean Saltbush)，海濱藜，灌木濱藜：產(chǎn)于南部、歐州、北非和西南亞洲

·Atriplex herzogii Standl.：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex holocarpa F.Muell.：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex hymenelytra(Ton.)S.Watson-沙漠冬青：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex hymenotheca Moq.：產(chǎn)于澳大利亞

·覆瓦濱藜：產(chǎn)于南美洲

·Atriplex inamoena Aellen：產(chǎn)于歐亞大陸

·中間濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex isatidea Moq.：產(chǎn)于澳大利亞

·裂葉濱藜-霜濱藜：產(chǎn)于西歐和南歐

·Atriplex lampa(Moq.)Gillies ex Small：產(chǎn)于南美洲

·Atriplex lehmanniana Bunge：產(chǎn)于歐亞大陸

·豆?fàn)顬I藜-Quail Bush：產(chǎn)于北美洲

·薄莢濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex leucoclada Boiss.：產(chǎn)于歐亞大陸

·白葉濱藜：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex lindleyi Moq.：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex moneta Bunge ex Boiss.：產(chǎn)于歐亞大陸

·Atriplex muelleri Benth.：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex nessorhina S.W.L.Jacobs：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex obovata Moq.：產(chǎn)于北美洲

·帕米爾濱藜：產(chǎn)于歐亞大陸

·Atriplex parishii S.Watson：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex parryi S.Watson：產(chǎn)于北美洲

·小葉濱藜：產(chǎn)于南美洲

·Atriplex patagonica(Moq.)D.Dietr.：產(chǎn)于南美洲

·Atriplex phyllostegia(Torn ex S.Watson)S.Watson：產(chǎn)于北美洲

·多果濱藜(Atriplex polycarpa(Torr.)S.Watson)-Allscale(濱藜)，沙濱藜，多果濱藜(Cattle Saltbush)，Cattle Spinach：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex powellii S.Watson-Powell濱藜：產(chǎn)于北美洲

·Atriplex pseudocampanulata Aellen：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex quinii F.Muell.：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex recurva d’Urv.：產(chǎn)于歐亞大陸，愛琴海特有

·Atriplex rhagodioides F.Muell.：產(chǎn)于澳大利亞

·紅濱藜-Tumbling濱藜：產(chǎn)于歐亞大陸和北非

·Atriplex rusbyi Britton ex Rusby：產(chǎn)于南美洲

·四葉濱藜：產(chǎn)于亞洲

·澳洲濱藜-澳大利亞濱藜，漿果濱藜，匍匐濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·半月濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex serenana A.Nelson ex Abrams：產(chǎn)于北美洲

·西伯利亞濱藜；產(chǎn)于亞洲，移植至歐洲

·Atriplex sphaeromorpha Iljin：產(chǎn)于俄羅斯、烏克蘭和高加索

·Atriplex spinibractea Anderson：產(chǎn)于澳大利亞

·海綿狀濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·柄莢濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex sturtii S.W.L.Jacobs：產(chǎn)于澳大利亞

·Atriplex suberecta I.Verd.-蔓生濱藜，湖濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

·韃靼濱藜：產(chǎn)于歐洲、北非和亞洲

·Atriplex turbinata(Anderson)Aellen：產(chǎn)于澳大利亞

·波紋濱藜：產(chǎn)于南美洲

·Atriplex velutinella F.Muell：產(chǎn)于澳大利亞

·脹囊濱藜-囊狀濱藜：產(chǎn)于澳大利亞

C4草的選擇

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了組合物和方法，包括使用例如作為植物或種子的至少一種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員；或者在替代實施方案中，使用至少兩種C4光合作用途徑草和至少一種濱藜屬任意成員。在替代實施方案中，伴生C4草提高了種植場所的碳截存成果，防止了水和風(fēng)引起的侵蝕，為放牧提供了有價值的飼料，有助于重要有機(jī)物的聚積并且促進(jìn)土壤微生物的生長。

在替代實施方案中，本發(fā)明提供了種植和培養(yǎng)的方法，其中在濱藜種植后種植所述“伴生”C4途徑草，例如，在濱藜種植后的約第一年內(nèi)的任一時間，或在濱藜的第一次放牧后，或在濱藜的第一次放牧后的12個月的時間內(nèi)。

用于實踐本發(fā)明的伴生草中的任一種或組合可以例如根據(jù)諸如土壤、降雨量、地理等場所特征而變化。種子可用性也可以是一個因素。在替代實施方案中，可以用于實踐本發(fā)明的至少一種或至少兩種C4光合作用途徑草包括例如以下的任一物種或組合：

在干旱地帶，可以使用以下C4草中的任一種或組合(例如，其中兩種至三種)：

可以使用任意C4草，參見，例如，“Understanding C3and C4Native Grass Species”，Native Grass Resources Group Inc.。可以將其他飼料生產(chǎn)性C4草用于實踐本發(fā)明，并且在適當(dāng)?shù)那闆r下，可以針對碳截存物組合中的內(nèi)含物評估每一種。

在降雨量較高的區(qū)域，可以使用蝶形花科或豆科的任意C4草成員，例如，可以使用狼尾草屬任意成員(例如，隱花狼尾草，或鋪地狼尾草)，或者可以使用車軸草屬任意成員，即，任意三葉草(例如埃及車軸草)。

在替代實施方案中，本發(fā)明的C4光合作用途徑草和濱藜屬碳截存物組合可以提高半干旱地和草地(例如，穿過澳大利亞的半干旱地和草地)中的預(yù)計的土壤碳基線。在這些區(qū)域的最近的研究已經(jīng)計算出預(yù)計地上為每公頃5公噸(公制噸)碳，而地下約一米處為每公頃25公噸(公制噸)碳，并且實踐本發(fā)明的方法可以顯著增大碳儲存量，例如，單獨(dú)種植濱藜每年將為土壤碳分布增加預(yù)計每公頃40公噸。

碳基線

在替代實施方案中，本發(fā)明組合物的使用，和本發(fā)明方法的實施，導(dǎo)致了土壤有機(jī)碳(SOC)的凈增加。在替代實施方案中，通過使用本發(fā)明的示例性組合物，并且在一些實施方案中，還使用了植物和將返回至土壤碳(提取自空氣中的二氧化碳)中的化學(xué)品，本發(fā)明的組合物和方法增加了SOC(例如，通過土壤中的碳截存來恢復(fù)土壤碳含量)。

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法從通過對所選場所進(jìn)行鉆芯取樣來測量土壤中的碳和各種元素的基線水平開始。該測試可以遵照UNCCC(聯(lián)合國氣候變化框架公約)方案來建立場所的碳基線。

在替代實施方案中，將使用確定土壤碳水平的國際標(biāo)準(zhǔn)。在替代實施方案中，使用了經(jīng)澳大利亞政府土壤碳研究計劃(Australian Government Soil Carbon Research Program)確定的方案；例如，其公開了大量用于確定土壤碳水平的方法，包括中紅外光譜儀(MIR)，包括水解反應(yīng)計算，可持續(xù)自然資源部門發(fā)布的對于有機(jī)碳的土壤調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)測試方法，以及用于確定土壤脫氫酶活性(DHA)的標(biāo)準(zhǔn)測試。在替代實施方案中，在“A flexible,practical,local method”中所述的由Peter Donovan先生(2013年10月)推薦的方法也將應(yīng)用于所述場所，即使用又稱為“元素分析”的“干燥組合法”(Donovan，12)。實驗室酸測試可以區(qū)分有機(jī)碳和無機(jī)碳。UNCCC批準(zhǔn)的最佳實踐方法可以用于基線的計算。一經(jīng)確定待種植場所的“碳”水平，將該結(jié)果記錄為“基線碳”。

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括測量沙或現(xiàn)有土壤中以下物質(zhì)的水平：鹽(例如，鈉)；鋁；諸如鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、銅(Cu)、汞(Hg)和鎳(Ni)的重金屬；和/或其他污染物和致污物，例如，石油烴、多核芳烴(例如萘和苯并(a)芘)、溶劑、農(nóng)藥。

場所準(zhǔn)備

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括增加土壤中的土壤有機(jī)碳(SOC)，包括種植本發(fā)明組合物的種子的組合，或種植本發(fā)明的制造的產(chǎn)品。在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括準(zhǔn)備種植場所；例如，場所可以是經(jīng)過清除的或未種植任何競爭的野草或草。這可能需要應(yīng)用強(qiáng)力的除草劑和/或在種植前休耕至少6個月?？梢詷?gòu)筑適當(dāng)?shù)膰鷻谝苑乐姑月返膭游镞M(jìn)入該場所。太陽能電圍欄可以是有效的威懾。

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括“深翻土”，其在實踐中可以有助于促進(jìn)碳吸收(“Productivity of old man saltbush in relation to rainfall and economic considerations”,Australian Society of Agronomy,R.W.Condon和A.L.Sippell)。

在替代實施方案中，在種植前，必須做出以下決定，即是否將在種植的土地上進(jìn)行放牧或者這是否將用于種植其他農(nóng)作物。

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括降雨量建模和測試以確定土壤剖面，將有助于確定待種植的草與濱藜草的組合?？梢赃M(jìn)行生物多樣性研究以確定補(bǔ)償?shù)男枰?如果存在)。

肥料

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括通過使用成熟有機(jī)“肥料”以及使用無毒的惰性液體著色劑確定實際的種子種植點，來準(zhǔn)備用于種植的場所。例如，對于各個濱藜(例如，大洋洲濱藜)種子，可以將著色的肥料液體噴灑在10cm的空白區(qū)域。

在適當(dāng)情況下，將使用厭氧消化池以將糞肥和植物分解成為漿液。結(jié)合有腐爛植物(草、植物剪枝和植物性食物殘渣)的動物糞肥可以在厭氧消化池中組合。也可以引入動物糞肥，雖然其總是含有一部分揮發(fā)性的有機(jī)組分，即揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。在有機(jī)漿液的使用不實用的情況下，可以用有效的商業(yè)肥料代替。

種子和種子混合物的準(zhǔn)備

在種植草或濱藜(例如，大洋洲濱藜)之前，種子或種子混合物可以用另一物質(zhì)預(yù)處理、涂布，和/或與另一物質(zhì)混合，所述另一物質(zhì)例如活性或非活性成分，例如，吸水性聚合物或超吸水性聚合物(例如，作為種子包衣)、營養(yǎng)素、植物生長調(diào)節(jié)劑、植物激素、殺蟲劑、殺真菌劑、除草劑、生物材料、分離物質(zhì)或其任意組合。例如，可以將種子置于孵育器中。所述孵育有助于發(fā)芽(優(yōu)選最初設(shè)置在20±1℃)。這對于種子發(fā)芽具有顯著效果。用于準(zhǔn)備發(fā)芽的其他試劑包括硝酸鉀(0.2％濃度)、赤霉酸(100ppm和150ppm)以及硫酸(25％持續(xù)10min，50％持續(xù)10min和20min)。在替代實施方案中，在與未經(jīng)過這種預(yù)發(fā)芽處理的種植相對比時，改善了種子發(fā)芽。

在替代實施方案中，預(yù)發(fā)芽后，將種子或種子混合物離心，或者在不存在離心機(jī)單元時，使用容器(例如，鋁袋)進(jìn)行振搖。干燥的種子能夠使單個種子更容易地從種植機(jī)掉落，否則，如果未完全干燥，其可能粘連。

在替代實施方案中，將本發(fā)明的種子或種子混合物與分離物質(zhì)混合，或者種子包衣包含分離物質(zhì)，可以將該分離物質(zhì)混入吸水性聚合物或超吸水性聚合物種子處理。在替代實施方案中，分離物質(zhì)減輕了種子聚集，并且促使經(jīng)處理的種子相互分離。在替代實施方案中，分離物質(zhì)包含任何有助于種子相互分離的物質(zhì)(例如，當(dāng)種子基本上濕潤時)。在替代實施方案中，分離物質(zhì)包含滑石或任何干燥的固體或粉末，例如，碳酸鈣、硫酸鈉、云母、硫酸鎂、木粉和二氧化硅或其混合物。

在替代實施方案中，所述吸水性聚合物或超吸水性聚合物包含淀粉、淀粉接枝共聚物，淀粉-g-聚(2-丙烯酰胺-共-2-丙烯酸)鉀鹽淀粉接枝共聚物，例如，ZEBA^TM(Absorbent Technologies，Inc)。

在替代實施方案中，本發(fā)明的種子或種子混合物還包含生物材料，例如，細(xì)菌或真菌，例如，根瘤菌屬(Rhizobium)、桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、固氮螺菌屬(Azospirillum)和/或沙雷氏菌屬(Serratia)的細(xì)菌；木霉屬(Trichoderma)、球囊霉屬(Glomus)、白僵菌屬(Beauveria)、膠霉屬(Gliocladium)和/或青霉屬(Penicillium)的真菌；和/或菌根真菌，所述生物材料任選地是種子包衣的一部分。

在替代實施方案中，本發(fā)明的種子或種子混合物或種子包衣還包含：促植物生長的活性成分，例如，肥料、農(nóng)藥等；基于土壤的營養(yǎng)素，例如，固體、晶體、水性或液體形式的營養(yǎng)素；農(nóng)藥；殺螨劑；殺藻劑；拒食劑；殺鳥劑；殺菌劑；鳥類驅(qū)避劑；化學(xué)不育劑；殺真菌劑；除草劑安全劑；昆蟲引誘劑或昆蟲驅(qū)避劑；哺乳動物驅(qū)避劑；殺軟體動物劑；殺線蟲劑；植物激活劑；植物生長調(diào)節(jié)劑；殺鼠劑；增效劑；殺病毒劑及其任意組合。

在替代實施方案中，本發(fā)明的種子或種子混合物或種子包衣還包含：殺蟲劑或殺蟲劑型活性成分，例如，硫丹、二嗪農(nóng)、馬拉硫磷、吡蟲啉、噻蟲胺、噻蟲嗪、硫雙威、β-賽扶寧、阿維菌素、噻蟲胺、β-賽扶寧、硫雙威、吡蟲啉或其任意組合。

在替代實施方案中，本發(fā)明的種子或種子混合物或種子包衣還包含：殺真菌劑，例如，克菌丹、福美雙、甲霜靈、種菌唑、滅菌唑、丙硫菌唑、氟酰胺、腈菌唑、三唑醇、唑菌胺酯、啶酰菌胺、三(鄰乙基磷酸)鋁、異菌脲、醚菌酯、肟菌酯、精甲霜靈、甲氧基乙酰氨基-(R)-2-2[2,6-二甲基苯基-丙酸甲酯]、苯醚甲環(huán)唑、百菌清、萎銹靈、咯菌腈、嘧菌酯、戊唑醇、丙硫菌唑、戊唑醇、甲霜靈、肟菌酯、三唑醇、甲霜靈、萎銹靈、福美雙、啶酰菌胺、唑菌胺酯、苯醚甲環(huán)唑、精甲霜靈或其任意組合。

在替代實施方案中，本發(fā)明的種子或種子混合物或種子包衣還包含：營養(yǎng)素或基于土壤的營養(yǎng)素、鈣、鎂、鉀、磷、硼、鋅、錳、銅、鐵、硫、氮、鉬、魚粉或其任意組合或混合。

在替代實施方案中，吸水性聚合物包括聚丙烯酰胺和聚丙烯酸酯，或合成的超吸水性聚合物，例如，如在美國專利申請公開文本第20120277099號中描述的物質(zhì)；或者通過在引發(fā)劑的存在下將單體接枝聚合至淀粉上以形成淀粉接枝共聚物、交聯(lián)淀粉接枝共聚物、調(diào)整交聯(lián)的淀粉接枝共聚物的pH值(例如通過中和)、分離并干燥該交聯(lián)的淀粉接枝共聚物而制成的那些物質(zhì)。

在替代實施方案中，用于吸水性聚合物或超吸水性聚合物的示例性單體或成分包含丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基-丙磺酸(AMPS)、乙烯基磺酸、丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸鉀及其組合。

在替代實施方案中，形成吸水性聚合物(包括超吸水性聚合物，例如，淀粉接枝共聚物超吸水性聚合物)的示例性方法包括在例如美國專利第6,800,712；7,423,090號(USPN)和美國專利申請公開文本第20120277099號中描述的那些方法。

種植濱藜

在替代實施方案中，為了種植的目的，使用播種機(jī)將種子掉落至土地中，例如，特別地掉落在著色的肥料指示劑的放置處。在替代實施方案中，然后由約2至3mm的土壤或沙覆蓋種子，例如，以保護(hù)種子以防鳥類或風(fēng)。在替代實施方案中，在使種子掉入間隔用于其種植之前，將一股水流導(dǎo)向肥料地帶，以對種子給予早期的水供給。

種植數(shù)與土壤應(yīng)用是用于放牧木還是用于種植農(nóng)作物有關(guān)。沙漠區(qū)域中的主要應(yīng)用是用于放牧。當(dāng)應(yīng)用于農(nóng)作物種植地帶時，在種植密度上可以有一些變化。在替代實施方案中，目標(biāo)是每公頃約2000株植物。對于綿羊，所述種植可以以4.5米(m)的間距排成行；這允許將糞肥和/或肥料置于中心行。種植種子后，可以將另一更精確的噴射水注入種子地帶。

在替代實施方案中，當(dāng)種植的目標(biāo)是提供用于放牧的飼料以及使碳截存最大化時，出于控制放牧的目的，成排地進(jìn)行種植。可以使每行后移來進(jìn)行排行，以便使牲畜沿著所述行吃草。種植后的三(3)天，可以根據(jù)土壤質(zhì)量對著色地帶進(jìn)行另外的噴水，并且可以重復(fù)共3次，每次間隔3天。

種子的催芽可以進(jìn)行一周至四周。根據(jù)降雨量和各種氣象條件，然后所述行可以在將來進(jìn)行放牧。平均生長周期是每年一次。成熟的植物可以為平均1.86m，具有大的葉面積。這種植物生長可以支持生產(chǎn)水平比草地生產(chǎn)的歷史速率提高5至7倍。

在替代實施方案中，在種植后的平均12個月引入牲畜進(jìn)行輕度放牧。這使得樹葉覆蓋的消耗可以每年增大，直至2至3年，屆時植物已成熟；在放牧后可以保留5％至10％的樹葉覆蓋。這是綿羊通過該行壟后的最佳平均殘余覆蓋。可以需要在每個第二行末端的給水槽，以滿足放牧牲畜的需求。

伴生草的種植

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括種植至少兩種C4光合作用途徑草與至少一種濱藜屬任意成員；或者，包括種植至少一種C4光合作用途徑草與至少一種濱藜屬任意成員。在替代實施方案中，在選擇待使用的C4光合作用途徑草時，評估了每一種伴生草在結(jié)合適當(dāng)?shù)臑I藜物種時對于牲畜的營養(yǎng)品質(zhì)，以平衡動物的飲食需求、適口性和季節(jié)性植物生長因素。

在替代實施方案中，本發(fā)明的方法包括以約20cm的間隔將植物設(shè)置成排或種植成排。對于C4光合作用途徑草的場所準(zhǔn)備可以與如以上所述的濱藜植入相似，包括肥料和水的應(yīng)用?？梢酝ㄟ^離心式散布機(jī)應(yīng)用種子。所述應(yīng)用可以為約10kg/公頃的草種子?？梢孕枰墒斓牟菰诘?年作為本文所述的放牧/截存系統(tǒng)組合的一部分。牲畜可以在單獨(dú)的區(qū)塊或行放牧，以使伴生草生長并蔓延。上述輪流放牧方案的優(yōu)點提供了綿羊、山羊和羊駝屬動物的恒定的肉類高產(chǎn)量。

根據(jù)場所的目標(biāo)，可以需要增大的每公頃種植密度。這一過程將轉(zhuǎn)化為碳的增加。在合并種植的植被陣列(本發(fā)明的組合)后，然后其有可能支持例如林業(yè)發(fā)展。這可能需要進(jìn)一步的預(yù)種植評估，包括例如土壤碳水平，并且種植可以重復(fù)，例如，在第3年、第6年和第10年重復(fù)。

碳截存評估

在第3年、第6年和第10年后，以及之后的每幾年如以上所述進(jìn)行土壤測試，以確定土壤中碳的累積。該數(shù)據(jù)可以在UN方案下為碳交易提供基礎(chǔ)。

已描述了本發(fā)明的許多實施方案。然而，應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明主旨和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。因此，其他的實施方案在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。