CN101116414B - 一种岩质边坡生态复绿栽培基质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩质边坡生态复绿栽培基质，属于植被栽培技术领域。该基质的组分与各组分的重量百分比含量为：有机物料22-57％、泥炭2-5％、草纤维1-2％、生土或壤土37-72％、砻糠0-2％、保水剂0.02-0.08％、粘结剂0.04-0.07％和肥料0.04-0.07％。本发明基质各组分配比合理，功能协调；大量使用价廉质优的有机物料、草纤维及砻糠来替代泥炭，降低了成本；所添加的肥料以缓释性氮肥为主，并根据先锋植物组合的营养特性复配了不同含量的磷肥与钾肥，可长期、稳定地供给养分；具质量轻、结构疏松、保水保肥性优、栽培效果好等特点。可在岩质边坡生态复绿工程中推广应用。

Description

一种岩质边坡生态复绿栽培基质

技术领域

本发明涉及植被栽培技术领域，特别是涉及一种用于岩质边坡绿化的新型栽培基质。

技术背景

矿山、采石场、高速公路交通要道等大面积裸露的岩质坡面不但破坏了植被，损坏了自然景观，而且容易造成水土流失，引起岩体滑坡等地质灾害，对交通安全构成威胁。由于岩质坡面多为半风化或未风化的岩体，硬度高、土壤成分少，植物生根发育很困难，又得不到地下水分的补充，因此，岩质边坡的绿化工程难度较大。目前一般采用客土喷播技术来进行人工复绿，即在岩质坡面上营造一层既能适宜先锋植物生长发育，又能不被冲刷，结构稳定的栽培基质，并且有利于本土植物的侵入，以达到防止水土流失，恢复自然景观的目的，但往往难以达到。首先，栽培基质的组成和复配是技术关键，因为先锋植物生长所需的养分和水分均需由基质供给，而考虑到基质的重量及由此带来的基质脱落等安全隐患，故喷播的基质不宜太厚，目前施工一般仅为10cm-15cm，而如专利申请CN 200510098266.5中公开的喷播厚度为3-40cm，这在坡度较大的岩质边坡中是难以实现的，因此在有限体积(厚度)的基质层中能否满足先锋植物长期生长所需的养分和水分成了岩质边坡绿化是否能成功的关键；其次，目前采用的基质配方一般以泥炭和施工地的生土作为主材料，另加复合肥、保水剂、粘合剂及植物纤维等材料组成，如发明专利ZL 02104143.1中以泥炭作为主材料，占基质总重量的50-65％，但泥炭作为一种短期内不可再生资源，不宜大量消耗，而且其主要产于我国东北地区，异地使用时成本较高；另外由于泥炭和土壤等材料之间的物理性状存在差异，通过高压喷播时易出现分层现象，往往使泥炭浮在基质表面，干燥后则水分很难渗入，影响岩面植物的生长；同时，以往基质配方中所使用的肥料，大部分以普通复合肥为主，由于氮易淋失，不能满足植物长期生长的需要，少部分现有技术虽也采用了缓释性肥料，但没有考虑先锋植物组合对的营养特性，以至在喷播当年虽能使先锋植物迅速生长复绿，但至本土植物尚未侵入前先锋植物已逐步黄化并枯死，未能形成稳定的植物生态系统。

发明内容

本发明的目的，在考虑了岩质边坡的结构特点，并针对现有技术不足的基础上，提供一种有机质含量丰富而泥炭含量较低，以缓释性氮肥为主，氮磷钾养分混配比例合理，喷播时各相分布均匀，粘结性、保水性能良好，取材丰富，成本较低，并能长期、持续地供给先锋植物组合生长所需养分的岩质边坡生态复绿栽培基质。

本发明通过以下技术方案来实现。

一种岩质边坡生态复绿栽培基质，该基质的配制组分与各组分的重量百分比含量为(各物料以干基计)：

有机物料    22-57％        泥炭        2-5％

草纤维      1-2％          生土或壤土  37-72％

砻糠        0-2％          保水剂      0.02-0.08％

粘结剂      0.04-0.07％    和肥料      0.04-0.07％。

所述基质的配制组分与各组分的重量百分比含量为(各物料以干基计)：

有机物料  57％          泥炭        3％

草纤维    2％           生土或壤土  37％

砻糠      0.8％         保水剂      0.06％

粘结剂    0.07％        和肥料      0.07％。

所述的肥料，在每100kg基质中复配的纯N为6-9g。

所述氮肥为包膜缓释氮肥、脲甲醛或氮素释放时间在4个月以上的其他缓释性氮肥；

所述的肥料，根据先锋植物生长特性对养分的需求，按N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.3-0.5∶1-1.3的重量比例进行复配。

所述保水剂为交联聚丙烯酸型产品，吸水倍率≥300倍，pH6.0-7.0；所述粘结剂为中性高分子粘结剂，pH6.0-7.0。

所述草纤维是由稻草经发酵后制成细丝状，长度5-15cm，具有较好的分散性和稳定性。

所述有机物料系采用本申请人ZL 03141585.7“有机物料无发酵处理方法”，对生活垃圾与畜禽粪便进行化学酸化技术快速处理的产物；该方法将经分捡、破碎预处理后的有机物料，按以下步骤进行：

1)物料混化酸解处理：

混化配料为：含水量＜80％的预处理后有机物料；占有机物料重3～6％的粉状碱性碳酸盐和/或粉状碱性氧化物中的一种或两种或两种以上的按任意比例组配的混合物；占有机物料重6～8％的浓酸；

混化时，依次将预处理后有机物料与粉状碱性碳酸盐和/或粉状碱性氧化物送入混化机，搅拌混匀后，再将酸淋入，充分搅拌，反应产生的水蒸气、CO₂、臭气通过排气管排出，自投料至酸化经10分钟左右后，打开混化机出料口，出料；

2)陈化干燥处理：

出混化机物料堆置陈化24小时后，物料含水量进一步干燥至20～25％；

3)粉碎及酸度调节处理：

将上述干燥后物料经粉碎机粉碎，过筛后，再加入量为该料重量6～15％的粉状钙镁磷肥或粉状碱性碳酸盐或粉状碱性氧化物，投入拌和机内充分搅拌，使混合物的酸度为pH5.5～7.0，该中和后的粉状混和物料即为有机肥料。

所述碱性碳酸盐为石灰石粉、白云石粉，所述粉状碱性氧化物为氧化钙、氧化镁，它们的纯度要求＞70％，其中石灰石粉为优选材料。

所述的酸为工业级浓度＞80％的硫酸。

所述的粉状碱性碳酸盐或粉状碱性氧化物，颗粒径要求少于0.177mm。

利用本发明基质实施岩质边坡生态复绿栽培施工时，按以下步骤进行：(1)打锚杆、挂金属网构成栽培固定框架；(2)将有机物料、泥炭、草纤维、砻糠、保水剂、粘结剂及肥料，分别粉碎、按配方称量、过1×1cm筛后混配成半成品，包装、备用；使用时将该半成品运至施工现场；(3)在现场按配方称取生土或耕作土，过1×1cm筛后，与步骤(2)的半成品按配方比例混合，用搅拌机拌匀；(4)再和植物种子拌均，所述植物种子由草本或草本和灌木种子按一定比例组合而成，具体可由高羊茅、狗牙根、苜蓿、白三叶、黑麦草、马棘、紫穗槐、胡枝子及其他适宜于边坡绿化的草种和/或灌木种组合；(5)添加适量水分调成浆体，通过喷浆机将浆体等厚度喷附于岩石坡面上，覆盖遮阴网或无纺布保墒，直至发芽，进入正常管理。

本发明的有益效果：一是本发明基质各组分配比合理，功能协调，其中草纤维将基质互相桥接形成有机结构的整体；缓释肥料能满足先锋植物一年内生长所需的养分；粘结剂能形成植物生长所需的最佳团粒结构，并具有良好的抗冲刷能力；保水剂形成良好储水性的晶体水库，提高植物种子的发芽率及抗旱力；砻糠主要提高基质的通透性，尤其在粘土地区适宜采用；因此本基质具质量轻、结构疏松、保水保肥性好等特点，仅需10厘米左右厚度，即能满足先锋植物所需的养分和水分，较一般基质生长要好，且基质结构稳定(见表1、表2)。二是本发明大量使用价廉质优的有机物料、草纤维及部分砻糠来代替泥炭，使泥炭用量由常规的40-50％左右下降至2-5％，这既有利于保护不可再生资源，又降低了生产成本，并克服了以往由于泥炭过量使用所造成的泥炭上浮分层，导致阻碍水分渗入，影响植物生长的难题；三是本基质所添加的肥料以缓释性氮肥为主，并根据先锋植物不同组合对营养的不同需求，配比了不同含量的磷肥与钾肥，可长期、稳定地供给养分。四是本发明基质中的有机物料以畜禽养殖场的粪便作为主材料，并采用化学法快速发酵技术处理，能有效的保持畜禽粪便中的养分，氮素损失比常规发酵工艺减少59.6％，有机质含量≥30％，有机肥N、P、K≥5％，总腐植酸≥13％，原料易得，工艺简单，还能减少养殖场畜禽粪便排放对环境的污染。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

APEX常绿植物控释肥：美国辛普劳公司生产的树脂包膜肥料，由浙江虹越花卉有限公司销售，N∶P₂O₅∶K₂O为17∶5∶11重量比；

LP包膜尿素：由日本山形大学提供，氮含量46％；

脲甲醛：由上海大洋生态有机肥有限公司提供，氮含量38％；

草纤维：由浙江环复生态技术有限公司提供；

实施例1：

施工季节为5月份，地点在杭千高速公路边坡，边坡倾角为70°，宽50m，高20m。采用的植生基质比例为：有机物料22％，泥炭5％，草纤维1％，生土71.9％，保水剂0.02％，粘结剂0.04％，肥料0.04％；肥料中N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.3∶1重量比，每100kg基质中含纯N为6.1g；氮肥采用APEX常绿植物控释肥。每100kg基质中含APEX常绿植物控释肥36g，氯化钾4g。将发酵、粉碎后的有机物料、泥炭、草纤维、保水剂、粘合剂等材料混合均匀，再添加APEX常绿植物肥、氯化钾等肥料，即制备成本发明岩质边坡生态复绿新型专用基质半成品。

表1  施工1个月后实施效果评价指标对比表

评价指标	目标	实施例1	实施例2	实施例3
					种子萌发率	≥80％	90	92.5	94
植被覆盖率	≥85％	95％	94％	96％
					植物多样性	5-6种以上	6	8	7
植被颜色	正常	正常	正常	正常
					基质含水量	40％	46.3	47.2	49.6
基质流失情况	≤5％	1.5	1.8	1.3
					病虫害发生率	≤10％	4	5	4
植物根系状况	须根分布均匀	量多、均匀	量多、均匀	量多、均匀
					基质稳定性	无裂缝、不剥离	无裂缝、不剥离	无裂缝、不剥离	无裂缝、不剥离

将边坡清理后，打锚杆，铺金属网，将植生基质半成品与施工地生土混匀，并混入植物种子(高羊茅2g/m²、百喜草2g/m²、紫花苜蓿2g/m²、狗牙根0.5g/m²、百三叶2g/m²、马棘8g/m²、胡枝子8g/m²)，采用厚层基质喷播方法施工，喷播厚度为10cm。施工1个月后，植被长势良好。实施效果对比指标如表1所示。

该实施地其余边坡采用常规方法施工，其物料比例为(重量比)：生土：85％；泥炭12；草纤维2.8％；保水剂0.07％；粘结剂0.08％；肥料0.05％；肥料中N∶P₂O₅∶K₂O为1∶1∶1重量比，每100kg基质中含纯N为7.5g；肥料采用N∶P₂O₅∶K₂O为15-15-15(重量比)的复合肥，每100kg基质中含复合肥50g。草种配方和绿化方法和实施例相同。各实施例施工一年后与附近边坡常规措施相比，先锋植物长势、本土物种侵入情况均明显优于常规措施，现以实施例1为例作一说明(表2)。

表2  边坡复绿1年后实施效果比较

评价指标	常规措施	实施例1
			植被覆盖率	90％	99％
先锋植物长势	良好	好
			先锋植物种类*	3	6
本土植物种类	0	2
			植被颜色	黄	正常
基质稳定性	有细裂缝	无裂缝
			基质流失情况	8％	1.2％
植物根系状况	量少、不均匀	量多、均匀

*注：两个处理中先锋植物配方相同，经一年生长后，常规措施部分植物死亡。

实施例2：

施工时间及施工地地形同实施例1，采用的基质比例为：有机物料57％；泥炭3％；草纤维2％；生土37％；砻糠0.8％；保水剂0.06％；粘结剂0.07％；肥料0.07％。肥料中N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.5∶1重量比，每100kg基质中含纯N8.7g；氮肥采用LP包膜尿素。每100kg基质中含LP包膜尿素19g，过磷酸钙36g，氯化钾14g。植生基质的配制程序同实施例1，将边坡清理后，将基质与生土按比例混匀，并混入植物种子(高羊茅2g/m²、黑麦草3g/m²、紫花苜蓿2g/m²、狗牙根0.5g/m²、马棘5g/m²、胡枝子5g/m²、波斯菊5g/m²)，采用厚层基质喷播方法施工，喷播厚度为10cm。施工1个月后，植被长势良好。实施效果对比指标如表1所示。施工一年后与附近边坡常规措施相比，先锋植物长势、本土物种侵入情况均明显优于常规措施。

实施例3：

施工季节为7月份，地点为湖州废弃矿山，坡度为65°，宽30m，高25m。采用的植生基质比例为：有机物料34％；泥炭2％；草纤维2％；砻糠1.8％；壤土60％；保水剂0.08％；粘结剂0.06％；肥料0.06％。肥料中N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.5∶1.3重量比，每100kg基质中含纯N7g；缓释肥采用脲甲醛。每100kg基质中含脲甲醛18g，过磷酸钙29g，氯化钾15g。

植生基质的配制程序同实施例1，将边坡清理后，将基质与生土按比例混匀，并混入植物种子(高羊茅2g/m²、弯叶画眉草2g/m²、狗牙根0.5g/m²、百三叶2g/m²、马棘5g/m²、盐肤木5g/m²、胡枝子8g/m²)，采用厚层基质喷播方法施工，喷播厚度为10cm。施工1个月后，植被长势良好。实施效果对比指标如表1所示。施工一年后与附近边坡常规措施相比，先锋植物长势、本土物种侵入情况均明显优于常规措施。

Claims (2)

1.一种岩质边坡生态复绿栽培基质，其特征在于：该基质的配制组分与各组分的重量百分比含量为：

有机物料  22-57％        泥炭         2-5％

草纤维    1-2％          生土或壤土   37-72％

砻糠      0-2％          保水剂       0.02-0.08％

粘结剂    0.04-0.07％    和肥料       0.04-0.07％；

所述的有机物料为：经分捡、破碎预处理后的有机物料，按以下步骤制备：

1)物料混化酸解处理：混化配料为含水量＜80％的预处理后有机物料；占有机物料重3～6％的粉状碱性碳酸盐和/或粉状碱性氧化物中的一种或两种或两种以上的按任意比例组配的混合物；占有机物料重6～8％的浓酸；

混化时，依次将预处理后有机物料与粉状碱性碳酸盐和/或粉状碱性氧化物送入混化机，搅拌混匀后，再将酸淋入，充分搅拌，反应产生的水蒸气、CO₂、臭气通过排气管排出，自投料至酸化经10分钟左右后，打开混化机出料口，出料；

2)陈化干燥处理：出混化机物料堆置陈化24小时后，物料含水量进一步干燥至20～25％；

3)粉碎及酸度调节处理：将上述干燥后物料经粉碎机粉碎，过筛后，再加入量为该料重量6～15％的粉状钙镁磷肥或粉状碱性碳酸盐或粉状碱性氧化物，投入拌和机内充分搅拌，使混合物的酸度为pH5.5～7.0；经中和后的粉状混和物料即为有机物料；

所述肥料，在每100kg基质中复配的纯氮为6-9g；所述氮肥为包膜缓释氮肥、脲甲醛或氮素释放时间在4个月以上的其他缓释性氮肥；

所述肥料，根据先锋植物生长特性对养分的需求，按N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.3-0.5∶1-1.3的重量比例进行复配；

所述保水剂为交联聚丙烯酸型产品，吸水倍率≥300倍，pH6.0-7.0；所述粘结剂为中性高分子粘结剂，pH6.0-7.0；

所述草纤维是由稻草经发酵后制成，长度为5-15cm的细丝状纤维。

2.根据权利要求1所述的栽培基质，其特征在于：所述基质的配制组分与各组分的重量百分比含量为：

有机物料    57％       泥炭      3％

草纤维      2％        生土      37％

砻糠        0.8％      保水剂    0.06％

粘结剂      0.07％     和肥料    0.07％。