CN103026891A

CN103026891A - 废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法

Info

Publication number: CN103026891A
Application number: CN2013100124226A
Authority: CN
Inventors: 潘红伟; 陈益泰; 吴天林; 王树凤
Original assignee: Research Institute of Subtropical Forestry of Chinese Academy of Forestry
Current assignee: Research Institute of Subtropical Forestry of Chinese Academy of Forestry
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-04-10

Abstract

废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，属于生态修复技术领域。其包括以下步骤：1）选择灌木型或牧草型固氮植物；2）种子处理；3）划播种沟；4）在播种沟中播入经处理的灌木型或牧草型固氮植物种子；5）播种完毕后，再在播种沟覆土，覆土时将陇做高于平面；6）覆土完毕后，就地采割杂草覆盖于播种沟上。本发明能够在废弃尾矿库上直接播种造林具有快速，经济，减少劳力投入，适于偏远不容易到达的地方的废弃矿地的植被恢复重建。

Description

废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法

技术领域

本发明属于生态修复技术领域，具体涉及废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法。

背景技术

随着全球经济的发展、人口的剧增，矿山废弃地对土地的侵占已成为社会经济可持续发展的制约因素；矿业废弃地由于土壤质量的恶化和野生植物资源数量的减少，废水、废气和尾矿堆积的存在导致了严重的重金属污染问题；同时，矿山开采过程中剥离表土和尾矿堆积等操作引发地貌和景观的破碎化，直接影响景观的环境服务功能。因此，对采矿废弃地进行植被生态恢复与重建，具有现实和研究意义。

传统的植被恢复方法有一定成效，但是需要对污染面积较大的土壤进行物理化学改良，需要消耗大量的人力与财力，且易造成二次污染。在具有重金属毒害和缺乏营养元素等特征的尾矿沙上植物的正常生长会受到抑制。目前用植物修复重金属污染土壤的研究多集中在超积累植物上，但现已发现的超富集植物一般都表现为生物量低，生长缓慢，修复效率低，难以形成较完善的植物修复技术以直接大规模应用于修复实践。因此，尾矿植被修复的物种调选，需要植物不但能够在较高的重金属浓度下存活，还要对营养贫瘠有一定的耐受性，而灌木型或牧草型固氮植物可以固定尾矿废物，改善土壤的理化性质和微生物环境。

现有技术中未见将灌木型或牧草型固氮植物应用于铅锌尾矿库或金矿尾矿库上进行植被恢复的方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法的技术方案。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于包括以下步骤：

1）选择对重金属有抗性，耐受营养贫瘠，耐干旱，生物量较大，种子产量较大，易收集的灌木型或牧草型固氮植物；

2）用浓度为5%的次氯酸钠溶液处理种子10min，用清水冲洗3遍，再将种子置于35～45℃的温水中浸泡24小时，最后按黄土粉：复合肥料：种子重量比1～5:1～3:1～3混合，混合时喷洒浓度0.01%的硼酸和浓度0.02%的钼酸铵溶液，所述的复合肥料按硝酸钾10～20份、磷酸二氢钾5～15份和腐熟晾干动物的粪便20～30份混合得到；

3）播种时间为4月，在离铅锌尾矿库或金矿尾矿库坝边缘15～20m，沿坝体平行方向划一条以上宽10～15cm、深度10～15cm的播种沟，播种沟的间距为0.2～0.5m，在播种沟中垫入2～3cm厚的就近采集的尾矿库周边土壤；

4）在播种沟中播入经处理的灌木型或牧草型固氮植物种子；

5）播种完毕后，再在播种沟覆土，覆土时将陇做高于平面3～8cm；

6）覆土完毕后，就地采割杂草覆盖2～3cm于播种沟上。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤1）中灌木型或牧草型固氮植物为紫穗槐、银合欢、胡枝子、田菁或紫花苜蓿。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤2）中按黄土粉：复合肥料：种子重量比2～4:2～3:2～3混合。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤2）中每千克种子中喷洒硼酸和钼酸铵溶液0.5～1g。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤2）中所述的复合肥料按硝酸钾12～18份、磷酸二氢钾7～13份和腐熟晾干动物的粪便22～28份混合得到。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤3）中沿坝体平行方向划一条以上宽12～14cm、深度12～14cm的播种沟。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤3）中播种沟间距为0.25～0.45m。

所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤5）中覆土时将陇做高于平面4～7cm。

上述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，设计合理，与现有技术相比存在以下有益效果：

1、尾矿库上直接播种造林具有快速，经济，减少劳力投入，适于偏远不容易到达的地方的废弃矿地的植被恢复重建；

2、种子处理及土肥拌种提高了种子的出芽率，少量客土能够减少尾矿砂对种子的直接毒害作用；

3、浅埋高陇除能够保护萌芽外，还能缩短出苗与尾矿砂的接触时间，防止尾矿砂库平面上的流水冲蚀，有效拦截整个尾矿库生态环境的种子和有机质，使少部分种子有一定量的定居，更好地达到覆盖效果；

4、种子直播可以大范围操作，密植平行的行间覆盖效果形成时间短，有很好的恢复植被和示范效果。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。

实施例1

1）选择对重金属有抗性，耐受营养贫瘠，耐干旱，生物量较大，种子产量较大，易收集的灌木型或牧草型固氮植物，如紫穗槐、银合欢、胡枝子、田菁或紫花苜蓿；

2）用浓度为5%的次氯酸钠溶液处理种子10min，用清水冲洗3遍，再将种子置于40℃的温水中浸泡24小时，最后按黄土粉：复合肥料：种子重量比1:1:1混合，混合时按每千克种子喷洒0.8g浓度0.01%的硼酸和浓度0.02%的钼酸铵溶液,所述的复合肥料按硝酸钾15份、磷酸二氢钾10份和腐熟晾干动物的粪便（鸭粪、鸡粪、牛粪、猪粪等等）25份混合得到；

3）播种时间为4月，在离铅锌尾矿库或金矿尾矿库坝边缘18m，沿坝体平行方向划一条以上宽12cm、深度12cm的播种沟，播种沟的间距为0.3m，在播种沟中垫入2.5cm厚的就近采集尾矿库周边土壤；

4）在播种沟中播入经处理的灌木型或牧草型固氮植物种子；

5）播种完毕后，再在播种沟覆土，覆土时将陇做高于平面5cm；

6）覆土完毕后，就地采割杂草覆盖2.5cm于播种沟上。

实施例2

2）用浓度为5%的次氯酸钠溶液处理种子10min，用清水冲洗3遍，再将种子置于40℃的温水中浸泡24小时，最后按黄土粉：复合肥料：种子重量比5:3:3混合，混合时按每千克种子喷洒1g浓度0.01%的硼酸和浓度0.02%的钼酸铵溶液,所述的复合肥料按硝酸钾10份、磷酸二氢钾5份和腐熟晾干动物的粪便20份混合得到；

3）播种时间为4月，在离铅锌尾矿库或金矿尾矿库坝边缘20m，沿坝体平行方向划一条以上宽15cm、深度15cm的播种沟，播种沟的间距为0.5m，在播种沟中垫入2cm厚的就近采集尾矿库周边土壤；

4）在播种沟中播入经处理的灌木型或牧草型固氮植物种子；

5）播种完毕后，再在播种沟覆土，覆土时将陇做高于平面8cm；

6）覆土完毕后，就地采割杂草覆盖2cm于播种沟上。

实施例3

2）用浓度为5%的次氯酸钠溶液处理种子10min，用清水冲洗3遍，再将种子置于40℃的温水中浸泡24小时，最后按黄土粉：复合肥料：种子重量比4:2:3混合，混合时按每千克种子喷洒0.5g浓度0.01%的硼酸和浓度0.02%的钼酸铵溶液,所述的复合肥料按硝酸钾12份、磷酸二氢钾7份和腐熟晾干动物的粪便22份混合得到；

3）播种时间为4月，在离铅锌尾矿库或金矿尾矿库坝边缘20m，沿坝体平行方向划一条以上宽12cm、深度14cm的播种沟，播种沟的间距为0.45m，在播种沟中垫入3cm厚的就近采集尾矿库周边土壤；

4）在播种沟中播入经处理的灌木型或牧草型固氮植物种子；

5）播种完毕后，再在播种沟覆土，覆土时将陇做高于平面4cm；

6）覆土完毕后，就地采割杂草覆盖2cm于播种沟上。

试验例1：

浙江富阳咸康铅锌尾矿库造林试验

面积10亩，立地条件：该尾矿库由尾砂及部分矿渣建筑垃圾堆积而成，寸草不生，沟壑纵横，水土流失严重。尾矿砂土壤营养贫瘠，Pb、Zn、Cd含量严重超标。

按照实施例1的步骤播种紫穗槐、截叶胡枝子、紫花苜蓿、田菁的种子，植物体内吸收的重金属浓度均达到较高水平，根系Pb和Zn浓度紫穗槐为190和390 mg/kg，地上部Pb浓度紫花苜蓿278 mg/kg，田菁达到26 mg/kg。

对重金属的富集和转移也表现很好，铅的浓缩系数紫花苜蓿0.134，锌浓缩系数紫花苜蓿0.41；铅的转移系数、紫花苜蓿最高，大于1.12，锌的转移系数紫花苜蓿高达1.46以上。

播种植物均能在尾矿上出苗，成活以至定居，本发明采取的措施使得植物的出苗受尾矿砂的影响不大，出苗率均可达到80%以上，固氮植物由于其自身的对大气中的氮的利用生长状况很好。播种植物生长密集，能在一年对尾矿库达到很好的覆盖效果。

试验例2:

江西德兴金山金矿尾矿库植被恢复试验示范林

面积50亩，用于试验研究重金属污染材料筛选和绿化技术，并起示范作用，尾矿库位于德兴市花桥镇境内，由金矿石加工提取后的尾矿堆积而成。高处沙粒较粗，干燥，无植被，低洼处有苔藓、节节草、鬼见草、芒、芦苇等植物。采集多个土壤进行分析结果表明，镉（Cd）平均含量104 mg/kg（42-342）、硫（S）平均含量1199 mg/kg（94-1960），As含量599-817 mg/kg，3项指标均严重超标，pH 8.02-8.93。氮磷营养严重亏缺。

播种示范区设计：按照实施例2的步骤进行播种紫穗槐、银合欢、美丽胡枝子、大叶胡枝子、紫花苜蓿、田菁。

几种固氮植物植物在尾矿上生长获得的生物量、叶绿素相对含量和根系形态参数均表现了良好的状况，美丽胡枝子和大叶胡枝子的在这些方面都显著高于其他3种豆科植物。几种固氮植物对浓度较低的Cu、Zn的转移因子较高，对5种重金属的富集因子BCF值均小于1。几种固氮植物组织内均表现了很好的营养状况，N含量均较高，K次之， P最低。紫穗槐的根、茎和叶片中N、P含量均为最高值，紫穗槐叶片中K的含量也显著高于其他植物，紫花苜蓿根、茎和叶片中K的含量均较高，其中根、茎中K的含量显著高于其他植物。几种固氮植物N、P和K在各植物组织中含量的分布基本呈叶片含>茎>根。

在人工植被恢复区域中几种固氮植物均表现较好，以紫花苜蓿为例，一年生高调查达到平均73cm；几种固氮植物在生长季叶色均基本正常，均已开花结实，根部有根瘤出现；人工植被恢复区域播种量较大，出苗密集，生长旺盛，达到了覆盖效果，成活率保存率均达到85%以上。

根据实验例2-3的方法进行与试验例1和2的相同条件的试验，其最后也能达到与试验例1和2相同的技术效果。

Claims

1.废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于包括以下步骤：

3）播种时间为4月，在离铅锌尾矿库或金矿尾矿库坝边缘15～20m，沿坝体平行方向划一条以上宽10～15cm、深度10～15cm的播种沟，播种沟的间距为0.2～0.5m，在播种沟中垫入2～3cm厚的就近采集尾矿库周边土壤；

4）在播种沟中播入经处理的灌木型或牧草型固氮植物种子；

6）覆土完毕后，就地采割杂草覆盖2～3cm于播种沟上。

2.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤1）中灌木型或牧草型固氮植物为紫穗槐、银合欢、胡枝子、田菁或紫花苜蓿。

3.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤2）中按黄土粉：复合肥料：种子重量比2～4:2～3:2～3混合。

4.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤2）中每千克种子中喷洒硼酸和钼酸铵溶液0.5～1g。

5.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤2）中所述的复合肥料按硝酸钾12～18份、磷酸二氢钾7～13份和腐熟晾干动物的粪便22～28份混合得到。

6.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤3）中沿坝体平行方向划一条以上宽12～14cm、深度12～14cm的播种沟。

7.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤3）中播种沟间距为0.25～0.45m。

8.如权利要求1所述的废弃尾矿上利用固氮植物直接播种造林进行植被恢复方法，其特征在于所述的步骤5）中覆土时将陇做高于平面4～7cm。