CN104396620B

CN104396620B - 灰岩石漠化地区植被生长基及其制作方法及植被种植方法

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Publication number: CN104396620B
Application number: CN201410706842.9A
Authority: CN
Inventors: 陈洪凯; 王圣娟; 吴帆
Original assignee: Chongqing Jiaotong University
Current assignee: Chongqing Jiaotong University
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN104396620A

Abstract

本发明公开了一种有机质含量丰富，保水保肥性能良好，原料来源广泛，成本较低，并具有能从岩体裂隙和空气中吸收水分能力的灰岩石漠化地区植被生长基，以及制作该生长基的制作方法，以及使用该生长基种植植物，使植物成活率高，植物根系发达，植被绿化效果好的植被种植方法。生长基由生物基材、调节剂和水混合而成，制作方法：1)将生物基材混合，加水；2)发酵，翻堆，后熟；3)风干；4)加调节剂，压制成圆柱体，自然干燥。种植方法：1)钻头生长基置入孔；2)在生长基置入孔底部和周围岩面上钻根系孔；3)在根系孔中填入散体生长基；4)在生长基置入孔内放入整体生长基，播入种子；5)将防蒸发盖覆盖在生长基上。

Description

灰岩石漠化地区植被生长基及其制作方法及植被种植方法

技术领域

本发明属于石漠化地区植被绿化领域，尤其涉及一种灰岩石漠化地区植被生长基、该生长基的制作方法以及利用该生长基种植植物的植被种植方法。

背景技术

石漠化是指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下，由于人为干扰造成植被持续退化乃至丧失，导致水土资源流失，土地生产力下降，基岩大面积裸露于体表而呈现类似荒漠景观的土地退化过程。长期以来，石漠化地区自然植被不断遭到破坏，大面积的陡坡开荒，造成地表裸露，加上喀斯特石山区土层薄，基岩出露浅，暴雨冲刷力强，大量的水土流失后岩石逐渐凸现裸露，并且随着时间的推移，石漠化的程度和面积也在不断加深和发展。目前贵州石漠化面积已达5万km²，加上云南及其周边地区，石漠化正在以每年约2500km²的速度迅速扩展，而贵州为1800km²，其发展速度和危害超过西北的沙漠化。以贵州为中心的西南地区，石漠化正威胁着多达111.6万km²的土地，为此每年造成的直接经济损失达上百亿元。因此，进行石漠化的预防和治理工作已经迫在眉睫。

目前，石漠化治理主要以水土流失综合治理为核心，把石漠化治理与封山育林、荒山造林、退耕还林等生态工程有机结合起来加以综合防治。但封山育林等措施恢复退化的石漠化地区生态环境，需要花费特别长的时间，而且恢复过程中不仅需要巨大的人力、物力和财力的投入，管理技术难度也特别大。此外，石漠化地区异常缺水的地表环境、以及干旱的气候频繁发生，严重影响了植物生长的存活率。植物的生长受到温度、光照、土壤、水分等多种生态因子的影响。在喀斯特石漠化地区，光热充足、降水相对丰沛是优势，土壤瘠薄、土地缺乏、降雨量季节分配不均是不利的因素，制约到岩溶退化生态系统的恢复，其中限制性的生态因子是土壤因子和水因子。土层浅薄、肥力衰退、季节性干旱等，制约着恢复重建。因此，石漠化地区植被恢复的首要任务是控制水土流失、增加土壤肥力和保水能力、减少土壤水分流失，提高植物存活率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有机质含量丰富，保水保肥性能良好，原料来源广泛，成本较低，并具有能从岩体裂隙和空气中吸收水分能力的灰岩石漠化地区植被生长基，以及制作该生长基的制作方法，以及使用该生长基种植植物，使植物成活率高，植物根系发达，植被绿化效果好的植被种植方法。

本发明的目的是这样实现的：

灰岩石漠化地区植被生长基由生物基材、调节剂混合而成并压制为圆柱状，

所述生物基材由以下重量百分比的原料组成：

食用菌渣15％～30％、秸秆25％～30％、壤土30％～45％、禽畜粪便15％～25％，上述各原料组分均以干基计算；

所述调节剂由以下占生物基材总重量百分比的原料组成：

保水剂1％～3％、蛭石粉2％～10％、肥料5％～15％、粘合剂5％-10％、pH调节剂0.5％～3％、渗透剂2％～5％。

所述食用菌渣、秸秆均粉碎为粒径1～2cm的颗粒；所述秸秆为小麦、水稻、玉米、甘蔗中的至少一种；所述禽畜粪便为鸡粪、牛粪中的至少一种。

所述保水剂为交联聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾盐共聚物；所述肥料由有机肥、无机复合肥、长效缓释肥混合而成；所述pH调节剂为熟石灰或过磷酸钙；所述粘合剂为高分子树脂类粘合剂；所述渗透剂为界面活性剂。

所述生长基直径为15～25cm，高度为20～30cm，生长基上端的中心部位压制有用于播种的凹孔，凹孔直径和深度为2～3cm。

上述生长基的制作方法按照上述的配比取各组份，制作方法具有以下步骤：

1)将生物基材的各原料按重量配比混合，充分搅拌均匀，在搅拌过程中向生物基材中加水，使混匀后的生物基材含水量为60％重量百分比；

2)将步骤1)所得的生物基材堆放成圆台形并覆膜使其发酵，当生物基材温度达到70℃时进行翻堆，翻堆过程中向生物基材中加水，使生物基材保持湿润；发酵总时间为18-22天，翻堆次数为1-2次，当生物基材底层温度为30～40℃，且生物基材含水量30％时等待后熟；

3)将步骤2)所得的生物基材风干制成生物基质；

4)将步骤3)所得的生物基质中加入调节剂混合，充分搅拌均匀，在搅拌过程中向生物基质与调节剂的混合物中加水，使该混合物含水量为40～50％重量百分比，将该混合物压制成圆柱体，其上端的中心部位压制有用于播种的凹孔，经过自然干燥1～2天即得到成品的整体生长基。

在灰岩石漠化地区使用上述生长基种植植被的种植方法，所述的种植方法具有以下步骤：

1)针对需要进行石漠化治理的灰岩地区，用钻头以纵横间距1.5～2.5m在岩石凹处或相对平顺的岩面上钻出生长基置入孔，生长基置入孔的孔径为15～25cm，生长基置入孔的孔深不小于30cm；

2)在生长基置入孔底部和生长基置入孔周围岩面上，分别用钻头打孔，作为供根系深入岩体生长的根系孔，根系孔的孔径为1～2cm，生长基置入孔底部的根系孔的深度不小于20cm，生长基置入孔周围岩面上的根系孔贯通到生长基置入孔内；

3)用水灌入生长基置入孔中，待积水完全渗透到岩体内后，先在生长基置入孔底部的根系孔中填入散体生长基，生长基置入孔周围岩面上的根系孔的下部2/3填入散体生长基，上部1/3填充黏土；

4)在生长基置入孔内放入整体生长基，在整体生长基上端中心部的凹孔中播入种子，并对该凹孔内的其余空间填充散体生长基，再对生长基浇水，拍实；

5)提供由防蒸发材料制成的防蒸发盖，该防蒸发盖上设有供植物长出的中心孔，将防蒸发盖放入水中，让防蒸发盖的防蒸发材料充分吸水，再将吸满水的防蒸发盖覆盖在生长基上面。

所述防蒸发盖上设有多个透气孔，各透气孔的上部呈漏斗状，下部为球形腔，球形腔中设有橡胶球，常态下，橡胶球与球形腔的内壁之间留有间隙，橡胶球受热膨胀后，能够与球形腔的内壁贴合，防蒸发盖的上表面贴有反射膜。

所述防蒸发盖的厚度为10～15mm，透气孔的漏斗状上部大径为8～12mm，小径为3～5mm，球形腔的直径为6～9mm，橡胶球的直径为4～7mm。

所述防蒸发材料为高吸水保水材料。

所述防蒸发盖包括两个半圆盖，两个半圆盖的相向端分别设有用于相互嵌合的锯齿形卡槽，两个半圆盖上分别设有用于拼合出中心孔的半圆孔。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

灰岩石漠化地区植被生长基具有质量轻、结构疏松、富含营养、保水保肥性好、吸收周围环境水分等特点。pH值调在6.5～7.0，适合大多数植物生长；该生长基的生物基材以秸秆、家禽粪便、菌渣等废弃物为主要原料，既促进了废弃物的资源化开发利用，又避免了由于秸秆焚烧造成的大气污染，保护生态环境；以废菌渣、家禽粪便、秸秆等为原材料，来源广泛，成本低廉，与现有基材相比可节约成本20％～30％。该生长基有机质含量丰富，保水保肥性能良好，原料来源广泛，成本较低，并具有能从岩体裂隙和空气中吸收水分能力的。

灰岩石漠化地区植被生长基的制作方法步骤很少，操作难度低，不需要昂贵的设备及原材料成本，有利于大批量制作生长基，满足灰岩石漠化地区绿化的需要。

使用该生长基种植植物，使植物成活率高，植物根系发达，植被绿化效果好。该生长基置入生长基置入孔后，生长基能够从岩体裂隙中吸收裂隙水，从空气中吸收水分的能力；可以广泛应用在高陡岩质边坡、采矿区岩石断面和石漠化治理等领域。生长基置入孔底部和生长基置入孔周围岩面上，分别钻有根系孔，随着植物根系在生长基中迅速生长，并逐渐深入根系孔或岩石的缝隙中，发挥锚固作用；采用特制的防蒸发盖，能根据外界环境，自动开启关闭透气孔，把土壤中水分蒸发降到最低程度，与大气相通，利于生长基、植物根系吸收空气中的水分，又保证植物根部呼吸顺畅；生长基具有可以从岩体裂隙中吸收裂隙水，从空气中吸收水分的能力，持续为种子或苗木提供生长过程需要的水分和养分，提高植物存活率；采用生长基进行植被恢复，能够代替栽植造林，使用时，就把生长基放入需要种树的地方，而后把种子种入生长基内，种子从出苗开始就能适应环境，有利于苗木的生长。整体的生长基嵌入生长基置入孔内，不会与岩石分层，导致生长基脱落。生长基的基质厚，肥料不会流失，抵抗自然灾害能力强，易于形成稳定的植物生态系统。

附图说明

图1为生长基的结构示意图；

图2为本发明防蒸发盖的结构示意图；

图3为本发明防蒸发盖透气孔闭合时的结构示意图；

图4为本发明防蒸发盖透气孔开启时的结构示意图；

图5为利用生长基在岩石漠化地区种植植物的示意图。

附图标记

1-生长基，2-种子，3-防蒸发盖，4-锯齿形卡槽，5-透气孔，6-中心孔，7-反射膜，8-防蒸发材料，9-橡胶球，10-阳光，11-降水，12-生长基置入孔，13-根系孔，14-黏土，15-植物。

具体实施方式

参见图1、图5，一种灰岩石漠化地区植被生长基，由生物基材、调节剂混合而成并压制为圆柱状，形成整体生长基1，便于生长基1的运输以及种植植物15，效率更高。优选地，其直径为15～25cm，高度为20～30cm。生长基1上端的中心部位压制有用于播种的凹孔，凹孔直径和深度为2～3cm，便于种植植物15，利于植物15根系的发育。所述生物基材由以下重量百分比的原料组成：食用菌渣15％～30％、秸秆25％～30％、壤土30％～45％、禽畜粪便15％～25％，上述各原料组分均以干基计算。所述食用菌渣、秸秆均粉碎为粒径1～2cm的颗粒，便于混合、发酵，混合更为均匀，发酵效果更好，使植物15更容易从生长基1中吸收养分，而且结构蓬松，利于吸收、储存水分，有利于植物15的生长。所述秸秆为小麦、水稻、玉米、甘蔗中的至少一种，原材料易于寻找，价格低廉，粉碎的秸秆可以调节土壤间隙，减小生长基1的干裂，还可以防止生长基1的流失，后期经分解腐烂成为土壤肥料。所述禽畜粪便为鸡粪、牛粪中的至少一种，方便购买、价格低廉。

所述调节剂由以下占生物基材总重量百分比的原料组成：保水剂1％～3％、蛭石粉2％～10％、肥料5％～15％、粘合剂5％-10％、pH调节剂0.5％～3％、渗透剂2％～5％。所述保水剂为交联聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾盐共聚物，吸水倍率≥300倍，能够在土壤中反复“吸收—蓄存—释放”供植物15利用的水分，提高植物种子2的发芽率及抗旱力，对土壤和环境有益无害,其最终降解产物为氨、二氧化碳、水和钾离子。蛭石粉具有良好的阳离子交换性和吸附性，可改善土壤的结构，蓄水保墒，提高土壤的透气性和保水性。所述肥料由有机肥、无机复合肥、长效缓释肥混合而成；肥效为3～6个月，在植物15前期成长的各阶段均可持续供给营养。所述pH调节剂为熟石灰或过磷酸钙，pH值调在6.5～7.0，适合大多数植物15生长，应用范围广泛。所述粘合剂为高分子树脂类粘合剂，如聚乙烯醇或脲醛树脂，防止生长基1的在使用当中破碎，造成生长基1的流失。所述渗透剂为界面活性剂用于改善生长基1的透水性，利于植物15吸收养分和水分。

参见图1，一种灰岩石漠化地区植被生长基1的制作方法，所述制作方法具有以下步骤：

1)将生物基材的各原料按重量配比混合，充分搅拌均匀，在搅拌过程中向生物基材中加水，使混匀后的生物基材含水量为60％重量百分比，使生物基材的各部分均匀发酵。

2)将步骤1)所得的生物基材堆放成圆台形并覆膜使其发酵，当生物基材温度达到70℃时进行翻堆，防止生物基材腐烂，翻堆过程中向生物基材中加水，使生物基材保持湿润；发酵总时间为18-22天，翻堆次数为1-2次，当生物基材底层温度为30～40℃，且生物基材含水量30％时等待后熟，完成整个发酵过程。

3)将步骤2)所得的生物基材风干制成生物基质。

4)将步骤3)所得的生物基质中加入调节剂混合，充分搅拌均匀，在搅拌过程中向生物基质与调节剂的混合物中加水，使该混合物含水量为40～50％重量百分比，利于该混合物的后续成型，将该混合物压制成圆柱体，其上端的中心部位压制有用于播种的凹孔，经过自然干燥1～2天即得到成品的整体生长基1。

参见图2至图5，一种灰岩石漠化地区植被的种植方法，所述的种植方法具有以下步骤：

1)针对需要进行石漠化治理的灰岩地区，用钻头以纵横间距1.5～2.5m在岩石凹处或相对平顺的岩面上钻出生长基置入孔12，利于水分的搜集，防止狂风暴雨的侵袭。生长基置入孔12的孔径为15～25cm，与整体生长基1的直径相匹配，有利于放入整体生长基1后，保证整体生长基1的稳固性，防止整体生长基1破碎、变形。生长基置入孔12的孔深不小于30cm，保证能够放入整体生长基1。

2)在生长基置入孔12底部和生长基置入孔12周围岩面上，分别用钻头打孔，作为供根系深入岩体生长的根系孔，是植物15的根系可以往四周以及下方扩张，有利于植物15根系的生长，而且使植物15的根系牢牢地固定在根系孔内，即使在风暴中也不会被拔起。根系孔的孔径为1～2cm，生长基置入孔12底部的根系孔的深度不小于20cm，生长基置入孔12周围岩面上的根系孔贯通到生长基置入孔12内；

3)用水灌入生长基置入孔12中，待积水完全渗透到岩体内后，先在生长基置入孔12底部的根系孔中填入散体生长基1，生长基置入孔12周围岩面上的根系孔的下部2/3填入散体生长基1，保证植物15根系发育所需的营养，生长基置入孔12周围岩面上的根系孔的上部1/3填充黏土14，防止水分散失。

4)在生长基置入孔12内放入整体生长基1，在整体生长基1上端中心部的凹孔中播入种子2，并对该凹孔内的其余空间填充散体生长基1，再对生长基1浇水，拍实；

5)提供由防蒸发材料8制成的防蒸发盖3，该防蒸发盖3上设有供植物15长出的中心孔6，将防蒸发盖3放入水中，让防蒸发盖3的防蒸发材料8充分吸水，再将吸满水的防蒸发盖3覆盖在生长基1上面。

优选地，所述防蒸发盖3上设有多个透气孔5，各透气孔5的上部呈漏斗状，下部为球形腔，球形腔中设有橡胶球9，橡胶具有很好的热胀冷缩效应，常态下，橡胶球9与球形腔的内壁之间留有间隙，橡胶球9受热膨胀后，能够与球形腔的内壁贴合，防蒸发盖3的上表面贴有反射膜7。该发明防蒸发盖3，当外界阳光10很强烈或温度很高的时候，反射膜7和漏斗形都能反射大部分阳光10，起到隔热作用，小圆球吸热膨胀，自动闭合透气孔5，阻隔水分与大气相通，起到减少水分蒸发的作用；在降雨或温度低的时候，反射膜7可以起到保温作用，小圆球冷收缩，自动开启透气孔5，降水11进入透气孔5，给土壤补水保湿；另外，防蒸发盖3本身具有隔离作用，把土壤中水分蒸发降到最低程度，而且防蒸发材料8由高吸水保水材料组成，具有蓄水功能，当土壤缺水时，又可以进行适量的补水，防蒸发盖3上面的透气孔5，保证了土壤中空气的交换，有利于根部呼吸顺畅。所述防蒸发材料8由具有良好缓释功能的高分子树脂、聚丙烯酸钾盐或聚丙烯酸钠盐等高吸水保水材料组成。所述防蒸发盖3的厚度为10～15mm，透气孔5的漏斗状上部大径为8～12mm，小径为3～5mm，球形腔的直径为6～9mm，橡胶球9的直径为4～7mm。进一步地，所述防蒸发盖3包括两个半圆盖，两个半圆盖的相向端分别设有用于相互嵌合的锯齿形卡槽4，两个半圆盖上分别设有用于拼合出中心孔6的半圆孔。待种子发芽出苗后，能够通过预留的半圆孔生长出来；随着植物茎秆生长逐渐变粗到一定时期，拼接的两个半圆盖能自然分开，不至于受半圆孔的限制阻碍植物生长。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种灰岩石漠化地区植被生长基，其特征在于：生长基由生物基材、调节剂混合而成并压制为圆柱状，

所述生物基材由以下重量百分比的原料组成：

所述调节剂由以下占生物基材总重量百分比的原料组成：

保水剂1％～3％、蛭石粉2％～10％、肥料5％～15％、粘合剂5％-10％、pH调节剂0.5％～3％、渗透剂2％～5％；

所述生长基的制作方法具有以下步骤：

3)将步骤2)所得的生物基材风干制成生物基质；

2.根据权利要求1所述的一种灰岩石漠化地区植被生长基，其特征在于：所述食用菌渣、秸秆均粉碎为粒径1～2cm的颗粒；所述秸秆为小麦、水稻、玉米、甘蔗中的至少一种；所述禽畜粪便为鸡粪、牛粪中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种灰岩石漠化地区植被生长基，其特征在于：所述保水剂为交联聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾盐共聚物；所述肥料由有机肥、无机复合肥、长效缓释肥混合而成；所述pH调节剂为熟石灰或过磷酸钙；所述粘合剂为高分子树脂类粘合剂；所述渗透剂为界面活性剂。

4.根据权利要求1所述的一种灰岩石漠化地区植被生长基，其特征在于：所述生长基直径为15～25cm，高度为20～30cm，生长基上端的中心部位压制有用于播种的凹孔，凹孔直径和深度为2～3cm。

5.一种基于权利要求1至4任一所述生长基的灰岩石漠化地区植被的种植方法，其特征在于所述的种植方法具有以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种灰岩石漠化地区植被的种植方法，其特征在于：所述防蒸发盖上设有多个透气孔，各透气孔的上部呈漏斗状，下部为球形腔，球形腔中设有橡胶球，常态下，橡胶球与球形腔的内壁之间留有间隙，橡胶球受热膨胀后，能够与球形腔的内壁贴合，防蒸发盖的上表面贴有反射膜。

7.根据权利要求6所述的一种灰岩石漠化地区植被的种植方法，其特征在于：所述防蒸发盖的厚度为10～15mm，透气孔的漏斗状上部大径为8～12mm，小径为3～5mm，球形腔的直径为6～9mm，橡胶球的直径为4～7mm。

8.根据权利要求5至7任一所述的一种灰岩石漠化地区植被的种植方法，其特征在于：所述防蒸发材料为高吸水保水材料。

9.根据权利要求5至7任一所述的一种灰岩石漠化地区植被的种植方法，其特征在于：所述防蒸发盖包括两个半圆盖，两个半圆盖的相向端分别设有用于相互嵌合的锯齿形卡槽，两个半圆盖上分别设有用于拼合出中心孔的半圆孔。