CN104718934B

CN104718934B - 用黑麦草辅助尾矿修复及在修复地上种植黑麦草的方法

Info

Publication number: CN104718934B
Application number: CN201510081338.9A
Authority: CN
Inventors: 李富平; 周征; 艾艳君; 谷海红; 袁雪涛; 卢倩倩; 迟晓杰
Original assignee: North China University of Science and Technology
Current assignee: North China University of Science and Technology
Priority date: 2015-02-15
Filing date: 2015-02-15
Publication date: 2018-02-27
Anticipated expiration: 2035-02-15
Also published as: CN104718934A

Abstract

一种用黑麦草辅助尾矿修复及在修复地上种植黑麦草的方法，包括下述步骤：将尾矿进行18~22cm深度的翻耕并平整；将生长至开花期的新鲜黑麦草剪碎至3~5 cm的碎段，构成黑麦草绿肥；将黑麦草绿肥撒在翻耕并平整的尾矿地上，黑麦草绿肥与尾矿充分混匀，形成平整的种植地；在种植地上撒播黑麦草种子。其种植方法，处理种子，播种：定期留茬收割还田，黑麦草种植3~5年后，将整株植物回收，翻埋，然后再重新筑垄种植，以此往复。通过种植的黑麦草再还田的良性自我循环可不断地改善生态环境，提高尾矿的景观形象。本发明提供的方法具有操作性强，生态友好，大幅降低修复费用等优点，是尾矿生态修复的重要措施。

Description

用黑麦草辅助尾矿修复及在修复地上种植黑麦草的方法

技术领域

本发明涉及尾矿生态修复及在修复地上种植植物的方法，具体地说是一种利用黑麦草绿肥辅助尾矿修复以及在修复地上种植黑麦草的方法。

背景技术

矿产资源开发在为国家提供重要战略资源的同时，也造成了环境污染的严重后果。据统计，开采1吨金属矿石将有0.9吨尾矿形成，尾矿产生量可占到工业固体废弃物产生总量的30%。尾矿堆积不仅使尾矿库压占的土地受到重金属污染，而且尾矿常以风、水为载体不断扩散，并通过地球化学链、食物链进入生物体，给矿区及其周边地区的生态安全和社会稳定带来了严重威胁。

尾矿环境修复及其关键技术研究，不仅是当前国际资源与环境研究领域的热点问题，也是当前环境保护所面临的紧迫任务。目前，尾矿治理方法主要有尾矿返井充填法、固结用作建筑材料法、生态修复等方法。充填和固结法由于存在处理量有限、对尾矿二次利用形成困难、成本较高、不能改善生态环境等问题，难以广泛应用。尾矿生态修复法主要是通过尾矿库表层种植植物改善生态环境，具有较好的生态效益和社会效益，且较为经济。然而，由于尾矿大多存在重金属含量过高、养分贫瘠、微生物群落结构差等植物生长限制因素，植物自然定植非常困难。因此，通过人工辅助措施，改善尾矿的植物适生性质，促进植物定植，并最终实现生态系统可持续发展，是尾矿生态修复的重要内容。

基质改良是辅助生态修复的重要措施，其主要是通过改善尾矿的物理结构、肥力状况等促进植物定植。用于改良尾矿的材料极其广泛，覆土、化学肥料、有机物料（秸秆、垃圾、动物粪便、堆肥等）等都被用于尾矿的改良。但有些外加改良材料存在价格昂贵、二次污染等问题，大多不适合大范围应用。因此提供科学合理的尾矿生态修复及在修复地上种植植物的方法呼之欲出。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷以及尾矿环境污染问题，一是

提供一种用黑麦草辅助尾矿修复的方法，二是提供一种在修复地上种植黑麦草的方法。该方法通过改善尾矿生态环境，促进植物定植，减少尾矿表面地表径流污染及沙尘污染，并且可以改善尾矿周边的景观形象。

实现上述目的采用以下技术方案：

一种利用黑麦草绿肥辅助尾矿生态修复的方法，包括下述步骤：

a.将尾矿进行18~22 cm深度的翻耕并平整；

b.将生长至开花期的新鲜黑麦草剪碎至3~5 cm的碎段，晾干构成黑麦草绿肥；

c.将黑麦草绿肥撒在翻耕并平整的尾矿地上，黑麦草绿肥与尾矿充分混匀，形成平整的种植地；

d.在种植地上撒播黑麦草种子。

作为优选方案，按照黑麦草绿肥干重比尾矿风干重的重量比，黑麦草绿肥的撒播量为1%~5%。

作为优选方案，黑麦草绿肥与其他肥料或改良剂配合施用。

作为优选方案，所述的其他肥料是钙镁磷肥，改良剂是污泥、秸秆。作为优选方案，黑麦草绿肥与肥料配合施用，施用20~25 kg钙镁磷

肥作为基肥亩施尿素4~8 kg，在苗期及每次刈割后施用。

作为优选方案，黑麦草绿肥与污泥、秸秆等改良剂配合施用，按照改良剂风干重/尾矿风干重施用量为0.5%~3%，在播种前与表层18~22 cm尾矿混匀，然后整地播种。

一种用黑麦草绿肥辅助尾矿生态修复的土地种植黑麦草的方法，包括下述步骤：

a.种子处理：黑麦草种子需经消毒、浸种、催芽；

b.播种：黑麦草的播种方式为条播，按幅宽1 m筑垄，垄间距约0.3~0.5 m，垄高8~10 cm，垄面平整后按行距为0.2~0.3 m划沟，沟宽0.1 m左右，播种量为每亩2~3 kg，播深4~6 cm，播种后覆土2~3 cm。前处理后条播于播种沟中。黑麦草生长期间不需人为干预；

c. 定期留茬收割还田：施用黑麦草绿肥后种植的黑麦草进行定期留茬收割地上部分，收割后的黑麦草作为绿肥翻埋进尾矿；

d．黑麦草种植3-5年后，将整株植物回收，翻埋，然后再按步骤b的方法重新筑垄种植，以此往复。

作为优选方案，第一茬黑麦草生长至45-55天留茬收割，黑

麦草留茬4-6cm，然后每隔一个月收割一茬黑麦草，一年共收割6-8茬，收割后的黑麦草作为绿肥翻埋进尾矿。

本发明以黑麦草作为绿肥修复尾矿，黑麦草绿肥既克服二次污染的缺点，又是良好的天然有机肥，经过修复后的尾矿，变废为田，既保护了环境又提高了尾矿肥力，促进了尾矿生态重建。

黑麦草(Lolium perenne L.)是禾本科一年生或多年生草本植物，再生能力强，生长快，可以反复收割，不仅是优质牧草，其作为绿肥还田还可改善土壤结构，培肥地力，而且不引起二次污染。因此，将其作为基质改良材料修复尾矿生态环境，具有可操作性强，生态友好，大幅降低修复费用等特点，是尾矿生态修复的潜在重要措施。

其显著的效果在于：

1.改善生态环境：可通过黑麦草绿肥施用，促进尾矿中黑麦草生长，然后再还田的良性自我循环不断地改善尾矿的有机质、氮、磷等养分状况，并且能够降低尾矿中重金属的生物有效性，有利于促进植物定植，改善植物生长状况，提高尾矿的景观形象。

2.防止污染扩散：施用黑麦草绿肥有通过促进植物生长，提高尾矿表层植被覆盖度，可以有效防止尾矿砂经风吹、降水等产生的空气污染、土地污染、水污染等。

3.可行性强：绿肥可以通过还田，实现不断自我促进和生长的良性循环，具有不产生二次污染、可操作性强、经济可行等特点。

4.本发明所提供的利用黑麦草绿肥进行尾矿生态修复方法可应用于各类金属尾矿。黑麦草绿肥施用方式可单施，或与其他肥料或改良剂配合施用；施用量和施用时间可根据具体情况灵活掌握。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1：利用黑麦草做绿肥辅助尾矿生态修复的方法。

将尾矿进行20cm深度的翻耕并平整；

采集生长至开花期的新鲜黑麦草，将新鲜黑麦草剪碎至4cm的碎段，构成黑麦草绿肥；

将黑麦草按照黑麦草绿肥干重比尾矿风干重的重量比，将黑麦草绿肥撒在翻耕并平整的尾矿地上，黑麦草绿肥的撒播量为1%~5%。将黑麦草绿肥与尾矿充分混匀，形成平整的种植地。

黑麦草绿肥还可与其他肥料或改良剂配合施用。

黑麦草绿肥与肥料配合施用，施用20~25 kg钙镁磷肥作为基肥亩施尿素4~8 kg，在苗期及每次刈割后施用。

黑麦草绿肥与污泥、秸秆等改良剂配合施用，施用量为0.5%~3%（改良剂风干重/尾矿风干重）。在播种前与表层18~22 cm尾矿混匀，然后整地播种。

实施例2：黑麦草辅助尾矿修复及在修复地上种植黑麦草的方法

具体播种方法是：

a.处理种子：将黑麦草种子用消毒剂消毒、浸种、催芽；

b.播种：在种植地，按幅宽1 m筑垄，垄间距约0.3~0.5 m，垄高8~10 cm，垄面平整后按行距为0.2~0.3 m划播种沟，播种沟宽0.1 m左右，播种沟深4~6 cm，将黑麦草种子采用条播的方式播撒在播种沟内，播种量为每亩2~3 kg，播种后播种沟面覆土2~3 cm。黑麦草生长期间不需人为干预。

c.定期留茬收割还田：第一茬黑麦草生长至50天左右留茬收割，黑麦草留茬5 cm左右，生长1个月后收割第二茬黑麦草，一年连续收割6-8茬，收割间隔时间为一个月。收割后的黑麦草作为绿肥翻埋进尾矿；

d．黑麦草种植3~5年后，将整株植物回收，翻埋，然后再按步骤b的方法重新筑垄种植，以此往复。

实施例3：在修复的铅锌尾矿上种植黑麦草的方法

将铅锌尾矿表面进行20 cm深度的翻耕和平整后，将生长至开花期的新鲜黑麦草剪碎至3 cm左右的碎段后与尾矿充分混匀。黑麦草施用量为1%、2%和4%（黑麦草干重/尾矿干重）。然后种植黑麦草，黑麦草生长过程不需人为干预，种植、收获等管理按当地常规方式进行。黑麦草生长50天后收获，采集黑麦草和尾矿样品，分析其部分理化性质。

试验结果主要为：

1) 施加黑麦草绿肥能够显著促进植物生长。黑麦草绿肥施加量为1%、2%和4%的处理中种植的黑麦草的生物量分别是对照的1.9、1.5和2.2倍。

2) 施加绿肥显著改善了铅锌尾矿的速效氮和磷养分状况。黑麦草绿肥施加量为1%、2%和4%的处理中碱解氮含量分别是对照的3.9、3.3和3.0倍，速效磷含量分别是对照的2.0、2.9和3.2倍。

3) 施加黑麦草绿肥能够降低铅锌尾矿中1 mol/L NH₃NO₄提取态铅、锌和镉的生物有效性。具体数值见下表：

本发明的保护范围并不局限以上所述，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可较易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用黑麦草绿肥辅助尾矿生态修复的方法，其特征在于，包括下述步骤：

a. 将尾矿进行18～22cm 深度的翻耕并平整；

b. 将生长至开花期的新鲜黑麦草剪碎至3～5 cm 的碎段，构成黑麦草绿肥；

c. 将黑麦草绿肥撒在翻耕并平整的尾矿地上，按照黑麦草绿肥的干重比尾矿风干重比的重量比，黑麦草绿肥施加量为1%、2% 和4% 的处理中种植的黑麦草的生物量分别是对照的1.9、1.5 和2.2 倍；碱解氮含量分别是对照的3.9、3.3 和3.0 倍，速效磷含量分别是对照的2.0、2.9 和3.2 倍；施加黑麦草绿肥能够降低铅锌尾矿中1 mol/L NH₃NO₄提取态铅、锌和镉的生物有效性；黑麦草绿肥与尾矿充分混匀，形成平整的种植地；

d. 在种植地上撒播黑麦草种子；

．定期留茬反复收割还田黑麦草绿肥。

2.一种黑麦草绿肥辅助尾矿生态修复地种植黑麦草的方法，其特征在于，包括下述步骤：

a. 处理种子：黑麦草种子需经消毒、浸种、催芽；

b. 播种：黑麦草的播种方式为条播，按幅宽1 m 筑垄，垄间距0.3~0.5 m，垄高8~10cm，垄面平整后按行距为0.2~0.3 m 划沟，沟宽0.1 m 左右，播种量为每亩2~3 kg，播深4~6cm，播种后覆土2~3 cm，前处理后条播于播种沟，黑麦草生长期间不需人为干预；

c.将黑麦草定期留茬收割还田：施用黑麦草绿肥后种植的黑麦草进行定期留茬收割地上部分，收割后的黑麦草作为绿肥翻埋进尾矿，第一茬黑麦草生长至45~55 天留茬收割，黑麦草留茬4~6cm，然后每隔一个月收割一茬黑麦草，一年共收割6~8 茬；

d．黑麦草种植3~5 年后，将整株植物回收，翻埋，然后再按步骤b 的方法重新筑垄种植，以此往复。