CN107006288A - 一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块 - Google Patents

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阮莉萍
成新艳
杨田
李海洋
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Abstract

本申请公开了一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，从上到下依次包括：上无纺布衬网层、上秸秆纤维层、干燥压缩的复合植物生长基质层、下秸秆纤维层、下无纺布衬网层；稻秸秆复合基质能够为植物在荒漠化土地上生长提供一个相对良好的水肥微生境，植物的存活率更高、生长速度更快和生存时间更长，提高植被生态修复的效率；本申请采用稻秸秆复合基质模块的方式，能够如贴瓷砖的方式来根据地理特点及需求任意组合拼装基质模块，安装非常方便；而且使用秸秆基质模块便于运输、保存。

Description

一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块
技术领域
本申请属于环境工程技术领域，具体地说，涉及一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块。
背景技术
土地荒漠化已经严重威胁到国家生态安全，制约社会经济可持续发展，是重大的民生问题。而且对农林牧副渔和交通等行业均有较大的危害，也加重了生活在沙区人民的贫困程度。调查显示，我国目前约有1/4农村人口受到土地荒漠化的影响。而且随着我国工业化和城镇化的快速发展，大面积耕地、草地和林地被不断破坏，又进一步加剧了土地荒漠化的严峻形势。因此，如何能够延缓和治理土地荒漠化，防止水土流失成为亟待解决的生态、经济和安全问题。
我国是农业大国，每年会产生大量的农业秸秆废弃物，虽然秸秆富含纤维素和木素，但大部分秸秆在田间地头或场地被焚烧还田，不仅造成了资源的严重浪费，并且带来了非常严重的大气环境污染和社会经济等问题。因此，拓展秸秆资源综合利用的途径，探索秸秆低成本、高效和环保利用方式是目前非常重要和急迫的课题。
目前，已经有利用秸秆直接制备成沙障在沙漠中进行固沙治理，也有将秸秆开发保水剂或发酵生物肥施加在沙化土地中提高土壤的保水保肥能力，或者采用秸秆覆盖+留茬的方式提高沙化土壤保水保墒的能力。但这些对秸秆的利用方式在沙化土地治理的功能上都还相对单一，因而要取得好的防治效果所受到的影响因素也比较多。此外，治理土地荒漠化最有效的途径是在荒漠化土地实现植被的生长、覆盖和有效管护。由于荒漠化土地具有贫瘠、保水等对植被恢复不利的特点，目前的主要技术手段是移栽耐旱植物种类或使用土壤保水剂、改良剂等措施，但还是存在植物特别是苗期的存活率低下，管护难度大、成本高的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种利用我国丰富的水稻秸秆资源，通过与保水剂、菌肥、常微缓释肥、可降解高分子材料等配伍融合，制备成复合的植物生长基质模块，为植物在荒漠化土地上生长发育提供适宜的生长条件，从而提高植被恢复的效率并降低管护成本。
为了解决上述技术问题，本申请开了一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，从上到下依次包括：上无纺布衬网层、上秸秆纤维层、干燥压缩的复合植物生长基质层、下秸秆纤维层、下无纺布衬网层；
其中，干燥压缩的复合植物生长基质层由40～60％的腐熟秸秆碎末，10～25％腐熟稻壳，10～22％的由水稻秸秆改性制备的保水剂，5％氮磷钾缓释复合肥，1～5％的菌肥或秸秆腐熟剂，3～8％可降解高分子黏合剂，均匀混合后通过干燥压缩成型技术压制而成的。
进一步地，如上所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，所述干燥压缩的复合植物生长基质层的厚度为6～8cm。
进一步地，如上所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，在上秸秆纤维层与干燥压缩的复合植物生长基质层之间还有一层种子层。
进一步地，如上所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，所述种子层是由纸浆均匀粘合植物种子干燥后制备而成的。
进一步地，如上所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，所述上无纺布衬网层与下无纺布衬网层均采用可降解无纺布制备而得。
进一步地，如上所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，所述上秸秆纤维层和下秸秆纤维为单层稻麦秸秆。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
1.稻秸秆复合基质能够为植物在荒漠化土地上生长提供一个相对良好的水肥微生境，植物的存活率更高、生长速度更快和生存时间更长，提高植被生态修复的效率；
2.采用稻秸秆复合基质模块的方式，能够如贴瓷砖的方式来根据地理特点及需求任意组合拼装基质模块，安装非常方便；而且使用秸秆基质模块便于运输、保存。
3.组装使用后的基质块本身也能够起到防风蚀固土的作用；
4.该复合植生基质模块能够工业化、标准化生产；生产材料来源丰富并且低廉，可以合理控制成本。
5.基质的组份都是可降解材料的生物材料，不会造成二次污染，而且降解后的材料能够增加沙土的有机质含量和粘性，能够起到改良土壤的作用；
6.使用秸秆改性保水剂，能够提高基质的保水效果，一定程度上满足植物在沙土地上生长对水分的需求，也降低了使用过程中对水分的管护；
7.该秸秆复合植生基质以水稻秸秆作为主料，除了添加必要的营养成分外，所添加的秸秆保水剂、可降解高分子材料、菌剂等均是针对荒漠化土壤的改良，具有很强的针对性和可塑性；
8.为秸秆和稻壳等农业生物质废弃物的利用提供了新的使用途径，带来了经济价值和生态效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请实施例的层状结构示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
提供一种在荒漠化土地上适宜植物生长的秸秆复合植生基质模块，保水保肥，植物的存活率更高、生长速度更快和生存时间更长，并且可全部降解改良土壤，提高植物恢复的效率。
如图1所示，本申请的技术方案是：秸秆复合基质模块尺寸是30cm×60cm长条形或60cm×60cm方形，厚度为15cm，由上至下分别是：上层是无纺布衬网1，秸秆纤维层2，种子层3(可选)，干燥压缩的复合植物生长基质层4，秸秆纤维层2，底层是无纺布衬网1，然后封边压制成型。使用时，只需要将复合基质放在治理场地充分施水后，移栽修复植物或待种子层种子发芽，进行日常管护即可。
其中上层和底层的无纺布是可降解无纺布；秸秆纤维层是单层稻麦秸秆起到支撑和防护作用；种子层是根据需要可选择是否添加的，是由纸浆均匀粘合植物种子干燥后制备而成的种子纸；秸秆复合植生基质是由40～60％的腐熟秸秆碎末，10～25％腐熟稻壳，10～22％的由水稻秸秆改性制备的保水剂，5％氮磷钾缓释复合肥，1～5％的菌肥或秸秆腐熟剂，3～8％可降解高分子黏合剂，均匀混合后通过干燥压缩成型技术压制而成的厚度约10～12cm。
所述保水剂的制备过程是：将经过预处理的水稻秸秆粉碎后放入反应釜中，向反应釜内持续通入氮气，升温加热，并加入中和后的丙烯酸，加入硫酸铵和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺接枝，搅拌均匀，升温至70℃，反应至出现粘稠爬杆现象，转移至清洗器中，用水反复清洗，之后在70℃的干燥器内烘干，粉碎过筛，得到褐色固体颗粒，即秸秆保水剂胶体。本发明处采用秸秆保水剂主要是利用其环保可降解的优点，另一方面则是为了尽可能增加基质模块中秸秆的使用量。
所述可降解高分子黏合剂指可生物降解的高分子粘结剂，如聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)和米糠粘胶等。
一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块从上到下依次包括：上无纺布衬网层、上秸秆纤维层、干燥压缩的复合植物生长基质层、下秸秆纤维层、下无纺布衬网层；
其中，干燥压缩的复合植物生长基质层由40～60％的腐熟秸秆碎末，10～25％腐熟稻壳，10～22％的由水稻秸秆改性制备的保水剂，5％氮磷钾缓释复合肥，1～5％的菌肥或秸秆腐熟剂，3～8％可降解高分子黏合剂，均匀混合后通过干燥压缩成型技术压制而成的。
所述干燥压缩的复合植物生长基质层的厚度为6～8cm。
本发明干燥压缩后的基质层厚度实际上是6-8公分左右，使用这个厚度主要考量因素是植物根系，特别是早前建植阶段根系主要的生长深度，只要保障在这个深度范围内给予植物根系适宜的水分和养分，对植株特别是幼苗相对脆弱期的生长很关键，能够有利于植被的快速建植。如果过厚，则可能造成基质上层已经由于外界和植物根际因素已经开始腐化降解，而过厚的下层则会阻碍腐化降解的有机质快速进入土壤层造成积液，反而可能起到烧苗的负面作用。
在上秸秆纤维层与干燥压缩的复合植物生长基质层之间还有一层种子层。所述种子层是由纸浆均匀粘合植物种子干燥后制备而成的。
本发明将种子加入液体状态纸浆后能够充分搅拌后分布更均匀，再将纸浆平铺干燥成“种子纸”，这样种子纸不仅能够固定住种子，便于安装和运输；还能让种子分布比人工撒种的方式更为均匀，对于基质块后期植物均匀生长和建植更加有利。
所述上无纺布衬网层与下无纺布衬网层均采用可降解无纺布制备而得。
所述上秸秆纤维层和下秸秆纤维为单层稻麦秸秆。
上层单层秸秆纤维的作用在于起到类似于表层土覆盖住种子，起到遮光和保水，同时单层纤维避免纤维层过厚影响到种子的发芽；同时上、下层秸秆长纤维层都能起到对整个基质块加筋保护的作用。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，其特征在于，从上到下依次包括：上无纺布衬网层、上秸秆纤维层、干燥压缩的复合植物生长基质层、下秸秆纤维层、下无纺布衬网层；
其中，干燥压缩的复合植物生长基质层由40～60％的腐熟秸秆碎末，10～25％腐熟稻壳，10～22％的由水稻秸秆改性制备的保水剂，5％氮磷钾缓释复合肥，1～5％的菌肥或秸秆腐熟剂，3～8％可降解高分子黏合剂，均匀混合后通过干燥压缩成型技术压制而成的。
2.根据权利要求1所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，其特征在于，所述干燥压缩的复合植物生长基质层的厚度为6～8cm。
3.根据权利要求1所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，其特征在于，在上秸秆纤维层与干燥压缩的复合植物生长基质层之间还有一层种子层。
4.根据权利要求2所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，其特征在于，所述种子层是由纸浆均匀粘合植物种子干燥后制备而成的。
5.根据权利要求1所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，其特征在于，所述上无纺布衬网层与下无纺布衬网层均采用可降解无纺布制备而得。
6.根据权利要求1所述的用于荒漠化土地治理的稻秸秆复合植生基质模块，其特征在于，所述上秸秆纤维层和下秸秆纤维为单层稻麦秸秆。
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