CN107242091A - 硫铁矿废弃地的植被恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫铁矿废弃地的植被恢复方法。它包括步骤：S1：按以下重量份数，含水量低于30％的土60‑70份，禽畜粪便15‑25份，生物炭10‑20份，钢渣3‑5份，商品复合肥0.5‑1.5份配制穴植基质；S2：按等高线走向挖掘若干种植穴，并在种植穴中投施穴植基质；S3：在穴中刺槐或葛藤；S4：种植完成后4‑6个月用土或穴植基质盖压葛藤。本发明在植物修复硫铁矿尾矿库时，根据尾矿渣组成、养分含量和酸碱度等情况，本发明制造特定的基质，选取豆科的葛藤、刺槐等植物作为主要物种，采用特定的穴植方式并结合施肥等配套处理，促进植物在尾矿渣上定居和生物量的增加，从而快速有效地对硫铁矿尾矿污染地进行植被恢复和生物修复。

Description

硫铁矿废弃地的植被恢复方法

技术领域

本发明属于环境技术领域，具体涉及一种硫铁矿废弃地植被恢复的方法。

背景技术

硫铁矿又名黄铁矿，是制造硫酸、炼铁等的主要原料。我国硫铁矿资源非常丰富，硫铁矿的储量居世界前列，产量约占世界的50％。长期以来，硫铁矿矿山在开发过程中由于对尾矿、废气、废水的处理不恰当，引发了一系列的环境问题，不仅危胁人民的生命财产安全，还制约社会经济的发展。因此，恢复硫铁矿废弃地植被和生态环境显得尤为重要。

通过栽培特定的植物，同时采作辅助措施，可在短时间内使植物定居在硫铁矿尾矿渣堆存区，从而重建植被和生态环境。重建的植被可控制土壤侵蚀和水土流失，增加土壤营养，恢复退化生态系统的功能和美化环境。有些植物还能吸收固定重金属在其根部，或通过其根系分泌物及其凋落物的分解物与重金属结合形成难溶化合物，从而阻控重金属移迁扩散。在大面积硫铁矿尾矿渣污染区域重建植被，具有技术可靠、操作简便、成本低、控制污染物有效和对环境友好等多重优势。在尾矿渣堆放区进行植被重建时，选择的植物应具有适应力强、生物量大、生长迅速等特征。

目前，很多的硫铁矿尾矿库的矿渣堆放区上没有植被，研究表明(唐秀观.贵州大方县硫铁矿区典型植物生理生态适应性研究.广西师范大学2015硕士论文)，尾矿库中的矿渣的酸碱度和重金属污染是植物在上面生存的重要限制因子。硫铁矿尾矿渣通常呈酸性、营养元素缺乏且含有重金属等有害元素，导致植物很难在尾矿库上生长，因此在植被重建时，需采用特定的植物种类并要通过辅助措施促进植物在尾矿上定居和生长。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种硫铁矿废弃地的植被恢复方法，包括步骤：

S1：按以下重量份数，含水量低于30％的土60-70份，禽畜粪便15-25份，生物炭10-20份，钢渣3-5份，商品复合肥0.5-1.5份配制穴植基质；

S2：按等高线走向挖掘若干种植穴，并在种植穴中投施穴植基质；

S3：在穴中刺槐或葛藤；

S4：种植完成后4-6个月用土或穴植基质盖压葛藤；

进一步的，所述种植穴半径为20-100cm、深度为15-30cm；两相邻种植穴之间间隔为1.5-3.0m。

进一步的，在每个种植穴中投施6-8kg穴植基质。

进一步的，每行和列的刺槐或葛藤按1:1-1:8比例种植，不同行和列保持刺槐或葛藤交错种植。

进一步的，每个种植穴种植刺槐种苗1株，或

每个种植穴种播撒葛藤种子5-8粒，或

每个种植穴种播撒匍匐茎1-2棵或块茎1-2块。

进一步的，所述步骤S1中穴植基质的制备包括以下步骤：

S11：收集秸秆或者林木使用盐水清洗粉碎；

S12：将粉碎的秸秆或者林木无氧条件下与氢氧化钾混合并在300℃～700℃条件下热解碳化20-30小时得到负载有钾元素的生物炭。

进一步的，所述步骤S4之后还包括以下步骤：

S5：种植期3-5年后不定期收割刺槐、葛藤，并采集废弃地土壤测定土壤中重金属含量和酸碱度；

本发明在植物修复硫铁矿尾矿库时，根据尾矿渣组成、养分含量和酸碱度等情况，本发明制造特定的基质，选取豆科的葛藤、刺槐等植物作为主要物种，采用特定的穴植方式并结合施肥等配套处理，促进植物在尾矿渣上定居和生物量的增加，从而快速有效地对硫铁矿尾矿污染地进行植被恢复和生物修复。

附图说明

图1本发明实施例的流程图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参见图1所示，本发明提供一种硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，包括步骤：

S1：按以下重量份数，含水量低于30％的土60-70份，禽畜粪便15-25份，生物炭10-20份，钢渣3-5份，商品复合肥0.5-1.5份配制穴植基质；

S2：按等高线走向挖掘若干种植穴，并在种植穴中投施穴植基质；

S3：在穴中刺槐或葛藤；

S4：种植完成后4-6个月用土或穴植基质盖压葛藤；

由于硫铁矿尾矿渣通常呈酸性、营养元素缺乏且含有重金属等有害元素，导致植物很难在尾矿库上生长，因此本实施例在植被重建时，需采用特定的植物种类并要通过辅助措施促进植物在尾矿上定居和生长。

葛藤生长季节无需施肥照料，适应性强，在硫铁矿尾矿区的边缘能正常生长。葛藤生长速度极快，是世界上长得最快的植物，有“大地医生”的美誉。野葛藤蔓不断生长，野葛根也在土壤中不断生长，从上下两个空间稳固硫铁矿尾矿区。葛藤枝叶长满绒毛，能吸附空气中的颗粒，因而可以净化空气，而且它有很强的重金属富集能力。同时，它还是化工等行业的重要原料。

刺槐落叶阔叶乔木。刺槐对土壤要求不高，能在沙土、壤土、粘土、风化石砾土甚至矿渣堆上生长，对土壤酸碱度也不敏感，无论在中性土、酸性土抑或含盐量0.3％以下的盐碱土上皆能正常生长发育。刺槐木材属硬杂木，材质硬重而坚韧，用途广泛。

野葛和刺槐搭配种植，利用野葛生长迅速的特点，实现尾矿区快速复绿，而刺槐可丰富植物种类，提高空间利用率和经济效益。鉴于矿区废弃地的潜在重金属污染问题，葛根收获后可用于生产工业酒精，刺槐主要用于生产木材，均不进入食物链，因此无人体健康风险。通过本发明的处理，可以帮助植物在尾矿区的快速定植，防止水土流失，吸收土壤重金属等有害元素，恢复生态环境，并产生一定的经济效益。

野葛和刺槐均可通过根瘤菌将空气中的氮气转换为肥料，因此可以改良土壤。野葛和刺槐都是多年生的植物，繁殖方式多样。特别是葛藤即可种子繁殖又可营养繁殖，可以在短时间内获得大量的植株，其地下块茎与藤条均能进行无性繁殖，分蘖能力强。一次人工栽培后，不需再次播种。

葛藤和刺槐均对重金属有一定耐受和富集能力，有利于减少重金属的迁移。葛藤枝叶长满绒毛，能吸附空气中的颗粒，可以净化矿山废弃地空气。

穴植基质中，钢渣呈碱性，可用于调节pH，生物炭可改善土壤物理和化学性质，且都实现了废物资源化利用。

葛根用于生产工业酒精，刺槐可生产优良木材，有一定经济效益。

本实施例具有操作简单、费用低、阻控重金属扩散和美化环境等优点。

种植完成4-6个月后待葛藤生长旺盛，用土块或穴植基质压住葛藤藤蔓，促使其再生新根，既可固定种植穴以外的矿渣，也可做来年种苗用。也防止葛藤缠绕刺槐，让其匍匐生长。

葛藤和刺槐凋落后，可收集这些植物材料作为有机肥并投施在种植穴，也可让掉落物自然腐烂以保持栽培地更多的水分和有机质。

优选的，所述种植穴半径为20-100cm、深度为15-30cm；两相邻种植穴之间间隔为1.5-3.0m。

优选的，在每个种植穴中投施6-8kg穴植基质。

优选的，每行和列的乔木植物与藤本植物按1:1-1:8比例种植，不同行和列保持乔木植物与藤本植物交错种植。

优选的，每个种植穴种植刺槐种苗1株，或

每个种植穴种播撒葛藤种子5-8粒，或

每个种植穴种播撒匍匐茎1-2棵或块茎1-2块。

葛藤生长迅速，在裸露硫铁矿尾矿上蔓延，藤条纵横交错，覆盖效果明显。通过3年的培育，葛藤主蔓平均长度达10m以上，一级侧蔓数量9-16枝，每平方藤条数量最高达85条，地被物最厚约40cm，已能将硫铁矿废弃地裸露岩石严实覆盖，单株覆盖面积约13.37m²。说明种植葛藤能够在裸露的硫铁矿废弃地实现快速覆绿，效果明显。

实施例2

在实施例1的基础上，所述步骤S1中穴植基质的制备包括以下步骤：

S11：收集秸秆或者林木使用盐水清洗粉碎；

S12：将粉碎的秸秆或者林木无氧条件下与氢氧化钾混合并在300℃～700℃条件下热解碳化20-30小时得到负载有钾元素的生物炭。

本实施例中氢氧化钾与二氧化碳发生反应生成碳酸钾；在热解碳化制备生物炭的过程中添加氢氧化钾，由于生物炭富含微孔，制备的生物炭负载有钾元素；之后制备的生物炭基缓释肥中也负载有钾元素；钾元素促进植株生长和光合作用的进行，提高了吸收重金属离子的效率。生物质炭本身具有的碱度，可有效降低尾矿废弃地的酸度；较大的比表面积和多孔结构，易吸附矿质和重金属元素，持续稳定的促进植株的生长及对重金属元素的吸收，生物炭基缓释肥与植物的协同作用能够促进重金属污染土壤的生态修复，改善区域环境质量。

实施例3

在实施例2的基础上，所述步骤S4之后还包括以下步骤：

S5：种植期3-5年后不定期收割刺槐、葛藤，并可采集废弃地土壤测定土壤中重金属含量和酸碱度；

本实施例中刺槐树苗经过三年生长平均高度为3.12m，平均胸径7.34cm。可做商业用途，不仅对土壤环境进行了改善，还可以带来良好的社会经济效益。

跟踪实验：(1)在硫铁矿废弃地，选择有成片土壤或尾砂堆积处，或在较宽的石缝处，挖掘种植穴，投施基质。以扦插成活的1年生葛藤苗和刺槐树苗沿等高线进行种植。每两株葛藤种植一株刺槐，行与行刺槐保持错开。2014年3月中旬种植，共种植葛藤88株，刺槐45株。当年存活率为：葛藤94.5％，刺槐89.7％。观察发现，冬季部分葛藤藤蔓会被冻死，但第二年会重新萌发新藤。

(2)2014-2016年，对葛藤和刺槐生长情况进行跟踪调查。葛藤生长迅速，在裸露硫铁矿尾矿上蔓延，藤条纵横交错，覆盖效果明显。通过3年的培育，葛藤主蔓平均长度达10m以上，一级侧蔓数量9-16枝，每平方藤条数量最高达85条，地被物最厚约40cm，已能将硫铁矿废弃地裸露岩石严实覆盖，单株覆盖面积约13.37m²。说明种植葛藤能够在裸露的硫铁矿废弃地实现快速覆绿，效果明显。进行土壤污染物和酸碱度测试均有明显好转。

本跟踪实验表明，刺槐树苗经过三年生长平均高度为3.12m，平均胸径7.34cm，正常开花。定期巡视，防治葛藤缠绕刺槐，从而可充分利用空间。

利用本发明的方法，可以使植物能够在硫铁矿废弃地定居和生长，并且能够自然繁殖，并能较好的净化土壤中的污染物，调节土壤酸碱度。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻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所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，包括步骤：

S1：按以下重量份数，含水量低于30％的土60-70份，禽畜粪便15-25份，生物炭10-20份，钢渣3-5份，商品复合肥0.5-1.5份配制穴植基质；

S2：按等高线走向挖掘若干种植穴，并在种植穴中投施穴植基质；

S3：在穴中刺槐或葛藤；

S4：种植完成后4-6个月用土或穴植基质盖压葛藤。

2.如权利要求1所述硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，所述种植穴半径为20-100cm、深度为15-30cm；两相邻种植穴之间间隔为1.5-3.0m。

3.如权利要求1所述硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，在每个种植穴中投施6-8kg穴植基质。

4.如权利要求1所述硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，每行和列的刺槐或葛藤按1:1-1:8比例种植，不同行和列保持刺槐或葛藤交错种植。

5.如权利要求1所述硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，每个种植穴种植刺槐种苗1株，或

每个种植穴种播撒葛藤种子5-8粒，或

每个种植穴种播撒匍匐茎1-2棵或块茎1-2块。

6.如权利要求1所述硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，所述步骤S1中穴植基质的制备包括以下步骤：

S11：收集秸秆或者林木使用盐水清洗粉碎；

S12：将粉碎的秸秆或者林木无氧条件下与氢氧化钾混合并在300℃～700℃条件下热解碳化20-30小时得到负载有钾元素的生物炭。

7.如权利要求1所述硫铁矿废弃地的植被恢复方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括以下步骤：

S5：种植期3-5年后不定期收割刺槐、葛藤，并可采集废弃地土壤测定土壤中重金属含量和酸碱度。