CN108035332A - 一种治理山地城市土壤流失的材料和治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种治理山地城市土壤流失的材料和治理方法，该材料包括阴离子型聚丙烯酰胺，还包括芦苇秆粉末，阴离子型聚丙烯酰胺与芦苇秆粉末按质量比1∶1000~3000混合。该方法包括步骤1、将收割后的芦苇秆风干，再用植物粉碎机将芦苇秆粉碎至0.5~2mm；步骤2、将阴离子型聚丙烯酰胺与步骤1所得的芦苇秆粉末按质量比1∶1000~3000混合；步骤3、将步骤2所得的材料与表层土壤按1:10~40的质量比均匀混合；步骤4、将步骤3的材料按2~10kg/m²的施用标准均匀地撒在需要处理的土地表面。本发明的优点是：实现了以废治废，操作简单，材料易得；与传统的单纯使用APAM以缓解水土流失的方法相比，显著减少了APAM用量、提高了经济效益，具有广泛的应用前景。

Description

一种治理山地城市土壤流失的材料和治理方法

技术领域

本发明属于环境保护的技术领域，具体涉及一种治理山地城市土壤流失的材料和治理方法。

背景技术

重庆是典型的山地丘陵地带，属于生态脆弱区。同时，重庆也是三峡库区生态环境重点保护地带，在原生脆弱生态环境和不合理人类开发活动共同作用下产生了严重的水土流失。水土流失不仅导致土壤肥力下降，同时水土流失所带来的径流和泥沙本身就是一种面源污染物，而且又是污染物主要携带者，所以水土流失会给水体水质带来严重影响。氮、磷等污染物在降雨时所产生的径流冲刷作用下，由径流和泥沙携带，最终到达受纳水体，进而破坏水体环境。水土流失既是农业面源污染发生的重要形式，同时又是面源污染物流失的载体和造成水体污染的主要途径之一。

目前，在国内外水土流失防治措施中，应用聚丙烯酰胺（PAM）改良土壤结构是一种重要的生态防治措施。PAM是一种线型高分子化合物，可溶于水且具有很强的黏聚作用。PAM能够维护土壤团聚体的结构并形成新的团聚体，与水相互作用产生的黏聚作用能有效缓解雨滴对土壤的表面打击并抑制结皮的形成，从而阻止细小的土壤随水流失。虽然PAM在全世界范围内得到了广泛的应用，但PAM价格昂贵，单纯使用PAM以缓解水土流失经济效益不高。我国芦苇资源十分丰富，芦苇可吸收水体中部分的氮、磷，但是如果秋冬季节未对芦苇进行收割，这部分储存在植物体内的氮、磷会随着植物的枯萎、死亡而被微生物缓慢分解重新释放回到水体。然而收割的芦苇秆通常都作为燃料，未能得到合理利用。目前，没有关于芦苇秆与PAM混合的新型材料应用于控制土壤泥沙流失的报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种治理山地城市土壤流失的材料，它能在土壤中形成密实的保护层，减缓雨水对地表的冲刷，减少土壤流失，又能降低水体面源污染风险。本发明还提供一种治理山地城市土壤流失的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种治理山地城市土壤流失的材料包括阴离子型聚丙烯酰胺，还包括芦苇秆粉末，阴离子型聚丙烯酰胺与芦苇秆粉末按质量比1∶1000~3000混合。

本发明提供的一种使用上述材料治理山地城市土壤流失的方法，包括以下步骤：

步骤1、将收割后的芦苇秆风干，再用植物粉碎机将芦苇秆粉碎至0.5~2mm；

步骤2、选择阴离子型聚丙烯酰胺（APAM），将阴离子型聚丙烯酰胺与步骤1所得的芦苇秆粉末按质量比1∶1000~3000混合，得到本发明的材料；

步骤3、将步骤2所得的材料与表层土壤按1:10~40的质量比均匀混合；

步骤4、将步骤3的材料按2~10kg/m²的施用标准均匀地撒在需要处理的土地表面。

本发明的原理是：

APAM在吸水溶胀后，APAM 很长的分子链中的一部分吸附了土壤颗粒，而其很长的尾部仍在溶液中，将土壤颗粒桥接在一起而絮凝水中的泥沙形成网状结构，产生凝聚作用，使坡面土壤颗粒粘结在一起，土壤表层结构变得稳定而不容易被径流冲刷侵蚀，因而施加 APAM后径流中含沙量减少，随泥沙流失的氮、磷也相应减少。

芦苇秆特有的多糖与蛋白质连接纤维素结构，既可提供有效养分补充碳源，同时纤维素具有吸附性能。覆盖在土壤表面的芦苇秆粉末分解缓慢，被水淋失去的养分较少，纤维素及其蛋白质复合体较难分解而残留在土壤中，能逐步形成腐殖质。由于腐殖质具较强粘聚性，腐殖质有助于将土壤中微团聚体粘聚为中粒径团聚体。

当芦苇秆粉末与APAM混用时，APAM 的吸附架桥作用可将腐殖质形成的中粒径团聚体转化为大团聚体，大团聚体在持土方面都具有更好的效果，两种物质产生协同作用，APAM与芦苇秆纤维的腐殖质紧密地结合，从而在土壤中形成密实的保护层，减缓降雨对地表的冲刷。

另外，芦苇秆的腐殖质能改良土壤结构，给土壤提供更多无机磷与氨态氮的吸附位点，增强了土质对氮磷的吸附能力，减少了氮磷流失，缓解了水体面源污染。

本发明的技术效果是：

1、本发明将APAM与芦苇秆粉末混合，充分利用两种物质的性能，能够有效防控山地城市水土流失；

2、本发明在防控山地城市水土流失的同时能有效减少氮、磷素随泥沙的流失，从而缓解面源污染，降低对三峡库区水环境安全的威胁；

3、本发明充分利用了APAM与芦苇秆纤维结合能力强的特点，相较于传统的单纯使用APAM以控制水土流失的方法可大大节省APAM使用量，显著提高了经济效益。

4、芦苇价格低廉，储量巨大，储存在植物体内的氮、磷会在秋冬季节随着植物的枯萎死亡，部分被微生物缓慢分解重新释放回水体当中，造成水体污染；本发明利用芦苇实现对水土流失和面源污染的控制，达到了以废治废的目的。

5、本发明无需特定的装置或价格高昂的设施或设备，成本耗费低，控制效果好；管理和操作简单易行，材料简单易得。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

取阴离子型聚丙烯酰胺100g，芦苇秆粉末300kg混合，制得本发明材料。

本实施例的方法为：

将上述制得的材料与表层土壤3000kg（1:10的比例）均匀混合，按2kg/m²的施用标准均匀地撒在需要处理的土地表面。经过15个月的试验分析，结果表明：使用本发明材料处理过的土地相较于处理前土壤流失量减少了约38%，受纳水体的NH₃-N（氨氮）平均浓度由试验前的0.55mg/L降至0.39mg/L，水体NH₃-N浓度降低了29.1%；受纳水体TP（总磷）平均浓度由试验前的0.11mg/L降至0.08mg/L，水体TP降低了27.3%。

实施例2

取阴离子聚丙烯酰胺100g，芦苇秆粉末200kg混合，制得本发明材料。

本实施例的方法为：

将上述制得的材料与表层土壤4000kg（1:20的比例）均匀混合，按5kg/m²的施用标准均匀地撒在需要处理的土地表面。经过12个月的试验分析，结果表明：使用本发明材料处理过的土地相较于处理前土壤流失量减少了约41%，受纳水体的NH₃-N（氨氮）平均浓度由试验前的0.60mg/L降至0.42mg/L，水体NH₃-N浓度降低了30%；受纳水体TP（总磷）平均浓度由试验前的0.14mg/L降至0.10mg/L，水体TP降低了28.5%。

实施例3

取聚丙烯酰胺200g，芦苇秆粉末200kg混合，制得本发明的材料。

本实施例的方法为：

将上述制得的材料与表层土壤8000kg（1:40的比例）均匀混合，按10kg/m²的施用标准均匀地撒在需要处理的土地表面。经过12个月的试验分析，结果表明：使用本发明材料处理过的土地相较于处理前土壤流失量减少了约35%，受纳水体的NH₃-N（氨氮）平均浓度由试验前的0.47mg/L降至0.35mg/L，水体NH₃-N浓度降低了25.5%；受纳水体TP（总磷）平均浓度由试验前的0.10mg/L降至0.08mg/L，水体TP降低了约20%。

本发明的优点是：实现了以废治废，操作简单，材料易得；与传统的单纯使用APAM以缓解水土流失的方法相比，显著减少了APAM用量、提高了经济效益，具有广泛的应用前景。

Claims (2)

1.一种治理山地城市土壤流失的材料，包括阴离子型聚丙烯酰胺，其特征是：还包括芦苇秆粉末，阴离子型聚丙烯酰胺与芦苇秆粉末按质量比1∶1000~3000混合。

2.一种使用权利要求1所述材料治理山地城市土壤流失的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、将收割后的芦苇秆风干，再用植物粉碎机将芦苇秆粉碎至0.5~2mm；

步骤2、选择阴离子型聚丙烯酰胺，将阴离子型聚丙烯酰胺与步骤1所得的芦苇秆粉末按质量比1∶1000~3000混合，得到权利要求1所述的材料；

步骤3、将步骤2所得的材料与表层土壤按1:10~40的质量比均匀混合；

步骤4、将步骤3的材料按2~10kg/m²的施用标准均匀地撒在需要处理的土地表面。