CN108684487A - 一种矸石山生态修复用营养土构建及施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种矸石山生态修复用营养土构建及施工工艺，营养土由客土、粉煤灰、有机质、腐熟剂、褐煤、肥料组成；还包括PH调理剂；所述肥料用量是在检测客土营养成分基础上，根据要达到的改良目标，通过计算而得；将上述物质按一定配比加水充分搅拌后，采用喷涂工艺喷涂在矸石山覆土层表面上，构成植被生长的营养土层。本发明在测土基础上确定的土壤改良方案科学、合理，植物养分全面、均衡；既能快速见效，又能缓释养分；既涵水疏松，又相互粘结，促进土壤团粒尽快形成，减少了雨水冲刷对营养层的影响；材料简单、易购，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于土地复垦与生态重建技术领域，具体涉及一种矸石山生态修复用营养土构建及施工工艺。
背景技术
煤矸石是煤矿排放量最大的工业固体废弃物，约占原煤产量的10—20%。目前全国有数千座矸石山尚未治理，每年还新增约5亿吨矸石。矸石山不仅占用大量土地，破坏了周边的生态景观，同时向大气中释放大量有毒有害气体、粉尘，以及产生大量淋浴液。因此，对矸石山的生态环境治理责任重大、任务艰巨。
矸石山治理中，在矸石山上覆土并在其上植被，是矸石山生态恢复的主要内容。覆土一般采用矸石山周边的客土，客土普遍比较贫瘠，有机质和养分缺乏，使得植被后生长效果不佳，因此构建营养土，提高土壤肥力，对于矸石山生态修复具有重要意义。
用在其他行业的土壤改良剂、整理剂、修复剂等技术很多，但不适用于矸石山的覆土改良，主要原因：一是矸石山有大量陡坡，无法翻耕；二是为了防止矸石自燃，需要利用压实的黄土进行封闭隔离，禁止翻耕，因此改良剂无法施入；三是每个地区、每个地块土壤养分差别很大，仅凭某种改良剂，很难达到预期效果；四是改良剂的有效期较短，不能提供长期的营养成分；五是对土壤改良要求高，既要快速起效，使植物快速发芽生长，又要为植物提供长效均衡营养；六是既要土壤疏松透气，又要防止水、土、肥流失；七是要有针对性，不同的土质，不同的植被技术，采用不同的配比。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种矸石山生态修复用营养土构建及施工工艺。
本发明的技术方案为：
1、营养土的构建
主要包括以下物质及重量配比：
客土 20000—35000份
粉煤灰 1000—3000份
有机质 1000—2500份
腐熟剂3—8份
褐煤 300—1000份
肥料 30—100份
还可以根据需要添加PH调理剂，以调节土壤酸碱度，将土壤PH值调节到6.0-7.5。
其中，所述客土为矸石山周边荒地、荒沟或荒山黄土。
其中，所述粉煤灰为燃煤电厂生产过程中产生的粉煤灰,粉煤灰具有密度小，空隙大，相当于砂质土，比黏土颗粒粗，比砂土颗粒细，可以优化土壤颗粒粒度组成，改善土壤结构，改善黏土的通气性、透水性，增强土壤与外界的热交换能力，提高砂质土壤的持水性，提高抗旱能力，同时促进土壤微生物群落的良性发展及植物健康生长。粉煤灰颜色较深，增强土壤吸收太阳光强度，提高地温，增强微生物火星，促进植物生长。粉煤灰采用工业Ⅱ级以上。
其中，所述有机质指植物秸秆，包括300-500份草纤维，还包括麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯、稻壳或木屑中一种或一种以上，有机质根据当地情况灵活选配，其作用除提供有机质、氮、磷、钾等营养元素外，同时又具有疏松土壤、保水、保温、缓释水肥作用。其中草纤维起交织固土、防止雨水侵蚀作用，长度可以为2—5cm。其它植物秸秆应粉碎到直径3—5mm的颗粒状。所述有机质与所述腐熟剂配合使用，本发明选用腐熟剂是在地里土壤中直接发酵秸秆，这样节省了发酵场地和发酵时间。
其中，所述腐熟剂对秸秆能快速启动发酵腐解过程，快速腐解有机物中的纤维素、半纤维素、木质素，逐步释放部分速效养分，产生促进植物生长的物质，同时可固氮、解磷、解钾，增加土壤养分，改良土壤结构，提高化肥利用率。在腐熟过程中，还可以增加地温，促进植被快速发芽、生长，快速保护边坡。
其中，所述褐煤含有大量腐殖酸，能够促进植物生长发育，促进土壤团粒结构形成，调节土壤PH值，提高土壤保水保肥能力，调节土壤水、肥、气、热状况，增强植物抗逆性，提高氮肥利用率，缓释磷。另外褐煤可增加土壤的透气性，改良土壤结构。褐煤粒度60—80目。
其中，所述肥料为化肥，一般为氮肥、磷肥、钾肥，用来提高土壤肥力。由于每个地块的土壤肥力差别很大，必须对土壤的氮、磷、钾等大量元素进行检测，根据检测结果，计算土壤中所缺养分，合理配置肥料，使营养土层达到一定肥力标准。氮肥为尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸钙、硝酸钠，磷肥为过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥，钾肥为氯化钙、硫酸钾、草木灰、窑灰钾肥。
其中，PH调理剂是为调节土壤酸碱度。由于每种植物适宜生长的土壤酸碱度不同，因此，根据检测客土的酸碱度和所种植物来确定调理剂的类型和用量以调节土壤的酸碱度到需要的值。
2. 施工工艺
（1）客土养分检测
采取10份土样，对土壤中的氮、磷、钾等大量元素及PH值进行检测，取平均值。
（2）通过计算，合理配置化肥
根据客土的检测结果，以及要达到的肥力等级各大量元素指标，采用养分平衡法，计算肥料需要量；
（3）营养土的配制和喷涂覆盖
将上述原料按一定配比加入喷播机中，加水充分搅拌制成浆液，加入PH调理剂，将浆液调节到适宜所种植物生长的酸碱度。通过液力或气力泵将浆液喷涂在矸石山覆土层表面，构成植被生长的营养土层，可多次喷涂，使其厚度达到8-30cm左右。
本发明具有以下优点：
在测土基础上确定的土壤改良方案，科学、合理，与现有技术相比实用性强，植物养分全面、均衡；
不会因施肥过多，对土壤和水体造成污染，影响人畜安全；
根据需要配施速效肥，同时结合秸秆还田，既能快速见效，使植物快速发芽、生长，又能缓释养分，为植物生长提供了长久动力；
营养层既涵水疏松，又相互粘结，促进土壤团粒尽快形成，减少了雨水冲刷对营养层的影响；
所配材料简单、易购，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但实施例仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的特征及原理所做的等效变化，均包括于本发明专利申请范围内。
实施例
山西晋能集团长治分公司王庄煤矿矸石山生态修复营养土构建及实施工艺。
王庄煤矿矸石山治理项目共设六个马道，马道宽度5m，垂高5m，斜坡长11.2m，坡比1:2。已经在整理好的矸石山上覆土，并修建好排水渠。
在矸石山的东西两侧均有因矸石场修路形成的不规则裸露岩石坡面，东面坡度30-70度不等，高度5-10m，面积约2000m2，西面坡度50-80度不等，局部达90度，甚至反坡，高度5-10m，面积约1500m2。
本实施例所用客土采用周边村庄荒地黄土。
1.客土养分检测
采取10份土样，对土壤中的氮、磷、钾等大量元素以及PH值进行检测，取均值。
表一为客土（样品1）的检测结果及土壤肥力指标：
从上表可以看出，所用客土全氮为五级肥力，有效磷为四级肥力，速效钾为三级肥力，土壤显碱性。
由此看出，相较四级肥力标准，只需补充氮素即可，土壤酸碱度通过添加PH调理剂调节。
2.肥料用量计算
根据土壤养分检测值以及四级肥力各大量元素指标，采用养分平衡法，计算肥料需要量。
矸石山营养土厚度10cm，东坡营养土厚度15cm，西坡营养土厚度20mm，通过计算，矸石山营养土需施氮肥12.4kg，东坡营养土需施氮肥18.6kg，西坡营养土需施氮肥24.8kg。尿素含氮46%，硝酸铵含氮35%，需肥量见下表。
3.营养土的配置及施工喷涂
4.种植植被后，客土与营养土的植被生长情况对比
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种矸石山生态修复用营养土构建，其特征在于，包括以下物质及配比：
客土 20000—35000份
粉煤灰 1000—3000份
有机质 1000—2500份
腐熟剂3—8份
褐煤 300—1000份
肥料 30—100份。
2.根据权利要求1所述的一种矸石山生态修复用营养土构建，其特征在于，还包括PH调理剂。
3.根据权利要求1所述的一种矸石山生态修复用营养土构建，其特征在于，所述粉煤灰为燃煤电厂生产过程中产生的粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的一种矸石山生态修复用营养土构建，其特征在于，有机质指植物秸秆，包括300-500份草纤维，还包括麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯、稻壳或木屑中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种矸石山生态修复用营养土构建，其特征在于，所述肥料施用量根据客土营养成分监测结果计算而得。
6.根据权利要求5所述的一种矸石山生态修复用营养土构建，其特征在于，所述客土营养成分检测包括：PH值、氮含量、磷含量和钾含量。
7.根据权利要求1所述的一种矸石山生态修复用营养土的施工工艺，其特征在于，将上述营养土按一定配比加入喷播机中，加水搅拌制成浆液后充分搅拌，采用喷涂工艺，通过液力或气力泵将浆液喷涂在矸石山覆土层表面，构成植被生长的营养土层。
8.根据权利要求7所述的一种矸石山生态修复用营养土的施工工艺，其特征在于，所述喷涂厚度达到8-30cm。
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