CN108951597A - 一种植物固沙方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种植物固沙方法，属于沙漠处理领域，包括如下步骤：在沙地边缘设定防风固沙区，并在防风固沙区设定固沙屏障，固沙屏障呈闭合环形，并将待固定沙地包围，形成建植区；在建植区设定开设多个平行的槽形种植行，槽形种植行之间的行距为2‑4米，每个槽形种植行的宽度为0.5‑1米；在槽形种植行内铺设定植板，且定植板上沿着其长度方向开设有一排通孔，每相邻两个通孔的间距为0.5‑1米；在通孔上放置预先栽培有培育苗的锥形移栽盆后，将槽形种植行填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加固沙材料；该方法将固沙材料固沙与植物绿化相结合，通过固沙材料实现沙土改良并提高植物成活率，进而有效实现沙害防治的效果。

Description

一种植物固沙方法

技术领域

本发明涉及沙漠处理领域，具体而言，涉及一种植物固沙方法。

背景技术

在中国，风沙危害区域广阔，从分布地域统计，形成了一条西起塔里木盆底西段，东至松嫩平原西部，并横贯西北、华北以及东北地区，东西长约5000千米，南北宽度约为600千米的断续弧形沙漠带，横跨干旱、半干旱和半湿润气候带，涵盖我国八大沙漠以及四大沙地分布区。

据不完全统计，我国共有沙漠以及沙漠化土地约150多万平方千米，约占我国国土面积的16％，更为严重的是，近几十年来，我国的沙漠化土地以年均超过1000平方千米的速度不断扩大，土地荒漠化所涉及的省份多达10余个，对于相关地区的环境、工农业生产和人民的生活构成了极大的危害，严重地影响了社会经济的发展。

基于沙漠化危害的严重性，我国利用人工植被防治沙害已经有几十年的历史，也是国际上公认的沙区生态重建的最为有效的方法之一。该方法主要是通过飞播牧草和种植灌木用于沙漠绿化，但是这种技术对治理有一定植被的平缓地区沙地会有一定的效果，而对于流动性较大沙地或者常年刮风的沙地，效果并不显著。主要是由于牧草种子和灌木种子容易被风吹走，难以实现定植。仅有的少量固定的种子由于沙地苛刻的生态环境，也存在出苗率或者成活率很低的问题。

另外，对于固沙材料的开发和研究也是目前处理沙害的有效手段之一，目前的固沙方法主要涉及机械固沙、植物固沙以及固沙材料固沙。机械固沙中，主要是制备并使用固沙设备，如固沙网，固沙屏障等；而植物固沙则主要采用沙漠绿化手段(如种植胡杨、沙棘等植物)实现沙漠绿化。然而上述的两种固沙方法中，机械固沙所投入的人力物力大，施工慢，固沙成本高；而植物固沙则耗时长，植物生长受环境所限，固沙效果也不明显。

固沙材料固沙是近几十年来兴起的一种固沙技术，固沙材料主要包括化学固沙材料和复合固沙材料。化学固沙材料其固沙原理是通过材料中与沙土形成粘接层，进而实现沙土固定效果，而复合固沙材料则采用多种混合物质以实现固沙效果。但是，目前相关技术中，任何一种固沙材料，对于固沙效果，往往故此失彼，存在不同程度的环境污染，且不能兼具固沙以及沙土改良。

基于以上的问题，相关人员开始将沙害防治的目光转向固沙技术，旨在先期实现固沙，并形成固定的沙地皮，然后再结合固沙效果对具有固定沙地皮的区域进行改良和绿化。但是，鉴于目前固沙材料性能单一、固沙效果差以及绿化植被成活率低等因素，现有技术中还未形成一套完备、成熟的技术体系。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的在于提供一种植物固沙方法，旨在将固沙材料固沙与植物绿化相结合，通过固沙材料实现沙土改良并提高植物成活率，进而有效实现沙害防治的效果。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种植物固沙方法，包括如下步骤：

1)、在沙地边缘设定防风固沙区，并在防风固沙区设定固沙屏障，所述固沙屏障呈闭合环形，并将待固定沙地包围，形成建植区；

2)、在所述建植区开设多个平行的槽形种植行，所述槽形种植行之间的行距为2-4米，每个槽形种植行的宽度为0.5-1米；

3)、在所述槽形种植行内铺设定植板，且所述定植板上沿着其长度方向开设有一排通孔，每相邻两个通孔的间距为0.5-1米；

4)、在所述通孔上放置预先栽培有培育苗的锥形移栽盆后，将槽形种植行填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加固沙材料；

其中，在步骤1)中，所述固沙屏障与防风固沙区沙地表的夹角为30-45°，且所述固沙屏障的内侧设置有用于支撑所述固沙屏障的支架，所述固沙屏障的外围设置一圈定植沟，且所述定植沟内定植2年生以上灌木作物；

所述固沙材料以重量份数计，主要由以下原料制成：

第一物料50-80份、第二物料10-30份、微生物菌液0.5-2份、膨润土10-20份、锯末1-8份、废纸浆5-10份和水200-300份；

其中，以重量份数计，所述第一物料主要由以下组份组成：

聚乙烯醇4-6份、苯乙烯4-5份、甲基丙烯酸甲酯5-6份、丙烯酸丁酯4-5份、丙烯酸乙酯6-7份、丙烯酸甲酯5-7份、丙烯酸2-3份、甲基丙烯酸2-3份、丙烯酰胺3-6份、苯乙烯磺酸钠1-1.5份、乙烯基磺酸钠1-1.5份、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵1-2份、烯丙氧基羟丙磺酸钠1-1.5份、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠1-2份、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠1-1.5份、2-丙烯酰胺-2，2-二甲基乙磺酸钠1-1.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵1-1.5份、聚醋酸乙烯酯4-5份、阴离子聚丙烯酰胺1-3份、硅溶胶0.2-1份、苯丙乳液0.2-1份、乙二醇醋酸酯0.2-1份、三醋酸甘油酯0.5-2份、碳酸丙烯酯0.5-2份、羟甲基纤维素钠0.2-2份和α-氰基丙烯酸酯0.2-2份；

以重量份数计，所述第二物料主要由以下组份组成：

氧化钙0.5-2份、硫酸钙2-6份、硼酸0.5-1份、碳酸钙1-3份、过硫酸铵0.5-1份、过硫酸钾0.5-1份、水玻璃1-4份、醋酸钙1-3份、碳化硅1-3份、硫酸钴1-3份和硅酸钾1-3份。

本申请提供的植物固沙方法中，首先设定防风固沙区，并在防风固沙区设定呈闭合环形固沙屏障，这样即可将待固定(绿化)的沙地包围，形成建植区。具体的，固沙屏障(一般采用具有一定目数的过滤网)可对建植区通过阻挡飞沙的形式起到初步防沙效果，同时，由于固沙屏障与防风固沙区沙地表的夹角为30-45°，可以尽可能大地增大挡沙面积；同时随着时间的积累，固沙屏障底部会堆积较多的沙，为了防止固沙屏障倾倒，固沙屏障的内侧设置有用于支撑固沙屏障的支架，以提高固沙屏障的稳定性。另外，在固沙屏障的外围设置一圈定植沟，并且在定植沟内定植2年生以上灌木作物；灌木作物可进一步起到阻挡风沙的效果。

对于建植区而言，开设多个平行的槽形种植行，并且对槽形种植行的行距以及宽度进行严格的限定，以满足建植区作为生长的空间以及养分需求。另外，在槽形种植行内铺设定植板可以实现培育苗的精准定植，而且操作方便，利用专用设备将通孔的沙土取出来，随后将移栽盆置于通孔中即可。与常规的直接栽培的方式相比，极大地提高移栽效率，更为关键的是定植板还可以起到阻止沙土内水分蒸发的效果，为作物生长的水分需求进一步提供保障。

移栽、填埋操作完成后，即通过选定特定组份的固沙材料对填埋表面以及槽形种植行之间的区域进行固沙，旨在通过固沙材料固定建植区表面的沙土，防止大风造成沙土流动而将培育苗掩埋。

本申请使用的固沙材料主要包括第一物料和第二物料，基于其固沙效果方面(无毒无污染、粘度可调节，且形成的固沙层保水透气，粘结性强)的考虑，对于第一物料的选择配伍非常考究，第一物料的选择是基于考虑各组份按照特定的含量配伍后通过苯乙烯磺酸钠和乙烯基磺酸钠等作为引发试剂发生化学反应，进而形成具有粘结效果的乳液(该乳液的形成中，需加入氧化钙、硫酸钙、硼酸、碳酸钙、醋酸钙以及膨润土和锯末等成分)；形成的乳液除了对沙粒具有非常好的粘结性外，还具有非常优异的透水性，且耐高温、耐风化效果好，长久耐用。另一方面，具有特定配伍关系的聚醋酸乙烯酯、阴离子聚丙烯酰胺、硅溶胶、苯丙乳液、乙二醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、碳酸丙烯酯和羟甲基纤维素钠与特定比例的水玻璃、碳化硅、硫酸钴、硅酸钾以及膨润土、锯末和废纸浆混配后可以形成另一乳液，该乳液兼具优异的粘沙和保水性能，更为关键的是两种乳液共同使用可以实现快速固沙的效果，可以在很短的时间内形成粘结层，且两种乳液混用，可以起到互补保水的效果，尽可能大地保存渗入沙层里面的水分以及固沙剂中所含的锯末和废纸浆，为微生物菌液中所含菌的快速增殖提供了保障，可以使得这些微生物快速代谢，产生大量的有益次级代谢产物，进而起到土质或沙质修复改良效果。

需要特别指出的是，在本申请中，基于微生物菌液、锯末、废纸浆以及第一物料和第二物料的选择，还特定添加了膨润土，膨润土具有“万能粘土”的别称，其具有优良的吸附性、粘结性、吸水性、保水性以及稳定性，而且还具有优良的干压、湿压以及热湿拉强度。尤其是将其与锯末以及废纸浆等混配后，意外地体现出了增效效果，一方面整体上提高了固沙材料的固沙效果，而且还提高了微生物的繁殖能力，对固沙剂兼具固沙以及土质修复改良效果起到了非常关键的作用。综上，本申请提供的这种植物固沙方法，结合防风防沙、合理定植、固沙材料等多种举措并用，尤其是固沙材料原料组份选择得当，配伍考究，具有粘结性强、耐高温、耐老化、保水性好、透气性强、固化速度快且兼具土质改良效果；该方法为固沙领域提供了一种新的思路，具有提高植物存活率，降低飞沙等效果，为植物固沙提供了一套完备、成熟的技术体系。

优选的，按照重量份数计，所述固沙材料的原料组份还包括沸石粉1-5份和蛭石粉2-10份。

蛭石粉具有良好的阳离子交换性和吸附性，可改善土壤(含沙土)的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，使酸性土壤变为中性土壤；蛭石粉还可起到缓冲作用，阻碍pH值的迅速变化，使肥料在作物生长介质中缓慢释放，且允许稍过量地使用肥料而对植物没有危害；蛭石还可向植物提供自身含有的K、Mg、Ca、Fe以及微量的Mn、Cu、Zn等元素。蛭石的吸水性、阳离子交换性及化学成分特性，使其起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用；尤其是其与特定的沸石粉混配后，起到互增效果，使得固沙组合物兼具透气性，吸附性(多孔结构，利于微生物繁殖)，且补充作物以及微生物多种微量元素。

优选的，微生物菌液为将放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸还原菌中的一种或多种培养发酵后的菌液。

上述的几种微生物在高温缺水环境中具有较强的生存能力，另外，其腐熟效果比较突出，可以对待改良土壤中所含的有机腐殖质分解，并转化为可被植物根系吸收的营养成分。而且，多种不同的微生物之间在增殖的过程中还存在竞争机制，从而提高微生物的生存能力，更为优选的，在施加微生物菌液时，可添预先添加质量为微生物菌液质量50-150倍的腐植酸，以供微生物分解所用，以期进一步地提高修复和改良土质(沙质)的效果。

固沙材料的制备方法包括以下步骤：

a)、将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺按照先后顺序依次置于一容器中，并于15-25℃、20-30转/分钟的条件下搅拌混匀，得到第一混合液；

b)、将聚醋酸乙烯酯、阴离子聚丙烯酰胺、硅溶胶、苯丙乳液、乙二醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、碳酸丙烯酯、羟甲基纤维素钠和α-氰基丙烯酸酯混合均匀，得到第二混合液；

c)、将苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基羟丙磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺-2，2-二甲基乙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵、过硫酸铵、过硫酸钾混合，并用质量为混合后总质量20-40倍的水溶解，得到第三混合液；

d)、将45-50％以质量百分数计的第一混合液以及45-50％以质量百分数计的第三混合液先后加入至温度为50-60℃的水中，搅拌反应40-70分钟，得到第一反应液；

e)、将所述第一反应液升温至70-80℃后，将剩余的第一混合液和第三混合液喷入第一反应液中，喷完后将反应体系升温至95℃保温2-3小时，并于30-40分钟将反应体系降至15-20℃，得到第二反应液；

f)、将聚乙烯醇用质量为其5-10倍的水溶解后与所述第二反应液、氧化钙、硫酸钙、硼酸、碳酸钙以及醋酸钙混合均匀后，加入一部分膨润土和锯末，于常温下搅拌混匀，得到第一预用液；

g)、在第二混合液中依次加入水玻璃、碳化硅、硫酸钴和硅酸钾，并于加热条件下搅拌混匀后加入剩余部分的膨润土、锯末以及全部量的废纸浆后，用水稀释，得到第二预用液；

h)、将所述第一预用液，所述第二预用液以及所述微生物菌液分别单独包装，得到固沙组合物。

上述的制备方法是基于固沙材料的组成而特别选定的；总体上，以有机成分混合后与特定的引发组合物质反应并在特定的条件下形成乳液，反应条件也是基于所加物质及含量特定选择的。尤其是步骤d)和步骤e)是经过大量的摸索和探讨才发现，若直接将两种混合液全部混合反应，无论如何优化反应温度和时间，都很难实现步骤f)中第一预用液的制备(不能满足粘度和粘接性需求)。意外地发现通过分批次且区分反应温度和时间的方式可将粘结性得到质的提升，而且还体现出了耐高温的特性。此外，膨润土和水玻璃、碳化硅、硫酸钴和硅酸钾等配伍后，出乎预料地发现其保水性得到了质的提升，由此而获得了固沙性能非常优异、且利于微生物快速繁殖的固沙材料，通过该方法制成的固沙材料在固沙领域具有非常广阔地应用前景。

优选的，在步骤h)中，还包括将沸石粉和蛭石粉与质量为二者总质量10-20倍的水混合后单独包装的步骤。

沸石粉和蛭石粉各自具有非常突出的修复性能，将其混配后可实现性能互补，相关技术中，还未见将该两种物质混配并应用于修复固沙领域的记载，更未见到将该两种物质与本申请所涉及的多种组份搭配使用的记载，且经过实践证明，按照本申请所述配伍关系进行混配制备后，不仅对固沙剂的吸附及其通气性能提高，而且还意外地发现对固沙速度有了很大的提升。

优选的，在步骤a)中，所述搅拌混匀的过程中，具体包括：

先将容器中的混合液于15-18℃下搅拌5-8分钟，然后调整温度至20-25℃后继续搅拌5-10分钟，再将温度调整至18-20℃后搅拌10-12分钟；

由于该步骤中反应物较多，不同的反应物所需的反应条件存在差异，若搅拌混匀条件选择不当，则形成的混合液在后续反应中会存在反应不完全的情况，因此本申请中，通过大量的试验，从反应物加入顺序以及搅拌温度和时间为出发点，发现将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸按照先后顺序加入容器，于15-18℃下搅拌5-8分钟，然后调整温度至20-25℃后继续搅拌5-10分钟，再将温度调整至18-20℃后搅拌10-12分钟；在该条件下形成第一混合液可尽可能完全地参与至于第三混合液的反应中，而且该逐步搅拌混匀的操作对反应原料的固有性质不会造成损害。

优选的，在步骤b)中，所述混合的过程中，依次按照羟甲基纤维素钠、α-氰基丙烯酸酯、硅溶胶、苯丙乳液、乙二醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、碳酸丙烯酯、聚醋酸乙烯酯和阴离子聚丙烯酰胺的次序加入至混合容器中，并于20-30℃下，以15-25转/分钟的条件下进行；

优选的，在步骤g)中，所述加热分为三个阶段，具体为：

第一阶段：30-35℃，10-15分钟；第二阶段：35-45℃，20-30分钟；第三阶段：50-60℃，10-15分钟。

第二混合液成分混配复杂，在其中加入无机成分的时候，体系的混匀性能难得以满足，经过大量的实验发现，在加入水玻璃、碳化硅、硫酸钴和硅酸钾的过程中，对加热的温度进行严格的程序控制即可解决混匀性难的问题，具体的，在第一阶段中，温度采用30-35℃，时间为10-15分钟，在第二阶段中，温度采用35-45℃，时间为20-30分钟，与第一阶段相比，温度稍微调高，但是增大加热时间，随后在第三阶段，将温度大幅提高，但是略微缩短时间。依次所加入的水玻璃、碳化硅、硫酸钴和硅酸钾即可和第二混合液形成均匀的乳液体系，其粘度适中，流动性高。

优选的，所述定植板和所述移栽盆均由可降解材料制成。

优选的，在步骤4)中，在填埋的过程中，使用由以体积比为9：1组成的沙土与有机肥的混合物。

在填埋的过程中，添加特定比例的有机肥，以为后续植物生长提供养分。同时，有机肥的添加可以使得沙土中的微生物活跃，这样也利于定植板和移栽盆的快速分解。

优选的，在步骤4)中，具体包括：

在所述通孔上放置预先栽培有培育苗的锥形移栽盆，再将槽形种植行内喷洒微生物菌液和由沸石粉、蛭石粉组成的水混液，并使用腐殖质重量含量为1％-3％的沙土填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加体积用量比为2：1的第一预用液和第二预用液。

该步骤中，在填埋的过程中，先将微生物菌液菌液添加至种植行内部，便于微生物大量繁殖，同时，再添加由沸石粉和蛭石粉组成的水混液，对沙土起到改良修复效果，接着用含有特定重量含量腐殖质的沙土填埋，最后再对填埋后的表面以及各种植行之间的区域表面采用具有既定体积比的第一预用液和第二预用液进行快速固沙，并形成抗压性能优异，透气性高，保水效果强的固沙层；防止建植区内沙土移动，同时也保证建植区内部微生物大量繁殖并实现沙土改良，且随着时间的推移，大量微生物活动通过改良后保证培育苗的健康生长，提高成活率和植株生长速度。

优选的，所述培育苗包括胡杨、梭梭、红柳、沙拐枣、三芒草、花棒、银砂槐、沙打旺或沙冬青中的一种或多种。

以上几种植株，根系发达，具有非常强大的毛细根，非常善于从含水匮乏的环境中吸收水分以供植株正常生长所需，同时，该几种植物具有非常强的耐寒性，尤其是对于昼夜温差较大的生境，具有非常强的适应性。其次，上述所列举的植物，其发达的根系非常利于通过移栽盆的形式实现定植，进而保证成活率，特别是该几种植物对于经过特定固沙材料修复后的土质具有极强的适应性，体现出非常优异的成活率，因此本申请中特定选择能够与固沙材料协同增效，实现沙漠绿化的上述几种植物。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)、本申请中，通过特定形状的固沙屏障和灌木作物对建植区实现初步防沙，进而增加建植区内培育苗的成活率。其次通过对建植区种植行进行特定的行距和宽度限定，优化作物的生长空间，进一步提高的培育秒的成活率。

(2)、本申请中采用定植板和锥形移栽盆配合使用的方式进行培育苗移栽，一方面便于培育苗快速定植生根，另一方面也便于通过阻挡水分蒸发而提高培育苗的成活率。

(3)、本申请中，在绿化的过程中，采用了特定配伍关系的固沙材料，该材料中的两种预用液经过特定而复杂的组分反应制成，具备优异的粘结性、流动性、以及透气性，形成的粘结层抗压强度大，可以达到0.5MPa以上，抗老化性能优异，长期使用损失率低，半年后，损失率小于30％，形成的粘结层具有良好的透气性，为内部微生物生长和繁殖提供了保障，且该组合物基于特定配伍关系，其优良的保水性也可以防止沙土内部的水分流失，进一步为微生物活动提供了保障。

(4)、本申请中，固沙材料应用于固沙之后，其不但具有非常理想的抗压强度，而且强度损失率以及质量损失率也非常低，更出于预料之外的，其抗冻融性能非常优异，一般而言，常规固沙组合物应用后，其抗压强度和抗冻融性不可兼具，本申请的固沙材料，突出预料地实现了抗压强度和抗冻融强度的兼具，为建植区内的防风固沙提供了保障，进一步地防止了培育秒被掩埋，进而保证植物固沙效果。

(5)、作为优良固沙剂的同时，本申请的固沙方法中所用的固沙材料同时也是一种非常优良的土沙修复材料，在基于其在不同坡度的条件下，具有非常小的风蚀量，所以其所起到的固沙、土质修复等效果是具有非常可观的应用前景的，可为我国土质沙漠化提供非常有效的解决思路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的定植板的结构示意图；

其中，定植板-101；通孔-102。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

植物固沙方法，包括如下步骤：

1)、在沙地边缘设定防风固沙区，并在防风固沙区设定固沙屏障，固沙屏障呈闭合环形，并将待固定沙地包围，形成建植区；

2)、在建植区设定开设多个平行的槽形种植行，槽形种植行之间的行距为2-4米，每个槽形种植行的宽度为0.5-1米；

3)、在槽形种植行内铺设定植板101，且定植板101上沿着其长度方向开设有一排通孔102，每相邻两个通孔102的间距为0.5-1米；

4)、在通孔102上放置预先栽培有培育苗的锥形移栽盆后，将槽形种植行填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加固沙材料；

其中，在步骤1)中，固沙屏障与防风固沙区沙地表的夹角为30-45°，且固沙屏障的内侧设置有用于支撑固沙屏障的支架，固沙屏障的外围设置一圈定植沟，且定植沟内定植2年生以上灌木作物；

固沙材料以重量份数计，主要由以下原料制成：

第一物料50-80份、第二物料10-30份、微生物菌液0.5-2份、膨润土10-20份、锯末1-8份、废纸浆5-10份和水200-300份；

其中，以重量份数计，第一物料主要由以下组份组成：

聚乙烯醇4-6份、苯乙烯4-5份、甲基丙烯酸甲酯5-6份、丙烯酸丁酯4-5份、丙烯酸乙酯6-7份、丙烯酸甲酯5-7份、丙烯酸2-3份、甲基丙烯酸2-3份、丙烯酰胺3-6份、苯乙烯磺酸钠1-1.5份、乙烯基磺酸钠1-1.5份、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵1-2份、烯丙氧基羟丙磺酸钠1-1.5份、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠1-2份、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠1-1.5份、2-丙烯酰胺-2，2-二甲基乙磺酸钠1-1.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵1-1.5份、聚醋酸乙烯酯4-5份、阴离子聚丙烯酰胺1-3份、硅溶胶0.2-1份、苯丙乳液0.2-1份、乙二醇醋酸酯0.2-1份、三醋酸甘油酯0.5-2份、碳酸丙烯酯0.5-2份、羟甲基纤维素钠0.2-2份和α-氰基丙烯酸酯0.2-2份；

以重量份数计，第二物料主要由以下组份组成：

氧化钙0.5-2份、硫酸钙2-6份、硼酸0.5-1份、碳酸钙1-3份、过硫酸铵0.5-1份、过硫酸钾0.5-1份、水玻璃1-4份、醋酸钙1-3份、碳化硅1-3份、硫酸钴1-3份和硅酸钾1-3份。

在上述方案的基础之上，本申请的植物固沙方法还可以对上述四个步骤以及步骤中所用的固沙材料进行进一步的限定和增加，尤其是在固沙材料结合特定培育秒可以进行组分的优化选择。

接下来，结合以上的内容，对本发明举出了以下具体的实施例：

实施例1固沙材料及其制备方法

按照重量份数计，其原料组份包括：第一物料62份、第二物料21份、微生物菌液1份、膨润土15份、锯末5份、废纸浆8份和水240份。

具体的，第一物料主要由以下组份组成：

聚乙烯醇4份、苯乙烯4份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸丁酯5份、丙烯酸乙酯7份、丙烯酸甲酯7份、丙烯酸3份、甲基丙烯酸2份、丙烯酰胺4份、苯乙烯磺酸钠1份、乙烯基磺酸钠1份、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵2份、烯丙氧基羟丙磺酸钠1份、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠1份、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠1.5份、2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠1.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵1份、聚醋酸乙烯酯4份、阴离子聚丙烯酰胺2份、硅溶胶0.2份、苯丙乳液0.2份、乙二醇醋酸酯0.2份、三醋酸甘油酯2份、碳酸丙烯酯2份、羟甲基纤维素钠0.2份和α-氰基丙烯酸酯0.2份；

以重量份数计，第二物料主要由以下组份组成：

氧化钙1份、硫酸钙5份、硼酸1份、碳酸钙2份、过硫酸铵1份、过硫酸钾1份、水玻璃2份、醋酸钙2份、碳化硅2份、硫酸钴2份和硅酸钾2份。

制备方法：

S11：将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺按照先后顺序依次置于一容器中，先将容器中的混合液于15℃下搅拌5分钟，然后调整温度至20℃后继续搅拌10分钟，再将温度调整至18℃后搅拌12分钟，得到第一混合液；

S12：于25℃下，以25转/分钟的条件下，依次按照羟甲基纤维素钠、α-氰基丙烯酸酯、硅溶胶、苯丙乳液、乙二醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、碳酸丙烯酯、聚醋酸乙烯酯和阴离子聚丙烯酰胺的次序加入至混合容器中，得到第二混合液；

S13：将苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基羟丙磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺-2，2-二甲基乙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵、过硫酸铵、过硫酸钾混合，并用质量为混合后总质量35倍的水溶解，得到第三混合液；

S14：将50％以质量百分数计的第一混合液以及50％以质量百分数计的第三混合液先后加入至温度为60℃的水中，搅拌反应60分钟，得到第一反应液；

S15：将第一反应液升温至80℃后，将剩余的第一混合液和第三混合液喷入第一反应液中，喷完后将反应体系升温至95℃保温3小时，并于30分钟将反应体系降至15℃，得到第二反应液；

S16：将聚乙烯醇用质量为其8倍的水溶解后与第二反应液、氧化钙、硫酸钙、硼酸、碳酸钙以及醋酸钙混合均匀后，加入一部分膨润土(占总量2/3)和锯末(占总量1/4)，于常温下搅拌混匀，得到第一预用液；

S17：在第二混合液中依次加入水玻璃、碳化硅、硫酸钴和硅酸钾，并于加热条件下搅拌混匀后加入剩余部分的膨润土、锯末以及全部量的废纸浆后，用水稀释，得到第二预用液；

S18：将第一预用液，第二预用液以及微生物菌液分别单独包装，得到固沙组合物。

实施例2固沙材料及其制备方法

按照重量份数计，其原料组份包括：第一物料68份、第二物料15份、微生物菌液1.5份、膨润土18份、锯末3份、废纸浆5份和水200份。

具体的，第一物料主要由以下组份组成：聚乙烯醇6份、苯乙烯5份、甲基丙烯酸甲酯6份、丙烯酸丁酯5份、丙烯酸乙酯7份、丙烯酸甲酯7份、丙烯酸2份、甲基丙烯酸2份、丙烯酰胺3份、苯乙烯磺酸钠1份、乙烯基磺酸钠1份、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵1份、烯丙氧基羟丙磺酸钠1份、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠1份、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠1份、2-丙烯酰胺-2，2-二甲基乙磺酸钠1份、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵1份、聚醋酸乙烯酯4份、阴离子聚丙烯酰胺2份、硅溶胶0.2份、苯丙乳液0.2份、乙二醇醋酸酯0.2份、三醋酸甘油酯2份、碳酸丙烯酯2份、羟甲基纤维素钠0.2份和α-氰基丙烯酸酯0.2份；

以重量份数计，第二物料主要由以下组份组成：

氧化钙0.5份、硫酸钙3份、硼酸1份、碳酸钙1份、过硫酸铵0.5份、过硫酸钾1份、水玻璃4份、醋酸钙1份、碳化硅1份、硫酸钴1份和硅酸钾1份。

制备方法中，除了原料用量存在差异外，其余工艺参数同实施例1，在此不做赘述。

实施例3植物固沙方法

该实施例的植物固沙方法包括如下步骤：

选定一块5亩的荒漠化试验地，并对该区域进行如下操作：

1、在该试验地布设呈闭合环形的固沙网并围成一个建植区，且该网与地面的夹角呈30-45°，该网垂直高度为2-2.5米，且均向中心部倾斜，支架的一段抵靠在固沙网中部，另一端固定于地面；且在固沙网的外周边定植间距为3-4米的，且树龄大于2年的胡杨并定期浇水；

2、在建植区设定开设多个平行的槽形种植行，槽形种植行之间的行距为2-4米，每个槽形种植行的宽度为0.5-1米；

3、在槽形种植行内铺设定植板101，且定植板101上沿着其长度方向开设有一排通孔102，每相邻两个通孔102的间距为0.5-1米；

4、在通孔102上放置预先栽培有培育苗(以行为单位，分别移栽胡杨、红柳、沙拐枣、花棒、银砂槐和沙冬青)的锥形移栽盆，再将槽形种植行内喷洒微生物菌液和由沸石粉、蛭石粉组成的水混液，并使用腐殖质重量含量为1％-3％的沙土填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加实施例1制成的，且体积用量比为2：1的第一预用液和第二预用液。

5、分别于3月后，5月后以及8月后，统计各种植行所移栽培育苗的成活率以及部分植株的生长速度。结果如表1所示：

表1：栽培育苗的成活率以及部分植株的生长速度

项目	成活率	平均生长速度(统计时的株高-移栽时株高)/统计时的株高
			3月后	94％	57％
5月后	91％	120％
			8月后	90％	108％

对比例1：

该对比例中，整个固沙材料的制备方法和产品组成类似实施例1，区别在于该组合物中，缺少膨润土和废纸浆，同时，还缺少甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵、聚醋酸乙烯酯、阴离子聚丙烯酰胺。

对比例2：

该对比例中，整个固沙材料的制备方法和产品组成类似实施例1，区别在于该组合物中，缺少三醋酸甘油酯，碳酸丙烯酯，第二物料，锯末和废纸浆。

试验例：

将用于模拟沙地表皮开出深度为25厘米深的沟渠，并将微生物菌液喷施于沟渠，且添加有机腐殖质后掩埋沟渠；

将实施例1-2和对比例1-2制成的第一预用液、第二预用液按照体积用量比为2：1的比例喷洒于固沙区域的沙地表；其中，喷洒量为3千克/m²。待形成固沙结合层后，进行抗风蚀强度、抗压强度、抗冻融性、强度损失率、质量损失率、抗老化性、保湿性能等指标统计，具体结果如表2所示。

其中：

固沙结合层厚度：固沙结合层稳定形成后，测定厚度。

抗风蚀强度：在特定风速下测定固沙结合层的质量损失率(简称质损)以及强度损失率(简称强损)。

抗压强度：固沙结合层稳定形成后，统计其抗压强度。

抗冻融性：在多个冻融循环下，统计固沙结合层强度损失率和质量损失率。

抗老化性：在紫外光连续照射的条件下，统计固沙结合层强度损失率。

保湿性能：将形成的固沙结合层在干燥箱中干燥，统计水分保持情况。

1月后底层基质情况：统计微生物含量或者底层基质形态。

保温性能：在特定的光照强度下，统计固沙结合层对底部基质的温度的影响。

表2：实施例1-2以及对比例1-2测试结果统计

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种植物固沙方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、在沙地边缘设定防风固沙区，并在防风固沙区设定固沙屏障，所述固沙屏障呈闭合环形，并将待固定沙地包围，形成建植区；

2)、在所述建植区设定开设多个平行的槽形种植行，所述槽形种植行之间的行距为2-4米，每个槽形种植行的宽度为0.5-1米；

3)、在所述槽形种植行内铺设定植板，且所述定植板上沿着其长度方向开设有一排通孔，每相邻两个通孔的间距为0.5-1米；

4)、在所述通孔上放置预先栽培有培育苗的锥形移栽盆后，将槽形种植行填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加固沙材料；

其中，在步骤1)中，所述固沙屏障与防风固沙区沙地表的夹角为30-45°，且所述固沙屏障的内侧设置有用于支撑所述固沙屏障的支架，所述固沙屏障的外围设置一圈定植沟，且所述定植沟内定植2年生以上灌木作物；

所述固沙材料以重量份数计，主要由以下原料制成：

第一物料50-80份、第二物料10-30份、微生物菌液0.5-2份、膨润土10-20份、锯末1-8份、废纸浆5-10份和水200-300份；

其中，以重量份数计，所述第一物料主要由以下组份组成：

聚乙烯醇4-6份、苯乙烯4-5份、甲基丙烯酸甲酯5-6份、丙烯酸丁酯4-5份、丙烯酸乙酯6-7份、丙烯酸甲酯5-7份、丙烯酸2-3份、甲基丙烯酸2-3份、丙烯酰胺3-6份、苯乙烯磺酸钠1-1.5份、乙烯基磺酸钠1-1.5份、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵1-2份、烯丙氧基羟丙磺酸钠1-1.5份、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠1-2份、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠1-1.5份、2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠1-1.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵1-1.5份、聚醋酸乙烯酯4-5份、阴离子聚丙烯酰胺1-3份、硅溶胶0.2-1份、苯丙乳液0.2-1份、乙二醇醋酸酯0.2-1份、三醋酸甘油酯0.5-2份、碳酸丙烯酯0.5-2份、羟甲基纤维素钠0.2-2份和α-氰基丙烯酸酯0.2-2份；

以重量份数计，所述第二物料主要由以下组份组成：

氧化钙0.5-2份、硫酸钙2-6份、硼酸0.5-1份、碳酸钙1-3份、过硫酸铵0.5-1份、过硫酸钾0.5-1份、水玻璃1-4份、醋酸钙1-3份、碳化硅1-3份、硫酸钴1-3份和硅酸钾1-3份。

2.根据权利要求1所述的植物固沙方法，其特征在于，按照重量份数计，所述固沙材料的原料组份还包括沸石粉1-5份和蛭石粉2-10份。

3.根据权利要求1或2所述的植物固沙方法，其特征在于，所述微生物菌液为将放线菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、巨大芽孢杆菌、硫酸还原菌中的一种或多种培养发酵后的菌液。

4.根据权利要求3所述的植物固沙方法，其特征在于，所述固沙材料的制备方法包括以下步骤：

a)、将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺按照先后顺序依次置于一容器中，并于15-25℃、20-30转/分钟的条件下搅拌混匀，得到第一混合液；

b)、将聚醋酸乙烯酯、阴离子聚丙烯酰胺、硅溶胶、苯丙乳液、乙二醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、碳酸丙烯酯、羟甲基纤维素钠和α-氰基丙烯酸酯混合均匀，得到第二混合液；

c)、将苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙氧基羟丙磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠、4-烯丁氧基-2-羟基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺-2，2-二甲基乙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸铵、过硫酸铵、过硫酸钾混合，并用质量为混合后总质量20-40倍的水溶解，得到第三混合液；

d)、将45-50％以质量百分数计的第一混合液以及45-50％以质量百分数计的第三混合液先后加入至温度为50-60℃的水中，搅拌反应40-70分钟，得到第一反应液；

e)、将所述第一反应液升温至70-80℃后，将剩余的第一混合液和第三混合液喷入第一反应液中，喷完后将反应体系升温至95℃保温2-3小时，并于30-40分钟将反应体系降至15-20℃，得到第二反应液；

f)、将聚乙烯醇用质量为其5-10倍的水溶解后与所述第二反应液、氧化钙、硫酸钙、硼酸、碳酸钙以及醋酸钙混合均匀后，加入一部分膨润土和锯末，于常温下搅拌混匀，得到第一预用液；

g)、在第二混合液中依次加入水玻璃、碳化硅、硫酸钴和硅酸钾，并于加热条件下搅拌混匀后加入剩余部分的膨润土、锯末以及全部量的废纸浆后，用水稀释，得到第二预用液；

h)、将所述第一预用液，所述第二预用液以及微生物菌液分别单独包装，得到固沙材料。

5.根据权利要求4所述的植物固沙方法，其特征在于，在步骤h)中，还包括将沸石粉和蛭石粉与质量为二者总质量10-20倍的水混合后单独包装的步骤。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤a)中，所述搅拌混匀的过程中，具体包括：

先将容器中的混合液于15-18℃下搅拌5-8分钟，然后调整温度至20-25℃后继续搅拌5-10分钟，再将温度调整至18-20℃后搅拌10-12分钟；

和/或

在步骤b)中，所述混合的过程中，依次按照羟甲基纤维素钠、α-氰基丙烯酸酯、硅溶胶、苯丙乳液、乙二醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、碳酸丙烯酯、聚醋酸乙烯酯和阴离子聚丙烯酰胺的次序加入至混合容器中，并于20-30℃下，以15-25转/分钟的条件下进行；

和/或

在步骤g)中，所述加热分为三个阶段，具体为：

第一阶段：30-35℃，10-15分钟；第二阶段：35-45℃，20-30分钟；第三阶段：50-60℃，10-15分钟。

7.根据权利要求6所述的植物固沙方法，其特征在于，所述定植板和所述移栽盆均由可降解材料制成。

8.根据权利要求7所述的植物固沙方法，其特征在于，在步骤4)中，在填埋的过程中，使用由以体积比为9：1组成的沙土与有机肥的混合物。

9.根据权利要求7所述的植物固沙方法，其特征在于，在步骤4)中，具体包括：

在所述通孔上放置预先栽培有培育苗的锥形移栽盆，再将槽形种植行内喷洒微生物菌液和由沸石粉、蛭石粉组成的水混液，并使用腐殖质重量含量为1％-3％的沙土填埋后在填埋表面以及槽形种植行之间的区域施加体积用量比为2：1的第一预用液和第二预用液。

10.根据权利要求9所述的植物固沙方法，其特征在于，所述培育苗包括胡杨、梭梭、红柳、沙拐枣、三芒草、花棒、银砂槐、沙打旺或沙冬青中的一种或多种。