CN109258324A - 一种用于矿山护坡绿化的喷播物料及其应用 - Google Patents

一种用于矿山护坡绿化的喷播物料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于矿山护坡绿化的喷播物料，由基层和种子层组成，其特征在于，按照体积份配比的原料：基层喷播物料：尾矿40～60份、粘土40～60份、有机肥4～6份、透气性物料5～9份、保水剂0.02～0.05份及粘合剂0.02～0.05份；种子层喷播物料：粘土85～95份、有机肥3～4份、透气性物料4.5～6份、微生物菌剂0.05～0.08份、保水剂0.02～0.05份及粘合剂0.02～0.05份。本发明的喷播物料应用矿山护坡绿化，首先进行基层喷播，再在种子层添加种子后喷播，然后定期浇水维护；本发明利用废弃的铁尾矿替代黄土，使用的微生物是由尾矿中筛选的菌株，对贫瘠的矿山环境具有耐受性，能够促进植物根系生长；喷播物料具有保持水土、防止滑坡的效果，并且不会对环境造成生态污染。

Description

一种用于矿山护坡绿化的喷播物料及其应用
技术领域
本发明属于在位环境保护技术领域，具体涉及一种用于矿山护坡绿化的喷播物料及其应用。
背景技术
我国是一个矿业大国，全国年矿石产量总数超过50多亿吨，尾矿废物产量居高不下。采矿过程中留下了大量的尾矿、废石等，常年堆积不仅占用了大量的土地，造成周边污染，而且废石大量堆积形成的排岩场边坡存在着易滑坡、塌方的潜在危险，威胁生态环境及人类的生命财产安全。
针对尾矿排岩场边坡存在的生态问题，国内外常用的坡面植被恢复技术主要包括：生态植被毯、植被恢复基材喷附、生态植被袋生物防护、岩面垂直绿化技术和生态灌浆等技术。在这几种技术中，应用最广泛的是植被恢复基材喷附，该方法操作简便，节省大量的人力，解决了边坡植被施工困难的问题。在国内已申请的专利中，专利申请号201310221526.8公开了《一种草种喷播绿化方法》，是将粘土、营养土、植物纤维、保水剂和团粒剂等混合，选择绿化草种植物进行喷播。专利申请号201410067669.2公开了《一种绿化喷播方法》，它是一种先进行人工铺设三维网进行坡面固定，再进行客土喷播实验边坡绿化的方法。以上两个专利虽然能够实现边坡的绿化，实现防雨水冲刷的效果，但喷播物料以土壤为主，需要利用大量的黄土资源，对我国日益匮乏的黄土资源产生了巨大的压力，且人工铺设增加了人工成本和维护成本，不经济。
目前，需要研究简单经济的用于矿山护坡绿化的喷播物料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于矿山护坡绿化的喷播物料。
本发明的另一目的在于提供一种用于矿山护坡绿化的喷播物料的用途。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
按照本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，由基层喷播物料和种子层喷播物料组成，按照体积份配比的原料如下：
基层喷播物料：尾矿40～60份、粘土40～60份、有机肥4～6份、透气性物料5～9份、保水剂0.02～0.05份及粘合剂0.02～0.05份；
种子层喷播物料：粘土85～95份、有机肥3～4份、透气性物料4.5～6份、微生物菌剂0.05～0.08份、保水剂0.02～0.05份及粘合剂0.02～0.05份；
其中，所述的尾矿为废弃铁尾矿，粒径小于10mm；粘土过筛粒径小于10mm；有机肥为腐熟鸡粪肥；透气性物料为生物炭和稻壳；生物炭为粉末状生物有机材料；稻壳粒径为2～5mm；保水剂为聚丙烯酸钠的高吸水性树脂；粘合剂为聚丙烯酰胺；微生物菌剂为被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉分别经活化和扩繁制得1～9×107CFU/ml的菌液按照等体积混合组成。
按照本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，基层喷播物料中透气性物料为生物炭4～6份、稻壳1～3份；种子层喷播物料中透气性物料为生物炭3～4份、稻壳1.5～2份。
按照本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，将所述的尾矿、粘土、有机肥、生物炭、稻壳、保水剂和粘合剂按照比例加入喷播设备中，充分搅拌，混合均匀，即得基层喷播物料。
按照本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，将所述的粘土、有机肥、生物炭、稻壳、微生物菌剂、保水剂和粘合剂及种子按照比例添加喷播设备中，充分搅拌，混合均匀，即得种子层喷播物料。
按照本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，所述的微生物菌剂制备方法如下：
(1)采用培养基在28～30℃、180～220r·min-1的摇床上培养1～3天，对被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉菌株分别进行活化；
(2)将活化后的菌株接种到已高温灭菌处理的已加入培养基的锥形瓶中，进行扩繁，在28～30℃、180～220r·min-1的摇床上振荡24～28小时，用无菌水将菌液稀释至1～9×107CFU/ml，使用血球计数板计数方法；
(3)将经过活化、扩繁并稀释后的菌液按照等体积混合均匀，即得；
其中所述的活化培养基成分为，蛋白胨：3.0～5.0g/L、酵母浸粉：1.0～2.0g/L、葡萄糖10～20.0g/L、磷酸氢二钾1.0～2.0g/L、硫酸镁0.5～2.5g/L，pH＝6.4±0.2；所述的扩繁培养基成分为：马铃薯浸粉3.0～6.0g/L、葡萄糖10～20.0g/L、琼脂10～20.0g/L，pH＝5.6±0.2。
按照本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)：捡去大块石块，对坡面结构不稳定处及易坍塌的地方进行修整，保证坡面平整、稳定，施工要求坡度小于60度；
2)在种子层喷播物料加入植物种子，植物种子的总施用量为每平米12～16g；
3)喷播：使首先喷播基层喷播物料，喷播厚度为8～10cm；再喷播种子层喷播物料，厚度为2～3cm；
4)植被养护：喷播完成后覆盖草毡，每周浇水4～6次，两周后撤掉草毡，根据气候进行浇水养护；
其中所述的基层喷播物料和种子层喷播物料组成同上所述。
按照本发明所述的的用于矿山护坡绿化的喷播物料的使用方法，其特征在于，所述植物种子为：地肤、紫羊茅、波斯菊、沙棘及紫穗槐，按照质量比1:1:1:2:2混合。
本发明所述的被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉来源：
被孢霉(Mortierella)，中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，菌种编号ACCC31571；棘孢木霉(Trichoderma asperellum)，中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，菌种编号CGMCC 9722；卷枝毛霉(Mucor circinelloides)，荷兰微生物菌种保藏中心(CBS)，菌种编号CBS131818。其中，ACCC为中国农业微生物菌种保藏管理中心(Agricultural Culture collection of China),CGMCC为中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center)，CBS为荷兰微生物菌种保藏中心(Centraalbureauvoor Schimmelcultures)。
本发明所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料的特点：
本发明针对矿山排岩场造成的生态问题，以及目前喷播绿化方法的局限性，提供了一种利用废弃的铁尾矿替代了黄土的喷播物料，不仅可以节省大量的黄土资源，又可以将废弃的尾矿加以利用，变废为宝。本发明使用的微生物菌剂均为由尾矿中筛选的土著菌株，不仅适合矿山生态环境，对贫瘠的环境具有耐受性，而且能够促进植物根系生长，达到更好的保持水土、防止滑坡的效果，且不会对环境造成生态污染。
具体实施方式
以下实施例仅用于对本发明进行解释说明，并不构成对权利要求范围的限定，本领域技术人员根据说明书内容可以想到的其它替代手段，均应在本发明权利要求的保护范围之内。
实施例：
用于矿山护坡绿化的喷播物料，由基层和种子层组成，按照体积份配比的原料如下：
基层：尾矿50份、粘土50份、有机肥5份、生物炭5份、稻壳2份、保水剂0.03份及粘合剂0.03份；
种子层：粘土90份、有机肥3.5份、生物炭3.5份、稻壳1.7份、微生物菌剂0.06份、保水剂0.03份及粘合剂0.03份。
其中，所述的尾矿为废弃铁尾矿，粒径小于10mm；粘土过筛粒径小于10mm；有机肥为腐熟鸡粪肥；生物炭为粉末状生物有机材料；稻壳粒径为2～5mm；保水剂为聚丙烯酸钠的高吸水性树脂；粘合剂为聚丙烯酰胺的高次团粒剂；微生物菌剂为被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉分别经活化和扩繁制得1×107CFU/ml的菌液按照等体积混合组成重量份混合制得的。
所述的种子使用前需要用水浸泡6小时，选择颗粒饱满、胚芽完整的地肤、紫羊茅、波斯菊、沙棘及紫穗槐，按照质量比1:1:1:2:2混合均匀，实施混合播种。
将所述的尾矿、粘土、有机肥、生物炭、稻壳、保水剂和粘合剂按照比例加入喷播设备中，充分搅拌，混合均匀，即得基层喷播物料。
将所述的粘土、有机肥、生物炭、稻壳、微生物菌剂、保水剂和粘合剂及种子按照比例添加喷播设备中，充分搅拌，混合均匀，即得种子层喷播物料。
实施例所述的微生物菌剂的菌株为被孢霉(Mortierella)、棘孢木霉(Trichoderma asperellum)和卷枝毛霉(Mucor circinelloides)，是尾矿中的土著菌株，不仅适合矿山生态环境，对贫瘠的环境具有耐受性，而且能够促进植物根系生长。
实施例微生物菌剂的制备方法：
(1)采用培养基在29～30℃、180r·min-1的摇床上培养2天，对待用真菌进行活化；
(2)将活化后的供试菌株接种到已高温灭菌处理的已加入培养基的锥形瓶中，进行扩繁，在28～29℃、220r·min-1的摇床上振荡24小时，用无菌水将菌液稀释至1×107CFU/ml，使用血球计数板计数方法；
(3)将经过活化、扩繁并稀释后的菌液按照等体积混合均匀，即得；
其中，所述的真菌活化培养基成分为：蛋白胨5.0g/L、酵母浸粉2.0g/L、葡萄糖20.0g/L、磷酸氢二钾1.0g/L、硫酸镁0.5g/L，pH＝6.5；所述的真菌扩繁培养基成分为：马铃薯浸粉6.0g/L、葡萄糖20.0g/L、琼脂20.0g/L，pH＝5.6。
本发明实施例所述的被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉来源：
被孢霉(Mortierella)，中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，菌种编号ACCC31571；棘孢木霉(Trichoderma asperellum)，中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，菌种编号CGMCC 9722；卷枝毛霉(Mucor circinelloides)，荷兰微生物菌种保藏中心(CBS)，菌种编号CBS131818。其中，ACCC为中国农业微生物菌种保藏管理中心(Agricultural Culture collection of China),CGMCC为中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center)，CBS为荷兰微生物菌种保藏中心(Centraalbureauvoor Schimmelcultures)。
本发明实施例所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料的使用方法，包括如下步骤：
1)捡去大块石块，对坡面结构不稳定处及易坍塌的地方进行修整，保证坡面平整、稳定，施工要求坡度小于60度；
2)在种子层喷播物料加入植物种子，植物种子的总施用量为每平米12g；
3)喷播：使首先喷播基层喷播物料，喷播厚度为10cm；再喷播种子层喷播物料，厚度为3cm；
4)植被养护：喷播完成后覆盖草毡，每周浇水4～6次，两周后撤掉草毡，根据气候进行浇水养护；
其中，所述种子为：地肤、紫羊茅、波斯菊、沙棘及紫穗槐，按照质量比1:1:1:2:2混合。
对比例：种子层喷播物料中不加微生物菌剂，其余步骤同实施例。
表：实施例与对比例的植物生长效果
加入成分 平均株高/cm 根长/cm 平均生物量/g 发芽率/％ 植被覆盖率/％
对比例 39.5 4.1 8.92 55～63 55～68
实施例 52.4 4.9 11.97 75～85 90～98
由表效果所示，与不加微生物菌剂对比例相比，实施例方法种植后，一周后植被发芽率由55～64％达到75～85％，两周后撤掉草毡，根据气候进行浇水养护，两个月后边坡植被覆盖率由55～68％达到90～98％，水土流失、防雨水冲刷能力及植物生长状况明显改善。

Claims (7)

1.一种用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，由基层喷播物料和种子层喷播物料组成，按照体积份配比的原料如下：
基层喷播物料：尾矿40～60份、粘土40～60份、有机肥4～6份、透气性物料5～9份、保水剂0.02～0.05份及粘合剂0.02～0.05份；
种子层喷播物料：粘土85～95份、有机肥3～4份、透气性物料4.5～6份、微生物菌剂0.05～0.08份、保水剂0.02～0.05份及粘合剂0.02～0.05份；
其中，所述的尾矿为废弃铁尾矿，粒径小于10mm；粘土过筛粒径小于10mm；有机肥为腐熟鸡粪肥；透气性物料为生物炭和稻壳；生物炭为粉末状生物有机材料；稻壳粒径为2～5mm；保水剂为聚丙烯酸钠的高吸水性树脂；粘合剂为聚丙烯酰胺；微生物菌剂为被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉分别经活化和扩繁制得1～9×107CFU/ml的菌液按照等体积混合组成。
2.根据权利要求1所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，基层喷播物料中透气性物料为生物炭4～6份、稻壳1～3份；种子层喷播物料中透气性物料为生物炭3～4份、稻壳1.5～2份。
3.根据权利要求1或1所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，将所述的尾矿、粘土、有机肥、生物炭、稻壳、保水剂和粘合剂按照比例加入喷播设备中，充分搅拌，混合均匀，即得基层喷播物料。
4.根据权利要求1或2所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，将所述的粘土、有机肥、生物炭、稻壳、微生物菌剂、保水剂和粘合剂及种子按照比例添加喷播设备中，充分搅拌，混合均匀，即得种子层喷播物料。
5.根据权利要求1所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料，其特征在于，所述的微生物菌剂制备方法如下：
(1)采用培养基在28～30℃、180～220r·min-1的摇床上培养1～3天，对被孢霉、棘孢木霉和卷枝毛霉菌株分别进行活化；
(2)将活化后的菌株接种到已高温灭菌处理的已加入培养基的锥形瓶中，进行扩繁，在28～30℃、180～220r·min-1的摇床上振荡24～28小时，用无菌水将菌液稀释至1～9×107CFU/ml，使用血球计数板计数方法；
(3)将经过活化、扩繁并稀释后的菌液按照等体积混合均匀，即得；
其中所述的活化培养基成分为，蛋白胨：3.0～5.0g/L、酵母浸粉：1.0～2.0g/L、葡萄糖10～20.0g/L、磷酸氢二钾1.0～2.0g/L、硫酸镁0.5～2.5g/L，pH＝6.4±0.2；所述的扩繁培养基成分为：马铃薯浸粉3.0～6.0g/L、葡萄糖10～20.0g/L、琼脂10～20.0g/L，pH＝5.6±0.2。
6.权利要求1所述的用于矿山护坡绿化的喷播物料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)：捡去大块石块，对坡面结构不稳定处及易坍塌的地方进行修整，保证坡面平整、稳定，施工要求坡度小于60度；
2)在种子层喷播物料加入植物种子，植物种子的总施用量为每平米12～16g；
3)喷播：使首先喷播基层喷播物料，喷播厚度为8～10cm；再喷播种子层喷播物料，厚度为2～3cm；
4)植被养护：喷播完成后覆盖草毡，每周浇水4～6次，两周后撤掉草毡，根据气候进行浇水养护；
其中所述的基层喷播物料和种子层喷播物料组成同权利要求1。
7.根据权利要求6所述的的用于矿山护坡绿化的喷播物料的使用方法，其特征在于，所述植物种子为：地肤、紫羊茅、波斯菊、沙棘及紫穗槐，按照质量比1:1:1:2:2混合。
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