CN109463254A - 一种利用苔藓加速废石成土的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用苔藓加速废石成土的方法，属于生态修复技术领域。本发明将苔藓和苔藓结皮土风干后粉碎为粒径不大于1cm的苔藓结皮土颗粒；将苔藓营养物质与水混合得到苔藓营养液；将苔藓营养液与苔藓结皮土颗粒混合得到栽培基质；将栽培基质喷涂或播撒在废石表面，再覆盖透气保湿材料使废石表面湿度不低于60%；在温度为10~35℃条件下，废石表面生成苔藓结皮土层，定时补充营养液使废石表面湿度不低于60%，在遮光率为60%~80%，光照周期为6~12h条件下苔藓结皮土层加速废石表层风化得到土壤。本发明在废石表面快速繁殖苔藓植物，使废石表面形成苔藓结皮层，苔藓分泌的有机酸及其死亡残体，为废石成土提供有机质，加速废石风化成土，为后续植物生长提供基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用苔藓加速废石成土的方法，属于生态修复技术领域。
背景技术
随着采矿、采石业的发展，产生了大量采矿废石和碎石，导致周边地区生态系统退化，严重危害环境及人体健康。因此，迫切需要开发该方面生态修复技术，加速废石和碎石成土，为后续植物入侵奠定基础，恢复这些地区生态环境。
近年来，关于边坡生态修复、屋顶绿化、墙体绿化等的技术已有很大发展，取得了较好的生态效果。但关于废石的生态修复方法十分缺乏，目前采用的方法有：异地取土法：通过采集土壤移至土壤稀薄处，在土壤上种植植物，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用修复生态环境，此方法会破坏取土地生态环境，异地取土还会引入较高的运输成本，植物入侵所需时间也较长；改造表土理化性质：通过设法灌注泥浆，使其包裹废渣，然后再铺一层粘土压实，造成一个人工隔水层，减少地面水下渗，防止废渣中剧毒元素的释放，此法需要异地搬运污泥，增加运输成本，污泥成分复杂，存在引入其它污染的风险。
授权公告号 CN103214300A的发明专利公开了一种用于煤矸石堆场生态修复的复合改良基质，将剩余污泥、粉煤灰、磷石膏、养殖粪物、土壤和菌渣、苔藓植物按一定比例组合，配制为一种用于煤矸石堆场生态修复的复合改良基质。本方法所需营养物质种类多，磷石膏是磷酸工业的副产品，粉煤灰为电厂或热电厂生产过程中所产生的干法或湿法排放的粉煤灰，它们的区域局限性影响其获取；剩余污泥成分复杂，存在引入其它污染的风险。
发明内容
针对废石的生态修复方法缺乏的问题，本发明提供一种利用苔藓加速废石成土的方法，利用苔藓适应能力强和生长周期短的特点，在废石表面快速繁殖苔藓植物，使废石表面形成苔藓结皮层，苔藓分泌的有机酸及其死亡残体，为废石风化成土提供有机质，加速废石风化成土；实现快速、低成本、无害化的矿区和采石场的生态修复。
苔藓植物可以耐受矿区和采石场的极端环境，有利于生物成土和物质循环；苔藓植物可以提高废石的持水量，随着苔藓植物的繁殖，大量的苔藓植物聚集成丛状，其假根常粘结大量的细粒土；苔藓植物的毛细管作用能够减少溶于土壤水分中的有机质、氮、磷、钾等矿质元素的大量流失，并可进一步增加营养物质的保留，同时，苔藓层还有助于保持土壤肥力；本发明利用苔藓加速废石成土的方法可加强废石拦截细土的能力，聚集了细土且增厚土层，减少矿物质的流失，增加土壤肥力，减少水土流失。
一种利用苔藓加速废石成土的方法，具体步骤如下：
（1）将苔藓和苔藓结皮土风干后粉碎为粒径不大于1cm的苔藓结皮土颗粒；
（2）将苔藓营养物质与水混合得到苔藓营养液，其中苔藓营养物质为薯类碎渣、豆渣、薯类汁、豆浆、淀粉、生活污水或餐厨污水；
（3）将步骤（2）苔藓营养液加入到步骤（1）苔藓结皮土颗粒中混合得到栽培基质；
（4）将步骤（3）的栽培基质喷涂或播撒在废石表面，再覆盖透气保湿材料使废石表面湿度不低于60%；
（5）在温度为10~35℃条件下，步骤（4）废石表面形成苔藓结皮土层，定时补充营养液使废石表面湿度不低于60%，在遮光率为60%~80%，光照周期为6~12h条件下，苔藓结皮土层加速废石表层风化得到土壤。
所述步骤（2）中苔藓营养物质与水质量比为1: 5~20。
步骤（3）中栽培基质中苔藓结皮土颗粒所占比例为5%~30%。
所述步骤（4）废石为采矿废石、低品位矿石、采石场碎石、露天采矿断面或尾矿库废石。
所述步骤（5）中透气保湿材料为带孔的塑料薄膜、草垫、砂布或树叶，透气保湿材料为带孔的塑料薄膜时，带孔的塑料薄膜上覆盖遮荫网。
所述步骤（5）中补充营养液的周期为3~10天。
本发明的有益效果：
（1）本发明方法利用苔藓加速废石成土的方法，其苔藓具有轻质性、保水性、透气性，且水力扩散快速、均匀，适合在无土的废石表面、露天采矿断面、采石场、尾矿库栽培；苔藓分泌的有机酸可以加速废石风化成土，苔藓死亡后的残体可为废石风化成土提供有机质，苔藓植物聚集成丛状，其根系可粘结大量的细粒土，苔藓具有良好的保持土壤肥力和贮蓄水分的作用，为后续植物生长提供基础；
（2）本发明方法中苔藓分布广泛、生长周期短、基质需求量少、营养要求低、不易受病虫害的损伤，可在短期内入侵废石表面；
（3）本发明方法成本低、取材方便、操作简单、无生态风险。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：如图1所示，一种利用苔藓加速废石成土的方法，具体步骤如下：
（1）将苔藓和苔藓结皮土风干后用粉碎机粉碎为粒径不大于0.5cm的苔藓结皮土颗粒；
（2）将苔藓营养物质（淀粉）与水混合得到苔藓营养液，其中苔藓营养物质与水质量比为1:5；
（3）将步骤（2）苔藓营养液加入到步骤（1）苔藓结皮土颗粒中得到栽培基质；栽培基质中苔藓结皮土颗粒所占比例为30%；
（4）采用喷涂机将步骤（3）的栽培基质喷涂在废石表面，再覆盖透气保湿材料（带孔的塑料薄膜），透气保湿材料（带孔的塑料薄膜）上再覆盖遮荫网，使废石表面湿度为89~91%；
（5）在温度为10-20℃条件下，步骤（4）废石表面形成苔藓结皮土层，每3天补充营养液使废石表面湿度为89~91%，在遮光率为80%，光照周期6h的条件下，苔藓结皮土层加速废石表层风化得到土壤；
本实施例的风化土壤结果见表1，
表1
从表1可知，土壤的粒径为3mm，土壤含水量为25%，pH值为5.0。
实施例2：如图1所示，一种利用苔藓加速废石成土的方法，具体步骤如下：
（1）将苔藓和苔藓结皮土用搅拌机粉碎为粒径不大于1.0cm的苔藓结皮土颗粒；
（2）将苔藓营养物质（餐厨污水）与水混合得到苔藓营养液，其中苔藓营养物质与水质量比为1:20；
（3）将步骤（2）苔藓营养液加入到步骤（1）苔藓结皮土颗粒中得到栽培基质；栽培基质中苔藓结皮土颗粒所占比例为5%；
（4）将步骤（3）的栽培基质播撒在废石表面，再覆盖透气保湿材料（砂布）使废石表面湿度为74~76%；
（5）在温度为20-30℃条件下，步骤（4）废石表面形成苔藓结皮土层，每6天补充营养液使废石表面湿度为74~76%，在遮光率为60%，光照周期10h条件下，苔藓结皮土层加速废石表层风化得到土壤；
本实施例的风化土壤结果见表2，
表2
从表2可知，土壤的粒径为5mm，土壤含水量为15%，pH值为5.5。
实施例3：如图1所示，一种利用苔藓加速废石成土的方法，具体步骤如下：
（1）将苔藓和苔藓结皮土用搅拌机粉碎为粒径不大于0.8cm的苔藓结皮土颗粒；
（2）将苔藓营养物质（马铃薯碎渣）与水混合得到苔藓营养液，其中苔藓营养物质与水质量比为1:10；
（3）将步骤（2）苔藓营养液加入到步骤（1）苔藓结皮土颗粒中得到栽培基质；栽培基质中苔藓结皮土颗粒所占比例为15%；
（4）采用洒水壶将步骤（3）的栽培基质淋洗在废石表面，再覆盖透气保湿材料（芭蕉叶）使废石表面湿度为60~62%；
（5）在温度为25-35℃条件下，步骤（4）废石表面形成苔藓结皮土层，每10天补充营养液使废石表面湿度为60~62%，在遮光率为70%，光照周期12h的条件下，苔藓结皮土层加速废石表层风化得到土壤；
本实施例的风化土壤结果见表3，
表3
从表3可知，土壤的粒径为4mm，土壤含水量为20%，pH值为5.2。
Claims (6)
1.一种利用苔藓加速废石成土的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将苔藓和苔藓结皮土风干后粉碎为粒径不大于1cm的苔藓结皮土颗粒；
（2）将苔藓营养物质与水混合得到苔藓营养液，其中苔藓营养物质为薯类碎渣、豆渣、薯类汁、豆浆、淀粉、生活污水或餐厨污水；
（3）将步骤（2）苔藓营养液加入到步骤（1）苔藓结皮土颗粒中混合均匀得到栽培基质；
（4）将步骤（3）的栽培基质喷涂或播撒在废石表面，再覆盖透气保湿材料使废石表面湿度不低于60%；
（5）在温度为10~35℃条件下，步骤（4）废石表面形成苔藓结皮土层，定时补充营养液使废石表面湿度不低于60%，在遮光率为60%~80%，光照周期为6~12h条件下，苔藓结皮土层加速废石表层风化得到土壤。
2.根据权利要求1所述利用苔藓加速废石成土的方法，其特征在于：步骤（2）中苔藓营养物质与水质量比为1:(5~20)。
3.根据权利要求1所述利用苔藓加速废石成土的方法，其特征在于：步骤（3）栽培基质中苔藓结皮土颗粒的质量分数为5%~30%。
4.根据权利要求1所述利用苔藓加速废石成土的方法，其特征在于：步骤（4）废石为采矿废石、低品位矿石、采石场碎石、露天采矿断面或尾矿库废石。
5.根据权利要求1所述利用苔藓加速废石成土的方法，其特征在于：步骤（5）中透气保湿材料为带孔的塑料薄膜、草垫、砂布或树叶，透气保湿材料为带孔的塑料薄膜时，带孔的塑料薄膜上覆盖遮荫网。
6.根据权利要求1所述利用苔藓加速废石成土的方法，其特征在于：步骤（5）中补充营养液的周期为3~10天。
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