CN109845613A - 边坡生态恢复用的液压喷播基质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边坡生态恢复用的液压喷播基质。各组分按照重量份数计算，包括：木纤维60‑85份，保水剂2‑8份，粘合剂1‑5份，有机肥5‑15份，土壤调理剂0.4‑4份，复合微生物菌剂0.5‑5份；其中，所述土壤调理剂由斜发沸石、海泡石、凹凸棒土和玉米芯中的至少一种经煅烧加工而成，所述复合微生物菌剂包括混合在一起的抗病虫菌剂、净化菌剂和固氮菌剂。该液压喷播基质在与种子和水混合后，被直接喷播在坡面上，以形成基质层。该液压喷播基质能有效地减少土壤的用量，并且对水质起到净化作用。

Description

边坡生态恢复用的液压喷播基质

技术领域

本发明涉及边坡生态恢复技术领域，更具体地，涉及一种边坡生态恢复用的液压喷播基质。

背景技术

铁路、公路、堤坝等基础建设、矿山的开采会导致大量岩土边坡的产生。这造成滑坡危险性增大，水土流失严重。喷播技术是利用喷射机将草种、保水剂等有机基材喷射到坡面上，有机材料在压力的作用下与坡面紧密结合，形成一层可供植物生长发育的基质层。该技术可应用于边坡生态恢复。

在现有的喷播技术中，喷播基质中需要掺入大量的土壤，例如客土。然而，土壤的供应量有限，并且使用土壤会破坏其他区域的植被。

此外，在喷播技术中，边坡生态恢复用水大部分取自就近河水、矿井水。然而，河水、矿井水等的污染现象普遍存在，现有的喷播基质无法净化水源，导致植被的生长不利，并且生长环境无法得到改善。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种边坡生态恢复用的液压喷播基质的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种边坡生态恢复用的液压喷播基质，各组分按照重量份数计算，包括：木纤维60-85份，保水剂2-8份，粘合剂1-5份，有机肥5-15份，土壤调理剂0.4-4份，复合微生物菌剂0.5-5份；其中，所述土壤调理剂由斜发沸石、海泡石、凹凸棒土和玉米芯中的至少一种经煅烧加工而成，所述复合微生物菌剂包括混合在一起的抗病虫菌剂、净化菌剂和固氮菌剂，该液压喷播基质在与种子和水混合后，被直接喷播在坡面上，以形成基质层，该基质层为无土方式。

可选地，所述木纤维包括纤维状的秸秆、芦苇和木屑中的至少一种。

可选地，所述保水剂由多聚谷氨酸、甲基丙烯酸甲酯、甘薯淀粉、糠醛渣和胡敏酸中的至少两种交联而成。

可选地，所述粘合剂包括海藻酸钠、聚乙烯醇、羧甲基淀粉和皮胶中的至少一种。

可选地，所述有机肥包括混合在一起的泥炭土和发酵的动物粪便。

可选地，所述土壤调理剂的粒径≤1mm。

可选地，所述抗病虫菌剂包括多粘类芽孢杆菌和淡紫拟青霉中的至少一种。

可选地，所述净化菌剂包括胶质红假单胞菌和嗜麦芽寡养单胞菌中的至少一种。

可选地，所述固氮菌剂包括棕色固氮菌。

可选地，所述抗病虫菌剂包括多粘类芽孢杆菌和淡紫拟青霉；所述净化菌剂包括胶质红假单胞菌和嗜麦芽寡养单胞菌；所述固氮菌剂包括棕色固氮菌。

可选地，在进行喷播时，在边坡上形成的基质层的厚度为2cm；在喷播完成后，在基质层的表面覆盖无纺布。

根据本公开的一个实施例，该液压喷播基质在使用时与种子、水混合在一起。采用喷播设备直接喷播到边坡上。该液压喷播基质在使用时，不需要加入土壤，能够在边坡的坡面上形成基质层。例如，基质层的厚度为2cm。该厚度的基质层能全面地覆盖在坡面上，并且结构强度高。

当有大量雨水冲刷时，基质层吸水饱和。这样，雨水难以渗透进入坡体，这使得坡体抗剪切强度不会减弱。此外，该基质层能够减少种子受雨、旱、冻等不利因素的影响，可使种子顺利渡过干旱和低温环境，随后萌发。

此外，土壤调理剂不仅为植物生长提供营养，同时能起到边坡土壤修复的作用，提高土壤的肥力。

此外，该液压喷播基质不添加化肥，复合微生物菌剂利用有机肥作为营养来源，各菌种协同作用，高效促进植物生长，多粘类芽孢杆菌以及淡紫拟青霉提高植物抗病虫害能力，减少后期喷洒农药维护成本。

此外，该液压喷播基质除了保水保肥、改良边坡土壤作用之外，基质中的复合微生物菌剂和土壤调理剂可以协同起到净化水质的作用，降低水中总磷、总氮、氨氮、COD，减弱污水灌溉对边坡生态恢复的不利影响，适用于无清洁水源区域边坡的生态恢复。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1-4是根据本公开的一个实施例的边坡恢复方法的示意图。

附图标记说明：

11：边坡；12：纵向剖面；13：网；14：基质层；15：无纺布。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种边坡生态恢复用的液压喷播基质。液压喷播基质中各组分按照重量份数计算，包括：木纤维60-85份，保水剂2-8份，粘合剂1-5份，有机肥5-15份，土壤调理剂0.4-4份，复合微生物菌剂0.5-5份。

木纤维是构成木质部的主要成分之一。例如，由秸秆、芦苇和木屑中至少一种，经过脱汁处理制备而成。木纤维能促进植物的生长和种子的萌发，增加植物的粘着力。例如，木纤维呈絮状短纤维。纤维的粒径过小则喷播后纤维间的孔隙小，导致种子不容易钻出，并且容易形成厌氧环境，对发芽之后的种子的生长不利。纤维的粒径过大则种子不容易固定。例如，单个纤维的粒径为0.5-3mm。在该范围内，种子容易从基质层中钻出，并且基质层对种子的固定稳固。

在该粒径范围内，木纤维更有利于种子的钻出以及生长。

保水剂由多聚谷氨酸、甲基丙烯酸甲酯、甘薯淀粉、糠醛渣和胡敏酸中的至少两种交联而成。交联是将混合好的材料至于混合罐中，加热至50-60℃并保持10小时；然后，进行破碎、过筛最终得到所述保水剂。例如，筛网的目数为60目。保水剂具有保水保肥的作用，不仅可以改善干旱地区植物生长不良的现象，同时为复合微生物菌剂中的微生物提供水源。

粘合剂包括海藻酸钠、聚乙烯醇、羧甲基淀粉和皮胶中至少两种混合而成。在粘合剂作用下喷播基质中的木纤维、保水剂、有机肥、土壤调理剂和复合微生物菌剂等相互紧密连接，以形成具有设定厚度的基质层14。粘合剂能够有效提高基质层14的抗雨水冲刷的作用。

有机肥包括混合在一起的泥炭土和发酵的动物粪便。例如，动物粪便包括鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪等。动物粪便经发酵处理。泥炭土是指在某些河湖沉积的平原及山间谷地中，由于长期积水，水生植被茂密，在缺氧情况下，大量分解不充分的植物残体积累并形成泥炭层的土壤。发酵的动物粪便经灭菌后与泥炭土进行混合。

发酵的动物粪便为植物生长提供了营养。泥炭土的添加能够改善坡面表层结构，有利于植物的生长。

此外，有机肥还作为复合微生物菌剂的营养来源。

土壤调理剂由斜发沸石、海泡石、凹凸棒土和玉米芯中的至少一种经煅烧加工而成。例如，上述材料中的至少一种经粉碎设备粉碎成颗粒状。如果是多种材料则首先将材料放置到马弗炉中，在300-700℃的温度下进行煅烧后，再混合在一起。如果是单种材料，则直接放置到马弗炉中在上述温度范围下进行煅烧即可。

土壤调理剂为植物生长提供必要的营养元素，同时土壤调理剂具有土壤修复能力，能提高边坡11土壤的肥力。

此外，斜发沸石和海泡石能够有效地吸附土壤中的重金属，并形成包覆作用，使其无法被植物吸收，从而有效地减少了土壤中的重金属污染。凹凸棒土和玉米芯能够形成生物质土壤。这使得该液压喷播基质在使用时，不需要与土壤进行混合，减少了土壤的使用。

复合微生物菌剂包括混合在一起的抗病虫菌剂、净化菌剂、固氮菌剂。例如，抗病虫菌剂包括多粘类芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌、绿色木霉和淡紫拟青霉中的至少一种。抗病虫菌剂的制备方法包括：在无菌条件下将各种菌液与灭菌硅藻土(例如，灭菌硅藻土的粒径为0.1mm-0.4mm)充分混匀,使灭菌硅藻土湿润,并保持疏松,不结块。然后，将灭菌硅藻土在阴凉处风干，制得抗病虫菌剂。该抗病虫菌剂需要进行低温保存。抗病虫菌剂能使形成的基质层14具有优良的抗病虫效果。

净化菌剂能够与土壤调节剂协同作用，以达到净化水质的作用。例如，净化菌剂包括胶质红假单胞菌、解糖假苍白杆菌和产朊假丝酵母中的至少一种。净化菌剂的制备方法包括：在无菌条件下将各种菌液与灭菌硅藻土(例如，灭菌硅藻土的粒径为0.1mm-0.4mm)充分混匀,使灭菌硅藻土湿润,并保持疏松,不结块。然后，将灭菌硅藻土在阴凉处风干，制得净化菌剂。同样地，该净化菌剂需要进行低温保存。固氮菌剂能够有效地固氮。固氮菌剂包括棕色固氮菌、嗜麦芽寡养单胞菌和胶德克斯氏菌中的至少一种。固氮菌剂的制备方法包括：在无菌条件下将各种菌液与灭菌硅藻土(例如，灭菌硅藻土的粒径为0.1mm-0.4mm)充分混匀,使硅藻土湿润,并保持疏松,不结块。然后，将灭菌硅藻土在阴凉处风干，制得净化菌剂。同样地，该净化菌剂需要进行低温保存。在本公开实施例中，该液压喷播基质在使用时与种子、水混合在一起。采用喷播设备直接喷播到边坡11上。该液压喷播基质在使用时，不需要加入土壤，能够在边坡11的坡面上形成基质层14。例如，基质层14的厚度为2cm。该厚度的基质层14能全面地覆盖在坡面上，并且结构强度高。

在一个例子中，抗病虫菌剂包括多粘类芽孢杆菌和淡紫拟青霉。净化菌剂包括胶质红假单胞菌和嗜麦芽寡养单胞菌。固氮菌剂包括棕色固氮菌。在该例子中，该液压喷播基质兼具抗病虫、净化水源、固氮的作用。

当有大量雨水冲刷时，基质层14吸水饱和。这样，雨水难以渗透进入坡体，这使得坡体抗剪切强度不会减弱。此外，该基质层14能够减少种子受雨、旱、冻等不利因素的影响，可使种子顺利渡过干旱和低温环境，随后萌发。

此外，土壤调理剂不仅为植物生长提供营养，同时能起到边坡11土壤修复的作用，提高土壤的肥力。

此外，该液压喷播基质不添加化肥，复合微生物菌剂利用有机肥作为营养来源，各菌种协同作用，高效促进植物生长，多粘类芽孢杆菌以及淡紫拟青霉提高植物抗病虫害能力，减少后期喷洒农药维护成本。

此外，该液压喷播基质除了保水保肥、改良边坡11土壤作用之外，基质中的复合微生物菌剂和土壤调理剂可以协同起到净化水质的作用，降低水中总磷、总氮、氨氮、COD，减弱污水灌溉对边坡11生态恢复的不利影响，适用于无清洁水源区域边坡11的生态恢复。

实施例1：

该液压喷播基质的各组分如下：由秸秆和芦苇加工成的木纤维65份；由多聚谷氨酸、甲基丙烯酸甲酯交联而成的保水剂2.5份；由聚乙烯醇、羧甲基淀粉加工制成的粘合剂2份；由发酵的鸡粪和泥炭土混合而成的有机肥6份；土壤调理剂0.8份；复合微生物菌剂0.8份。上述各个组分混合均匀。

在进行喷播时，按照料、液比1：10加入河水(即液压喷播基质的质量与河水的质量之比)，并搅拌均匀，以形成浆状基质。河水取自公司附近的小河。

如图1-4所示，在喷播施工前，对边坡11进行修坡处理，并在坡体疏松处进行挂网。其中，图1是边坡的局部示意图，12表示边坡11的一个纵向剖面。网13可以是金属网或者塑料网等。网孔为矩形、圆形、菱形、三角形等。本领域技术人员可以根据实际需要设置网孔的尺寸。挂网能有效地防止滑坡等现象。

在喷播前，向坡面上喷洒底水，并且对种子进行活化处理。例如，种子为混合的草本种子和灌木种子。草本种子包括高羊茅、二月兰、狗牙根等。灌木种子包括刺槐、胡枝子和沙棘等。由于形成的基质层较薄，种子容易发芽、钻出，故该液压喷播基质需要的种子的量与传统的基质相比要小。例如，种子的质量份数为0.03-0.6份。

例如，活化处理包括将种子放置到水中或潮湿环境中，在设定的温度下使种子开始萌发。

在解除休眠并萌发后，种子被加入浆状的基质中，并一起混拌。接下来，利用喷植机自上而下将浆状的基质喷射到坡面上。喷播形成的基质层14厚度为2cm。

在喷播完成后，在基质层14的表面覆盖无纺布15。例如，无纺布15的规格为15g/m²。采用“U”型钢钉将无纺布15固定在坡面上，以保持坡面水分。此外，无纺布15能减少雨水对种子的冲刷，促使种子发芽生长，防止风力损害。

此外，无纺布15能保证植物种子在萌芽和幼苗发根期间不断水，直至展叶。

当植物出土，并生长至5-8cm高度时揭开无纺布15，以保证充分的光照。此外，去除无纺布15能防止无纺布15的夹带幼苗损失。

实施例2：

在该例子中，液压喷播基质的各组分如下：由秸秆加工制成的木纤维80份；由多聚谷氨酸、甘薯淀粉交联而成的保水剂4份；由海藻酸钠制成的粘合剂3份；由鸡粪和泥炭土而成的有机肥10份；土壤调理剂1份；复合微生物菌剂1份。上述各个组分混合均匀。

在进行喷播时，按照料、液比1：10加入河水(即液压喷播基质的质量与河水的质量之比)，并搅拌均匀，以形成浆状的基质。河水取自公司附近的小河。

喷播施工方法与实施例1的相同。

实施例3：

在该例子中，液压喷播基质的各组分如下：由芦苇和木屑加工制成的木纤维75份；由甲基丙烯酸甲酯、甘薯淀粉、糠醛渣交联而成的保水剂3.8份；由海藻酸钠、羧甲基淀粉加工成的粘合剂2.5份；由鸡粪和泥炭土混合物有机肥15份；土壤调理剂0.8份；复合微生物菌剂1.2份。上述各个组分混合均匀。

在进行喷播时，按照料、液比1：10加入河水(即液压喷播基质的质量与河水的质量之比)，并搅拌均匀，以形成浆状基质。河水取自公司附近的小河。

喷播施工方法与实施例1的相同。

对比例：

以传统液压喷播基质(其中，按照质量份计算各个组分分别为：木纤维60份，保水剂10份，粘合剂5份，泥炭土10份，复合肥料20份)作为对照，对上述实施例1、2、3和对比例中基质进行评价，结果见表1。将实施例的浆状的基质经离心过滤后的滤液与河水的水质进行对比，结果见表2。

表1不同基质的效果对比表

表2各个实施例的基质的滤液与河水水质对比表

由表1可知，在实施例1、2、3中，种子的发芽率明显地高于对比例中种子的发芽率。这表明实施例1、2、3的基质有效地改善了植株的发芽率。例如，发芽率在80％以上。

此外，在实施例1、2、3中，植物的平均株高明显高于对比例的植物的株高。这表明实施例1、2、3的基质促进了植株的生长和发育。

此外，在实施例1、2、3中，植物的覆盖率明显高于对比例中植物的覆盖率。这表明实施例1、2、3的基质有效地提高了坡面覆盖率，覆盖率达到了85％以上。

由表2可知，实施例1、2、3的基质得到的滤液中的总磷含量、总氮含量、氨氮含量和COD均明显低于河水中的相应的含量。

这表明实施例1、2、3的基质对河水的水质具有净化作用，降低了水中总磷、总氮、氨氮以及COD的数值，能够有效地减少污水灌溉对边坡11生态恢复的负面作用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种边坡生态恢复用的液压喷播基质，各组分按照重量份数计算，包括：木纤维60-85份，保水剂2-8份，粘合剂1-5份，有机肥5-15份，土壤调理剂0.4-4份，复合微生物菌剂0.5-5份；其中，所述土壤调理剂由斜发沸石、海泡石、凹凸棒土和玉米芯中的至少一种经煅烧加工而成，所述复合微生物菌剂包括混合在一起的抗病虫菌剂、净化菌剂和固氮菌剂，该液压喷播基质在与种子和水混合后，被直接喷播在坡面上，以形成基质层。

2.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述保水剂由多聚谷氨酸、甲基丙烯酸甲酯、甘薯淀粉、糠醛渣和胡敏酸中的至少两种交联而成。

3.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述粘合剂包括海藻酸钠、聚乙烯醇、羧甲基淀粉和皮胶中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述有机肥包括混合在一起的泥炭土和发酵的动物粪便。

5.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述土壤调理剂的粒径≤1mm。

6.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述抗病虫菌剂包括多粘类芽孢杆菌和淡紫拟青霉中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述净化菌剂包括胶质红假单胞菌和嗜麦芽寡养单胞菌中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述固氮菌剂包括棕色固氮菌。

9.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，所述抗病虫菌剂包括多粘类芽孢杆菌和淡紫拟青霉；所述净化菌剂包括胶质红假单胞菌和嗜麦芽寡养单胞菌；所述固氮菌剂包括棕色固氮菌。

10.根据权利要求1所述的液压喷播基质，其中，在进行喷播时，在边坡上形成的基质层的厚度为2cm；在喷播完成后，在基质层的表面覆盖无纺布。