CN110402766A - 一种机械化操作的荒漠土地快速绿化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免耕、免灌、免肥、免护理、全机械化操作的荒漠土地快速绿化方法。该方法步骤如下：将用生活垃圾及农、林、牧业的固体废弃物加工成保水、保肥的优质客土；优质客土制成易于运输、易于铺设的块状或粒状物质；将植物种子均匀地搅拌在客土中；用专用的摊铺机将客土铺设在寸草不生的荒漠地上；摊铺机携带的滚压器将客土压实；压实后的客土能起到防风、固沙、吸水、促使植物生根、发芽、长绿，达到荒漠植被的再生。期间，不用做任何的护理。

Description

一种机械化操作的荒漠土地快速绿化方法

技术领域

本发明涉及一种荒漠化土地(沙漠、石漠、盐漠化)的免耕、免 灌、免护理的治理技术；更具体地讲，本发明涉及一种利用生活垃圾、 采用全机械化操作的方式使荒漠土地快速绿化的方法。

背景技术

随着经济的发展，生态环境的的恶化日趋严重，已经到了非重拳 治理的地步了。据联合国环境规划署(UNEP)统计，全球已经受到和 预计会受到荒漠化影响的地区占全球土地面积的35％。荒漠和荒漠化 土地在非洲占55％，北美和中美占19％，南美占10％，亚洲占34％，澳大 利亚占75％，欧洲占2％。荒漠和荒漠化土地在干旱地区和半干旱地 区占土地面积的95％，在半湿润地区占土地面积的28％。全球环境恶 化导致全世界每年1260万人死亡，占全球每年死亡人口的1/4，污染 造成的福利损失估计每年超过4.6万亿美元，相当于全球经济产出的 6.2％。在中国，截至2014年，全国荒漠化土地面积261.16万平方公 里，占国土总面积的27.20％，沙化土地面积172.12万平方公里，近4 亿人受到荒漠化的影响，造成的直接经济损失约为541亿人民币。

到目前为止，环境恶化问题不仅没有得到有效的遏制，而且还有 不断扩大的趋势。全世界平均每年约有5～7万平方公里的土地荒漠 化，以热带稀树草原和温带半干旱草原地区发展最为迅速，半个世纪 以来，非洲撒哈拉沙漠南部荒漠化土地扩大了65万平方公里，萨赫 勒地区已成为世界上最严重的荒漠化地区。在中国每年也有3000平 方公里的土地沦为沙漠。再不加速治理，终有一日，地球上的人类将 无栖息之地，无家可归。

为了解决荒漠化治理问题，多年来，在国际上有不少科研机构和 企业对治理荒漠进行过许多的探索和实践，开发出不少沙漠治理的技 术和方法。综合起来，主要有以下几种：

A、草方格技术：草方格技术是一种固沙技术，利用农作物秸杆、 小灌枝等植物，在流动沙丘上植立成一个个方格，用以阻止沙丘的移 动。这种技术是目前使用最为广泛的沙障技术。这种技术能够在短期 内(2－3年)起到阻止流沙移动的作用，但具有明显的不足：1、成本 高。建造一亩草方格，需要材料费800元人民币，而人工植被技术 (AVT)的材料费仅为400元左右；2、效率低。草方格技术全部为 人工操作，劳动强度大，工作效率低，一个劳力一天只能扎0.2－0.3 亩，而人工植被技术全部机械化操作，大大降低劳动强度，工效是人工操作的几十倍。3、草方格技术功能单一，仅仅起到阻止流沙漂移 的作用，不能对沙漠进行绿化，要绿化沙漠还要其它的种植技术相配 套。

B、固体水技术：固体水技术是一种通过化学方法，将液态水分 子迅速凝结成固态，然后装进特殊容器，和树苗一起栽种，以起到提 高树苗成活率的作用。这种技术在提高树木的成活率方面可能起到一 定的作用，但在其它方面就不能发挥作用了：1、它不能防风固沙；2、 它需要较多的水源；3、工艺复杂，不便操作；4、栽种植物也要人工 操作，劳动强度大，效率低下，不能大面积施工。

C、微(滴)灌技术：这种技术主要是一种节水技术，通过直接 将水分运移到植物根部进行滴灌，减少水分灌溉植物的空间距离，节 约水分，提高水分利用率。这种技术在节水方面，确实比其它的灌溉 方法具有独特的优势，但是，和其它技术一样，都离不开大量的水源， 同时，它要铺设大量的微灌管网，工艺复杂，施工难度大，使用成本 高，难以在沙漠中广泛应用。据了解，采用这种技术治理沙漠，平均 每亩成本高达2000美元以上。

D、液态膜技术：这是利用有机高分子物质，在溶液(或水)的 参与下形成的一种液态物质，通过高压喷洒在沙漠表面，短时间内(约 3－4小时)凝结成膜，起到固沙、防止风尘漂流的作用。这种通过喷 洒液体而形成的地膜，就叫做液态膜。液态膜为液体乳剂，由长链烃 基分子作用而成，乳化后具有极强的黏附能力，喷施地表后能迅速形 成胶结薄膜，将土粒联结成理想团聚体，防止浮沙浮尘的飘扬，抑制 土壤水分蒸发，达到防沙固沙的目的。液态膜技术在迅速固定流动沙 方面确实具有较好的效果，但其也有相当多的缺陷：1、作用单一， 仅能固沙，不能种植植物，不能绿化；2、固沙效果有限，只治标， 不治本，液态膜的寿命只有两年时间，两年后液态膜全部降解，流动 沙丘重新裸露；3、成本高昂，无法大规模地应用于沙漠治理；4、由 于液态膜全部采用化工产品作为基本原料，其降解后，仍会产生二次污染，不利于环境保护。

E、沙土转化技术：这是一种改沙为土的转化技术，通过在沙土 里边添加一种植物性纤维粘合剂，将沙漠改造成与自然土壤一样的土 质条件，可以种植植物，甚至庄稼。这项技术从理论上看似乎很新颖， 但离真正的规模化推广使用还存在不少问题：1、成本过高。据说每 亩成本1500－2700元(不包括人力、财务、时间成本)；2、作业难度 大，需要将粘合剂与一定厚度的沙层搅拌均匀，工作量极大，不可能 规模化运作；3、能制作粘合剂的植物纤维原料来源有限，无法规模 化生产，纯粹的植物纤维粘合剂必然出现严重的短缺；4、用水量大， 与庄稼地灌溉需要的水分一样大，每亩至少需要5000立方以上的水 来浇灌，在极度干旱的沙漠极不现实。

针对上述技术的缺陷，本申请的发明人曾在中国专利申请 02115338.8中公开了一种沙漠绿化免耕法技术，该方法通过在沙漠中 铺设覆盖一种能固沙、保水、保肥、含有植物种子的基质营养层，植 物种子利用基质营养层的水份和养份，自动生根、发芽、成长，既保 护原有的固定、半固定沙漠表层，又可达到种植绿化的目的。该方法 将各种废弃有机物(包括生活垃圾)收集粉碎，加上粘和剂、水、养料、 植物种子等进行搅拌，然后铺设，其基质营养层主要为有机物；其缺 点是，该方法不适用于普通的含有大量无机物的生活垃圾，堆放沤制 的地点和摊铺铺设的地点不宜相距较远，不适合于长途运输，然而需 要铺设基质营养层的地区多为严重干旱地区，堆放沤制有一定的条件 限制。

因而，针对现有技术的各种限制，有必要提供一种全新的荒漠土 地快速绿化方法。

发明内容

本发明的目的是针对荒漠缺水、缺土的特点，提供一种可全机械 化操作的、且能充分利用城市垃圾的、后期免维护的荒漠土地的快速 绿化方法。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种机械化操作的荒漠土地 快速绿化方法，该方法包括如下步骤：

(1)采用生活垃圾和/或农、林、牧业的固体废弃物为原料，对 其进行异质化处理，形成用于荒漠土地的客土；

(2)将上述的客土加工制成易于运输、易于铺设的块状或粒状 物质，得到块状或粒状的客土；

(3)将得到的块状或粒状的客土运输到指定的荒漠土地处；

(4)将植物种子均匀地搅拌在块状或粒状的客土中；

(5)利用植被建造机，将搅拌有植物种子的块状或粒状客土铺 设在该荒漠土地上；

(6)利用滚压器将步骤(5)中铺设的客土压实；

压实后的客土能起到防风、固沙、吸水的作用，促使植物生根、 发芽、长绿，形成荒漠土地上的植被。

上述本发明的方法，是发明人经过多年反复研究、反复试验而创 造的利用城市垃圾的“四不一化”的荒漠绿化技术，即对城市垃圾进 行不填埋(不占用土地资源)、不焚烧(不产生二次污染)、不留渣 (没有任何遗留物)、不排污(没有污水、废气的排放)的异质化处理，可结合农林牧业废弃物等原料，配置其它辅料，经工业化加工， 生产出一种具有保水、保肥、固沙、绿化功能的优质客土，通过多功 能的植被建造机直接铺设在沙地上，要种植的植物种子混拌在在客土 中，随同客土一块铺设即可。在客土的滋养下，植物自动发芽、生根、 长绿，达到绿化寸草不生的沙漠的目的。

在本发明的方法中，所形成的客土中有机质含量优选达20％以 上，更优选在30％以上，但仍以生活垃圾为主，因为生活垃圾中含有 大量的无机质，这些无机质的处理是垃圾处理中令人头痛的问题。添 加农、林、牧业的固体废弃物的主要目的是调节客土中有机质的含量， 以保证客土中的有机质含量，保证搅拌在铺设的块状或粒状客土中的 植物种子的生长发育。

在本发明的方法中，所采用的生活垃圾可为存量垃圾和/或增量 垃圾。其中，存量垃圾为已经存放填埋或堆放一年以上的垃圾；增量 垃圾则为当日、当月收集未填埋的垃圾。

本发明中，生活垃圾的异质化处理包括筛选、粉碎、搅拌、压块 /制粒的步骤；

其中，在筛选和粉碎步骤中，生活垃圾进入筛选带，筛选出颗粒 小于30－100目(例如50目)的粉粒状垃圾直接进入搅拌仓，大于30－100 目(例如50目)的垃圾则进入球磨机球磨；

在搅拌步骤中，优选加入膨化剂和/或其它辅助剂，并将搅拌仓 的温度提升至100摄氏度以上，优选为110－130摄氏度，例如120度， 然后进入压块/制粒步骤。

本发明中，存量垃圾和增量垃圾的处理工艺是不同的。

如果所采用的生活垃圾为增量垃圾，增量垃圾的异质化处理除上 述步骤外，还进一步包括将垃圾聚集进行除臭处理、分拣和无害化处 理的步骤；其中，在分拣步骤中将可回收的废弃物回收再利用，例如， 可以通过风选、磁选带自动分拣出可回收利用的废纸、废塑料、非金 属等，回收利用；无害化处理采用高温堆沤熟化。但本发明中无需对 硅酸盐、建筑废料等无机质进行特别的分拣处理，无论是何种生活垃 圾，包括石块、泥土、木料、玻璃等，都能使其脱胎换骨，变成客土 的组成成分。

如果所采用的生活垃圾为存量垃圾，则存量垃圾的异质化处理进 一步包括翻挖步骤。

在本发明的方法中，所采用的辅助剂包括粘结剂。优选地，所采 用的粘结剂为不会对环境造成污染的生物材料，例如采用淀粉，优选 采用改性淀粉，例如支链淀粉等。

本发明的技术是一种免耕、免灌、免施肥、免护理的从头至尾全 机械化的荒漠绿化技术：

首先，本发明技术采取全覆盖的方法，将流动的荒漠土地压盖住 ，使之既不能扩延，也不能扬尘，在极短的时间内，迅速生长出灌草 等天然植物，从而达到永久固沙的目的；即本发明的技术是一种免耕 技术：其充分考虑了原有荒漠地区的脆弱生态状况，设计出不挖坑、 不翻犁，不破坏地表，全覆盖的方法，直接将客土覆盖在漠地上，给 荒漠地披上了一层保护层，有效地抑制荒漠的扩展和沙尘暴的发生；

其次，本发明的技术在原材料上采用令所有城市都为头痛的生活 垃圾及农林牧养殖业固体废弃物做原料，将其异质化处理，用于荒漠 化治理，100％地变废为宝；

第三，本发明的技术在功能特性上，通过采用生物质、生物纤维 吸水、保水保肥的功效，将荒漠里的自然降水、地下蒸发水以及大气 水份吸纳储存，使荒漠形成自我造水、自动循环的供水机能，无需人 工灌溉，荒漠也能变绿洲；即本发明的技术是一种免灌技术：其充分 考虑到荒漠地区普遍干旱，设计出能够充分吸收、储存自然降水、大 气潮水、地下蒸发水等原有水分的特殊客土，取之于沙漠、用之于沙 漠，彻底解决了荒漠植物严重缺水的问题，无需人工补水灌溉；

第四，本发明的技术摒弃传统的人工种植方法，采用全覆盖的方 法，给易于扬尘、漂移的漠地铺上一层植被，既能绿化，又能保护地 表；

第五，本发明的技术在工作模式上，实现了从原料收集、加工、 客土铺设到植物播种、种植的机械化，完全实现机械化，后期亦无需 做任何人工护理，大大减少劳动强度，大大提供工作效率；

第六，本发明技术先制备便于运输、便于存储的客土，使得本发 明方法的使用非常灵活，便于管理，可用于各种荒漠化的治理；

第七，本发明的技术是一种免肥技术：所设计生产的客土具有丰 富的有机质(有机质含量可达30％以上)，能够给植物提供较丰富的 基础营养物质，随后在植物的生长过程中，通过植物的新陈代谢和大 气、雨雪和微尘的活动而不断补充微量元素，形成了新的营养源，从 而保证植被无需人工施肥的情况下，也能茁壮生长；

第八，本发明的技术是一种免护理的技术：由于荒漠地的空气、 环境的原因，荒漠中极少病虫害，加上所种植的绿化植物，都具有天 生的抗旱、抗病害的基因，自生自长的能力十分强盛，一般无需人工 护理。

下面，结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但这些具 体实施方式只是针对本发明某些特定的具体实施方式的说明而已，并 非是对本发明的限定。

具体实施方式

实施例1－4是客土的制备实施例，实施例5－6是客土用于荒漠化 土地的实施例。

实施例1

本实施例所处理的生活垃圾为增量垃圾，其包括如下的步骤：垃 圾聚集(进行除臭处理)、分拣(将可回收的废弃物回收再利用)、 筛选(将体积大的垃圾筛选出来破碎)、高温堆沤熟化(无害化处理)、 粉碎搅拌、压块或制粒、装运至荒漠区。

加工压块或制粒后的生活垃圾已经不具垃圾的任何特征，既无味 道，亦无污秽，可以安全运送到需要治理的荒漠化地区，就地加工制 成建造人工植被的基质材料，进行荒漠化土地的治理。

增量垃圾的处理场所，可利用现有的垃圾填埋场，作为垃圾分拣、 堆放、发酵、粉碎、压块(制粒)、装运的场地，从而可以不占用新 的土地。

其具体的垃圾处理步骤如下(先后顺序可视情况略作调整)：

将用生活垃圾，进行除臭处理；

用生化法高温发酵；

通过风选、磁选带自动分拣出可回收利用的废纸、废塑料、非金 属，回收利用；

风选、磁选过后的垃圾进入筛选带，将颗粒小于50目的粉粒状 垃圾筛选出直接进入搅拌仓；

大于50目的垃圾进入球磨机球磨，球磨过后的垃圾全部变成粉 粒状，通过传送带进入搅拌仓；

在搅拌仓里添加辅助剂和膨化剂，将温度提升至120摄氏度，在 120度的温度下搅拌30分钟；

将搅拌过的书画的粉粒状垃圾送到制粒机，制成直径1－2公分的 圆状体；或用压块机压成方形的块状体；

打包送到荒漠化地区作为治理荒漠的客土原料。

实施例2

本实施例所处理的生活垃圾为存量垃圾，该存量垃圾为已经存放 填埋或堆放一年以上。其包括如下的步骤：翻挖、筛选、粉碎、搅拌、 压块(制粒)、装运，转运至荒漠化地区。

同样地，加工压块或制粒后的生活垃圾已经不具垃圾的任何特 征，既无味道，亦无污秽，可以安全运送到需要治理的荒漠化地区， 就地加工制成建造人工植被的基质材料，进行荒漠化土地的治理。

其具体的垃圾处理步骤如下(先后顺序可视情况略作调整)：

通过风选、磁选带自动分拣出可回收利用的废纸、废塑料、非金 属，回收利用；

风选、磁选过后的垃圾进入筛选带，将颗粒小于30目的粉粒状 垃圾筛选出直接进入搅拌仓；

大于30目的垃圾进入球磨机球磨，球磨过后的垃圾全部变成粉 粒状，通过传送带进入搅拌仓；

在搅拌仓里添加辅助剂和膨化剂，将温度提升至110摄氏度，在 110度的温度下搅拌40分钟；

将搅拌过的书画的粉粒状垃圾送到制粒机，制成直径1－2公分的 圆状体；或用压块机压成方形的块状体；

打包送到荒漠化地区作为治理荒漠的客土原料。

其中，存量垃圾可采用挖旧填新方式，即将现有填埋场下面的垃 圾(已填埋半年以上)清理出来就地加工运走，腾出场地用于填埋新 增垃圾，新增垃圾填埋半年后，又清理加工运走，腾出场地再用于填 埋新的垃圾，如此循环运作，可大大提高填埋场利用率。据初步测算， 原垃圾填埋场填埋厚度约15米，每平米可填埋15个立方，一般垃圾 填埋压实后的密度为860kg/m3，一个平米可填埋垃圾12.9吨。以北 京为例，年产垃圾657万吨，需要填埋场面积764亩左右。如用挖旧 填新方案则完全可利用原垃圾填埋场的土地(无需新增土地)和防渗 设备等，操作更经济、更易行。

实施例3

本实施例采用生活垃圾和农、林、牧业的固体废弃物进行处理， 其基本处理步骤同实施例1，其具体的垃圾处理步骤如下(先后顺序 可视情况略作调整)：

将用生活垃圾及农、林、牧业的固体废弃物积聚，进行除臭处理；

用生化法高温发酵；

通过风选、磁选带自动分拣出可回收利用的废纸、废塑料、非金 属，回收利用；

风选、磁选过后的垃圾进入筛选带，将颗粒小于100目的粉粒状 垃圾筛选出直接进入搅拌仓；

大于100目的垃圾进入球磨机球磨，球磨过后的垃圾全部变成粉 粒状，通过传送带进入搅拌仓；

在搅拌仓里添加辅助剂和膨化剂，将温度提升至130摄氏度，在 130度的温度下搅拌20分钟；

将搅拌过的书画的粉粒状垃圾送到制粒机，制成直径1－2公分的 圆状体；或用压块机压成方形的块状体；

打包送到荒漠化地区作为治理荒漠的客土原料。

实施例4

本实施例采用生活垃圾和农、林、牧业的固体废弃物进行处理， 其基本处理步骤同实施例1，其具体的垃圾处理步骤如下(先后顺序 可视情况略作调整)：

将用生活垃圾及农、林、牧业的固体废弃物积聚，进行除臭处理；

用生化法高温发酵；

通过风选、磁选带自动分拣出可回收利用的废纸、废塑料、非金 属，回收利用；

风选、磁选过后的垃圾进入筛选带，将颗粒小于60目的粉粒状 垃圾筛选出直接进入搅拌仓；

大于60目的垃圾进入球磨机球磨，球磨过后的垃圾全部变成粉 粒状，通过传送带进入搅拌仓；

在搅拌仓里添加改性淀粉和膨化剂，将温度提升至120摄氏度， 在120度的温度下搅拌30分钟；

将搅拌过的书画的粉粒状垃圾送到制粒机，制成直径1－2公分的 圆状体；或用压块机压成方形的块状体；

打包送到荒漠化地区作为治理荒漠的客土原料。

实施例5

取实施例1－4之一所制备的客土，用于河北任丘的沙丘地块的快 速绿化：

(1)将植物种子均匀地搅拌在块状或粒状的客土中；

(2)利用植被建造机，将搅拌有植物种子的块状或粒状客土铺 设在该荒漠土地上；

(3)利用滚压器将步骤(2)中铺设的客土压实；

压实后的客土能起到防风、固沙、吸水的作用，促使植物生根、 发芽、长绿，形成沙丘上的植被。

实施例6

取实施例1－4之一所制备的客土，用于内蒙沙漠地块的快速绿化：

(1)将植物种子均匀地搅拌在块状或粒状的客土中；

(2)利用植被建造机，将搅拌有植物种子的块状或粒状客土铺 设在该荒漠土地上；

(3)利用滚压器将步骤(2)中铺设的客土压实；

压实后的客土能起到防风、固沙、吸水的作用，促使植物生根、 发芽、长绿，形成沙漠上的植被。

Claims (8)

1.一种机械化操作的荒漠土地快速绿化方法，该方法包括如下步骤：

(1)采用生活垃圾和/或农、林、牧业的固体废弃物为原料，对其进行异质化处理，形成用于荒漠土地的客土；

(2)将上述的客土加工制成易于运输、易于铺设的块状或粒状物质，得到块状或粒状的客土；

(3)将得到的块状或粒状的客土运输到指定的荒漠土地处；；

(4)将植物种子均匀地搅拌在块状或粒状的客土中；

(5)利用植被建造机，将搅拌有植物种子的块状或粒状客土铺设在该荒漠土地上；

(6)利用滚压器将步骤(5)中铺设的客土压实；

压实后的客土能起到防风、固沙、吸水的作用，促使植物生根、发芽、长绿，形成荒漠土地上的植被。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述的客土中有机质含量达20％以上，优选在30％以上。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述的生活垃圾为存量垃圾和/或增量垃圾。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述的生活垃圾异质化处理包括筛选、粉碎、搅拌、压块/制粒的步骤；

其中，在筛选和粉碎步骤中，所述生活垃圾进入筛选带，筛选出颗粒小于30－100目的粉粒状垃圾直接进入搅拌仓，大于30－100目的垃圾则进入球磨机球磨；

在搅拌步骤中，优选加入膨化剂和/或其它辅助剂，并将搅拌仓的温度提升至100摄氏度以上，优选为110－150摄氏度，然后进入压块/制粒步骤。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述的生活垃圾为增量垃圾，该增量垃圾的异质化处理进一步包括将垃圾聚集进行除臭处理、分拣和无害化处理的步骤；其中，在分拣步骤中将可回收的废弃物回收再利用；无害化处理采用高温堆沤熟化。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述的生活垃圾为存量垃圾，该存量垃圾的异质化处理进一步包括翻挖步骤。

7.如权利要求4所述的方法，其中，所述的辅助剂包括粘结剂。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述的粘结剂为不会对环境造成污染的生物材料。