CN111616019B - 一种基于工程渣土的植生基质及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于工程渣土的植生基质及其制备方法和应用，所述植生基质包括主体材料和辅助材料，所述主体材料包括工程渣土和绿化土，所述辅助材料包括腐殖酸、生物复合菌和保水剂，所述工程渣土占所述主体材料的50～70wt％。本发明提供的植生基质充分利用了建设过程中产生的工程渣土，在同样实现植被良好生长的基础上，有利于减少绿化土的使用量，并实现工程渣土资源化利用，起到了良好的经济、社会和生态效益。

Description

一种基于工程渣土的植生基质及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生态环境保护领域，更具体地，涉及一种基于工程渣土的植生基质及其制备方法和应用。
背景技术
山区高速公路建设或是矿山开采会破坏自然景观，破坏原有的土壤地表和植被，加剧水土流失，而且会产生大量的工程渣土，这些工程渣土随意堆放对生态环境造成了影响，包括土壤污染和水体污染等，也容易引发滑坡、泥石流等重大灾害。
由于工程渣土具有物理结构不良、营养成分缺乏、保水能力差、粒径大小不一等特点，所以再利用困难，植被恢复治理难度较高。
现有技术中，一般采用客土进行植被恢复，常规的客土喷播利用的是草炭土或绿化土壤，但是这样成本高，不利于持续发展。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于工程渣土的植生基质及其制备方法和应用。
本发明提供一种基于工程渣土的植生基质，包括主体材料和辅助材料，所述主体材料包括工程渣土和绿化土，所述辅助材料包括腐殖酸、生物复合菌和保水剂，所述工程渣土占所述主体材料的50～70wt％。
本发明经过实验发现，采用工程渣土替代绿化土后，再加入少量的辅助材料即可得到效果较好的植生基质，适合植被生长。这样既能就地充分利用工程渣土，减缓环境压力，又能降低成本，包括客土自身成本及运输成本。而且，本发明中工程渣土的质量百分含量必须控制在50～70％，若工程渣土含量超过70％，不管如何调整辅助材料的添加种类和比例，得到的植生基质均不利于植被生长；若工程渣土含量低于50％，则降低成本效果不明显。
进一步地，所述工程渣土为公路建设或矿石开采中产生的，所述工程渣土粒径小于等于5mm。
进一步地，所述绿化土为园林苗圃育苗用土，其中有机质含量2～10g/kg、水解性氮含量10～100mg/kg、有效磷含量20～30mg/kg、速效钾含量30～300mg/kg。
进一步地，所述生物复合菌包括固氮菌、固碳菌和硅酸盐菌，每种菌的数量不少于0.01亿/g。优选地，所述生物复合菌为中国发明专利CN103563588B中的生物闭水菌群。
进一步地，所述保水剂为聚丙烯酰胺类，优选为聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺共聚体。
进一步地，所述植生基质中，所述辅助材料的用量为200～1000g/m3。
在本发明一个优选实施方式中，所述植生基质中，工程渣土与绿化土的质量比为1:1，腐殖酸含量为300g/m3，生物复合菌含量为50g/m3，保水剂含量为450g/m3。
在本发明另一个优选实施方式中，所述植生基质中，工程渣土与绿化土的质量比为7:3，腐殖酸含量为300g/m3，生物复合菌含量为100g/m3，保水剂含量为150g/m3。
本发明还提供上述植生基质的制备方法，包括：将所述植生基质的各组分混合均匀。
本发明还提供上述植生基质在生态防护中的应用，优选将所述植生基质应用于所述工程渣土产生地的边坡生态防护中。
进一步地，应用时利用所述植生基质种植胡枝子、紫穗槐、早熟禾、黑麦草和高羊茅。
本发明提供的植生基质充分利用了建设过程中产生的工程渣土，在同样实现植被良好生长的基础上，有利于减少绿化土的使用量，并实现工程渣土资源化利用，起到了良好的经济、社会和生态效益。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
以下实施例中绿化土采自于济南市百合园林集团苗圃，其中有机质含量3.37g/kg、水解性氮含量54.03mg/kg、有效磷含量25.75mg/kg、速效钾含量216.87mg/kg，试验时进行了晾晒并灭活(高温杀死绿化土中的植物种子，试验需要，生产上不需要灭活，植物种子越多越好)；
工程渣土采自于济南市公路建设中，过5mm土壤筛；
腐殖酸由中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院提供，黑色粉末状，主要由植物遗骸经过微生物的分解和转化而得；
生物复合菌由北京神农玺源有机农业发展有限公司提供，黑色粉末状，制备方法见中国发明专利CN103563588B中生物闭水菌群的制备方法；
保水剂由北京绿之源生态科技有限公司提供，白色粉末状，主要成分为聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺共聚体。
实施例1
本实施例提供一种基于工程渣土的植生基质，由绿化土、工程渣土、腐殖酸、生物复合菌和保水剂组成，其中，绿化土与工程渣土的质量比为70:30，腐殖酸含量为100g/m3，生物复合菌含量为50g/m3，保水剂含量为150g/m3。将各组分混合均匀即得该植生基质。
实施例2～9也提供一种基于工程渣土的植生基质，其组成具体见表1。另外，以纯绿化土或纯工程渣土作为对照，分别设为LCK1、ZCK2。
表1各实施例植生基质组成表
Figure BDA0002498745630000031
Figure BDA0002498745630000041
理化性质测定
对上述各组植生基质进行以下指标测定，结果如表2和表3所示。
①容重测定：采用环刀法。
②总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度测定：采用浸水法测定。
③含水量、饱和含水量测定：含水量使用烘干法，饱和含水量先将环刀浸入水中直到饱和，然后再采用烘干法测定。
④pH值测定：采用电位法。
⑤全氮含量测定：半微量凯氏法。
⑥有机质TOC含量测定：重铬酸钾K2Cr2O7容量法。
⑦速效磷、速效钾含量测定：全自动化学分析仪Smartchem200。
表2各组试验的物理性质指标测定结果
Figure BDA0002498745630000042
Figure BDA0002498745630000051
表3各组试验的化学性质指标测定结果
Figure BDA0002498745630000052
种植试验
分别将上述实施例植生基质的各组分混合，充分搅拌均匀后，浇透水静置约15天。采用得到的植生基质进行盆栽试验，每盆种植10颗高羊茅种子和20颗狗牙根种子，混播。每隔两天浇一次水，10天后一周浇一次水。高羊茅于种植3天后开始出芽，狗牙根5天后开始发芽，每天观察并记录出苗数(株)与苗高(mm)，15天后进入出苗的高峰期，1个月后种子出芽达到稳定状态，记录出苗数及苗的平均高度，并在苗枯落期到来之前，测定每组试验的生物量(g)，每组试验做5次平行试验。高羊茅的出苗数、苗高及生物量的测定结果如表4和表5所示，狗牙根的出苗数、苗高及生物量的测定结果如表6和表7所示。
表4各试验组高羊茅的出苗数随天数变化结果
编号 5d 10d 15d 20d 25d 30d 35d 40d 45d 50d 55d 60d
1 1 1 2 2 3 4 5 5 6 6 7 7
2 1 1 2 3 4 5 5 6 6 7 7 7
3 0 1 1 2 3 4 5 5 6 6 7 7
4 0 1 1 3 4 4 5 5 6 6 6 6
5 1 1 3 4 5 5 6 6 7 7 8 8
6 1 2 3 4 5 5 6 7 7 8 8 8
7 1 2 4 5 6 6 7 7 8 8 8 8
8 2 3 4 5 5 7 7 8 8 9 9 9
9 2 4 4 5 6 6 8 9 9 10 10 10
LCK1 3 3 5 5 7 8 9 9 10 10 10 10
ZCK2 0 1 1 2 2 4 5 5 5 4 4 4
表5各试验组高羊茅的苗高随天数变化结果及最终生物量
Figure BDA0002498745630000061
Figure BDA0002498745630000071
表6各试验组狗牙根的出苗数随天数变化结果
编号 5d 10d 15d 20d 25d 30d 35d 40d 45d 50d 55d 60d
1 0 0 1 1 2 3 5 6 8 8 10 10
2 0 0 1 1 2 3 5 7 9 9 11 11
3 0 0 1 1 1 3 4 7 9 10 11 11
4 0 0 1 1 2 4 5 6 9 10 11 11
5 0 1 1 2 5 6 8 10 12 12 13 13
6 0 1 2 3 4 4 6 7 9 11 12 12
7 0 1 2 3 5 6 8 9 11 12 13 13
8 0 2 2 4 6 7 8 10 12 13 14 14
9 0 2 3 5 5 7 9 12 14 15 15 15
LCK1 0 2 4 7 7 10 12 13 15 16 17 17
ZCK2 0 0 1 1 2 3 3 4 4 4 5 5
表7各试验组狗牙根的苗高随天数变化结果及最终生物量
Figure BDA0002498745630000072
Figure BDA0002498745630000081
由以上结果可知，本发明实施例的植生基质适宜植被生长，且有利于实现工程渣土的资源化利用，减少绿化土的使用，降低成本。在上述实施例中，实施例7、8提供的植生基质更优。
应用例鲁中南低山丘陵区高速公路边坡生态防护工程
将实施例8提供的植生基质应用于鲁中南低山丘陵区高速公路边坡生态防护工程中，种植植物为胡枝子、紫穗槐、早熟禾、黑麦草和高羊茅，种植第二年，植被覆盖率达90％以上。充分利用了高速公路建设过程中产生的渣土，实现废物利用，有效降低成本，起到了良好的经济、社会和生态效益。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种基于工程渣土的植生基质在生态防护中的应用，其特征在于，所述植生基质中，工程渣土与绿化土的质量比为7:3，腐殖酸含量为300g/m3，生物复合菌含量为100g/m3，保水剂含量为150g/m3；
所述工程渣土为公路建设或矿石开采中产生的，所述工程渣土粒径小于等于5mm；
所述绿化土为园林苗圃育苗用土，其中有机质含量2～10g/kg、水解性氮含量10～100mg/kg、有效磷含量20～30mg/kg、速效钾含量30～300mg/kg；
所述生物复合菌包括固氮菌、固碳菌和硅酸盐菌，每种菌的数量不少于0.01亿/g；
所述保水剂为聚丙烯酰胺类；
将所述植生基质应用于所述工程渣土产生地的边坡生态防护中，种植胡枝子、紫穗槐、早熟禾、黑麦草和高羊茅。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植生基质的制备方法包括：将所述植生基质的各组分混合均匀。
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