CN113956886A - 基于微生物固化的微生物菌剂护坡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于微生物固化的微生物菌剂护坡方法，涉及生态修复技术领域，利用微生物固化作用将秸秆颗粒和土在待防护的坡体上形成护坡秸秆层；然后利用护坡微生物菌剂达到改进根际微生物和土壤酶活性，提高护坡植物的成活率的技术效果；另外，通过护坡微生物菌剂与秸秆层基质配合使用，可快速降解纤维素，同时促进土壤团粒结构的形成，进一步提升护坡植物的成活率。

Description

基于微生物固化的微生物菌剂护坡方法

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，尤其涉及基于微生物固化的微生物菌剂护坡方法。

背景技术

中国的生态环境脆弱现象日益扩张，因风沙活动、次生盐渍化和草场超载过牧等原因，导致草场土质疏松、和山体滑坡现象频发，不仅使得河流的含沙量上升，且由于牲畜粪便直接进入河水，不仅影响到草场的环境发展，而且威胁到了草场周边水环境的生态平衡。植被护坡是首选的生态护坡技术。但是坡体的土壤退化后，出现沙质化，蓄水能力减弱；而护坡植物在栽种初期，根系生长缓慢，退化后的土壤不利于植物种子着床和植物生根发芽，进而导致成活率降低，增加了护坡难度，削弱了护坡的生态效果。现有技术中公开了一种通过秸秆板以及微生物菌剂对护坡植物进行促生的技术方案，虽然达到了提高护坡植物成活率的技术效果，但是，仍然存在秸秆板加工以及运输成本较高的弊端。

所以，亟需一种能够降低护坡成本的微生物菌剂护坡方式。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种基于微生物固化的微生物菌剂护坡方法，解决了预制秸秆板不方便运输的技术问题。

为实现上述目的，本发明还保护一种基于微生物固化的微生物护坡方法，预先制备护坡秸秆层浆体和基质混合物；其中，

将4～5份土、1～2份预制秸秆颗粒和固化组合物进行拌和，形成护坡秸秆层浆体；固化组合物包括固化微生物菌剂和胶结液；所述固化组合物的用量为2.5L/m³；

将土60～82份、腐殖酸25～35份、腐熟牛粪12～22份、保水剂6～8份、护坡微生物菌剂15～35份和草种15～21份搅拌混合成基质混合物；

坡面整理；在待防护坡体的周边均设置挡板；

护坡秸秆层制备；在待防护坡体上均匀设置有通孔模具，将护坡秸秆层浆体铺设在待防护坡体上的挡板内，自然环境下固化成型，养护20天后拆除挡板和通孔模具，即得设置有通孔的护坡秸秆层；

将基质混合物填充入护坡秸秆层的通孔中；

覆土养护；在秸秆层的表面覆土，然后定期浇水，以湿透上层覆土和秸秆层。

进一步，优选的，所述固化微生物菌剂为巴氏芽孢杆菌；所述胶结液为0.5mol/L的尿素和1.5mol/L的氯化钙的等体积比混合物；所述固化微生物菌剂与胶结液的体积比为6:6～9，所述固化微生物菌剂的OD值为0.6～0.8。

进一步，优选的，所述护坡微生物菌剂为干基重量份比例为1：5～9的解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂和摩西斗管囊霉菌剂。

进一步，优选的，所述草种为中华结缕草种子40-60份、燕麦种子25-45份和苜蓿种子10-20份的混合物。

进一步，优选的，预制秸秆颗粒的获得方法包括：

将植物秸秆经干燥、挤压和切割成粒，制成5～20㎜粒径的秸秆颗粒。

本发明所提供的基于微生物固化的微生物护坡方法与现有技术相比，具有的有益效果如下：

1)利用微生物固化作用将秸秆颗粒和土在待防护的坡体上形成护坡秸秆层；然后利用护坡微生物菌剂达到改进根际微生物和土壤酶活性，提高护坡植物的成活率的技术效果；另外，通过护坡微生物菌剂与秸秆层基质配合使用，可快速降解纤维素，同时促进土壤团粒结构的形成，进一步提升护坡植物的成活率；

2)采用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀的方式进行微生物固化护坡，不仅在待防护坡面形成硬化秸秆防护层以抵抗风雨侵蚀，而且，对环境友好；不会产生二次污染；

3)利用拌和方式进行微生物固化护坡，固化后的秸秆防护层硬度高，抵御风雨能力强。

附图说明

图1示出了本发明实施例的土体黏聚力情况图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或者条件者，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，均可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

在现有技术中，丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM)真菌是能侵染陆地生态系统中绝大多数高等植物并形成“菌根”共生结构的有益土壤微生物，是生态系统的重要功能菌群之一。AM真菌、木霉以及植物根围促生细菌(plant growth-promotingrhizobacteria，PGPR)是典型的植物根系共生微生物。

其中，AM真菌可以具备促进作物氮磷利用的功能外，还可以分泌球囊霉素能提高土壤有机质含量、改善土壤排气和通水等条件，囊霉素会通过与土壤颗粒的结合能力来促进土壤团聚体的形成，保护土壤有机碳免受微生物分解；同时也可以作为土壤活性有机碳来源，为其它微生物补充碳源，刺激功能微生物定殖，从而促进作物氮磷利用；摩西斗管囊霉菌(AMF)是从枝菌根真菌的一种，会降低植物中丙二醛含量，有利于增强幼苗对干旱胁迫的抗耐性。

而哈茨木霉菌与摩西斗管囊霉菌、解淀粉芽孢杆菌具有相互作用，可以提高幼苗的叶片可溶性糖含量，相对含水量和叶绿素含量，导致菌丝密度较大，同时护坡植物根系长度和分叉数增加，与真菌菌丝结合后加大了菌丝的覆盖面积，增强了水分和矿物质元素的吸收；促进植株的生长，尤其是促进根系的生长。其中，哈茨木霉菌(Trichoderma)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌和摩西球囊霉(Glomus mosseae)均为市购。

另外，MICP(微生物诱导生成碳酸钙)是自然界广泛存在的一种生物诱导矿化作用，微生物经过新陈代谢产生二氧化碳和碳酸钙离子，这是碳酸钙析出所依赖的环境。其中，被广泛应用的碳酸钙生物矿化技术是尿素水解的MICP。当产脲酶微生物处于尿素-钙离子环境中时，能够通过新陈代谢产生脲酶，脲酶将尿素分解为氨气和二氧化碳，使局部碳酸根离子浓度增大，同时带负电荷的菌体细胞壁能够鳌合钙离子，从而矿化沉积出方解石，方解石不仅难溶于水，而且与水泥基材料具有良好的兼容性。

本发明中所使用的菌株为巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)是一种好氧的革兰氏阳性菌，能在新陈代谢过程中产生大量脲酶；可以利用巴氏芽孢杆菌催化尿素水解进行MICP。其中，巴氏芽孢杆菌为市购。

制备例1

PDA培养基：蔗糖21.0g，琼脂20.0g，马铃薯200g；蒸馏水1000ml，PH7.0-7.5；

PDB培养基：(28℃，180r/min，72h)：蔗糖20.0g，马铃薯200g；蒸馏水1000ml，PH7.0-7.5；

营养琼脂培养基(NA)：牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，氯化钠5.0g，琼脂20.0g，蒸馏水1000ml，PH7.0-7.2；

NB培养基：蛋白胨10.0g，牛肉膏5.0g，氯化钠5.0g，琼脂20.0g，蒸馏水1000ml，PH7.0-7.5；

BPY培养基：牛肉膏5.0g，氯化钠5.0g，葡萄糖10.0g，蛋白胨10.0g，酵母粉5.0g，蒸馏水1000ml，PH7.0-7.5；

所有培养基121℃灭菌30min，备用。

将4℃保存的解淀粉芽孢杆菌菌株和哈茨木霉菌菌株分别用NA和PDA平板活化，于28℃恒温培养箱中分别培养2天和5天；将解淀粉芽孢杆菌接种到BYP液体培养基中，28℃、180转/min的恒温振荡培养箱中培养2天；将长满孢子的哈茨木霉菌株每平板加10ml灭菌生理盐水，用涂布器将孢子囊挂下接种到PDB培养基中，28℃、180转/min恒温振荡培养箱中培养5天。其中，解淀粉芽孢杆菌菌量为1×10⁸cfu/ml，哈茨木霉菌菌液孢子浓度调至1×10⁶个/ml。

按重量比称取51％的稻草、25.5％的麦麸、1.5％米糠、21.5％的贝壳粉和0.5％的(NH₄)₂SO₄混合形成发酵料，加水使发酵料的含水率至75％，搅拌均匀后装入聚丙烯菌袋，每袋150g，121℃灭菌20min，获得灭菌后的发酵料；向灭菌后的发酵料中加入3ml解淀粉芽孢杆菌发酵种子液及5ml哈茨木霉菌发酵种子液，室温发酵12天；培养12天后，对发酵产物进行干燥，通过筛分将发酵料与分生孢子分离，收集孢子粉并于4℃条件下保存，获得解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂。

摩西斗管囊霉预先经玉米栽种繁殖，将摩西斗管囊霉的孢子、根外菌丝和被侵染玉米根段的根基土壤混合物作为摩西斗管囊霉菌剂，每克摩西斗管囊霉菌剂中含有25～35个孢子；具体地说，繁殖步骤包括：以摩西斗管囊霉孢子、菌丝及被侵染植物根段的土样作为初始接种剂，以玉米或苏丹草为宿主植物。将解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂与摩西斗管囊霉菌剂按照质量比1：5～9混合形成混合菌粉，将混合菌粉与经滤硅藻土混合既得护坡微生物菌剂。

将解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂与摩西斗管囊霉菌剂按照质量比1：5混合形成混合菌粉，将混合菌粉与经滤硅藻土混合既得护坡微生物菌剂一；将解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂与摩西斗管囊霉菌剂按照质量比1：9混合形成混合菌粉，将混合菌粉与经滤硅藻土混合既得护坡的微生物菌剂二；将解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂与摩西斗管囊霉菌剂按照质量比1：4.5混合形成混合菌粉，将混合菌粉与经滤硅藻土混合既得护坡微生物菌剂三；将解淀粉芽孢杆菌菌剂与所述摩西斗管囊霉菌剂和哈茨木霉菌可湿性粉剂按照质量比3：8：95混合形成混合菌粉，将混合菌粉与经滤硅藻土混合既得护坡微生物菌剂四。

将巴氏芽孢杆菌按1％(V/V)的接种量接种于巴氏芽孢杆菌培养基溶液，巴氏芽孢杆菌培养基溶液包括胰蛋白胨10g/L、牛肉膏5g/L、酵母膏6.5g/L、硫酸铵5g/L、NaCl 1g/L和H₂O 1L的培养基；在所述培养基溶液中添加尿素至浓度为10g/L，添加NiCl₂至浓度为4g/L；在31℃、pH为8.1的条件下，摇床转速为130rmp/min，培养38小时；并稀释至OD600＝0.6～0.8，制成巴氏芽孢杆菌菌液。

将0.5mol/L的尿素和1.5mol/L的氯化钙的等体积比的混合物作为胶结液。将0.5mol/L的尿素和1.5mol/L的氯化钙的等体积比的混合物作为胶结液。将所述固化微生物菌剂与胶结液按照体积比为2:2～3混合，制成固化组合物；

将秸秆粉碎成5-10cm的秸秆碎片；其中，秸秆为麦秸、大豆秸、玉米秸、稻草均可，麦秸最佳。将秸秆碎片进行浸泡24-72小时后干燥，使其含水率控制在20％；将干燥后的秸秆碎片进行挤压并切割制成5-20㎜粒径的秸秆颗粒，即可获得预制的秸秆颗粒。其中，需要说明的是，要对秸秆进行预处理，去除秸秆的节和鞘。另外，粉碎好的秸秆碎片的浸泡需达到24-72小时的过程，然后再进入粉化环节；通过将粉碎好的秸秆进行清水浸泡，可以使秸秆纤维中的纤维素与水分子充分浸润，并且依靠空气及秸秆本身所携带的微生物，在室温及潮湿的环境下，可以对秸秆进行天然的纤维解离处理，从而可以去除少量的半纤维素以及会溶出少量的木素，亦可软化秸秆细胞的胞间层。然后，将4～5份土、1～2份预制秸秆颗粒和固化组合物进行拌和，形成护坡秸秆层浆体；所述固化组合物的用量为2.5L/m³；其中，水胶比0.6时秸秆纤维在搅拌过程中不易结团，在护坡秸秆层浆体中均匀分散，同时微生物固化密实良好。

效果例1

将所述固化微生物菌剂与胶结液按照体积比为1:1混合，制成固化组合物一；

将4份土、2份预制秸秆颗粒和固化组合物一进行拌和，固化组合物的用量为2.5ml/㎝²；形成护坡秸秆层浆体一；将护坡秸秆层浆体倒入试块模具中获得试块一，所述试块模具为10cm×10cm×40cm的长方体。制备后，将试块一在室温25℃左右保存在模具中24小时，脱模后养护28天。

每个组的试样制备3个，在相同条件下测试，试验结果取其平均值。需要说明的是，所有试块需要在同一天浇筑，采用相同的材料和配合比，拆模后在相同的养护条件下进行。

效果例2

将所述固化微生物菌剂与胶结液按照体积比为2:3混合，制成固化组合物二；

将5份土、2份预制秸秆颗粒和固化组合物二进行拌和，固化组合物二的用量为2.5ml/㎝²；形成护坡秸秆层浆体二；将护坡秸秆层浆体倒入试块模具中获得试块二，所述试块模具为10cm×10cm×40cm的长方体。制备后，将试块二在室温25℃左右保存在模具中24小时，脱模后养护28天。

效果例3

将所述固化微生物菌剂与胶结液按照体积比为3:4混合，制成固化组合物三；

将5份土、1份预制秸秆颗粒和固化组合物三进行拌和，固化组合物三的用量为2.5ml/㎝²；形成护坡秸秆层浆体三；将护坡秸秆层浆体倒入试块模具中获得试块三，所述试块模具为10cm×10cm×40cm的长方体。制备后，将试块三在室温25℃左右保存在模具中24小时，脱模后养护28天。

对比例

将5份土、2份预制秸秆颗粒和蒸馏水进行拌和，蒸馏水的用量为2.5ml/㎝²；形成护坡秸秆层浆体四；将护坡秸秆层浆体倒入试块模具中获得试块四，所述试块模具为10cm×10cm×40cm的长方体。制备后，将试块四在室温25℃左右保存在模具中24小时，脱模后养护28天。

抗压强度以及碳酸钙含量测定：

对各组试块采用结构试验室的WAW-1000KN微机控制电液伺服万能试验机以0.3MPa/s的速度压制裂縫并测试各试块的原始单轴抗压强度。其中，单轴抗压强度采用MaterialTestSystem810(MTS810)测试，其荷载精度为+0.5％，采用位移控制方式，并使试样轴线与作用力方向平行，加载速率为0.05mm/min。

对各组试块进行碳酸钙含量测定。

测定结果如表1所示：

表1效果例试块的抗压强度及碳酸钙含量表

试块	抗压强度Kpa	碳酸钙含量％
			试块一	1257	11.84
试块二	1302	12.98
			试块三	1289	12.15
对比例	384	0.92

通过表1可见，利用预拌法将固化组合物与土和秸秆颗粒混合形成的护坡秸秆层试块一、护坡秸秆层试块二和护坡秸秆层试块三的无侧限抗压强度达到1.2MPa～1.3MPa，其碳酸钙含量达到12％左右；与对比例中的试块四相比，无侧限抗压强度提高了四倍之多；提高了坡土体的固化效果和硬度。

风蚀和雨水冲刷试验：

对上述效果例和对比例获得的护坡秸秆层试块一至四，进行称重并记录原始克重；将上述护坡秸秆层试块一至四其置于距离工业电扇20cm处，以15m/s风速进行吹蚀，吹蚀30min后测定护坡秸秆层试块一至四的克重，通过计算护坡秸秆层试块一至四的重量损失来判断其抗风蚀性能。

对上述效果例和对比例获得的护坡秸秆层试块一至四，进行称重并记录原始克重；将上述护坡秸秆层试块一至四其置于容置盘中，将其放置于水龙头下进行冲刷试验。容置盘放置角度为30°，模拟降雨强度为3L/min，模拟降雨时间为1min。最后将冲刷完后的试块放入60摄氏度的烘箱烘干24h，称其剩余质量，通过计算护坡秸秆层试块一至四的重量损失来判断其抗雨蚀性能。风蚀及雨蚀后试验结果如表2所示。

表2效果例试块的风蚀及雨蚀后试验结果表

试块	风蚀重量损失％	雨蚀重量损失％
			试块一	5.2	18.6
试块二	3.7	11.1
			试块三	4.8	14.7
对比例	26.3	43.1

本发明的基于微生物固化的护坡组合物及其应用采用高产脲酶微生物巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀土与秸秆颗粒联合固沙方法。胶结液中的尿素先被微生物产生的脲酶水解为CO₃ ^2-和NH₄ ⁺，CO₃ ^2-再与氯化钙的Ca²⁺结合生成碳酸钙，有利于碳酸钙的沉淀，并且表现出极强的絮凝和粘结效果，可以通过有效地增大土颗粒与秸秆颗粒之间的内聚力，使土颗粒聚集成团，从而提高坡体的抗风雨侵蚀能力。

实施例1

将本地土70份、腐殖酸30份、腐熟牛粪15份、保水剂7份、微生物菌剂一25份和草种17份搅拌混合成基质混合物一；

腐殖酸的获取方法包括：将风化煤通过碱溶酸析法提取腐殖酸，之后经烘干造粒得到所述腐殖酸颗粒。本发明的基质混合物中加入了腐植酸，腐植酸既具有速效作用又有缓效的作用；可以改变土壤结构，增加土壤透气性；可以改变土壤酸碱性，调节pH值；还可以刺激土壤中有益微生物的繁殖和生长。

其中，草种为中华结缕草种子60份、燕麦种子45份和苜蓿种子20份的混合物。在实际操作中，草种可以为中华结缕草、燕麦种子、苜蓿、狗牙草、苇状羊茅、野牛草等中的一种或者多种。其中中华结缕草的根系比狗牙草更加发达，而中华结缕草和苜蓿、燕麦的根系和土壤可以形成根-土复合体，从而使根系复合体对土壤起到加筋作用，提升土体的抗剪强度。因此，在本实验中为了适应北方环境，以及为了提升整体的护坡效果，选用中华结缕草、燕麦和苜蓿的混合种植。

实施例2

将本地土60份、腐殖酸25份、腐熟牛粪12份、保水剂6份、微生物菌剂二15份和草种15份搅拌混合成基质混合物二；

其中，草种为中华结缕草种子40份、燕麦种子25份和苜蓿种子10份的混合物。

实施例3

将本地土82份、腐殖酸35份、腐熟牛粪22份、保水剂8份、微生物菌剂三35份和草种21份搅拌混合成基质混合物三；

其中，草种为中华结缕草种子50份、燕麦种子35份和苜蓿种子15份的混合物。

实施例4

将本地土82份、腐殖酸35份、腐熟牛粪22份、保水剂8份、微生物菌剂四35份和草种21份搅拌混合成基质混合物四；

其中，草种为中华结缕草种子50份、燕麦种子35份和苜蓿种子15份的混合物。

应用例1

在辽宁省鞍山市大洋河西北营子村段选取五块倾斜角度相同的坡地开展现场护坡试验；多年平均最大风速15米每秒，年降水量月1000mm，降水量的年际变化较大，年内分配也极不均匀，主要集中在6～9月，约占年降水量的76％～79％。试验时间选择枯水期的2020年4月份；所选坡地的倾斜角度为34°；在A1～A4地块使用护坡秸秆层，A5五块坡地中使用护坡秸秆板。

对于A1～A4地块进行坡面整理；在待防护坡体的周边均设置挡板；护坡秸秆层制备；在待防护坡体上均匀设置有通孔模具，将护坡秸秆层浆体铺设在待防护坡体上的挡板内，铺设的厚度为20mm—40mm。

自然环境下固化成型，养护20天后拆除挡板及通孔模具，即得设置有通孔的护坡秸秆层；将基质混合物填充入护坡秸秆层的通孔中；覆土养护；在秸秆层的表面覆土，然后定期浇水，以湿透上层覆土和秸秆层为宜。其中，A1地块使用护坡秸秆层浆体一以及含有护坡微生物菌剂一的基质混合物一，A2地块使用护坡秸秆层浆体二以及含有护坡微生物菌剂二的基质混合物二，A3地块使用护坡秸秆层浆体三以及含有护坡微生物菌剂三的基质混合物三，A4地块使用护坡秸秆层浆体四以及含有护坡微生物菌剂四的基质混合物四。

制备设置有通孔的秸秆板；其中，秸秆板的厚度为9cm，通孔的直径为9cm，孔间距为15㎝；秸秆板的密度为0.6g/cm³，秸秆板的邵氏硬度为61A。在A5地块进行秸秆板结构护坡施工，按照坡面整理、固定秸秆板、填充含有草种的基质混合物和覆土养护流程进行施工，具体地在坡顶及坡脚处均开挖沟槽；将秸秆板的上端用铆钉锚定在坡顶沟槽中，用土填满沟槽并压实；将秸秆板的底端用铆钉锚定在坡脚沟槽中，并填土压实；将含有草种的基质混合物填入秸秆板的孔洞中；A5地块使用含有护坡微生物菌剂四的基质混合物四，对于五块坡地而言，每平方坡地的基质混合物用量相同。在秸秆板的表面覆土，尤其是将秸秆板的凹槽中填满土，然后定期浇水，以湿透上层覆土和秸秆板为宜。

在试验期间，坡面经历了多次强度不一的降雨，降雨结束后，秸秆板下的坡面基本保持干燥，由此可见，在降雨过程中，坡面的植被在一定程度上减少了雨滴对坡面土壤的冲刷，证实了该方法对坡面的保护作用。

2020年10月份，通过采用美国Iowa钻孔剪切试验仪对现场土体强度进行检测。

首先，采用大型取土器将表层土壤取土至50厘米以上的深度，在洞口安装剪切试验仪，并将剪切头下放至试验高度，加载初始固结压力并保持15min，剩余各级压力各保持5min，固结结束后，测定土体在每级法向压力作用下的抗剪强度，并根据各级强度绘制曲线，以获得土体黏聚力。土体黏聚力随土体深度的变化图如图1；图1示出了不同基质混合物的土体黏聚力情况。

从图1可以看出，采用本发明的用于护坡的微生物菌剂的A1～A3地块与未采用固化组合物的A4地块相比，在相同的深度下，A1～A3地块的土体黏聚力远远大于A4地块。因此，使用了本发明的基于微生物固化的护坡秸秆层的植被不仅成活率较高，而且在土体中形成了细密的网状根，对坡体土体的加筋效果较好，因此，A1～A3地块的坡体整体稳定性较好，没有出现土体滑脱现象具有很好的防风护坡效果。其中，采用护坡秸秆层的A1～A3地块与采用护坡秸秆板的A5地块相比，具有相当的防风护坡能力。但是，A1～A3地块省去了秸秆板加工以及秸秆板运输流程，大大降低了施工难度。

另外，在2020年4月，试验进行前对地块A5中提取试验土B0，作为对照例。在2021年5月份对地块A1～A5分别提取试验土B1～B5，通过土工试验测试出土的各项基本物理性质指标及颗粒组成分别如表3所示；

表3应用例各地块试验土的物理性质表

从表3可以看出，采用本发明的护坡秸秆层的A1～A3地块的土壤与未采用固化组合物的A4地块的土壤相比，土中1～0.05mm的沙粒含量和比重呈降低趋势；而＞0.25mm团聚体的含量、有机质含量以及孔隙比均呈增加趋势。而土壤的沙粒含量减少，团聚体含量增加，表明坡体的粘结力增强，对植物的营养供给能力增强，具有很好的防风护坡效果。其中，采用护坡秸秆层的A1～A3地块的土与采用护坡秸秆板的A5地块的土相比，两者土的保水及营养供给的能力相当。但是，A1～A3地块省去了秸秆板加工以及秸秆板运输流程，大大降低了施工难度。

通过护坡微生物菌剂在秸秆降解过程中起巨大作用，细菌和真菌菌群能够完全降解有机物质，由于分解纤维素的酶是多酶体系，酶组分之间存在着明显的协同作用，通过试验得出秸秆能够促进大团聚粒形成，保持疏松状态，有效缓解土壤易板结的问题，增加了土壤孔隙度，改善了土壤结构，进而给土壤微生物的繁殖提供了适宜的营养条件，从而提高了土壤微生物活性，形成良性循环，达到护坡目的。

综上，本发明的基于微生物固化的护坡组合物及其应用，利用微生物固化作用将秸秆颗粒和土在待防护的坡体上形成护坡秸秆层；然后利用护坡微生物菌剂达到改进根际微生物和土壤酶活性，提高护坡植物的成活率的技术效果；另外，通过护坡微生物菌剂与秸秆层基质配合使用，可快速降解纤维素，同时促进土壤团粒结构的形成，进一步提升护坡植物的成活率，具有较好的防风护坡效果。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式以及试验，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和改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于微生物固化的微生物护坡方法，其特征在于，

预先制备护坡秸秆层浆体和基质混合物；其中，

将4～5份土、1～2份预制秸秆颗粒和固化组合物进行拌和，形成护坡秸秆层浆体；所述固化组合物包括固化微生物菌剂和胶结液；所述固化组合物的用量为2.5L/m³；

将土60～82份、腐殖酸25～35份、腐熟牛粪12～22份、保水剂6～8份、护坡微生物菌剂15～35份和草种15～21份搅拌混合成基质混合物；

坡面整理；在待防护坡体的周边均设置挡板；

护坡秸秆层制备；在所述待防护坡体上均匀设置有通孔模具，将护坡秸秆层浆体铺设在所述待防护坡体上的挡板内，自然环境下固化成型，养护20天后拆除所述挡板和通孔模具，即得设置有通孔的护坡秸秆层；

将所述基质混合物填充入所述护坡秸秆层的通孔中；

覆土养护；在秸秆层的表面覆土，然后定期浇水，以湿透上层覆土和秸秆层。

2.根据权利要求1所述的基于微生物固化的微生物护坡方法，其特征在于，所述固化微生物菌剂为巴氏芽孢杆菌；所述胶结液为0.5mol/L的尿素和1.5mol/L的氯化钙的等体积比混合物；所述固化微生物菌剂与胶结液的体积比为6:6～9，所述固化微生物菌剂的OD值为0.6～0.8。

3.根据权利要求1所述的基于微生物固化的微生物护坡方法，其特征在于，

所述护坡微生物菌剂为干基重量份比例为1：5～9的解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉菌的混合菌剂和摩西斗管囊霉菌剂。

4.根据权利要求1所述的基于微生物固化的微生物护坡方法，其特征在于，所述草种为中华结缕草种子40-60份、燕麦种子25-45份和苜蓿种子10-20份的混合物。

5.根据权利要求1所述的基于微生物固化的微生物护坡方法，其特征在于，所述预制秸秆颗粒的获得方法包括：

将植物秸秆经干燥、挤压和切割成粒，制成5～20㎜粒径的秸秆颗粒。

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