CN117530142A - 用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质及喷播方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及边坡喷播绿化技术领域，具体而言，涉及用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质及喷播方法。基质包括漠钙土、有机添加物、肥料、水、草籽、粘合剂和保水剂；粘合剂与保水剂的含量按喷播面积计，分别为13ˉ17g/m²、10.5ˉ14.5g/m²。该方法先将喷播绿化物料基质的各组分混合均匀，再进行喷播。该喷播绿化物料基质与植物生长因素相关性好，具有良好的喷播物理特性与保水功能，有效解决了漠钙土拌合物喷播黏聚力差、固体骨料喷出效果较差的问题，同时减轻喷播后的地块发生基质流失、粘合剂造成土壤板结的问题，使喷播技术这一高效经济的边坡绿化工艺得以应用于种植粘性土存量较少的漠钙土分布地区。

Description

用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质及喷播方法

技术领域

本发明涉及地质修复技术领域，具体而言，涉及用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质及喷播方法。

背景技术

国内边坡绿化从80年代开始。20世纪90年代末期，开始对岩石边坡开展绿化试验研究，并于2000年在广东省河惠高速公路岩石边坡上修建国内客土喷播现场试验工程，随后湖南临长高速公路、云南大保高速公路、江苏宁杭高速公路进行了客土喷播防护技术的研究并做了试验工程，与此同时，其他的绿化工程公司及水利部门也同时进行这方面的研究。

随着国内客土喷播技术的不断发展，采用工程与植被防护相结合的原则，在边坡稳定的前提下恢复和重建坡面植被，从而阻止径流、防止冲刷、稳定坡面、美化道路景观，保护环境，借助于外来客土材料，为植物提供生长基质，适用于各种坡面，能够在短期内形成植物群落的新型边坡生态防护技术，逐渐在国内公路、铁路、市政、矿山等多方面工程施工形成裸露边坡得到大面积的推广应用，也带动了国内一批喷播设备、喷播辅助材料、喷播草种等多个喷播绿化上下游产业产品供应商的发展。

客土喷播工艺广泛应用于高速公(铁)路边坡、矿山修复、生态恢复、荒漠治理、堤岸防护、大规模绿地重建等绿化工程中，是一种行之有效的植被建植方法。大大提高了施工效率，降低了施工成本。

然而，在实际使用中，很多地区由于地质或环境的影响，客土喷播的效果并不好。例如，对于类似乌海地区以漠钙土为主的土壤，基本均为砂质粉土，粘粒含量极低，自身粘聚力严重不足，喷播设备在基质搅拌过程中沉渣现象严重，导致喷出物料为流塑状态，骨料含量较少。同时喷播工艺均为坡面作业，难以在喷播坡面形成常规喷播厚度。另外，一般的喷播绿化物料基质保水功能差、养分流失严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质及喷播方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，所述基质包括漠钙土、有机添加物、肥料、水、草籽、粘合剂和保水剂；所述粘合剂与所述保水剂的含量按喷播面积计，分别为13ˉ17g/m²、10.5ˉ14.5g/m²。

进一步，所述粘合剂为高分子聚丙烯酰胺；所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种。

进一步，所述漠钙土的粒径为1.5cm～2.0cm。

进一步，所述有机添加物为木纤维、稻壳、花生壳、纸絮中的一种或多种；所述肥料为发酵羊粪、发酵牛粪、发酵鸡粪、发酵大豆肥或水溶矿源黄腐酸钾肥中的一种或多种；所述草籽为冰草、碱蓬、波斯菊、硫华菊、紫花苜蓿、草木犀、沙打旺、柠条、花棒、骆驼刺、沙拐枣、苦豆子的种子中的一种或多种。

进一步，所述有机添加物为稻壳，所述肥料为发酵羊粪。

进一步，所述喷播绿化物料基质的各组分的量按喷播面积计分别为，漠钙土0.025m³/m²，所述有机添加物250g/m²，所述肥料125g/m²，水27.5kg/m²，所述草籽25g/m²，所述粘合剂15g/m²，所述保水剂12.5g/m²。

本发明还提供一种用于漠钙土地质的喷播方法，采用如上述的喷播绿化物料基质进行喷播。

进一步，所述喷播方法包括以下步骤：先将所述喷播绿化物料基质的各组分混合均匀，再将所述喷播绿化物料基质加入喷播设备中，对漠钙土地块进行喷播；所述漠钙土地块具有坡面。

进一步，所述坡面的坡度小于等于60°，所述喷播绿化物料基质在所述坡面上的喷播厚度为3cm～10cm。

进一步，所述喷播设备为液压喷播机。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质，喷播绿化物料基质中的粘合剂与所述保水剂的含量按喷播面积计，分别为13ˉ17g/m²、10.5ˉ14.5g/m²，该配比的粘合剂和保水剂与植物生长因素相关性较好，是对植物生长最优的配方；

(2)本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质，特别是粘合剂与保水剂的配比，能够保证该喷播绿化物料基质具有良好的保水功能，防止喷播后的地块发生养分流失的问题；

(3)本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质，发酵羊粪具有成本低、肥力足、不烧苗、微生物含量丰富等特点，是喷播绿化物料基质的主要肥力改善剂；

(4)本发明的用于漠钙土的喷播方法，采用本发明的喷播绿化物料基质对漠钙土的地块进行喷播，能够保证漠钙土地区边坡喷播工艺的广泛推广及后续绿化效果；

(5)本发明的用于漠钙土的喷播方法，能够对类似乌海地区的漠钙土边坡实施喷播，并具有良好的喷播效果，还具有效率高、成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质中，实施例1中的土壤因子与植物生长阶段的相关性统计图；

图2为本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质中，实施例1中的土壤因子与植物因子的相关性统计图；

图3为本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质中，实施例1中粘合剂与植物生长相关性统计图；

图4为本发明的用于漠钙土的喷播绿化物料基质中，实施例1中保水剂与植物生长相关性统计图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供的用于漠钙土地质的喷播绿化物料基质，包括漠钙土、有机添加物、肥料、水、草籽、粘合剂和保水剂；粘合剂与保水剂的含量按喷播面积计，分别为13ˉ17g/m²、10.5ˉ14.5g/m²。

本发明的喷播绿化物料基质的上述组成，特别是粘合剂与保水剂的配比，能够保证该喷播绿化物料基质具有良好的保水功能，防止喷播后的地块发生养分流失；同时，粘合剂与保水剂会影响土壤因子的土壤温度(TEM)、电导率(EC)、pH、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)，从而促进喷播地块的植物生长。另外，采用本发明的喷播绿化物料基质对漠钙土的地块进行喷播，能够保证喷播厚度。

优选的，粘合剂为高分子聚丙烯酰胺；保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐；待处理的地块环境往往风沙较大，除漠钙土(砂质粉土类土壤)外，基本无可用种植粘土，粘聚力极差，加水拌和物料无法作为绿化喷播工艺的有效喷出物，因此为提高喷播物料粘聚力，保障喷播体及草籽粘合度，加入粘合剂；同时，根据待处理地块环境的干旱少雨、蒸发量较大的特点，选择加入保水剂。

优选的，漠钙土的粒径为1.5cm～2.0cm；在本发明的喷播绿化物料基质中，采用漠钙土作为骨料。漠钙土实际上是一种砂质粉土，在漠钙土覆盖的地区，自然的漠钙土难以进行喷播，本发明的喷播绿化物料基质对当地的漠钙土进行筛分，筛除不适宜喷播的较大块体，作为喷播骨料，如选择泥炭土等多重骨料，需同期过筛拌和筛网孔径宜控制在1.5cm～2.0cm。

优选的，基质中，有机添加物为木纤维、稻壳、花生壳、纸絮中的一种或多种；肥料为发酵羊粪、发酵牛粪、发酵鸡粪、发酵大豆肥或水溶矿源黄腐酸钾肥中的一种。

进一步优选的，有机添加物为稻壳，肥料为发酵羊粪；喷播绿化物料基质的各组分的质量为，漠钙土为0.025m³，蒸煮后的干稻壳250g，发酵羊粪为125g，水为27.5kg/m²，草籽为25g，粘合剂的质量为15g/m²，所述保水剂的质量为12.5g/m²。发酵羊粪以其成本低、肥力足、不烧苗、微生物含量丰富等特点，是喷播绿化物料基质的主要改善剂；粘合剂的质量为15g/m²，保水剂的质量为12.5g/m²；经试验验证，该用量和配比的粘合剂与保水剂，是对植物生长最优配方。

优选的，草籽为冰草、碱蓬、波斯菊、硫华菊、紫花苜蓿、草木犀、沙打旺、柠条、花棒、骆驼刺、沙拐枣、苦豆子的种子中的一种或多种。

本发明的用于漠钙土的喷播方法，采用上述的喷播绿化物料基质进行喷播。该方法不仅实现了种子的种植，同时也改善了待处理地块土壤的物理性质和化学性质。

优选的，上述喷播方法包括以下步骤：先将喷播绿化物料基质的各组分混合均匀，再将喷播绿化物料基质加入喷播设备中，对漠钙土地块进行喷播；漠钙土地块具有坡面。

优选的，坡面的坡度小于等于60°，喷播绿化物料基质在所述坡面上的喷播厚度为3cm～10cm。

优选的，喷播设备为液压喷播机；采用液压喷播机进行喷播，具有提高施工效率、降低施工成本的优点。

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案进行举例说明。

实施例

本实施例的具体试验地块为乌海干旱气候区的煤矸石渣坡，采用交叉实验方法，具体的试验过程如下：

(1)各试验地块的划分：在边坡绿化区域选取16个大小相等、土质和日照条件均无差异的拱形骨架内开展喷播粘合剂不同比例的对比试验。

(2)各实验地块使用的不同喷播绿化物料基质的设置：按照2遍(罐)400m²的喷播规格单因素累计实施。

本实施例中，对粘合剂和保水剂的用量进行两因素五梯度喷播试验，在各实验组中，草籽、客土、稻壳、肥料、水的用量均为相同的定量。肥料为发酵羊粪，稻壳为蒸煮后的干稻壳；各组分的质量为，漠钙土为0.025m³，蒸煮后的干稻壳250g，发酵羊粪为125g，水为27.5kg/m²，草籽为25g。

在各实验组中，依次设置2kg、4kg、6kg、8kg粘合剂添加量和1kg、3kg、5kg、7kg保水剂添加量的两因素五梯度喷播试验，换算后分别为5g/m²、10g/m²、15g/m²、20g/m²粘合剂添加量和2.5g/m²、7.5g/m²、12.5g/m²、17.5g/m²保水剂添加量。

本实施例的具体喷播方式为，在每个拱形骨架内按“之”字形设置5个1m×1m的样方，喷播后，保证后期各地块的浇水量无差异。最后，在每个样方内进行植物生长检测及数据收集。

本实施例的各实验组喷播绿化物料基质中的粘合剂和保水剂的具体添加量如表1所示。

表1各拱形骨架使用的喷播绿化物料基质中粘合剂(A)和保水剂(B)的具体用量

本实施例使用的具体草籽为表2中各草籽的混合，每种草籽的效果和具体用量如表2所示：

表2喷播草籽方案

在本实施例中，草籽在使用前，可先进行催芽。草籽浸泡是一种提高出芽率的方法，这样做的目的是激活种子，让种子更好地发芽。首先，将种子浸泡在温度为20～30℃的水中，浸泡时在水中掺加生根剂，浸泡时间为24h。然后在室内控干水分进行晾晒一天，晾晒的温度保持在18～28℃。晾晒后的种子及草籽可做喷播使用。

催芽工作应根据现场施工进度规划浸泡开始时间，跟随喷播设备安排专门供料，做到现配现用，不得超期使用。

(3)喷播作业

喷播作业前针对作业面做好坡面清理工作，针对影响植物生长的大块漂石、漂浮塑料垃圾等进行人工清理。

(4)数据分析

喷播完成后，对各试验组的地块进行相同的灌溉养护，并对各试验地块进行植物生长指标记录。

使用Canoco 5数据分析软件，对采集的各项数据进行冗余分析，确定各参数相关性及解释率，从而推导最终成果。

保水剂和粘合剂是通过影响土壤因子来影响植物生长的，本实验通过各项土壤因子的含量检测成果与株高等植物活性监测成果参数之关系，逆推验证交叉实验各组分中的最优区间，而土壤因子主要包括土壤温度(TEM)、电导率(EC)、pH、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)几方面。因此，在分析保水剂和粘合剂对植物生长的具体影响时，先对上述参数对植物的生长的影响进行测定。

使用Canoco 5数据分析软件，对采集的各项数据进行冗余分析，确定各参数相关性及解释率，从而推导最终结果。具体的结果和数据分析如下：

土壤因子与植物生长阶段的相关性如图1和表3所示。

表3植物生长阶段分析中各土壤因子的解释率、贡献度、伪f值和显著性

在该分析中，土壤因子分别为土壤温度(TEM)、电导率(EC)、pH、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、以及添加剂保水剂(BS)和粘合剂(NH)，F1-F12表示在植物生长阶段对植物株高的12次检测结果。由图可以看出，土壤因子除温度外，均与植物株高呈正相关关系，其中N、P、K含量与植物株高相关性较高，并且在植物生长中期阶段相关性较好。可以表明在植物生长阶段中，土壤因子在前、中期对植物生长响应较好。土壤温度与植物株高呈负相关关系，温度的提高一定程度上影响了植物株高的发育。对于本次试验设计的变量粘合剂和保水剂，其中粘合剂对植物株高响应较小，相关性较低；保水剂与植物株高相关性较高。

土壤因子与植物因子的相关性如图2和表4所示。

表4植物因子分析中各土壤因子的解释率、贡献度、伪f值和显著性

土壤因子分别为土壤温度(TEM)、电导率(EC)、pH、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、以及添加剂保水剂(BS)和粘合剂(NH)，对植物的检测因子分别为植物株数(ZUS)、种数(ZHS)、株高(H)。由图可以看出土壤因子中，土壤pH、全氮、全磷、全钾、电导率、保水剂均与植物株数、种数、株高呈正相关关系；土壤温度、粘合剂与植物因子呈负相关关系，说明土壤温度与植物因子粘合剂在一定程度上对植物因子产生负面影响。

粘合剂(变量A)与植物生长的相关性如图3和表5所示。

表5粘合剂(变量A)分析中各土壤因子的解释率、贡献度、伪f值和显著性

在该分析中，分别将所有包含A1、A2、A3和A4组的环境因子带入相关性分析中，可以看出，整体上A1、A2和A3组粘合剂含量均与植物生长呈正相关关系，植物的株数(ZUS)、种数(ZHS)与植物的株高(H)均随着粘合剂含量的提高而提高，其中A3组粘合剂含量对植物生长解释率最高，为42.4％。A4组粘合剂含量与植物生长出现了负相关关系，可以说明在A4组粘合剂含量下，粘合剂已经对植物生长出现抑制作用，过量的粘合剂对植物生长不利。

保水剂(变量B)与植物生长的相关性如图4和表6所示。

表6保水剂(变量B)分析中各土壤因子的解释率、贡献度、伪f值和显著性

在该分析中，分别将所有包含B1、B2、B3和B4组的环境因子带入相关性分析中，可以看出整体上B1、B2、B3和B4组保水剂含量均与植物生长呈正相关关系，植物的株数(ZUS)、种数(ZHS)与植物的株高(H)均随着保水剂含量的提高而提高，A3组保水剂含量对植物生长解释率最高，为42.3％。但是B4组保水剂含量虽然对植物生长呈正相关关系，但是相关性较低，B4组保水剂含量对植物生长的贡献率较低。所以我们认为B4组保水剂含量已经不再具备经济性。

根据上述分析结果可以得到以下结论：

(1)A3组粘合剂(15g/m²)的含量与B3组保水剂(12.5g/m²)的含量做配比，与植物生长因素相关性较好，A3组与B3组在所有试验控制组中均出现最高解释率。因此，采用15g/m²的粘合剂和12.5g/m²的保水剂是对植物生长最优的配方。

(2)A4组粘合剂含量(20g/m²)与植物生长出现负相关关系，此粘合剂含量对植物生长出现一定抑制作用，不利于植物生长。

(3)B4组保水剂含量(17.5g/m²)与植物生长呈正相关关系，但是相关性较低，在此保水剂含量下，保水剂因素对提高植物生长效果影响较低，继续提高保水剂含量已不再具备经济性。

通过本实施例的试验可以验证，本发明的喷播绿化物料基质和喷播方法，喷播绿化技术适用于乌海干旱气候区的煤矸石渣坡。采用本发明的喷播绿化物料基质对该地区进行喷播后，按照本地的灌溉制度(年度灌溉60轮次，单次灌水定额约3.27L/m³)及发酵羊粪掺入量(125g/m²)，喷播绿化物料基质能够良好的覆盖在边坡上，并且能够满足现有植被生长需要，植被生长良好，不会出现水土流失的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，其特征在于，所述基质包括漠钙土、有机添加物、肥料、水、草籽、粘合剂和保水剂；所述粘合剂与所述保水剂的含量按喷播面积计，分别为13ˉ17g/m²、10.5ˉ14.5g/m²。

2.根据权利要求1所述一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，其特征在于，所述粘合剂为高分子聚丙烯酰胺；所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，其特征在于，所述漠钙土的粒径为1.5cm～2.0cm。

4.根据权利要求1ˉ3任意一项所述一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，其特征在于，所述有机添加物为木纤维、稻壳、花生壳、纸絮中的一种或多种；所述肥料为发酵羊粪、发酵牛粪、发酵鸡粪、发酵大豆肥或水溶矿源黄腐酸钾肥中的一种或多种；所述草籽为冰草、碱蓬、波斯菊、硫华菊、紫花苜蓿、草木犀、沙打旺、柠条、花棒、骆驼刺、沙拐枣、苦豆子的种子中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，其特征在于，所述有机添加物为稻壳，所述肥料为发酵羊粪。

6.根据权利要求1ˉ3任意一项所述一种用于漠钙土广泛分布地区的喷播绿化物料基质，其特征在于，所述喷播绿化物料基质的各组分的量按喷播面积计分别为，漠钙土0.025m³/m²，所述有机添加物250g/m²，所述肥料125g/m²，水27.5kg/m²，所述草籽25g/m²，所述粘合剂15g/m²，所述保水剂12.5g/m²。

7.一种用于漠钙土地质的喷播方法，其特征在于，采用如权利要求1ˉ6任意一项所述的喷播绿化物料基质进行喷播。

8.根据权利要求7所述一种用于漠钙土地质的喷播方法，其特征在于，所述喷播方法包括以下步骤：先将所述喷播绿化物料基质的各组分混合均匀，再将所述喷播绿化物料基质加入喷播设备中，对漠钙土地块进行喷播；所述漠钙土地块具有坡面。

9.根据权利要求8所述一种用于漠钙土地质的喷播方法，其特征在于，所述坡面的坡度小于等于60°，所述喷播绿化物料基质在所述坡面上的喷播厚度为3cm～10cm。

10.根据权利要求9所述一种用于漠钙土地质的喷播方法，其特征在于，所述喷播设备为液压喷播机。