CN118303279A - 一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法 - Google Patents
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Landscapes
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，该方法通过生物定植层的构建，衔接固坡基质层并为植物种子萌发提供繁育苗床，缓冲了固坡基质对植物种子的不利影响；通过根系三维网架结构提高了坡面结构稳定性，即播种植物纵向根系发挥锚固作用，横向根系与苔藓根系形成网状结构发挥防冲刷作用；通过固坡基质的改良，维持了护坡材料植生性能和护坡性能的平衡；通过植物种子的合理搭配，减少了护坡工程后期维护的工作量；并通过粉煤灰、磷石膏、豆类种荚、水环境危害生物蓝藻的利用，促进了护坡材料的绿色发展。本发明具有结构稳定性高、复绿周期短、自我调节能力强、环境友好等优势。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，具体涉及一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法。
背景技术
道路建设、矿山开采等工程对山体开挖，形成了大量原有植被和地质结构遭到破坏的工程创面。基于生态优先绿色发展的战略要求，工程创面的修复尤为重要。植被重建是工程创面生态修复的关键，现有人工修复技术包括客土喷播、植生袋护坡、框架梁护坡等，但生物多样性单一、生态稳定性差、应用普适性差使现有技术应用局限。例如，客土喷播直接将土壤和种子喷附于工程创面，土壤附着困难、易受水流侵蚀影响，坡面结构稳定性较差；植生混凝土的喷附，对提高坡面稳定性有显著效果，但混凝土的碱性环境直接影响种子发芽；直接将植物种子混合于植生水泥喷附到坡面，也存在需水量较大的种子如豆科和灌木发芽率低的现象，进而导致边坡植被类型单一，生态稳定性差。
专利CN109526654A公开了一种苔藓植生装置及其制备方法，该技术利用尼龙网与含苔藓的植生基质层构建植生毯，可根据施工需要调节植生毯性状及厚度，并且将苔藓植物、草本植物、灌木间的相互生物作用设计在内，有利于生态稳定性的搭建。但为固定植生毯，施工过程涉及重凿岩石、附粘合剂、订钢针等工艺，对于陡峭边坡存在施工困难，工作量大的弊端，并且尼龙网的降解也会给环境带来负担。专利CN113931204B公布了采用生物质粉屑结皮进行边坡植被修复，通过生菌剂粉产生大量菌丝，联结苔藓粉屑和作物茎秆分泌的糖醛酸等有机酸和有机胶体，促进生物质粉屑迅速结皮，具有提高边坡抗冲刷性能、报水保温性能的作用。但所述技术生物粉屑结皮的粘结性十分有限，且下层土壤的附着性较差，应用范围易受创面坡度限制，在强冲刷水力的作用下容易大面积剥离。专利CN107964961A公布了高陡边坡创面表层苔藓防雨水冲刷技术及其施工方法，采用水泥或混凝土、炉渣构建稳定的凹凸界面，此界面为高次团粒基质的附着提供了有力条件，并结合可降解纤维、铁丝网、的交互联结，增大基质内部空隙，保证成土过程的水气流通，最后在基质表层覆盖苔藓层，减缓雨水对坡面的侵蚀。所述构建较为完善，但也伴随着成本高、施工繁杂等弊端。并且，水泥或混凝土、炉渣构建的凹凸界面致密性极强，植被根系难以穿透，修复界面的植被根系横向生长旺盛，纵向生长不足，最终形成广而浅的根系分布。在强风或径流的作用下，缺少纵向根系的锚固作用，容易导致整个坡面剥离，生态稳定性较差。
工程创面的生态修复为地衣植物阶段到灌木阶段的初生演替，其中地衣和苔藓阶段的生物结皮对土壤形成和积累具有重要意义，也是后期植物附着生长的先决条件。传统的客土喷播技术、植生混凝土技术未将生物结皮的成土过程设计在内，这也是已有技术土壤附着性和植生性难以平衡的重要原因。基于苔藓的重要生物特性，如耐干旱贫瘠、严寒强风，具有超强的休眠-复苏、保温保湿、繁殖能力，以及充当土壤肥料、缓冲雨水冲蚀等，使苔藓在坡面修复领域的生态功能不容忽视。此外，水体富营养化导致水华蓝藻大量繁殖，这类蓝藻富集氮磷元素，并含有丰富的固氮酶，具有改良土壤的潜在功能；豆类种荚也含有丰富的氮素，且种荚的茎脉结构可充当植物纤维的作用，目前，还未见将这些材料应用与固坡的技术。
鉴于此，本申请基于成土过程和生态演替规律构建工程创面生态修复的结构和实施方法。通过生物定植层的构建，衔接固坡基质并为植物种子萌发提供繁育苗床，缓冲了固坡基质对植物种子的不利影响；通过根系三维网架结构提高了坡面结构稳定性，即播种植物纵向根系发挥锚固作用，横向根系与苔藓根系形成网状结构发挥防冲刷作用；通过固坡基质的改良，维持了护坡材料植生性能和护坡性能的平衡；通过植物种子的合理搭配，减少了护坡工程后期维护的工作量；并通过粉煤灰、生物种荚废料、水环境危害生物水华蓝藻的利用，促进了护坡材料的绿色发展。总体而言，具有结构稳定性高、复绿周期短、自我调节能力强、环境友好等优势。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，提高坡面结构稳定性、生态稳定性和缩短复绿周期。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量份计的155-176份混合胶凝材料、94-115份土壤改良剂、3000份原位土壤、150份有机物料、30-40份土壤有机肥混拌均匀形成混拌料，利用湿喷法喷附至工程创面，形成厚度为7-8cm的固坡基质层；
步骤2、将质量份计的40-45份苔藓茎段、15-25份蓝藻提取液、12-15份土壤活性菌液、20-25份豆类种荚混合物和13-17份定植粘结剂混拌均匀形成混拌物，利用湿喷法喷附至固坡基质层表面，形成厚度为2-3cm的生物定植层；
步骤3、将质量份计的15-17份一年生草本植物种子、50-55份多年生禾本植物种子、20-23份多年生豆科植物种子、10-14份多年生灌木种子混拌均匀形成混合植物种子，再喷播于生物定植层表面，喷播量为23-45g/m2。
步骤4、喷水浸湿固坡基质层再喷施营养液进行养护，养护时间为7-14天；营养液每天喷施2次，每次喷施20分钟，每次喷施量为2500-3000ml/m2。
采用本发明所述方法，植物种子发芽率达到70％-90％，苔藓复绿面达到80％-95％。
进一步地，所述混合胶凝材料包括质量份计的33-45份普通硅酸盐水泥、33-45份低碱度硫铝酸盐水泥和89-111份粉煤灰，其中普通硅酸盐水泥与低碱度硫铝酸盐水泥的用量比为1:1。
进一步地，所述土壤改良剂包括质量份计的60份磷石膏、9份腐植酸、3份硫酸钾、6份碳酸氢铵、10份碳酰胺和12份硫酸铵，所述土壤有机肥为堆肥、绿肥、粪肥的一种或多种。
进一步地，所述原位土壤采集于原施工地的工程创面或农田土，将采集的原状土壤去除杂质如植物残根、砂石等，风干备用。
进一步地，所述有机材料包括质量份计的70-90份豆类种荚混合物和80-60份苔藓茎段；所述豆类种荚混合物为花生种荚、大豆种荚、豌豆种荚、绿豆种荚的一种或多种，采集种荚风干并碾压呈平面状备用，以花生种夹(花生壳)为例，碾压后外壳不再呈弧形，但因壳茎脉的存在部分壳组织仍连接在一起；所述苔藓茎段为自然苔藓，匍匐型的自然苔藓铲取表层8-10mm，直立型的苔藓铲取表层10-12mm，自然苔藓去除根系附着的土壤、砂石后，风干或烘干控制含水率在8％-10％后粉碎为茎段备用，其中用于固坡基质层的茎段长度为3-4mm，用于生物定植层的茎段长度为10-15mm。作为优选，风干采用室内风干，烘干采用烘箱烘干，烘干温度为60-70℃、时间为18-24h。
进一步地，所述蓝藻提取液的制备方法包括以下操作：将从受污染水体打捞的蓝藻粉碎，按水:蓝藻为12:3-5的质量比混合为待提取液，在待提取液中加入质量比为0.1-0.5％的果胶酶反应，反应后灭酶得到初提取液；在初提取液中加入质量比为0.1-0.5％的纤维素酶反应，反应后灭酶、过滤得终提取液，两次反应的环境温度均为40-50℃、反应时间为36-48h。
进一步地，所述土壤活性菌液由水溶型枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：水按质量比为1-1.5:1-1.5:2000的比例混合而成。
进一步地，所述土壤有机肥为堆肥、绿肥、粪肥的一种或多种。
进一步地，所述营养液为霍格兰营养液，将1.28g霍格兰营养试剂溶于1000ml水，混合均匀后进行雾化喷施。
进一步地，所述定植粘结剂由魔芋葡甘聚糖、假酸浆凝浆、低碱度硫铝酸盐水泥、苯丙乳液、黏土按5-6:5-6:33-40:7-8:40-47质量比混合而成。
进一步地，一年生草本植物为黑麦草、波斯菊的一种或多种，多年生禾本植物为苇状羊茅、披碱草、鸭茅、百喜草的一种或多种，多年生豆科植物为红豆草、紫花苜宿、光叶紫花苕的一种或多种，多年生灌木为紫惠槐、木豆、沙棘、胡枝子的一种或多种。
种子喷播前，采用蒸馏水或200mg/L的赤霉素溶液浸泡种子18-24h。喷播前浸泡种子促进种子打破休眠。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明固坡基质层中的混合胶凝材料采用普通硅酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥和煤灰混合，其混凝土强度高于单独使用普通硅酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥，抗侵蚀性能好，且pH<9，满足植生要求；还通过利用粉煤灰、磷石膏，促进了固废利用，降低了水泥使用对大气环境的负面影响；腐植酸、硫酸钾、碳酸氢铵、碳酰胺、硫酸铵中H+、SO42-、K+、NH+等离子的存在对调节土壤酸碱度，提高土壤肥力均有正向影响。
2、本发明固坡基质层中的有机材料采用豆类种荚混合物和苔藓茎段，生物定植层也采用豆类种荚混合物和苔藓茎段。一方面，苔藓具有超强的休眠-复苏能力，生物定植层的苔藓茎段仍具有无性繁殖能力，当已恢复植被的坡面再次受损，固坡基质层翻面裸露时，由于苔藓茎段的存在，受损坡面仍具有再次快速复绿的潜力；并且豆类种荚和苔藓茎段经土壤微生物分解、以及苔藓的强吸水储水功能，有利于改善坡面修复层的养分状况。另一方面，苔藓和种荚因其生物结构特征，可充当植物纤维，其添加到生物定植层中可提高修复坡面的结构稳定性。
3、本发明蓝藻提取液含有植物氨基酸，可调节土壤碱度，提高修复材料的植生性能。蓝藻提取液还含有丰富的N、P元素和固氮酶，对提高植物的固氮能力具有积极效应。蓝藻的气囊还可在生物定植层中小范围活动，有利于基质水气肥的交换，加速成土过程。
4、本发明土壤活性菌液中，地衣芽孢杆菌的存在使护坡材料分解失活苔藓和植物根系的能力提升，加速了材料内部物质与能量的交换速率；枯草芽孢杆菌可快速大量繁殖定植，干扰其他病原微生物的侵染，具有抑菌控病的作用。
5、植物种子发芽初期脆弱敏感，对固坡基质的碱性耐受度低，直接播种于固坡基质层中存在豆科发芽率低、植生苗徒长、黄弱的现象。本发明采用生物定植层，一方面可为植物种子提供稳定的育苗环境；另一方面，苔藓根系不具生物功能，仅起固定作用，对固坡基质的碱性环境更加耐受，能在固坡基质稳定繁殖生长。植物纵向根系发挥锚固作用，横向根系与苔藓根系形成网状结构发挥防冲刷作用，这两种结构提高了坡面抗侵蚀性能，坡面稳定性高。此外，苔藓集群生长、植株致密，除对种子具有拦截作用还缓冲了雨滴溅蚀对固坡基质的损害，其较好的保温保湿性，也使固坡基质的内部环境更加稳定，促进胶凝水化反应更完全，利于创面稳定性的发展。
6、裸露坡面到植被恢复需要经历生物结皮到灌木的演替，本发明加速了其间成土过程的演变。一方面，固结在坡面的苔藓根系形成生物结皮，这层结皮衰老死亡的部分可转换为养分，加厚土层，促进成土过程。另一方面，草灌搭配，草豆搭配，既考虑了物种多样性对生态稳定性的影响，又将豆科植物保肥改土的功能应用其中，同时也遵循生态演替规律，有助于边坡恢复的长期稳定。
附图说明
图1为应用本发明的坡面结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为应用本发明的坡面结构图，坡面的工程创面层上依次为固坡基质层、生物定植层，植物种子撒播于生物定植层的苔藓茎段与豆类种荚之间，并在蓝藻提取液和土壤活性菌液的作用下进行稳定生长。
本发明实施例中，混合胶凝材料包括质量份计的33-45份普通硅酸盐水泥、33-45份低碱度硫铝酸盐水泥和89-111份粉煤灰，其中普通硅酸盐水泥与低碱度硫铝酸盐水泥的用量比为1:1。
本发明实施例中，土壤改良剂包括质量份计的60份磷石膏、9份腐植酸、3份硫酸钾、6份碳酸氢铵、10份碳酰胺和12份硫酸铵，土壤有机肥为堆肥、绿肥、粪肥的一种或多种。
本发明实施例中，原位土壤采集于原施工地的工程创面或农田土，将采集的原状土壤去除杂质，风干备用。
本发明实施例中，有机材料包括质量份计的70-90份豆类种荚混合物和80-60份苔藓茎段；豆类种荚混合物为花生种荚、大豆种荚、豌豆种荚、绿豆种荚的一种或多种，采集种荚风干并碾压呈平面状备用；苔藓茎段为自然苔藓，匍匐型的自然苔藓铲取表层8-10mm，直立型的苔藓铲取表层10-12mm，自然苔藓去除根系附着的土壤、砂石后，风干或烘干控制含水率在8％-10％后粉碎为茎段备用，其中用于固坡基质层的茎段长度为3-4mm，用于生物定植层的茎段长度为10-15mm。
本发明实施例中，蓝藻提取液的制备方法包括以下操作：将从受污染水体打捞的蓝藻粉碎，按水:蓝藻为12:3-5质量比混合为待提取液，在待提取液中加入质量比为0.1-0.5％的果胶酶反应，反应后灭酶得到初提取液；在初提取液中加入质量比为0.1-0.5％的纤维素酶反应，反应后灭酶、过滤得终提取液，两次反应的环境温度为40-50℃、反应时间为36-48h。
本发明实施例中，土壤活性菌液由水溶型枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：水按质量比为1-1.5:1-1.5:2000的比例混合而成。
本发明实施例中，营养液为霍格兰营养液，将1.28g霍格兰营养试剂溶于1000ml水，混合均匀后进行雾化喷施，如采用雾化器进行雾化喷施。
本发明实施例中，定植粘结剂由魔芋葡甘聚糖、假酸浆凝浆、低碱度硫铝酸盐水泥、苯丙乳液、黏土按5-6:5-6:33-40:7-8:40-47质量比混合而成。
本发明实施例中，一年生草本植物为黑麦草、波斯菊的一种或多种，多年生禾本植物为苇状羊茅、披碱草、鸭茅、百喜草的一种或多种，多年生豆科植物为红豆草、紫花苜宿、光叶紫花苕的一种或多种，多年生灌木为紫惠槐、木豆、沙棘、胡枝子的一种或多种。
实施例1
作为本发明一较佳实施例，本实施例公开的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量份计的160份混合胶凝材料、111份土壤改良剂、3000份原位土壤、150份有机物料、30份土壤有机肥混拌均匀形成混拌料，利用液压喷播装备，将混拌料与一定比例的水喷附至工程创面，形成厚度为7cm的固坡基质层；
步骤2、将质量份计的40份苔藓茎段、25份蓝藻提取液、12份土壤活性菌液、22份豆类种荚混合物和14份定植粘结剂混拌均匀形成混拌物，利用湿喷法喷附至固坡基质层表面，形成厚度为3cm的生物定植层；
步骤3、将质量份计的17份一年生草本植物种子、50份多年生禾本植物种子、20份多年生豆科植物种子、14份多年生灌木种子混拌均匀形成混合植物种子后置于200mg/L的赤霉素溶液中浸泡18小时，再喷播于生物定植层表面，喷播量为35g/m2。
步骤4、喷水浸湿固坡基质层再喷施营养液进行养护，养护时间为14天；营养液每天喷施2次，每次喷施20分钟，每次喷施量为2500ml/m2。
采用本实施例所述方法，植物种子发芽率达到87％，苔藓复绿面达到95％。
实施例2
作为本发明一较佳实施例，本实施例公开的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量份计的173份混合胶凝材料、93份土壤改良剂、3000份原位土壤、150份有机物料、37份土壤有机肥混拌均匀形成混拌料，利用液压喷播装备，将混拌料与一定比例的水喷附至工程创面，形成厚度为8cm的固坡基质层；
步骤2、将质量份计的42份苔藓茎段、20份蓝藻提取液、13份土壤活性菌液、23份豆类种荚混合物和15份定植粘结剂混拌均匀形成混拌物，利用湿喷法喷附至固坡基质层表面，形成厚度为2cm的生物定植层；
步骤3、将质量份计的15份一年生草本植物种子、50份多年生禾本植物种子、22份多年生豆科植物种子、12份多年生灌木种子混拌均匀形成混合植物种子后置于200mg/L的赤霉素溶液中浸泡18小时，再喷播于生物定植层表面，喷播量为25g/m2。
步骤4、喷水浸湿固坡基质层再喷施营养液进行养护，养护时间为14天；营养液每天喷施2次，每次喷施20分钟，每次喷施量为2500ml/m2。
采用本实施例所述方法，植物种子发芽率达到80％，苔藓复绿面达到90％。
实施例3
作为本发明一较佳实施例，本实施例公开的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量份计的169份混合胶凝材料、110份土壤改良剂、3000份原位土壤、150份有机物料、34份土壤有机肥混拌均匀形成混拌料，利用液压喷播装备，将混拌料与一定比例的水喷附至工程创面，形成厚度为7cm的固坡基质层；
步骤2、将质量份计的45份苔藓茎段、24份蓝藻提取液、15份土壤活性菌液、20份豆类种荚混合物和17份定植粘结剂混拌均匀形成混拌物，利用湿喷法喷附至固坡基质层表面，形成厚度为2cm的生物定植层；
步骤3、将质量份计的17份一年生草本植物种子、55份多年生禾本植物种子、20份多年生豆科植物种子、10份多年生灌木种子混拌均匀形成混合植物种子后置于200mg/L的赤霉素溶液中浸泡20小时，再喷播于生物定植层表面，喷播量为37g/m2。
步骤4、喷水浸湿固坡基质层再喷施营养液进行养护，养护时间为10天；营养液每天喷施2次，每次喷施20分钟，每次喷施量为2500ml/m2。
采用本实施例所述方法，植物种子发芽率达到77％，苔藓复绿面达到86％。
实施例4
作为本发明一较佳实施例，本实施例公开的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，包括以下步骤：
步骤1、将质量份计的165份混合胶凝材料、105份土壤改良剂、3000份原位土壤、150份有机物料、38份土壤有机肥混拌均匀形成混拌料，利用液压喷播装备，将混拌料与一定比例的水喷附至工程创面，形成厚度为8cm的固坡基质层；
步骤2、将质量份计的40份苔藓茎段、15份蓝藻提取液、14份土壤活性菌液、25份豆类种荚混合物和16份定植粘结剂混拌均匀形成混拌物，利用湿喷法喷附至固坡基质层表面，形成厚度为2cm的生物定植层；
步骤3、将质量份计的16份一年生草本植物种子、53份多年生禾本植物种子、21份多年生豆科植物种子、12份多年生灌木种子混拌均匀形成混合植物种子后置于200mg/L的赤霉素溶液中浸泡20小时，再喷播于生物定植层表面，喷播量为40g/m2。
步骤4、喷水浸湿固坡基质层再喷施营养液进行养护，养护时间为14天；营养液每天喷施2次，每次喷施20分钟，每次喷施量为2500ml/m2。
采用本实施例所述方法，植物种子发芽率达到70％，苔藓复绿面达到80％。
对比例1
本对比例除步骤2、步骤3与实施例1存在差异外，其余步骤均与实施例1相同；步骤2，将生物定植层改为普通客土喷播材料，具体组成为原状土壤、粘结剂、保水剂、植物纤维、土壤肥料按100:12:0.15:4:3的质量比混合而成；步骤3，将植物种子混合于步骤2的喷播材料中，并将混合物喷播于步骤1的固坡基质层上。
将实施例1-实施例4、对比例1形成的护坡材料利用环刀采集表层8-10cm，经过风干研磨后过200目筛制成基质样本，每个基质样本由同一案例的3个样本混合而成，将基质样本进行养分分析；采用环刀法在护坡材料中钻取的材料试块用作无侧限抗压强度测量；采用单块法撅在护坡材料中截取200mm*200m*100mm的材料试块用作根系测量；并对植被恢复情况进行量化分析：
无侧限抗压强度：采用环刀法，按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的相关规定执行；
侵蚀模数：采用人工降雨模拟试验法(降雨强度80mm/h)，按现行国家标准《水土保持实验规程》SL 419的相关规定执行；
pH值：采用电位法(水土比为2.5:1)测定各基质样本的pH；
碱解氮：采用碱解扩散法，按现行林业行业标准《森林土壤氮的测定》LY /T1228的相关规定执行；
有效磷：采用钼锑抗比色法，按现行林业行业标准《森林土壤磷的测定》LY/T 1232的相关规定执行；
速效钾：采用火焰光度法，按现行林业行业标准《森林土壤钾的测定》LY/T 1234的相关规定执行；
有机质：采用重铬酸钾氧化-外加热法，按现行林业行业标准《森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算》LY/T 1237的相关规定执行；
发芽率：按现行国家标准《农作物种子检验规程发芽试验》GB/T 3543的相关规定执行；
根系长度：采用单块法撅取200mm*200m*100mm的材料试块，用水冲洗掉根部的土壤备用。在平整桌面用铅笔画1m的长度，然后倒少量水保持潜水层，将湿根至于上，把根拉直，累积计算随机挑取的10根根长，并求平均值；
根系干重：通过洗根法获得一定体积(200mm*200m*100mm)植生试块的全部根系，将根系放置烘箱于85℃烘干至恒重，并称量。
实施例和对比例的分析结果如表1、表2、表3所示。
表1
表1结果显示，实施例的无侧限抗压强度、侵蚀模数均优于无生物定植层的对比例，说明生物定植层根系和植生层根系的三维网架结构对提高边坡结构稳定性确有积极效应，并且，苔藓密集的丛株对雨水冲击的缓冲、拦截，使坡面土壤流失减少。
表2
含有水泥的植生护坡材料，其植生性能和护坡性能的相对冲突一直是行业内研究的热点问题。通过表2数据对比发现，含有生物定植层的护坡材料，具有更低的pH值，且最大值仍低于9，满足植生要求。从几种具有代表性的土壤养分指标：碱解氮、有效磷、速效钾、有机质的含量来看，本发明对养分具有积极效应，这可能与苔藓、豆类种荚的添加改善了基质内部空隙结构，平衡了水肥气的流通相关。此外，苔藓和豆类种荚本身也可作为养分材料，经土壤微生物分解即可作为有机养分供其他作物吸收利用。
表3
仅从短期的坡面复绿的效果来评估生态恢复程度不够全面，搭建符合生态演替规律的边坡修复框架有助于边坡生态的长期稳定性。草本植物作为次生演替的先锋物种，修复前7d的发芽率最高可达到90.91％。豆科、灌木种子因种皮较厚，发芽初期需水量较大，直接将植物种子混合于喷播材料的对比例中发芽率极低，而基于生物定植层播种的种子，7d后发芽率均达到50％以上。根系长度和干重数据也表明，本发明更适于植物生长繁育。综合以上分析，生物定植层为修复植物提供了更适宜的生长环境，可明显提高工程创面生态稳定性。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将质量份计的155-176份混合胶凝材料、94-115份土壤改良剂、3000份原位土壤、150份有机物料、30-40份土壤有机肥混拌均匀形成混拌料，利用湿喷法喷附至工程创面，形成厚度为7-8cm的固坡基质层；
步骤2、将质量份计的40-45份苔藓茎段、15-25份蓝藻提取液、12-15份土壤活性菌液、20-25份豆类种荚混合物和13-17份定植粘结剂混拌均匀形成混拌物，利用湿喷法喷附至固坡基质层表面，形成厚度为2-3cm的生物定植层；
步骤3、将质量份计的15-17份一年生草本植物种子、50-55份多年生禾本植物种子、20-23份多年生豆科植物种子、10-14份多年生灌木种子混拌均匀形成混合植物种子，再喷播于生物定植层表面，喷播量为23-45g/m2。
步骤4、喷水浸湿固坡基质层再喷施营养液进行养护，养护时间为7-14天；营养液每天喷施2次，每次喷施20分钟，每次喷施量为2500-3000ml/m2。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述混合胶凝材料包括质量份计的33-45份普通硅酸盐水泥、33-45份低碱度硫铝酸盐水泥和89-111份粉煤灰，其中普通硅酸盐水泥与低碱度硫铝酸盐水泥的用量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述土壤改良剂包括质量份计的60份磷石膏、9份腐植酸、3份硫酸钾、6份碳酸氢铵、10份碳酰胺和12份硫酸铵，所述土壤有机肥为堆肥、绿肥、粪肥的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述原位土壤采集于原施工地的工程创面或农田土，将采集的原状土壤去除杂质，风干备用。
5.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述有机材料包括质量份计的70-90份豆类种荚混合物和80-60份苔藓茎段；所述豆类种荚混合物为花生种荚、大豆种荚、豌豆种荚、绿豆种荚的一种或多种，采集种荚风干并碾压呈平面状备用；所述苔藓茎段为自然苔藓，匍匐型的自然苔藓铲取表层8-10mm，直立型的苔藓铲取表层10-12mm，自然苔藓去除根系附着的土壤、砂石后，风干或烘干控制含水率在8％-10％后粉碎为茎段备用，其中用于固坡基质层的茎段长度为3-4mm，用于生物定植层的茎段长度为10-15mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述蓝藻提取液的制备方法包括以下操作：将从受污染水体打捞的蓝藻粉碎，按水:蓝藻为12:3-5质量比混合为待提取液，在待提取液中加入质量比为0.1-0.5％的果胶酶反应，反应后灭酶得到初提取液；在初提取液中加入质量比为0.1-0.5％的纤维素酶反应，反应后灭酶、过滤得终提取液，两次反应的环境温度为40-50℃、反应时间为36-48h。
7.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述土壤活性菌液由水溶型枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：水按质量比为1-1.5:1-1.5:2000的比例混合而成。
8.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述营养液为霍格兰营养液，将1.28g霍格兰营养试剂溶于1000ml水，混合均匀后进行雾化喷施。
9.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，所述定植粘结剂由魔芋葡甘聚糖、假酸浆凝浆、低碱度硫铝酸盐水泥、苯丙乳液、黏土按5-6:5-6:33-40:7-8:40-47质量比混合而成。
10.根据权利要求1所述的一种基于生物定植层提高工程创面快速复绿的方法，其特征在于，一年生草本植物为黑麦草、波斯菊的一种或多种，多年生禾本植物为苇状羊茅、披碱草、鸭茅、百喜草的一种或多种，多年生豆科植物为红豆草、紫花苜宿、光叶紫花苕的一种或多种，多年生灌木为紫惠槐、木豆、沙棘、胡枝子的一种或多种。
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