CN102992826B

CN102992826B - 一种边坡改良基质，其制备方法及其应用

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Publication number: CN102992826B
Application number: CN201210473548.9A
Authority: CN
Inventors: 苏进展; 叶光明; 舒绍才; 杜小姣
Original assignee: XIAMEN RIMAO URBAN GARDEN CONSTRUCTION CO Ltd
Current assignee: Shenzhen Risheng Ecological Technology Co ltd
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2032-11-20
Also published as: CN102992826A

Abstract

本发明涉及一种边坡改良基质，其制备方法及其应用，所述改良基质由以下成分制成：秸秆、厩肥、菌渣和污泥。用秸秆、牛粪、食用菌渣等农业废弃物以及城市污泥等“变废为宝”，可以取代泥炭，几种农业废弃物的养分含量均能满足植物生长需求，基质养分含量最后稳定在较高水平，可作为优质价廉的护坡基质材料，应用于公路边坡绿化和城市园林绿化等建设中，既减少了污染又增加了生态经济效益。

Description

一种边坡改良基质,其制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及边坡基质，具体涉及一种新的边坡改良基质，其制备方法及其应用。

背景技术

岩石边坡修复的关键技术是护坡基质的配比问题，良好的护坡基质要有较强的保水保肥能力、较高粘附力、较强抗冲刷能力及较低的成本等特点。护坡基质要起到消除土壤退化、提高土壤肥力、改善土壤环境质量等作用，除具有土壤的一般特性以外，更需富含丰富的营养物质，同时还要有良好的透气性、持水性、坡面依附性和稳定性。理想的绿化基质，其理化性状应类似土壤，应能满足如下要求：提供合理的物理结构以供植物生长；证边坡基质的强度和抗侵蚀能力；能提供植物长期生长所需的营养元素；确保植物长期生长所需水分供给；与植物根系作用防止坡面的风化剥落。

护坡基质由土壤、有机质、肥料、保水剂、粘结剂、纤维团粒剂、酸度调节剂等按一定的比例混合而成。有机质主要用于改善基质混合物的结构，使其适合植物生长，并为植物生长提供所需的养分，同时，有机质还具有吸水性，可以贮存一部分水分以供植物生长需要。肥料主要用来供给植物生长必不可少的速效养分(包括氮磷钾等)及长效养分。

岩质边坡绿化方法的最大特点就是从改善土壤结构和充分利用当地的林草资源入手，营造出最佳结构的“人造土壤”，使其既能保水、保肥、透气、透水，适于植物生长，又能有效抵抗雨蚀和风蚀，抑制水土流失；与周围景观相协调；同时对其维护管理量较小。植被护坡中的基材，除要求其具有较好的肥力及保水性以提供植物生长所需的养分和水分外，还要具有一定的抗冲刷能力及一定的强度，以防止基材脱落和坡面浅层溜坍。因此，基材的选择直接关系到工程的质量。

中国专利申请03117393.4涉及一种边坡生态防护技术领域。该方法包括以下步骤：清理坡面-安装锚杆-挂复合材料网-喷射边坡专用基料-喷射边坡植物种子-盖无纺布-后期养护，所述的边坡专用基料由以下组份构成(重量百分比)：菌渣50-60%，泥炭20-30%，农作物秸秆5-10%，农家肥10-20%，添加剂组合物5-10%，将该基料和土壤按基材∶土壤＝1∶2-3(体积比)加入并搅拌均匀，均匀喷射到已锚固有复合材料网的坡面上构成一供植物生长发育的营养床，所述的边坡植物种子为豆科植物、野生藤蔓植物种子，其中，野生藤蔓植物栽植在边坡的上下级平台上，豆科植物种子与基料、土壤混合均匀后喷射到营养床上。适用于各种母岩边坡的植被恢复。

针对护坡基材中泥炭价格高而导致护坡工程造价高的问题，发明人使用秸秆、牛粪及食用菌渣等农业废弃物以及城市污泥等“变废为宝”，取代泥炭应用于公路边坡绿化和城市园林绿化等建设中，减少污染又增加了生态经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种边坡改良基质。

本发明提供的一种边坡的改良基质，由以下成分制成：秸秆、厩肥、菌渣和污泥。

优选地，所述边坡改良基质，由以下重量百分比的成分制成：秸秆10-50%、厩肥10-50%、菌渣10-50%、污泥3-18%。

进一步优选，所述边坡改良基质，由以下重量百分比的成分制成：秸秆20-40%、厩肥20-40%、菌渣20-40%、污泥5-15%。

更进一步优选，所述边坡改良基质，由以下重量百分比的成分制成：秸秆30%、厩肥30%、菌渣30%、污泥10%。

所述秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分，优选水稻、小麦或玉米秸秆中的一种或几种；

所述厩肥为牛粪，取自食用牛养殖场；

所述菌渣为食用菌基地，是指栽培食用菌之后剩余的下脚料，其食用菌种类包括但不限于香菇、平菇、真姬菇、金针菇、杏鲍菇、双孢蘑菇、草菇、茶薪菇、凤尾菇、木耳、灰树花、鸡腿菇、银耳、白灵菇、灵芝、裂褶菌、紫金蘑、云芝、樟芝。

所述污泥取自生活污水处理厂污水处理后所得污泥，富含大量有机质、氮、磷和多种微量元素等植物营养成分。

本发明还提供了上述改良基质的制备方法：

将1-15cm长的秸秆以及厩肥、菌渣、污泥混匀堆放成垛，加足水分，然后加入硫酸亚铁溶液消毒，然后堆积成不紧不松的堆垛，保持好的通气条件，堆垛表面覆盖l0cm细土或稀泥糊，涂抹使堆垛封闭，2-3个月既可，风干后，粉碎过筛，即得。

所述水分的加入，以手捏物料能出水为宜；

为了保持堆垛的良好通气条件，在堆垛中央垂直插入通气管，如打通的竹竿；

在堆垛的25-35天时，优选为30天，将堆垛重复堆肥一次，如加足水分，堆成不松不紧的堆垛，保持良好的通气条件，然后表面覆盖10cm细土或稀泥糊涂抹使得堆垛封闭。

风干后，粉碎过筛，所述筛为1-10mm，优选为5mm。

本发明还提供了含上述改良基质的复合基质，由以下各种材料及其重量百分比组成：改良基质10-30%，纤维0-25%，种植土50-80%，其他材料体积约占0-5%，所述其他材料为复合肥、有机肥、微生物菌肥、保水剂、粘结剂、消毒剂和pH调节剂中的一种或几种。

优选地，所述复方基质是由以下各种材料及其重量百分比组成：改良基质20%，纤维25%，种植土50%，其他材料5%（复合肥、有机肥、微生物菌肥、保水剂、粘结剂、消毒剂、pH调节剂的重量比为：50：50：50：1：1：10：30）。

其中：

所述纤维为编织袋粉碎制成，添加时需要粉碎成小于1cm的片段；

所述种植土为用壤土、园林土或菜地土中的一种或几种；

复合肥为市售N:P:K=2:2:1复合肥；

有机肥为缓释饼肥；

微生物菌肥为普通市售国产复合微生物菌肥；

保水剂为聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠钾；

粘合剂为硅酸盐水泥、沥青高分子聚合物或有机粘结剂；

消毒剂为粉状硫酸亚铁；

pH调节剂为柠檬酸、磷酸、石灰、硫磺或过磷酸钙中的一种或几种。

本发明还提供了含上述边坡改良基质的复合基质在公路边坡绿化和城市园林绿化的应用。

在应用中，该复合基质与土壤混合使用，与土壤的重量比为20：100。

本发明还提供了上述成分的配置方法，在搅拌机中加入适量水，将上述组分按照重量组成比例由小到大依次添加到搅拌机中混匀。

本发明提供的边坡改良基质具有以下优点：

1、本发明所述的边坡改良基质中：

用秸秆、牛粪、食用菌渣等农业废弃物以及城市污泥等“变废为宝”，可以取代泥炭，几种农业废弃物的养分含量均能满足植物生长需求，基质养分含量最后稳定在较高水平，可作为优质价廉的护坡基质材料，应用于公路边坡绿化和城市园林绿化等建设中，既减少了污染又增加了生态经济效益，应该大力推广应用。

由于筛选最优基质配方所考察的指标较多，而同一因素水平对各指标的影响也各不相同，因此对多指标试验结果数据分析时通常是从多方面进行考虑，兼顾得失，综合考虑因素主次及最优水平组合。实践操作过程中，可以根据当地的实际情况，较为科学合理的对护坡基质配比进行局部微调，使其发挥更大作用。

2、复合基质：

1）常用的基质主要材料有土壤、泥炭、肥料、粘结剂、纤维、保水剂、酸度调节剂等。由于泥炭价格较高（主要是运输费用），增加工程成本，所以工程所需的基质材料尽可能就地取材。农业生产过程中产生废弃物种类多数量大，但利用率极低，仅有1/5被利用，造成严重资源浪费，城市污泥、秸秆、牛粪及食用菌生产剩的菌渣等其实是“放错地方”的宝贵资源。充分利用当地林草资源，选择污泥，牛粪，菌渣，秸秆等一些可再利用的废弃物作为原料，从基材的各种性质分析，以开发出质优价廉的护坡基质材料，对恢复、保护公路沿线区域的生态环境以及高速公路边坡防护有重大意义。

从试验结果可知，以20%复合基质+土壤处理的草种发芽率最高，达到79.8%，并且高于泥炭基质。

2）复合基质处理对灌草的生物量积累起到一定的促进作用。复合基质处理的生物量达显著差异水平。植物生长2个月后混合基质处理长势最好，平均株高大于8cm，覆盖率95%以上，对照处理覆盖率低于30%。

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1：边坡基质材料实验

1、材料：秸秆、牛粪及食用菌渣等农业废弃物以及城市污泥等均购自北京周边，并按照上述处理方法预处理。

试验所用草种及用量分别为：牛筋草4g/m²，狗牙根2g/m²，狼尾草3g/m²，高羊茅4g/m²，紫穗槐5g/m²，胡枝子6g/m²。从园林公司购买。播种前测定草种发芽率，并进行浸种催芽处理。

2方法：

试验设置9个处理，4次重复。

处理设置：

处理1：20%泥炭+土壤，泥炭成品，按市场成熟配方中泥炭土占基材比例。

处理2：20%牛粪+土壤，牛粪经堆肥腐熟（本发明提供的方法堆肥腐熟，方法同处理7，下同）。

处理3：20%污泥+土壤，污泥经堆肥腐熟。

处理4：20%秸秆+土壤，发酵秸秆主要为稻草。

处理5：20%草炭+土壤，生物草炭土（购买的成品）。

处理6：20%菌渣+土壤，栽培香菇之后剩余的下脚料。

处理7：20%复合基质+土壤，其中，基质经堆肥腐熟（体积比为秸秆：30%；厩肥30%；菌渣30%；污泥10%），堆肥方法为：将收集到的并铡短为10cm的秸秆，以及厩肥、菌渣、污泥等物料混匀堆放成垛，加足水分，手捏物料能出水为宜；然后加入适量硫酸亚铁溶液消毒，用铁锨轻拍至不紧不松，为保持好的通气条件，可以在堆垛中央垂直插入通气管，如打通的竹竿等，堆垛表面覆盖l0公分细土或用稀泥糊抹封闭。通常需在30天左右需要进行翻堆，加水后再堆一次，3个月既可积制成优质的有机肥，风干后，粉碎过5mm的筛，即得；然后按照基质100g，纤维（编织袋粉碎物）50g，种植土（菜地土）1000g，其他材料复合肥、有机肥和微生物菌肥各5g，保水剂和粘结剂各0.1g，消毒剂1g，pH调节剂3g配比为复合基质。

处理8：中国专利申请03117393.4的具体实施例，菌渣55份、泥炭25份、农作物秸秆5份、农家肥（鸡粪）10份，和由进口复合肥、磷肥、土壤改良剂、土壤消毒剂、土壤稳定剂各1份的添加剂组合物5份组成。

对照：土壤，无基质。

试验于温室内进行，试验所用的盆钵为塑料盆（16cm×20cm）。按试验设计的重量称量各种材料，混合，装盆。然后将浸泡催芽后的草种撒于表层2cm处，混匀，浇水500ml。为保证草的正常生长，根据天气情况浇水，使植被不出现萎蔫，并要防止病虫害，发生病虫害及时喷药。以后每天观察记录草的生长情况（包括发芽率，株高等）。

3结果

3.1各基质对灌草发芽率的影响

各基质处理草种的发芽率测定的结果见表1。从表中可看出各处理发芽率都较高，几乎无明显差异，20%复合基质+土壤（即处理7）处理的发芽率最高为79.8%，其次为20%泥炭+土壤处理（即处理1）为78.2%，说明泥炭、污泥、牛粪对草种的发芽有一定促进作用，但并不明显。20%草炭+土壤（即处理5）处理最低，为71.6%，比种植土对照稍低，处理间差异并不明显。表明各种所选的基质与泥炭处理对草种发芽没有明显差异。

表1：各处理的草种发芽率及草种的地上生物量（以干重计）

处理	对照	处理1	处理2	处理3	处理4	处理5	处理6	处理7	处理8
										发芽率（%）	73.6	78.2	77.3	78.0	71.8	71.6	73.3	79.8	76.3
生物量（g/m²）	62.12	258.71	336.95	371.16	239.84	125.56	118.09	424.63	348.51

播种5天后草发芽，10天后在泥炭，污泥，秸秆和复合基质处理中，草高约3cm。30天后不同基质草的长势已有明显差别，60天后差别显著。混合基质和污泥长势最好，平均株高大于8cm，覆盖率100%，依次泥炭、牛粪、秸秆和生物草炭等基质，覆盖率均在80%以上，纯粹土壤对照覆盖率低于30%。

3.2各基质对灌草生物量的影响

各处理生长8个月后沿地表收割，各处理的草生物量见表1，处理之间差异达显著水平，20%污泥+土壤处理的覆盖度95%以上，其次20%复合基质+土壤处理为90%以上，20%泥炭+土壤处理80%以上，从生物量看，使用复合基质原料作原料生长最好，其次为污泥、牛粪、泥炭等。

虽然从覆盖度上看，20%污泥+土壤处理要比20%复合基质+土壤处理高，但是生物量上，后者要远高于前者，且污泥中潜在的重金属污染也是不可忽视的。

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

Claims

1.一种含改良基质的复合基质，其特征在于，该复合基质由以下各种材料及其重量百分比组成：改良基质10-30%，纤维0-25%，种植土50-80%，其他材料体积占0-5%，所述其他材料为复合肥、有机肥、微生物菌肥、保水剂、粘结剂、消毒剂和pH调节剂中的一种或几种，其中改良基质是由以下重量百分比的成分制成：秸秆20-40%、厩肥20-40%、菌渣20-40%、污泥5-15%，所述厩肥为牛粪；所述菌渣是指栽培食用菌之后剩余的下脚料,所述污泥取自生活污水处理厂污水处理后所得污泥，富含大量有机质、氮、磷和多种微量元素，所述改良基质的制备方法包括以下步骤：将1-15cm长的秸秆以及厩肥、菌渣、污泥混匀堆放成垛，加足水分，然后加入硫酸亚铁溶液消毒，然后堆积成不紧不松的堆垛，保持好的通气条件，堆垛表面覆盖10cm细土或稀泥糊，涂抹使堆垛封闭，2-3个月既可，风干后，粉碎过筛，即得。

2.根据权利要求1所述复合基质，其特征在于，该复合基质是由以下各种材料及其重量百分比组成：改良基质20%，纤维25%，种植土50%，其他材料5%，所述其他材料是由复合肥、有机肥、微生物菌肥、保水剂、粘结剂、消毒剂、pH调节剂按照重量比为：50：50：50：1：1：10：30组成。

3.根据权利要求1所述的复合基质，其特征在于，所述改良基质由以下重量百分比的成分制成：秸秆30%、厩肥30%、菌渣30%、污泥10%。

4.一种制备权利要求1-3任一项所述复合基质的方法，该方法包括以下步骤：

将1-15cm长的秸秆以及厩肥、菌渣、污泥混匀堆放成垛，加足水分，然后加入硫酸亚铁溶液消毒，然后堆积成不紧不松的堆垛，保持好的通气条件，堆垛表面覆盖10cm细土或稀泥糊，涂抹使堆垛封闭， 2-3个月既可，风干后，粉碎过筛，即得。

5.权利要求1-3任一项所述的复合基质在公路边坡绿化和城市园林绿化的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，该复合基质与土壤混合使用，二者的重量比为20：100。