一种用于生态修复的复合基质、制备方法及其应用与流程

1.本发明涉及生态修复工程技术领域，尤其涉及一种用于生态修复的复合基质、制备方法及其应用。


背景技术：

2.采用废弃农作物秸秆纤维进行快速预处理以达到植物组织与纤维彼此分离，对秸秆进行预处理的同时，更重要的是，在森林资源匮乏的当今，采用这种技术能生产出用于生态修复的复合基质，在秸秆纤维制浆工艺研究中，国内外采用生物技术辅助制浆成为该领域研究热点：radhakrishnan等研究了离子液体介导对木质素的影响及定向生产可再生材料策略，通过添加化学或生物催化剂，即木质素降解酶(ldes)，可提高木质素的价化速率；bpjpai等使用木质素降解菌对麦秸进行预处理，表明预处理能有效降低化学试剂的使用，减短蒸煮时间和降低卡帕值，真菌处理对纸浆的强度特性没有任何不利影响；qin等研究了磷钨酸辅助预精炼结合纤维素酶处理调控纤维可及性和黏度，采用两步活化工艺为大规模生产高质量溶解浆提供绿色、高效的途径。
3.技术难点
4.1、土壤不流失
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待修复区域立地环境恶劣，土壤瘠薄或者根本没有土壤(如裸岩边坡)，而且这些边坡区域的水土流失问题严重，普通土壤无法稳定附着，所以植物定居相当困难。光有土壤也是不够的，还要考虑土壤中的养分含量和平衡问题。
5.2、正确选育植物
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常规的园林植物大多无法在这些立地条件恶劣的区域生存。在植被恢复过程中，需要考虑不同的立地条件类型、植被的生态习性及对环境的适应性、植物种群的共生关系和演替规律。所以，这个担当生态修复重任的主角必须选择正确，并能很好的“活下去”。
6.3、技术与工艺配备适当
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裸露边坡高陡、危险，表面起伏不平，植物生长条件极为恶劣，人工土壤层需要可靠附着，而且采用的所有材料和措施不应对环境造成二次破坏。所以，生态修复的施工技术和工艺都不能采用常规的建筑施工方式，而要有针对性地研发新的技术、工艺和装备。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种用于生态修复的复合基质、制备方法及其应用，以秸秆为原料，围绕绿色农用制品生产加工利用，为秸秆资源高值化利用、农业绿色发展提供支撑。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于生态修复的复合基质的制备方法，包括如下步骤：
9.s1、粉碎秸秆，向所述秸秆之中加入菌剂以形成菌剂悬液，所述菌剂与秸秆比例为1:500；
10.s2、将s1中所得菌剂悬液喷洒于秸秆之上完成后续发酵过程；
11.s3、向s2中所得产物之中注入微量元素即得用于生态修复的复合基质；
12.所述微量元素包括c、n、p、k中至少2种。
13.进一步地，将尿素和氮磷钾肥按比例0.1％和1％喷入s2中所得产物之中即得用于生态修复的复合基质。
14.进一步地，还包括抽检过程，所述抽检过程具体如下：
15.进一步地，一种用于生态修复的复合基质,依照用于生态修复的复合基质的制备方法制得
16.进一步地，一种用于生态修复的复合基质的应用，具体过程如下：将所述用于生态修复的复合基质与植物种子混合后，于10-30℃环境下喷附于绿化之上，喷附厚度为6-8cm。
17.进一步地，所述绿化位于工程坡面之上，工程坡面的坡比为1:0.5-0.75。
18.进一步地，于喷附过程之中，于坡比大于1：0.75时，其喷附的基材厚度为6cm，于坡比大于1:0.5时，基材厚度为8cm。
19.进一步地，于喷附过程前后12-24h之内避免出现阴雨天气。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过秸秆纳米催化、草种催化附着以及养分催化等技术，解决待修复区域立地环境恶劣，土壤瘠薄或根本没有土壤的状况，为植物定居附着提供相应条件。
附图说明
21.参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
22.图1为施工前坡面表观图；
23.图2为施工后坡面表观图。
具体实施方式
24.容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
25.一种用于生态修复的复合基质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
26.s1、粉碎秸秆，并向秸秆之中加入菌剂以形成菌剂悬液，其中，菌剂与秸秆的比例为1:500；
27.于s1中所用菌剂为秸秆腐熟菌剂，其购自中国农业科学院，于秸秆腐熟菌剂之中，包括地衣芽孢杆菌，有效活菌数为5.0
×
108cfu/g；
28.s2、将s1中所得菌剂悬液喷洒于秸秆之上完成后续发酵过程，于发酵过程之中，按照每1.3吨秸秆菌悬液的比例，以真空泵将菌悬液泵出均匀喷洒在切碎的秸秆上；将喷好菌悬液的秸秆送入堆肥发酵仓中，堆料高度应达到发酵仓内室净高度75％，发酵仓内保持在40-50℃，发酵周期1周；
29.于上述发酵过程之中，采用仓式堆肥的方式，将堆料混合物置于简单箱式结构中进行发酵，并采用强制通风，将通风系统组成于静态堆肥相同，如此在封闭的容器内进行堆
肥，没有臭气污染且能够较好掌控好容器之内的热量，便于发酵过程的进行。
30.s3、向s2中所得产物之中注入微量元素即得用于生态修复的复合基质；所述微量元素包括c、n、p、k中至少2种，于实际过程之中，将尿素和氮磷钾肥按比例0.1％和1％喷入s2中所得产物之中即得用于生态修复的复合基质。
31.依照gb/t33891-2017的要求对所得用于生态修复的复合基质进行抽检，抽检指标包括成品中蛔虫卵死亡率和大肠杆菌群指标，于抽检过程之中，若蛔虫卵死亡率和大肠杆菌指标之中存在任意一项指标不符合要求是，重新自二倍量的包装中选取样品进行复检，并以复检结果为准；若于复检过程之中存在指标不符合标准要求时，则判定该批次产品不合格。
32.选取修复区域，于修复区域之中，土地瘠薄或无土壤覆盖如裸岩边坡，于此类区域之中水土流失问题严重，无土壤稳定附着，故而植物定居难度极大，且即使存在土壤，亦需考量土壤之中的养分含量和平衡问题。
33.于本实施例之中，将用于生态修复的复合基质依靠机械液压原理喷播附着于待修复区域，
34.于喷附过程之中，于坡比大于1：0.75时，其喷附的基材厚度为6cm，于坡比大于1:0.5时，基材厚度为8cm，于喷附过程之中，可以多次喷附的方式进行喷播直至达到所需要的喷播厚度；
35.于上述喷播过程之中，于10-30℃环境之下进行，且于喷播前后12-24h之内避免出现阴雨天气，在喷播施工过程中，尽可能保持喷播面均匀，对喷播厚度进行管理。
36.以下结合实施例对于本技术的技术效果作进一步的说明。
37.实施例
38.实施过程主要包括：清坡、放样、挂网、进料、生物质复合基质喷洒、喷灌系统安装以及日常养护等。
39.1、清坡：清理并平整坡面；
40.2、挂网短锚钉制作、安装：
41.在坡面清理完成后，按设计规划进行放样，挂网短锚钉采用c14钢筋制作，钢锚钉拟用“l”形，长230-480mm，其中锚钉露出坡面长度为8cm，入岩长度150～400mm，按设计布置锚钉孔位，锚钉间距为500*500mm,用电钻或风钻凿孔，钴孔方向与坡面垂直，孔径为30mm，钻孔深度超深2cm，孔深170～420mm。成孔后将水泥砂浆注入孔内，再将锚钉插入孔中，使锚钉与水泥砂浆紧密结合，锚钉安装时，应长短交错。
42.3、进料：采用人工进料的方式用搅拌机搅和均匀，搅拌时间不少于5min
43.4、喷射：
44.尽可能从正面进行，避免仰喷，凹凸部及死角部分要充分注意。生物质复合基质的喷射分二次进行，第一次喷射将大压力、大比重喷射至岩石面上，喷播基质层厚度不小于80mm。第二次喷附到第一次固化喷附生物质复合基质上,厚度为20mm，与第一次喷射时间间隔2-3天。对喷射范围作标志线，计算出喷射区的面积。喷射按自左至右、从上到下的顺序进行，确保无任何漏喷。
45.5、养护：
46.养护期:为保证复绿效果，复绿施工养护期为1年(养护工作由施工单位负责)。
[0047]“生态修复基质”无论是施工还是养护与平地上的园林绿化以及土山上的林木种植存有很大不同，因此养护管理工作至关重要。养护包括灌溉、施肥、病虫害防治、基质修补、补喷、间苗等工作。
[0048]
在喷播后应立即用无纺布覆盖坡面。无纺布搭接长度不小于10cm,坡顶和坡底预留长度不少于30cm,并用8cm长的竹钉钉入坡面固定牢实,坡顶和搭接处竹钉间距50cm,坡面其他部分竹钉间距100cm,呈品字型分布。坡顶和坡脚用细土将无纺布压实，防止无纺布被风刮走，确保草种发芽前不被雨水冲刷，并有利于种于发芽期间土壤湿度的保持。在养护管理上，前期(即发芽率为30％以前)养护重在浇水，一般晴天每3-4小时大喷一次。
[0049]
为了使坡面的绿化能更好地成长，需坡面上安装喷滴灌系统，水源可收集坡面及地表径流水，或就近从沟渠水系中等用水泵抽水。
[0050]
对坡面上或边界上已保留生长着的零星原有植物，因其历经多年在没有人工养护的条件下存活下来，极为珍贵，施工过程中应严加保护，尽量不要损坏，还要设法促进其生长。对坡面这些遗存植物应加土、施肥、浇水，促进其长高长大。
[0051]
6、喷灌系统：
[0052]
宕底、宕面喷水备采用自动喷灌系统喷洒，杜绝高压水头直接喷灌。喷灌系统由喷头、管网、首部和水源等组成。
[0053]
喷头：采用矩形组合形式(边缘坡段可采用三角形形式)，喷头选有小射程喷
[0054]
管网：管材选用pvc管同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。
[0055]
首部：首部包括动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备(如自动灌溉控制器)，作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。
[0056]
水源：各宕底区设置1至多个蓄水池作为喷灌水源，其水质应满足灌溉水质标准的要求。
[0057]
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于生态修复的复合基质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、粉碎秸秆，向所述秸秆之中加入菌剂以形成菌剂悬液，所述菌剂与秸秆比例为1:500；s2、将s1中所得菌剂悬液喷洒于秸秆之上完成后续发酵过程；s3、向s2中所得产物之中注入微量元素即得用于生态修复的复合基质；所述微量元素包括c、n、p、k中至少2种。2.根据权利要求1所述的用于生态修复的复合基质的制备方法，其特征在于，将尿素和氮磷钾肥按比例0.1％和1％喷入s2中所得产物之中即得用于生态修复的复合基质。3.根据权利要求1所述的用于生态修复的复合基质的制备方法，其特征在于，还包括抽检过程，于所述抽检过程之中，抽检指标包括蛔虫卵死亡率以及大肠杆菌群指标。4.一种用于生态修复的复合基质，其特征在于，依照权利要求1-3任一所述的用于生态修复的复合基质的制备方法制得。5.一种如权利要求4所述的用于生态修复的复合基质的应用，其特征在于，具体过程如下：将所述用于生态修复的复合基质与植物种子混合后，于10-30℃环境下喷附于绿化之上，喷附厚度为6-8cm。6.根据权利要求5所述的用于生态修复的复合基质的应用，其特征在于，所述绿化位于工程坡面之上，工程坡面的坡比为1:0.5-0.75。7.根据权利要求6所述的用于生态修复的复合基质的应用，其特征在于，于喷附过程之中，于坡比大于1：0.75时，其喷附的基材厚度为6cm，于坡比大于1:0.5时，基材厚度为8cm。8.根据权利要求5所述的用于生态修复的复合基质的应用，其特征在于，于喷附过程前后12-24h之内避免出现阴雨天气。

技术总结
本发明提出了一种用于生态修复的复合基质的制备方法，包括如下步骤：S1、粉碎秸秆，向所述秸秆之中加入菌剂以形成菌剂悬液，所述菌剂与秸秆比例为1:500；S2、将S1中所得菌剂悬液喷洒于秸秆之上完成后续发酵过程；S3、向S2中所得产物之中注入微量元素即得用于生态修复的复合基质；所述微量元素包括C、N、P、K中至少2种。本发明通过秸秆纳米催化、草种催化附着以及养分催化等技术，解决待修复区域立地环境恶劣，土壤瘠薄或根本没有土壤的状况，为植物定居附着提供相应条件。居附着提供相应条件。居附着提供相应条件。


技术研发人员：史永忠 秦铭阳
受保护的技术使用者：南通海门红杉树智能科技有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/10/20