一种千枚岩碎石配制的边坡绿化基质及配制方法与流程

文档序号:26586435发布日期:2021-09-10 19:24阅读:497来源:国知局
一种千枚岩碎石配制的边坡绿化基质及配制方法与流程

1.本发明属于生态环境治理技术领域,尤其涉及一种千枚岩碎石配制的边坡绿化基质及配制方法。


背景技术:

2.陕西南部位于秦巴山区,区域地形起伏大,地质构造复杂,区域内以千枚岩为主,山区公路的修筑或扩建,很难做到填挖平衡,不可避免的会造成大量的废弃,处理不当易造成环境污染;千枚岩岩性松软,遇水易软化,工程地质性质较差,抗风化能力较差,易风化形成岩屑,长期暴露在空气中易产生碎落现象,当地千枚岩弃渣边坡自然出绿周期为两年左右,天然草本植物基本全覆盖周期在三至五年左右,虽具备植物生长的基本环境,但是自然出绿周期较长。
3.陕南的汉中市、安康市自然条件方面具有明显的南方地区特征,主要栽种水稻,主食是大米、面食,其水稻秸秆资源较为丰富,但陕南地区秸秆利用率不高,多数被焚烧或者作为生活燃料,造成了巨大的环境污染和资源浪费。
4.目前我国在道路边坡建设中需要大量混凝土以及土壤基质,往往采取的方式是:先用混凝土浇筑出防护结构,并在防护结构上预留绿化区域,在绿化区域内填埋土壤并种植绿植。此类方法需要消耗大量混凝土,且一些山体岩石路段土层较少,土壤基质无法就近取材,需要进行异地运输,造成成本增加;如果将陕南地区特有的千枚岩就近用于当地的道路边坡建设,不仅可以解决工程地原有废弃千枚岩的再利用问题,还可解决当地公路建设中的筑路材料需求,对企业发展、社会发展、生态环境保护都有着重要的意义。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种千枚岩碎石配制的边坡绿化基质及配制方法,克服了现有技术中的缺陷。
6.为了解决技术问题,本发明的技术方案是:一种千枚岩碎石配制的边坡绿化基质,由千枚岩碎石、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土和保水剂组成,其中各组分的重量份为:千枚岩碎石100份、秸秆纤维1~5份、水泥4~12份、有机肥2~6份、草炭土6~14份、保水剂0.05~0.25份。
7.优选的,所述各组分的重量份为:千枚岩碎石100份、秸秆纤维2~4份、水泥6~10份、有机肥3~5份、草炭土8~12份、保水剂0.1~0.2份。
8.优选的,所述各组分的重量份为:千枚岩碎石100份、秸秆纤维4份、水泥6份、有机肥5份、草炭土12份、保水剂0.2份。
9.优选的,所述千枚岩碎石的粒径为1cm,千枚岩碎石中全钾含量为23~25g/kg。
10.优选的,所述秸秆纤维选自水稻秸秆纤维,长度为1~2cm,水稻秸秆纤维中有机质含量为445~455g/kg、全氮含量为6~7g/kg、全磷含量为1~2g/kg、全钾含量为8~9g/kg。
11.优选的,所述水泥选自42.5#硅酸盐水泥。
12.优选的,所述有机肥选自鸡粪有机肥,鸡粪有机肥中有机质含量为520~525g/kg、全氮含量为3~4g/kg、全磷含量为4~5g/kg、全钾含量为3~4g/kg。
13.优选的,所述草炭土选自酸性草炭土,酸性草炭土的ph值为4~5,酸性草炭土中有机质含量为218~220g/kg、全氮含量为1~2g/kg、全磷含量为3~4g/kg、全钾含量为4~5g/kg。
14.优选的,所述保水剂选自100目高分子吸水性树脂。
15.优选的,一种如上任一项所述的千枚岩碎石配制的边坡绿化基质的配制方法,包括以下步骤:步骤1:按照千枚岩碎石100份、秸秆纤维1~5份、水泥4~12份、有机肥2~6份、草炭土6~14份、保水剂0.05~0.25份称取各组分;步骤2:将千枚岩碎石进行粉碎,并过1cm筛;将秸秆纤维进行粉碎碾压,长度为1~2cm;将有机肥进行高温发酵处理;步骤3:将千枚岩碎石、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土和保水剂混合,并且搅拌均匀。
16.相对于现有技术,本发明的优点在于:(1)本发明边坡绿化基质由千枚岩碎石、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土和保水剂组成,各组分配合形成的边坡绿化基质能够有效的增大边坡绿化基质的孔隙度和含水量,同时降低边坡绿化基质的容重,能够改善边坡绿化基质的植物生长条件,提高基质的有机质和氮、磷、钾等养分含量,有利于提高植物活性,促进植物的出苗与生长;(2)本发明选择千枚岩碎石作为原生种植土,使边坡绿化基质三相分布更为合理,使边坡绿化基质更能够与当地土壤融为一体;针对陕南山区千枚岩质边坡的特点,以当地千枚岩作为边坡绿化基质主体材料,就地取材,有利于降低材料运输成本;同时千枚岩富含植物生长的钾元素,有利于植被生长;(3)本发明选择的秸秆纤维连接性能好,具有较强的抗剪和抗拉能力,适当添加秸秆纤维可以提高基质的抗剪强度;秸秆纤维可作为成孔材料,改善基质的容重和通风条件,有利于植物根系的呼吸和基质土壤中微生物的生长,防止坏根;腐熟后可以释放出大量的有机质和速效养分,能够有效地促进植物的生长和微生物的活动;(4)本发明选择的水泥能够提高基质的强度,解决基质在边坡上的稳定性问题;通过与秸秆纤维的协同作用,提高基质的黏结性、黏着性和可塑性;可以提高基质的抗雨水侵蚀能力,减少降雨时的水土流失;(5)本发明选择的有机肥中含有大量的有机质可提高边坡绿化基质中的有机质含量;有机肥是将鸡粪经过高温发酵处理,保留了其中的有益成分,可以增强边坡绿化基质中的微生物的繁殖;有机肥能够改善基质的理化性质,促进植物的吸收利用;(6)本发明选择的草炭土较为蓬松,可以改善基质的理化性质,提高基质的孔隙度和通风条件;草炭土含有较多的腐殖酸,具有较强的吸附能力,可以增加基质的团粒结构,同时降低基质的碱性;草炭土中含有较多的有机质,可以增加基质中的有机质含量,有利于植物的生长发育;(7)本发明选择的保水剂是高分子的聚合物,不易溶于水,吸水能力是自身重量的百倍左右,具有较强的保水性能;保水剂的主要功能是通过吸水和释放来补充基质中的水分,同时还具有改善基质物理结构的功能,当保水剂与肥料一起使用的时候,可以提高肥料
的利用率,可以降低基质使用肥料的成本,保水剂主要发挥作用是在植物出苗后的生长阶段,弥补因降雨和浇水的减少而造成基质土壤深部水分的缺失。
附图说明
17.图1、本发明边坡绿化基质容重影响因素分析图;图2、本发明边坡绿化基质总孔隙度影响因素分析图;图3、本发明边坡绿化基质毛管孔隙度影响因素分析图;图4、本发明边坡绿化基质非毛管孔隙度影响因素分析图;图5、本发明边坡绿化基质饱和含水量影响因素分析图;图6、本发明边坡绿化基质田间最大持水量影响因素分析图;图7、本发明边坡绿化基质ph值的影响因素分析图;图8、本发明边坡绿化基质有机质含量的影响因素分析图;图9、本发明边坡绿化基质全氮的影响因素分析图;图10、本发明边坡绿化基质全磷的影响因素分析图;图11、本发明边坡绿化基质全钾的影响因素分析图;图12、本发明边坡绿化基质高羊茅出苗率的特征分析图;图13、本发明边坡绿化基质紫花苜蓿出苗率的特征分析图;图14、本发明边坡绿化基质高羊茅的生长高度特征分析图;图15、本发明边坡绿化基质紫花苜蓿的生长高度特征分析图。
具体实施方式
18.下面结合实施例描述本发明具体实施方式:需要说明的是,本说明书所示意的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
19.同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
20.本发明公开了一种千枚岩碎石配制的边坡绿化基质,由千枚岩碎石、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土和保水剂组成,其中各组分的重量份为:千枚岩碎石100份、秸秆纤维1~5份、水泥4~12份、有机肥2~6份、草炭土6~14份、保水剂0.05~0.25份。
21.优选的,所述各组分的重量份为:千枚岩碎石100份、秸秆纤维2~4份、水泥6~10份、有机肥3~5份、草炭土8~12份、保水剂0.1~0.2份。
22.优选的,所述各组分的重量份为:千枚岩碎石100份、秸秆纤维4份、水泥6份、有机肥5份、草炭土12份、保水剂0.2份。
23.优选的,所述千枚岩碎石的粒径为1cm,千枚岩碎石中全钾含量为23~25g/kg。
24.边坡绿化基质选用的千枚岩为工程地原有废弃千枚岩,并进行粉碎,过1cm筛即可;其主要作用为:

作为原生种植土,使边坡绿化基质三相分布更为合理;

以当地千枚
岩作为边坡绿化基质主体材料,有利于降低材料运输成本;

使边坡绿化基质更能够与当地土壤融为一体。
25.优选的,所述秸秆纤维选自水稻秸秆纤维,长度为1~2cm,水稻秸秆纤维中有机质含量为445~455g/kg、全氮含量为6~7g/kg、全磷含量为1~2g/kg、全钾含量为8~9g/kg。
26.水稻秸秆中含有大量的有机质以及氮、磷、钾、钙、等元素,水稻秸秆纤维主要作用为:

秸秆纤维连接性能好,具有较强的抗剪和抗拉能力,适当添加秸秆纤维可以提高基质的抗剪强度;但其含量不能大于5%,否则会使基质结构松散;

秸秆纤维可作为成孔材料,改善基质的容重和通风条件,有利于植物根系的呼吸和基质土壤中微生物的生长,防止坏根;

腐熟后可以释放出大量的有机质和速效养分,能够有效地促进植物的生长和微生物的活动。
27.优选的,所述水泥选自42.5#硅酸盐水泥。
28.水泥在基质中的主要作用为:

能够提高基质的强度,解决基质在边坡上的稳定性问题;

通过与植物纤维的协同作用,提高基质的黏结性、黏着性和可塑性;

可以提高基质的抗雨水侵蚀能力,减少降雨时的水土流失。水泥的主要作用原理是通过对纤维和土壤的黏结增加基质的黏结力,高强度的基质可以有效地防止基质的水土流失,并且根据土壤的类型来合理使用水泥的用量。根据土壤的质地不同,水泥的添加量也会不一样。砂质土壤由于比较松散,水泥的加入量应适当增加,黏性土壤适当减少,一般的土壤可以按照常规的量来添加。在喷播的过程中,水泥同时具有润滑和防止纤维结块的作用,并且可以减小管道的阻力。
29.但是水泥的加入会明显的提高边坡绿化基质的ph值,不利于植物的出苗与生长,加入量应当适当。
30.优选的,所述有机肥选自鸡粪有机肥,鸡粪有机肥中有机质含量为520~525g/kg、全氮含量为3~4g/kg、全磷含量为4~5g/kg、全钾含量为3~4g/kg。
31.添加有机肥的主要是:

有机肥中含有大量的有机质提高边坡绿化基质中的有机质含量;

有机肥是将鸡粪经过高温发酵处理,保留了其中的有益成分,可以增强边坡绿化基质中的微生物的繁殖;

有机肥能够改善基质的理化性质,促进植物的吸收利用。
32.优选的,所述草炭土选自酸性草炭土,酸性草炭土的ph值为4~5,酸性草炭土中有机质含量为218~220g/kg、全氮含量为1~2g/kg、全磷含量为3~4g/kg、全钾含量为4~5g/kg。
33.草炭土主要作用为:

草炭土较为蓬松,可以改善基质的理化性质,提高基质的孔隙度和通风条件;

草炭土含有较多的腐殖酸,具有较强的吸附能力,可以增加基质的团粒结构,同时降低基质的碱性;

草炭土中含有较多的有机质,可以增加基质中的有机质含量,有利于植物的生长发育。
34.优选的,所述保水剂选自100目高分子吸水性树脂。
35.本发明选择的保水剂是高分子的聚合物,不易溶于水,吸水能力是自身重量的百倍左右,具有较强的保水性能;保水剂的主要功能是通过吸水和释放来补充基质中的水分,同时还具有改善基质物理结构的功能,当保水剂与肥料一起使用的时候,可以提高肥料的利用率,可以降低基质使用肥料的成本,保水剂主要发挥作用是在植物出苗后的生长阶段,弥补因降雨和浇水的减少而造成基质土壤深部水分的缺失;保水剂的使用寿命一般在5年左右,当其发生分解之后产生的是二氧化碳和水等无害物质。保水剂的主要组成成分为聚
丙烯酸盐,这些大分子组分能够吸收、储存和释放水分,还可以改善土壤的物理结构,为植物生长提供良好的环境。
36.优选的,一种如上任一项所述的千枚岩碎石配制的边坡绿化基质的配制方法,包括以下步骤:步骤1:按照千枚岩碎石100份、秸秆纤维1~5份、水泥4~12份、有机肥2~6份、草炭土6~14份、保水剂0.05~0.25份称取各组分;步骤2:将千枚岩碎石进行粉碎,并过1cm筛;将秸秆纤维进行粉碎碾压,长度为1~2cm;将有机肥进行高温发酵处理;步骤3:将千枚岩碎石、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土和保水剂混合,并且搅拌均匀。
37.为研究边坡绿化基质中各种材料所添加的比例,针对岩质边坡的特点,结合基质材料自身的特性,应用正交试验的方法进行设计,此次试验选用秸秆纤维、普通硅酸盐水泥、有机肥、草炭土和保水剂,本试验采用的水稻秸秆中含有机物450g/kg左右、氮6.3g/kg、磷1.1g/kg、钾8.5g/kg;采用的有机肥为鸡粪有机肥,有机质含量为524.53g/kg、全氮含量3.33g/kg、全磷含量4.13g/kg、全钾含量为3.47g/kg;采用的草炭土为酸性草炭土,ph值为4.38,有机质含量为218.28g/kg、全氮含量1.12g/kg、全磷含量3.65g/kg、全钾为4.98g/kg;本试验共5种材料因素,每种因素设置5个水平,不考虑各因素之间的相互作用,同时以纯千枚岩基质作为对照(ck)处理,以千枚岩所占的比例为1,各因素所占的比例见表1所示,试验设计方案见表2。
38.表1
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基质材料因素水平表(单位:%)表2
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试验设计方案表
盆栽试验方法根据表2的设计,共分为25中不同配比的试验基质,另加上1个对照试验,共26组试验;每个试验进行一次盆栽试验,共需26个盆栽试验。选用高羊茅和紫花苜蓿两种植物种子,并按照2:1的比例混合(共300粒),作为试验草种,在内径为20cm,高度为25cm的塑料花盆中进行盆栽试验。具体的试验步骤如下:(1)配置基质根据表1和表2的设计称取响应质量的原材料于搅拌盆中,进行搅拌均匀,每次混合基质的总质量为5kg。
39.(2)装盆种植为避免边坡绿化基质渗漏对实验造成影响,将每一个花盆底内部放置一张滤纸,然后将搅拌好的混合基质倒入花盆中,并将种子均匀撒入盆中,其上覆盖层厚度为2cm左右。
40.(3)养护管理装盆后将花盆放置于试验室外的空地上,保证光照,进行露天试验。在种植初期,为保证基质内部水分充足,每两天进行一次浇水,等植物生长成坪后,每五天进行一次浇水,浇透为止。试验进行3个月后,进入夏季,雨水充足,停止浇水养护,使其自然生长。
41.(4)生长记录
种植初期,每天观察植物的出苗情况,并进行记录。从5月1日起,每两周对植物生长高度进行一次测量。
42.基质指标的测定方法基质物理性质的测定:基质需要在种植草种之前测定基质容重、基质孔隙度和基质含水量等指标。基质容重采用环刀称重法测定;基质孔隙度采用计算法;基质含水量采用烘干法。
43.基质化学指标的测定:基质的ph值采用ph酸度计测定;基质的有机质采用重铬酸钾容量法测定;全氮采用干烧法;全磷采用酸溶

钼锑抗比色法;全钾采用naoh熔融

火焰光度法。
44.植物生长指标的测定:种子出苗率和植株高度。种子出苗率=(累计发芽的种子数量/种子总数)
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100%,从植物开始发芽的第一天开始统计,共统计一个月的数据。植物从4月23日开始种植,至4月30日已基本都开始发芽,植株高度统计从5月1日起,随后每两周对其生长高度用直尺进行测量统计,7月10日。
45.数据处理方法本次试验数据处理分析采用spss软件,绘图采用origin软件。
46.边坡绿化基质物理性质测定结果分析通过试验测定生态边坡绿化基质的基本物理指标,如表3所示。
47.表3
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边坡绿化基质基本物理指标测定结果
边坡绿化基质是植物生长的载体,为植物生长提供必要的空气、水以及养分。容重是衡量边坡绿化基质物理性质的一个基本参数,可反映边坡绿化基质的松紧程度、孔隙度、计算边坡绿化基质的质量。一般植物生长的土壤容重多介于1.0~1.5g/cm3之间,受土壤质地、有机质含量以及自然因素和人为管理因素影响较大。土壤压实易导致容重增大,不利于土壤水分储存、空气流通。通常,最适宜植物生长的土壤容重为1.0~1.1g/cm3之间。如表3所示,对照试验基质容重为1.517g/cm3,而试验边坡绿化基质容重均明显低于对照试验,说明试验基质更适于植物生长。
48.边坡绿化基质土壤总孔隙度是反映土壤总体积中非固相部分体积所占的比例。若基质孔隙度较低,基质较为紧密,则影响植物根系生长;若基质空隙过大,基质过于松散,容易导致植物扎根不稳,依然不利于生长。一般土壤总孔隙度为30%~60%。毛管孔隙度是指边坡绿化基质中毛管水所占的孔隙,当量孔径小于0.02mm,可储存水分,同时植物根毛可直接插入,是对植物最为有效孔径。如表3所示,对照试验边坡绿化基质总孔隙度39.1%,毛管孔隙度为34.4%,均明显低于试验基质。
49.水是植物赖以生存的物质,边坡绿化基质是岩质边坡植物生长的直接水分来源,基质水分极大程度上参与了土壤中的物质转化和养分转移的过程。如表3所示,饱和含水量为边坡绿化基质中的所有孔隙为水充满时,水分重量与边坡绿化基质干重的比值;而田间
最大持水量为边坡绿化基质中毛管孔隙为水所充满时,水分重量与边坡绿化基质干重的比值。表3中显示,对照试验的饱和含水量为25.8%,田间最大持水量为22.7%,远低于试验边坡绿化基质。
50.边坡绿化基质容重的影响因素分析根据表3试验结果,对边坡绿化基质容重的影响因素进行极差分析,得到图1。
51.对比分析图1可得以下结论:对照试验边坡绿化基质容重为1.517g/cm3,远高于其他试验边坡绿化基质的容重,同时不同因素对于边坡绿化基质容重的影响程度也不同。
52.秸秆纤维(因素a)对于边坡绿化基质容重的影响最大。当秸秆纤维添加量为水平1时,边坡绿化基质容重为1.344g/cm3;当秸秆纤维添加量为水平5时,边坡绿化基质容重降低至1.004g/cm3,降低0.34g/cm3,降低率25.3%。这是由于秸秆纤维容重明显低于千枚岩,且较为蓬松、不易压缩,秸秆纤维的添加,能够显著降低边坡绿化基质的容重,改善其物理性能,有利于植物的出苗与生长。
53.其次是草炭土(因素d)对基质容重的影响。草炭土添加量为水平1时,边坡绿化基质为容重为1.179g/cm3;而草炭土添加量达到水平5时,容重降低至1.148g/cm3,降低了2.7%。这是由于虽然草炭土的容重远低于千枚岩,但是其容易被压缩,在基质混合时,被其他材料压缩,因此其添加量的变化对于边坡绿化基质容重的影响并不明显。
54.而有机肥(因素c)、水泥(因素b)和保水剂(因素e)对于边坡绿化基质容重的影响很低。这是由于有机肥和水泥与千枚岩容重相差并不大,同时保水剂用量变化很小,均不能够对边坡绿化基质容重产生较大的影响。
55.因此,适当地增加秸秆纤维的用量可以显著降低边坡绿化基质的容重,当秸秆纤维添加量为4%~5%时,达到边坡绿化基质的容重为1.0~1.1g/cm3之间,最适合植物生长。
56.边坡绿化基质孔隙度的影响因素分析根据表3的试验结果,对边坡绿化基质孔隙度的影响因素进行极差分析,得到图2、图3和图4。
57.对比分析图2、图3和图4可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质总孔隙度为39.1%,毛管孔隙度为34.4%,均明显低于试验边坡绿化基质,对于植物生长不利;而对照试验边坡绿化基质的非毛管孔隙度为4.7%,与其他试验基质差别并不明显。同时不同因素对于边坡绿化基质孔隙度的影响程度也不同。
58.秸秆纤维(因素a)对于边坡绿化基质总孔隙度和毛管孔隙度以及非毛管孔隙度均有较大的影响。秸秆纤维添加量为水平1时,边坡绿化基质的总孔隙度为49.9%,毛管孔隙度为46.2%,非毛管孔隙度为3.7%;而当秸秆纤维添加量为水平5时,总孔隙度为58.9%,毛管孔隙度为51.6%,非毛管孔隙度为7.4%,分别增大了9%、5.4%和3.7%。这是由于秸秆纤维的加入,使得边坡绿化基质更加蓬松,基质内部孔隙增多,同时秸秆纤维与千枚岩之间存在大量接触面,导致边坡绿化基质的毛管孔隙度增大。又由于部分秸秆纤维破碎不彻底,存在一些孔隙,这些孔隙当量直径较大,属于非毛管孔隙度。毛管孔隙度和非毛管孔隙度共同增大,总孔隙度也相应的增大。
59.其次是草炭土(因素d)对于边坡绿化基质总孔隙度和毛管孔隙度以及非毛管孔隙度的影响。草炭土添加量为水平1时,边坡绿化基质的总孔隙度为53.2%,毛管孔隙度为
47.5%,非毛管孔隙度为5.7%;而当草炭土添加量为水平5时,总孔隙度为55.4%,毛管孔隙度为50.2%,非毛管孔隙度为5.2%,分别增大了2.2%、2.7%和

0.5%。由于草炭土自身密度小、较为蓬松、毛管孔隙度大,因此,添加草炭土有利于增大边坡绿化基质的毛管孔隙度,而对于总孔隙的影响较小。
60.而水泥(因素b)由于自身粒径较小,孔隙度较小,同时在制作基质混合物时,容易填入其他材料的孔隙中,造成试验基质孔隙度降低。因此,随着水泥添加量的增大,边坡绿化基质的孔隙度缓慢降低。有机肥(因素c)其自身为球状颗粒,因此有机肥的加入对于边坡绿化基质孔隙度的影响并不明显。保水剂(因素e)用量变化很小,不能够对边坡绿化基质孔隙度产生较大的影响。
61.因此,适当地增加秸秆纤维以及草炭土的用量可以达到改善边坡绿化基质的植物生长条件、提高基质孔隙度的目的。
62.边坡绿化基质含水量的影响因素分析根据表3的试验结果,对边坡绿化基质含水量的影响因素进行极差分析,得到图5和图6。
63.对比分析图5和图6可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的饱和含水量为25.8%,而田间最大持水量为22.7%,均明显低于试验边坡绿化基质,而不同因素对于边坡绿化基质的饱和含水量和田间最大持水量的影响程度也不同。
64.秸秆纤维(因素a)对于边坡绿化基质的饱和含水量和田间最大持水量的影响最大。当秸秆纤维添加量为水平1时,生态边坡绿化基质的饱和含水量为37.2%,田间最大持水量为34.4%;当秸秆纤维添加量为水平5时,生态边坡绿化基质的饱和含水量为58.7%,田间最大持水量为54.1%,分别增大了21.5%和19.7%。由于秸秆纤维的加入,导致其总孔隙度和毛管孔隙度都发生了显著增大,而总孔隙度和毛管孔隙度均与边坡绿化基质干重有一定的比例关系,因此导致基质的饱和含水量和田间最大持水量均有较大的增大。
65.其次是草炭土(因素d)对于边坡绿化基质的饱和含水量和田间最大持水量的影响。相较于水平1时,水平5时边坡绿化基质的饱和含水量增大了3.1%,而田间最大持水量增大了3..5%。而水泥(因素b)对于边坡绿化基质饱和含水量和田间最大持水量有较小的负向影响,当水泥添加量为水平2时,其饱和含水量和田间最大持水量最大。有机肥(因素c)和保水剂(因素e)对于边坡绿化基质的饱和含水量和田间最大持水量的影响不明显。
66.综上分析,秸秆纤维和草炭土对于边坡绿化基质的容重、孔隙度和含水量均有较大的正向影响,提高秸秆纤维和草炭土的添加量,有利于显著降低边坡绿化基质的容重,提高基质的孔隙度和含水量,改善植物生长条件,但秸秆纤维的添加量过高时,会导致基质过于疏松,不利于形成团粒结构,因此边坡绿化基质中秸秆纤维的最适宜添加量为4%~5%。而水泥、有机肥和保水剂对于基质容重、孔隙度和含水量等指标的影响不大。
67.边坡绿化基质化学指标的测定结果分析通过试验测定生态边坡绿化基质的基本化学指标,如表4所示。
68.表4 边坡绿化基质基本化学指标测定结果
ph值可以能够直接反应边坡绿化基质土壤的酸碱性,可以直接影响到基质中微生物的活性和养分的固定和释放,更是直接影响到植物的发芽和生长。从表4中可以看出,相对于对比试验边坡绿化基质,试验基质的ph值有不同程度的增加。由于硅酸盐水泥的加入很大程度上的影响到了基质的酸碱平衡,导致边坡绿化基质土壤呈现碱性,此次试验选用的高羊茅和紫花苜蓿,均具有一定的抗碱性。
69.边坡绿化基质中的有机质是植物营养的主要来源之一,能够改善基质土壤的理化性质,改善基质的结构和通气性,加快微生物活动,提高基质土壤的保肥、保水能力和缓冲能力,促进植物生长发育。由表4可知,试验边坡绿化基质的有机质含量均大于对照试验的有机质含量;其主要原因是,有机肥和草炭土中含有大量的有机质,能够显著提高基质的有机质含量。
70.氮、磷、钾是基质土壤养分的大量元素,可以综合反映边坡绿化基质的肥力水平。表4中显示,较于对照试验基质,试验边坡绿化基质的全氮、全磷指标相较于对照试验均有一定的提高,其全钾指标有一定的降低,但仍处于正常水平。
71.ph值的影响因素分析根据表4的试验结果,对边坡绿化基质ph值的影响因素进行极差分析,得到图7。
72.对比分析图7可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的ph值为6.87,远低于试验边坡绿化基质的ph值。不同因素对于基质ph值的影响均不同。
73.水泥(因素b)对边坡绿化基质ph值的影响最大。随着水泥含量的增加,边坡绿化基质的ph值显著增加。当水泥的添加量为水平1时,边坡绿化基质的ph值为8.21;当水泥添加量为水平5时,边坡绿化基质的ph值增加到9.75,增加量为1.54。这是由于试验选用硅酸盐水泥作为黏结剂,可增加边坡绿化基质强度,硅酸盐水泥水化后,会产生氢氧化钙,并释放出大量的oh

离子,容易导致边坡绿化基质的ph值迅速增大,造成边坡绿化基质的碱性增强,不利于植物和微生物的生长。
74.草炭土(因素d)对于边坡绿化基质ph值的影响仅次于水泥。随着草炭土含量的增加,边坡绿化基质的ph值呈下降趋势。当草炭土的添加量为水平1时,边坡绿化基质的ph值为9.18;当水泥添加量为水平5时,边坡绿化基质的ph值增加到8.86,降低值为0.32。这是因为试验所采用的草炭土呈酸性,内部含有较多的腐殖酸,能够与水泥水化释放出的oh

离子相中和,降低边坡绿化基质的碱性,提高基质对于碱性的缓冲能力,同时草炭土中含有较多的微生物,可以通过微生物活动降低基质的碱性。
75.而秸秆纤维(因素a)、有机肥(因素c)和保水剂(因素e)由于自身为中性,对于边坡绿化基质的ph值并不能产生明显的影响。
76.因此,应当在保证边坡绿化基质具有足够强度的前提下,尽可能减少水泥的使用量,以降低边坡绿化基质的ph值;同时可以适当的增加草炭土的用量,其不仅可以改善边坡绿化基质的物理性质,还能够有效的降低基质的ph值,调节其酸碱性,有利于植物的出苗和生长。
77.有机质含量的影响因素分析根据表4的试验结果,对边坡绿化基质中有机质含量的影响因素进行极差分析,得到图8。
78.对比分析图8可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的有机质含量为13.37g/kg,远低于试验边坡绿化基质的有机质含量,仅为其的1/7~1/4。而且不同因素对于边坡绿化基质的有机质含量影响也有较大的不同。
79.有机肥(因素c)对于边坡绿化基质的有机质含量影响最大。随着有机肥添加量的增加,边坡绿化基质的有机质含量快速增大。当有机肥的添加量为水平1时,边坡绿化基质中的有机质含量仅为49.39g/kg,当有机肥的添加量为水平5时,边坡绿化基质中的有机质含量为82.09g/kg,增加了32.70g/kg。这是由于试验中采用的有机肥的有机质含量为524.53g/kg,是千枚岩中有机质的含量的39倍多,能够有效提高边坡绿化基质中的有机质含量。鸡粪有机肥中富含氮、磷、钾等多种养分以及多种有机酸,能够为植物提供全面的营养,同时可以促进边坡绿化基质中微生物的繁殖,改善基质的理化性质和生物活性。
80.草炭土(因素d)对于边坡绿化基质的有机质含量影响仅次于有机肥。草炭土的添加量为水平1时,边坡绿化基质中的有机质含量为59.20g/kg,当有机肥的添加量为水平5
时,边坡绿化基质中的有机质含量为74.29g/kg,增加了15.09g/kg。由于试验所采用的草炭土的有机质含量为219.28g/kg,是千枚岩中有机质含量的16.4倍,随着草炭土含量的增加,边坡绿化基质中的有机质含量也随之增加。
81.秸秆纤维(因素a)对边坡绿化基质的有机质含量的影响较小。试验中采用的水稻秸秆纤维,其有机质含量也较高,但经过微生物长期分解后,被植物的利用率并不高,且秸秆纤维的添加量较少,对边坡绿化基质的有机质含量影响不大。秸秆纤维的添加量为水平5的边坡绿化基质有机质含量仅比添加量为水平1的增加了4.94g/kg。水泥(因素b)和保水剂(因素e)对于基质的有机质含量影响不明显。
82.因此,适当地提高有机肥和草炭土的添加量,可以保证边坡绿化基质拥有充足的有机质,提高基质材料肥力,改善基质的物理性质,调节基质的水热状况。
83.边坡绿化基质养分特征的影响因素分析1、边坡绿化基质全氮影响因素分析根据表4的试验结果,对边坡绿化基质全氮养分特征的影响因素进行极差分析,得到图9。
84.对比分析图9可得:对照试验边坡绿化基质的全氮含量为0.68g/kg,略低于试验边坡绿化基质的全氮含量,不同因素对于边坡绿化基质的全氮含量的影响不大。
85.有机肥(因素c)对于边坡绿化基质全氮含量的影响最大。当有机肥的添加量为水平1时,边坡绿化基质中的全氮含量为0.77g/kg;当有机肥的添加量为水平5时,边坡绿化基质中的全氮含量为0.96g/kg,增加量为0.19g/kg,增加了24.7%。由于试验中采用的有机肥全氮含量为3.33g/kg,远高于千枚岩自身含有的全氮,因此有机肥的添加,能够较大幅度的增加边坡绿化基质中全氮的含量。
86.秸秆纤维(因素a)和草炭土(因素d)对于边坡绿化基质中全氮含量也略微有些增加。秸秆纤维和草炭土添加量为水平5时的基质全氮含量,分别比水平1时增加了0.04g/kg和0.03g/kg。由于虽然试验所采用的水稻秸秆纤维中含氮量较大,但是由于其短时间内难以被分解利用,同时所占的质量比不大,所以对边坡绿化基质的全氮含量影响较低。而草炭土自身全氮含量仅为1.12,与千枚岩含氮量差别不大,并不能对基质全氮含量产生较大的影响。
87.水泥(因素b)对边坡绿化基质的全氮含量有一定的负向影响。当水泥添加量为水平2时,基质全氮含量最大;当水泥添加量继续增大时,基质全氮总量呈现降低趋势。保水剂(因素e)由于添加量变化极小,对于基质全氮含量的影响也很小。
88.2、边坡绿化基质全磷影响因素分析根据表4的试验结果,对边坡绿化基质全氮养分特征的影响因素进行极差分析,得到图10。
89.对比分析图10可得:对照试验边坡绿化基质的全磷含量为0.55g/kg,明显低于试验边坡绿化基质的全磷含量。不同因素对于边坡绿化基质的全磷含量的影响较大。
90.草炭土(因素d)对于边坡绿化基质全磷含量的影响最大。当草炭土的添加量为水平1时,边坡绿化基质中的全磷含量为0.96g/kg;当草炭土的添加量为水平5时,边坡绿化基
质中的全磷含量为1.21g/kg,增加量为0.25g/kg,增加了26.0%。由于试验采用的草炭土全磷含量为3.65g/kg,是千枚岩内全磷含量的近7倍,且每一级水平草炭土添加量变化较大,因此草炭土的增加能够较大幅度的增加边坡绿化基质中的全磷含量。
91.有机肥(因素c)对边坡绿化基质全磷的含量影响仅次于草炭土。有机肥添加量为水平5时的基质全磷含量,比水平1时增加了0.20g/kg。由于试验所采用的有机肥全磷含量为4.13g/kg,略高于草炭土,但由于每一级水平有机肥的添加量变化较小,因此有机肥对边坡绿化基质全磷含量的影响也较高,但略低于草炭土。
92.秸秆纤维(因素a)由于其自身全磷含量与千枚岩相比,相差不大,因此对边坡绿化基质全磷含量的影响不大。水泥(因素b)对边坡绿化基质的全磷含量有一定的负向影响。保水剂(因素e)由于添加量变化极小,对于基质全磷含量的影响不明显。
93.3、边坡绿化基质全钾影响因素分析根据表4的试验结果,对边坡绿化基质全钾养分特征的影响因素进行极差分析,得到图11。
94.对比分析图11可得:对照试验边坡绿化基质的全钾含量为23.76g/kg,明显高于试验边坡绿化基质的全钾含量,各种因素对于边坡绿化基质的全钾含量的影响大致都呈现降低趋势。
95.水泥(因素b)、有机肥(因素c)和草炭土(因素d)对边坡绿化基质的全钾含量有明显的降低趋势。因为试验采用的有机肥全钾含量为3.47g/kg,草炭土为4.98g/kg,相比千枚岩的全钾含量少了很多。随着它们各自含量的增多,拉低了边坡绿化基质的钾含量,但边坡绿化基质的钾含量仍属于较高的范围,不影响植物的生长发育。
96.秸秆纤维(因素a)和保水剂(因素e)对边坡绿化基质的全钾含量影响较低。因为秸秆纤维和保水剂质量变化较小,对基质全钾含量的影响不明显。
97.因此,适当地调整有机肥和草炭土的添加量来改善边坡绿化基质中的氮、磷、钾含量,改善基质土壤的养分环境。
98.综上所述,应当在保证边坡绿化基质具有足够强度的前提下,尽可能减少水泥的添加量,以防止边坡绿化基质的碱性过高;同时增加有机肥和草炭土的添加量,可以有效地降低基质的碱性,提高基质的有机质和氮、磷、钾等养分含量,有利于提高植物活性,促进植物的出苗与生长。
99.植物出苗率的测定结果分析植物的出苗率是对生态边坡绿化基质是否有效的最直观评价。植物出苗早、出苗率高,说明边坡绿化基质的孔隙率、含水率等物理指标以及ph值、有机质含量等化学指标均适宜植物破土发芽。
100.边坡绿化基质对高羊茅出苗率的影响结果分析盆栽试验于2019年4月23日开始种植草种,30日开始陆续发芽,开始每日统计高羊茅和紫花苜蓿的出苗率。到5月15日,出苗率达到稳定,开始分析边坡绿化基质配比的不同因素水平对植物出苗率的影响。
101.根据植物种子出苗率的测定,分析高羊茅的出苗率特征,如图12所示。
102.对比分析图12可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的高羊茅出苗率为55%。整体上相较于对照试验,各试验基
质的高羊茅出苗率有一定的增长,各因素水平对高羊茅出苗率均有一定的影响。
103.图中秸秆纤维(因素a)对高羊茅出苗率的影响先增大后减小,当秸秆纤维添加量为4%时,高羊茅的出苗率达到最大,为79.2%。由于秸秆纤维的增加改善了边坡绿化基质的结构,改变了其物理性质,增大了基质的孔隙度和含水量,提高了基质的透气性,为高羊茅根系的呼吸提供了便利,有利于高羊茅种子的发芽和破土。但是秸秆纤维含量过大,易导致基质过于疏松,难以形成团粒,不利于水分的存储,对高羊茅种子的出苗产生不利影响。
104.水泥(因素b)对高羊茅种子出苗率的影响最大,水泥添加量越大,出苗率越低。当水泥添加量为水平1时,高羊茅的种子出苗率为82.3%;而当水泥的添加量为水平5时,出苗率下降至54.5%,降低了27.8%。这是由于水泥含量的增加,会显著提高生态边坡绿化基质的ph值,已经超过高羊茅生长的最适环境,严重抑制了高羊茅的出苗率。同时由于水泥能够明显改变生态边坡绿化基质的结构,增大了基质的硬度,降低了基质的通透性,进一步抑制了高羊茅的出苗。
105.有机肥(因素c)、草炭土(因素d)和保水剂(因素e)对高羊茅种子出苗率的影响不太明显。由于在种子种植初期,边坡绿化基质中有机质和各种养分的含量均处于较高状态,满足种子发育的要求,同时生长初期定期频繁的对花盆进行浇水,能够确保基质的水分充足。因此,在高羊茅植物种子的出苗阶段有机肥、草炭土和保水剂的作用并不明显。
106.边坡绿化基质对紫花苜蓿出苗率的影响结果分析根据植物种子出苗率的测定,分析紫花苜蓿的出苗率特征,如图13所示。
107.对比分析图13可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的紫花苜蓿出苗率为78%。整体上相较于对照试验,各试验基质的紫花苜蓿出苗率有所降低,各因素水平对其出苗率均有一定的影响。
108.图中秸秆纤维(因素a)对紫花苜蓿的种子出苗率有积极地影响。当秸秆纤维添加量为水平1时,紫花苜蓿种子出苗率为39.2%;而当秸秆纤维的添加量达到水平5时,出苗率为66%,增加了26.8%。这是由于秸秆纤维的增加改善了边坡绿化基质的结构,改变了其物理性质,增大了基质的孔隙度和含水量,提高了基质的透气性。同时紫花苜蓿的根系发达,入土深,种子细小,幼芽细弱,顶土能力差,因此秸秆纤维添加量较多的疏松的基质更适合紫花苜蓿中的发芽。
109.水泥(因素b)对紫花苜蓿种子出苗率的影响最大,水泥添加量越大,出苗率越低。当水泥添加量为水平1时,紫花苜蓿的种子出苗率为72.8%;而当水泥的添加量为水平5时,出苗率下降至32.2%,降低了40.6%。这是由于水泥含量的增加,会显著提高生态边坡绿化基质的ph值,已经超过紫花苜蓿生长的最适ph值,严重抑制了紫花苜蓿的出苗率。同时由于水泥能够明显改变生态边坡绿化基质的结构,增大了基质的硬度,降低了基质的通透性,不仅造成了根系发育不良,而且不利于紫花苜蓿种子的顶土出苗。
110.草炭土(因素d)对于紫花苜蓿的出苗率也有一定的影响。草炭土的添加量为水平5时的紫花苜蓿出苗率,比水平1时增加了13.2%。由于草炭土较为疏松,能够改善边坡绿化基质的孔隙度,提高基质的透水性,同时含有较多的腐殖酸,可以调节边坡绿化基质的酸碱平衡,提高紫花苜蓿的发芽率。
111.有机肥(因素c)和保水剂(因素e)对紫花苜蓿种子出苗率的影响不太明显。由于在种子种植初期,边坡绿化基质中有机质和各种养分的含量均处于较高状态,满足种子发育
的要求,同时生长初期定期频繁的对花盆进行浇水,能够确保边坡绿化基质的水分充足,因此,在紫花苜蓿植物种子的出苗阶段有机肥和保水剂的作用并不明显。
112.植物生长高度的测定结果分析植物的生长高度是对生态边坡绿化基质能否长期支持植物生长的最直观评价。植物出苗后,生长快,生长高度高,说明边坡绿化基质中的有机质含量、氮、磷、钾等养分含量适宜植物生长。
113.盆栽试验于5月1日开始统计植物生长高度,每两周统计一次,统计至7月10日,分析基质配比的不同因素水平对植物生长高度的影响。
114.边坡绿化基质对高羊茅生长高度的影响分析根据对7月10日植物种子生长高度的测定,分析高羊茅的生长高度特征,如图14所示。
115.对比分析图14可以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的高羊茅生长高度为195mm。相较于对照试验,整体上各试验基质的高羊茅生长高度有所提高,各因素水平对其生长高度均有一定的影响。
116.秸秆纤维(因素a)对高羊茅生长高度的影响先增大后减小,当秸秆纤维添加量为水平4时,高羊茅的生长高度达到最大,为323mm,相对于秸秆纤维的添加量为水平1时的高羊茅生长高度为224mm,提高了44.2%。但是当秸秆纤维的添加量继续增大时,高羊茅的生长高度有降低的趋势。这是由于秸秆纤维可以改善基边坡绿化基质的物理结构,增大其孔隙度,有利于植物根系的呼吸,促进植物处于固、液、气的均衡状态,加快其生长速度,同时较大的孔隙度有利于加快基质中水的流通,加快基质碱性的消散,降低碱性对植物生长的抑制问题。另外秸秆纤维在植物生长过程中经过发酵,转化为植物可直接吸收利用的有机质,有利于植物的生长。但是过多的秸秆纤维导致基质过于疏松,边坡绿化基质中的养分易于流失,同时导致高羊茅根系能以扎牢,易倾倒。
117.水泥(因素b)对高羊茅的生长高度具有较强的抑制作用。当水泥添加量为水平1时高羊茅的生长高度为325.2mm,当水泥添加量为水平5时,高羊茅生长高度仅为183.4mm,降低了43.6%。这是由于水泥含量的增大,不仅导致边坡绿化基质的碱性增大,严重阻碍高羊茅的生长发育,同时使基质的硬度增大,影响根部的生长。
118.有机肥(因素c)、草炭土(因素d)和保水剂(因素e)对于高羊茅的生长高度也有一定的影响。有机肥和草炭土在高羊茅的整个生长发育周期为其稳定的有机质和养分,同时草炭土结构疏松,孔隙较多,含有多种腐殖酸和微生物,能够促进植物生长发育。保水剂可以在植物生长过程中保证基质中含有充足的水分,在边坡绿化基质中含水量较大时能够快速吸水,减少水分的渗透与流失,当基质含水量较小时可以释放水分,降低干旱对高羊茅生长的影响。
119.边坡绿化基质对紫花苜蓿生长高度的影响分析根据植物种子生长高度的测定,分析紫花苜蓿的生长高度特征,如图15所示。
120.对比分析图15以得到以下结论:对照试验边坡绿化基质的紫花苜蓿生长高度为82mm。整体上各因素水平对紫花苜蓿生长高度的影响程度不同。
121.秸秆纤维(因素a)和草炭土(因素d)对紫花苜蓿生长高度具有非常积极地影响作
用。当秸秆纤维的添加量为水平1时,紫花苜蓿生长高度为64mm;当秸秆纤维添加量为水平5时,紫花苜蓿生长高度达到了126.6 mm,增长量为62.6mm,增高了97.8%。当草炭土的添加量为水平1时,紫花苜蓿生长高度为65.6mm;当草炭土添加量为水平5时,紫花苜蓿生长高度达到了128.4mm,增长量为62.8mm,增高了95.7%。由于紫花苜蓿根系发达,入土深,喜疏松土壤,秸秆纤维和草炭土均能明显的改善边坡绿化基质的物理结构,增大其孔隙度,促进边坡绿化基质处于固、液、气的均衡状态,加快其生长速度;同时草炭土中含有同时草炭土含有大量的有机质,可以为紫花苜蓿的生长提供所必需的养分,秸秆纤维亦能在紫花苜蓿生长期进行发酵,转化为紫花苜蓿可直接吸收利用的有机质,有利于其生长速度。
122.水泥(因素b)对紫花苜蓿生长高度有较大的抑制作用。当水泥的添加量为水平1时,紫花苜蓿生长高度为138mm;当秸秆纤维添加量为水平5时,紫花苜蓿生长高度仅为53.2mm,降低量为84.8mm,降低了61.4%。由于水泥的增加导致边坡绿化基质的碱性显著增大,而紫花苜蓿对于生长环境酸碱性的要求很高,造成紫花苜蓿生长缓慢;同时水泥使边坡绿化基质的强度增大,紫花苜蓿根系发达,但顶土能力差,基质的硬化导致紫花苜蓿根系生长受阻,影响生长高度。
123.有机肥(因素c)对紫花苜蓿生长高度的影响先增大后减小,当有机肥添加量为水平4时,紫花苜蓿生长高度达到最大值,为116.2mm,比水平1时高了27.6mm,增加了31.2%。有机肥能够在紫花苜蓿生长发育的整个周期都提供所需的有机质和养分,同时有机肥内含有较多微生物能够改善边坡绿化基质的碱性条件,有利于紫花苜蓿的持续生长。
124.保水剂(因素e)可以在植物生长过程中保证基质中含有充足的水分,在边坡绿化基质中含水量较大时能够快速吸水,减少水分的渗透与流失,当基质含水量较小时可以释放水分,降低干旱对紫花苜蓿生长的影响。
125.最优边坡绿化基质配比的筛选根据上述分析结果,利用综合评分法确定生态边坡绿化基质的最优配比。综合评分法主要是利用一个指标结果来反应多个指标结果的方法,方法的关键在于评分,评分必须反应出各项指标的优劣和重要性。综合评分法的评分方法可分为排队评分法和综合加权评分法。
126.排队评分法排队评分法是综合考虑边坡绿化基质配比的各项指标对于试验结果影响的 优劣,排序给出评分值,并把它作为单指标进行数据分析,是一种简单实用的评 分方法。该方法把每个指标对结果影响的最优值设定为满分10分,将最劣值设定 为最低分1分,其他值视其与最优值和最劣值之间的比例关系进行插值。例如对. 于高羊茅出苗率指标,出苗率越高,表明边坡绿化基质越好,编号16的出苗率为 83%,为最优,给10分;编号5的出苗率为42.5%,为最低,给1分;编号25的出 苗率为50%,按照插值法计算给2.67分。而对于ph值指标,边坡绿化基质越趋向 于中性,即ph值越靠近7越好,编号11的ph值为7.62,为最优,给10分;编号20 的ph值为9.89,为最劣,给1分;编号25的ph值为9.74,按照插值法计算给1.59 分。排队评分法的极差分析结果如表6所示。
127.表6排队评分法极差分析结果
此次试验编号为17的综合评分最高,为124.51分,试验中生态边坡绿化基质 的最优配比为a4b2c5d3e1,即秸秆纤维4%、水泥6%、有机肥5%、草炭土10%和 保水剂0.05%。根据表6的极差分析结果可知,影响因素的从强到弱可以分为秸秆 纤维、水泥、草炭土、有机肥和保水剂,较优配比为a4b2c4d5e2,即秸秆纤维4%、 水泥6%、有机肥5%、草炭土14%和保水剂0.1%。
128.综合加权评分法综合加权评分法是利用一个包含各项指标加权系数的公式计算每个试验结果的综合评分。加权系数的大小通过指标的重要程度决定。其计算公式为:式中:——综合评分;——第i项指标权重系数;——第i项指标评分。
129.本发明令物理指标权重为20%,化学指标为20%,出苗率指标为30%,生长高度指标为30%。将物理指标中的权重系数:容重25%,总孔隙度15%,饱和含水量15%,毛管孔隙度20%,田间最大持水量20%,非毛管孔隙度5%。化学指标中的权重系数:有机质含量25%,全氮含量15%,全磷含量15%,全钾含量5%,ph值40%。植物出苗率中的权重值:高羊茅出苗率60%,紫花苜蓿出苗率为40%。植物生长高度中的权重值:高羊茅生长高度60%,紫花苜蓿生长高度40%。各项指标基础评分按照排队评分法给出。每个指标的综合加权评分结果如表7所示,综合加权评分法的极差分析结果如表8所示。
130.表7
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综合加权评分法评分结果数据表
表8
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综合加权评分法极差分析结果从表7中可以明显的看出,此次试验编号为17的综合评分最高,为8.86分,试验中生态边坡绿化基质的最优配比为a4b2c5d3e1,即秸秆纤维4%、水泥6%、有机肥6%、草炭土10%和保水剂0.05%。根据表8的极差分析结果可知,影响因素的从强到弱可以分为水泥、秸秆纤维、草炭土、有机肥和保水剂,其中水泥对边坡绿化基质的影响为消极的,水泥添加量越多,边坡绿化基质的越差,秸秆纤维、草炭土、有机肥和保水剂为积极影响,较优配比为a4b2c4d4e4,即秸秆纤维4%、水泥6%、有机肥5%、草炭土12%和保水剂0.2%。
131.秸秆纤维和草炭土对于边坡绿化基质的物理指标影响最大,适当地提高秸秆纤维和草炭土的添加量能够有效的增大基材的孔隙度和含水量,同时降低护坡基的容重,能够改善护坡基材的植物生长条件。
132.水泥对护坡基材化学指标中的ph值影响最大,水泥添加量越高,ph值越大,越不利于植物生长,应当在保证护坡基材具有足够强度的前提下,尽可能减少水泥的添加量,以防止护坡基材的碱性过强。同时可以适当地增加有机肥和草炭土的添加量,可以有效地降低基材的碱性,提高基材的有机质和氮、磷、钾等养分含量,有利于提高植物活性,促进植物的出苗与生长。
133.秸秆纤维和草炭土对植物的出苗和生长具有积极地影响作用,而水泥对于植物的出苗和生长具有较强的消极影响。
134.通过利用综合评分法,最终确定护坡基材的最优配比为a4b2c4d4e4,即秸秆纤维4%、水泥6%、有机肥5%、草炭土12%和保水剂0.2%。
135.所用水泥为普通42.5#硅酸盐水泥,保水剂采购华潍保水剂,其他材料均为就地取材常见天然材料。
136.本发明选择千枚岩、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土、保水剂等按照不同配比组合为生态边坡绿化基质,并根据陕南植被特点选取生态边坡先锋植物,进行盆栽种植试验。
137.本发明边坡绿化基质由千枚岩碎石、秸秆纤维、水泥、有机肥、草炭土和保水剂组成,各组分配合形成的边坡绿化基质能够有效的增大边坡绿化基质的孔隙度和含水量,同时降低边坡绿化基质的容重,能够改善边坡绿化基质的植物生长条件,提高基质的有机质和氮、磷、钾等养分含量,有利于提高植物活性,促进植物的出苗与生长。
138.本发明选择千枚岩碎石作为原生种植土,使边坡绿化基质三相分布更为合理,使边坡绿化基质更能够与当地土壤融为一体;针对陕南山区千枚岩质边坡的特点,以当地千枚岩作为边坡绿化基质主体材料,就地取材,有利于降低材料运输成本;同时千枚岩富含植物生长的钾元素,有利于植被生长。
139.本发明选择的秸秆纤维连接性能好,具有较强的抗剪和抗拉能力,适当添加秸秆纤维可以提高基质的抗剪强度;秸秆纤维可作为成孔材料,改善基质的容重和通风条件,有利于植物根系的呼吸和基质土壤中微生物的生长,防止坏根;腐熟后可以释放出大量的有机质和速效养分,能够有效地促进植物的生长和微生物的活动。
140.本发明选择的水泥能够提高基质的强度,解决基质在边坡上的稳定性问题;通过与秸秆纤维的协同作用,提高基质的黏结性、黏着性和可塑性;可以提高基质的抗雨水侵蚀能力,减少降雨时的水土流失。
141.本发明选择的有机肥中含有大量的有机质可提高边坡绿化基质中的有机质含量;有机肥是将鸡粪经过高温发酵处理,保留了其中的有益成分,可以增强边坡绿化基质中的微生物的繁殖;有机肥能够改善基质的理化性质,促进植物的吸收利用。
142.本发明选择的草炭土较为蓬松,可以改善基质的理化性质,提高基质的孔隙度和通风条件;草炭土含有较多的腐殖酸,具有较强的吸附能力,可以增加基质的团粒结构,同时降低基质的碱性;草炭土中含有较多的有机质,可以增加基质中的有机质含量,有利于植物的生长发育。
143.本发明选择的保水剂是高分子的聚合物,不易溶于水,吸水能力是自身重量的百倍左右,具有较强的保水性能;保水剂的主要功能是通过吸水和释放来补充基质中的水分,同时还具有改善基质物理结构的功能,当保水剂与肥料一起使用的时候,可以提高肥料的利用率,可以降低基质使用肥料的成本,保水剂主要发挥作用是在植物出苗后的生长阶段,
弥补因降雨和浇水的减少而造成基质土壤深部水分的缺失。
144.上面对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
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