一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材及其制备方法

本发明涉及边坡生态修复领域，具体属于土壤改良剂制造，尤其是一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材及其制备方法。

背景技术：

1、目前，干热河谷区工程堆积体坡面主要的处理办法有：（1）设置挡土墙和主动防护网加固堆存，处理办法简单，但是不仅占用了大量的土地资源，而且造价极高，大风情况还会造成二次粉尘污染。（2）将工程堆积体筛分出来，取坚硬的石子浇筑框格梁，虽然部分石子被利用，但是利用率低，筛分过程成本高，剩下的细小粉尘颗粒形成的pm2.5对环境污染更加严重。因此，如何高效无害、资源化利用干热河谷区工程堆积体是近年来的研究重点。

2、将水电开发项目资源化利用理念和生态防护理念相结合，把干热河谷区工程堆积体土壤进行改良并利用在生态修复领域，此技术即可避免大规模的工程堆积体对环境造成的巨大压力，达到工程堆积体加固防灾目的，还能有效解决干热河谷区种植土壤匮乏的问题，可成为干热河谷区工程堆积体稳定而又有效的处理方式。同时，工程堆积体因存在大量不同粒径的碎石，与纯种植土壤相比能有效抵抗大风造成的粉尘污染，还可以抵抗水分蒸腾作用，其配置成为生态修复基材在植物根系缠绕、握裹作用下能够稳定边坡，实现工程堆积体边坡加固作用，结合生态修复基材中的掺入的活化菌可实现基材长效保水保肥效果，促进植物发芽、生长可持续性稳定发展。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材及其制备方法，可实现工程堆积体高效无害、资源化利用，同时解决现有干热河谷区生态环境脆弱、生态修复保水保肥能力不足，植被脆弱、单一的问题。

2、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述基材包括以下重量份配比的组份：工程堆积体30-50、种植土40-60、基材胶粘液14-20、植物纤维4-6、普通肥1.2-1.8、长效肥0.5-0.9、有机质1-3、改性剂0.2-0.6、保水剂0.1-0.3、活化菌剂0.1-0.3。

3、所述基材包括以下各组分的重量份为：工程堆积体40、种植土50、基材胶粘液17、植物纤维5、普通肥1.5、长效肥0.7、有机质2、改性剂0.4、保水剂0.2、活化菌剂0.2。

4、所述工程堆积体为工程施工开挖堆积的碎石，经碎石机后进行筛分，颗粒不大于50mm。

5、所述种植土为表土，取自地表深度1m以内的种植表土，经风干后过筛，粒径不大于10mm，土壤含水量不大于8%。

6、所述基材胶粘液由质量比为1:1的胶粘a液与胶粘b液组成，其中胶粘a液用脲酶溶液，浓度为0.25g/l，胶粘b液用尿素和氯化钙的水溶液组成，浓度为0.25mol/l。

7、所述植物纤维为棕榈纤维或者松树纤维，由树木取出后打碎为直径不大于1mm，长度不大于50mm的丝状，结合气暴热法制成，与其他材料混合易均匀拌合。

8、所述普通肥中氮磷钾比例1.2-1.8:1.2-1.8:2.2-2.8；长效肥中氮磷钾比例2.5-3.5:2.5-3.5:4.5-5.5。

9、所述有机质为稻壳、锯末的一种或混合物。

10、所述改性剂为常温下处于干燥状态秸秆或木质生物炭的一种或混合物，吸附性强；

11、所述保水剂为阴离子型聚丙烯酰胺，其中分子量1000万-1500万，固含量不低于90%；

12、所述活化菌剂为枯草芽孢杆菌，其采用高密度液态深层发酵技术，喷雾干燥制作而成的菌体，纯度高、活力强、繁殖快、耐高温、适应性强、耐储存，有效活菌数不低于500亿/克。

13、一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材的制备方法，所述方法包括以下步骤：

14、步骤1：按照重量份比例分别制备的基材胶粘液中的胶粘a液和胶粘b液；

15、步骤2：按照重量份比例的工程堆积体和种植土充分混合搅拌5-8分钟，依次加入植物纤维、普通肥、长效肥、有机质、改性剂、保水剂、活化菌剂再次混合搅拌10-12分钟，得到生态修复基材干料；

16、步骤3：用足量的水稀释步骤1中的胶粘b液，并在步骤2生态修复基材干料搅拌的过程中均匀施加，得到生态修复基材湿料；

17、步骤4：将步骤3的生态修复基材湿料与植物种子搅拌均匀，再将步骤1制得的的胶粘a液混合搅拌3-5分钟，即得到了所述的以工程堆积体为主料的生态修复基材。

18、本发明有如下有益效果：

19、1、本发明基质以工程堆积体和种植土组成基材的骨架，工程堆积体粒径较大，抗风蚀能力强，其孔隙度大，透水性能好，种植土的土壤颗粒级配好，填充在工程堆积体孔隙，同时充分改善了基材的颗粒结构，弥补了工程堆积体保水保肥保墒效果差的问题。

20、2、本发明基材胶粘液可为生态修复基材提供胶结作用，脲酶与尿素和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀胶结、填充在基材颗粒孔隙，可为基材作用在髙陡边坡进行生态防护提供足够的强度，同时脲酶是由植物提取而来，相比采用高能耗、高碳排放的硅酸盐水泥而言更加环保。

21、3、本发明植物纤维对基材具有加筋作用，分散土体内应力，减少基材应力集中，从而抑制基材膨胀与收缩应变，减少基材受扰动后的裂隙数量和裂缝宽度，并且分解后为基材提供养分，同时也为基材胶粘液提供胶结位点，加强胶结效果；普通肥、长效肥为基材中植物生长提供养分。

22、4、本发明有机质为基材提供蓄水空间，同时分解后能提供养分；改性剂可改善基材物理结构，固持养分，吸附重金属作用，防止土壤重金属被植物吸收，然后通过食物链传递；保水剂可以迅速增强生态修复基材的持水能力，确保植物发芽、生成所需水分充足。

23、5、本发明活化菌剂可通过枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，使菌丝发生断裂、解体并溶解病原菌细胞壁，最终起到有效排斥、抑制和杀灭病原菌的作用，可有效防治根腐病、枯萎病、黄萎病、疫病等浸染性土传病害，同时促进氮磷钾吸收，平衡土壤酸碱度，改良土壤结构，提高肥料利用率，还可以调节作物根系微生态平衡，平衡土壤微生物区系，改良土壤板结，促进增根、生根、壮根、毛细根数增加。

24、6、综上，本发明提供的一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材及其制备方法，可以实现工程堆积体高效无害、资源化利用，将资源化利用理念和生态防护理念相互结合，制备形成的生态修复基材物理、生物指标良好，且适用于髙陡边坡的生态修复，将干热河谷区工程堆积体利用在生态修复领域，解决了现有干热河谷区生态环境脆弱、生态修复保水保肥保墒能力不足的问题，实现了生态修复绿色发展的目的。

技术特征：

1.一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述基材包括以下重量份配比的组份：工程堆积体30-50、种植土40-60、基材胶粘液14-20、植物纤维4-6、普通肥1.2-1.8、长效肥0.5-0.9、有机质1-3、改性剂0.2-0.6、保水剂0.1-0.3、活化菌剂0.1-0.3。

2.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述基材包括以下各组分的重量份为：工程堆积体40、种植土50、基材胶粘液17、植物纤维5、普通肥1.5、长效肥0.7、有机质2、改性剂0.4、保水剂0.2、活化菌剂0.2。

3.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述工程堆积体为工程施工开挖堆积的碎石，经碎石机后进行筛分，颗粒不大于50mm。

4.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述种植土为表土，取自地表深度1m以内的种植表土，经风干后过筛，粒径不大于10mm，土壤含水量不大于8%。

5.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述基材胶粘液由质量比为1:1的胶粘a液与胶粘b液组成，其中胶粘a液用脲酶溶液，浓度为0.25g/l，胶粘b液用尿素和氯化钙的水溶液组成，浓度为0.25mol/l。

6.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述植物纤维为棕榈纤维或者松树纤维，由树木取出后打碎为直径不大于1mm，长度不大于50mm的丝状，结合气暴热法制成，与其他材料混合易均匀拌合。

7.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述普通肥中氮磷钾比例1.2-1.8:1.2-1.8:2.2-2.8；长效肥中氮磷钾比例2.5-3.5:2.5-3.5:4.5-5.5。

8.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述有机质为稻壳、锯末的一种或混合物。

9.根据权利要求1所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材，其特征在于：所述改性剂为常温下处于干燥状态秸秆或木质生物炭的一种或混合物，吸附性强；

10.权利要求1-9中任意一项所述一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材及其制备方法，属于土壤改良剂制造技术领域，所述生态修复基材包括以下组份：工程堆积体、种植土、基材胶粘液、植物纤维、普通肥、长效肥、有机质、改性剂、保水剂、活化菌剂。本发明提供的一种以工程堆积体为主料的干热河谷区生态修复基材及其制备方法，可以实现工程堆积体高效无害、资源化利用，同时改善干热河谷区植物生长的土壤环境，促进绿色低碳边坡生态防护。本发明高效利用工业副产品，制备出施工简单、经济环保、性能稳定，保水保肥保墒的生态修复基材，植物发芽、生长状态良好，解决了现有干热河谷区生态植被脆弱、单一的难题。

技术研发人员：高峰,夏振尧,肖海,刘琦,张伦,丁瑜,许文年,倪元珍,杨瑞东,潘文舟,张宇龙,冯磊,黄舒,王照润,任远
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2