專利名稱：一種厭氧發(fā)酵剩余物制造生態(tài)結(jié)皮的環(huán)境修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，更具體涉及ー種利用厭氧發(fā)酵剩余物作為基質(zhì)制取生態(tài)結(jié)皮起到環(huán)境修復(fù)作用的方法
背景技術(shù)：
我國干旱半干旱地區(qū)約占國土面積的50%，本區(qū)降水量少，蒸發(fā)量大，植被稀少，自然災(zāi)害頻繁，干旱、風(fēng)沙和水土流失導(dǎo)致的植被退化和荒漠化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，由此造成了巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，還威脅著人們的正常的生產(chǎn)和生活。隨著國家西部開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，采取植被恢復(fù)工程進(jìn)行荒漠化防治已經(jīng)成為改善干旱、半干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要措施。通常干旱、半干旱地區(qū)植被的發(fā)生受到資源的多元限制作用。除了水分作為第一限制性因子外，氮素和磷素也是主要的植被恢復(fù)限制因子。因此，在干旱、半干旱地區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù)，首先要解決土壤中水分的供應(yīng)問題，其次氮磷等養(yǎng)分的供應(yīng)問題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，針對水分限制問題，我國已經(jīng)提出了眾多的抗旱節(jié)水造林技術(shù)，比如，施用生長調(diào)節(jié)劑、修建魚鱗坑、采用保水劑、植物覆蓋和菌根技術(shù)等，并在植被恢復(fù)實(shí)踐中開展了廣泛的應(yīng)用研究，這些措施都需要投入較多的人力、物力和經(jīng)濟(jì)，并且操作上具有一定難度。上述節(jié)水抗旱措施都是通過改善土壌水分狀況或者提高恢復(fù)物種的抗(耐)旱性從而解除水限制，但是忽略了養(yǎng)分供應(yīng)問題，水分和養(yǎng)分比例失調(diào)(例如土壤氮磷比)仍導(dǎo)致恢復(fù)植被不能定植成功。由此可見，亟需開發(fā)ー種能夠自適應(yīng)種子庫變化井能保證種子萌發(fā)、幼苗生長的生態(tài)友好型恢復(fù)技木。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供ー種人造生態(tài)結(jié)皮的植被恢復(fù)方法，此方法克服了植被恢復(fù)中現(xiàn)有技術(shù)操作復(fù)雜、投入過大且營養(yǎng)物質(zhì)不能保證的問題，本方法簡單易行、經(jīng)濟(jì)快捷、操作方便、環(huán)境友好，并且基質(zhì)的來源——沼渣成本低、資源量大和養(yǎng)分豐富，適于規(guī)模化應(yīng)用。本發(fā)明利用厭氧發(fā)酵剩余物——沼渣制作生態(tài)結(jié)皮并進(jìn)行植被恢復(fù)的步驟如下A、將沼氣工程中的發(fā)酵剩余物用泵抽到分離裝置——固液分離機(jī)上，經(jīng)過分離后，得到固體部分(即沼渣)和液體部分(即沼液)，再將沼渣用粉碎機(jī)粉碎，即可獲得粒徑為I. O 5. Omm沼渣粉，在場地上晾曬，直至沼渣粉含水量為40%以下，獲得沼渣粉，即制作生態(tài)結(jié)皮的原基質(zhì)；B、測定沼渣粉的pH值以及有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、總鉀和微量元素含量，根據(jù)恢復(fù)物種植被的生長需要，按比例定量添加限制植被生長的營養(yǎng)物質(zhì)，按200 I的重量比，將麥飯石(100 120目)和保水劑粉末添加到沼渣粉中，以增加基質(zhì)微量元素和保水性能，使用攪拌裝置lOr/min拌勻，攪拌過程中添加氨水或者磷酸調(diào)節(jié)原基質(zhì)pH值到5. O 7. O，再堆放熟化3 6d,基質(zhì)調(diào)質(zhì)完成；C、將調(diào)質(zhì)完成后的基質(zhì)放入模具中壓制成生態(tài)結(jié)皮，結(jié)皮容重為I. lg/cm3左右，厚度為5cm，形狀可根據(jù)立地條件自由裁切，另外，結(jié)皮面緣粗糙，具有育苗穴，其為錐形瓶狀，育苗穴大小可以根據(jù)種子投放量設(shè)計；
D、在擬進(jìn)行植被恢復(fù)的區(qū)域，提前采集目標(biāo)恢復(fù)物種的種子，選擇出優(yōu)良種子，在種子萌發(fā)季于不同立地環(huán)境中鋪設(shè)生態(tài)結(jié)皮，先將目標(biāo)物種種子置入育苗穴內(nèi)，每穴投放4 8粒種子，適當(dāng)澆水，促進(jìn)種子發(fā)芽生長。本發(fā)明是利用由麥飯石、保水劑、氮磷鉀肥為調(diào)節(jié)劑加入以厭氧發(fā)酵工程大量廢棄的沼渣為主要基質(zhì)中，制作出沼渣生態(tài)結(jié)皮，滿足種子發(fā)芽、幼苗生長階段的水分、養(yǎng)分和微量元素的生長需要，提高了恢復(fù)物種的幼苗存活率和定植機(jī)會，而且化廢為寶，實(shí)現(xiàn)了沼渣的高值利用，消除了沼渣潛在二次環(huán)境污染危害，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和環(huán)境效益。本發(fā)明由于用沼渣作為基質(zhì)，生產(chǎn)成本低廉、資源豐富，具有質(zhì)輕、保濕、防曬性能，同時，麥飯石和保水劑的加入，使生態(tài)結(jié)皮具有吸水保水、補(bǔ)充微量元素的性能。本發(fā)明的制作方法簡單、操作方便，生態(tài)結(jié)皮供肥供水期長，可模塊化生產(chǎn)與鋪設(shè)，適用于各種裸露地表，尤其是立地土壌條件惡劣的環(huán)境下的植被恢復(fù)。
具體實(shí)施例方式為了更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，未詳加說明的按本領(lǐng)域現(xiàn)有技木。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不單限于實(shí)施例表示的范圍本發(fā)明植物秸桿板材的制作方法，包括如下步驟A、將以作物秸桿為發(fā)酵原料的大中型沼氣工程中的發(fā)酵剩余物經(jīng)固液分離后，得到秸桿沼渣，采用普通粉碎機(jī)粉碎至粒徑為2. Omm的沼渣粉，在場地上晾曬，使其含水量小于40%,得稻桿沼洛粉末IOOkg ；B、經(jīng)過測定，秸桿沼渣pH值為7. 22，比干旱河谷燥褐土表層土壤pH值低I. 02，全氮、全磷、有效氮、有效磷含量分別為19830、3130、1930、670mg/kg，比干旱河谷燥褐土表層土壤分別高出15830、2450、1712、655mg/kg，因此，基質(zhì)pH值和養(yǎng)分滿足恢復(fù)物種——小馬安羊蹄甲(Bauhinia faberi)的生長需要,無須添加養(yǎng)分和調(diào)節(jié)pH值；C、按200 I的重量比，將O. 5kg麥飯石粉末(100目)和O. 5kg干保水劑(淀粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯(lián)物)添加到IOOkg沼渣粉中，使用通用攪拌機(jī)lOr/min攪拌，均勻后再堆放熟化4d備用；D、將調(diào)質(zhì)完成后的基質(zhì)放入模具中壓制，可得容重為I. lg/cm3、規(guī)格為2mXlmX0. Im(長X寬X高)的生物結(jié)皮46塊，其中育苗穴密度為2個/m2，其中心到長邊和寬的距離分別為O. 25m和O. 67m,育苗穴為錐形瓶形狀，低厚2cm，高度8cm，底直徑6cm，ロ 直徑 O. 8cm ；E、6月份，在海拔1200 2200m范圍的干旱河谷，選擇3類立地生境，分別為裸地、灌層、巖石下，每種生境鋪設(shè)I塊生態(tài)結(jié)皮；結(jié)皮育苗穴投入5粒種子，如果非雨前實(shí)施，需適當(dāng)在結(jié)皮上澆水，以保證種子發(fā)芽生長；如果為雨前實(shí)施，不必澆水。本發(fā)明可選用不同發(fā)酵原料的沼渣或者沼渣混合物，包括豬糞、雞糞、牛糞、玉米秸、小麥秸、稻草、園藝廢棄物、餐廚廢棄物等，先進(jìn)行固液分離，使其水分含量下于40%。可以采用多種方法調(diào)質(zhì)，比如可采用秸桿粉調(diào)節(jié)基質(zhì)的PH值、含水率和養(yǎng)分。本發(fā)明中選用沼渣作為結(jié)皮基質(zhì) ，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分供應(yīng)全面，再通過麥飯石、保水劑的添加可有效固持大氣和土壌中的水汽，為目標(biāo)物種提供了適宜的萌發(fā)和生長環(huán)境，提高了成功率。本發(fā)明變廢為寶，降低了植被恢復(fù)的成本，符合節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會的要求。
權(quán)利要求
1. 一種厭氧發(fā)酵剩余物制造生態(tài)結(jié)皮的環(huán)境修復(fù)方法，包括如下步驟 A、獲取基質(zhì)將沼氣工程中的發(fā)酵剩余物用泵抽到分離裝置——固液分離機(jī)上，經(jīng)過分離后，得到固體部分(即沼渣)和液體部分(即沼液)，再將沼渣用粉碎機(jī)粉碎，即可獲得粒徑為I. O 5. Omm沼渣粉，在場地上晾曬，直至沼渣粉含水量為40%以下，獲得沼渣粉，即制作生態(tài)結(jié)皮的原基質(zhì)； B、基質(zhì)調(diào)質(zhì)測定沼渣粉的pH值以及有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、總鉀和微量元素含量，根據(jù)恢復(fù)物種植被的生長需要，按比例定量添加限制植被生長的營養(yǎng)物質(zhì)，按200 I的重量比，將麥飯石(100 120目)和保水劑粉末添加到沼渣粉中，以增加基質(zhì)微量元素和保水性能，使用攪拌裝置lOr/min拌勻，攪拌過程中添加氨水或者磷酸調(diào)節(jié)原基質(zhì)pH值到5.O 7. O,再堆放熟化3 6d,基質(zhì)調(diào)質(zhì)完成； C、結(jié)皮成型將調(diào)質(zhì)完成后的基質(zhì)放入模具中壓制成生態(tài)結(jié)皮，結(jié)皮容重為I.lg/cm3左右，厚度為5cm，形狀可根據(jù)立地條件自由裁切，另外，結(jié)皮面緣粗糙，具有育苗穴，其為錐形瓶狀，育苗穴大小可以根據(jù)種子投放量設(shè)計； D、野外鋪設(shè)在擬進(jìn)行植被恢復(fù)的區(qū)域，提前采集目標(biāo)恢復(fù)物種的種子，選擇出優(yōu)良種子，在種子萌發(fā)季于不同立地環(huán)境中鋪設(shè)生態(tài)結(jié)皮，先將目標(biāo)物種種子置入育苗穴內(nèi)，每穴投放4 8粒種子，適當(dāng)澆水，促進(jìn)種子發(fā)芽生長。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用厭氧發(fā)酵剩余物制造生態(tài)結(jié)皮的環(huán)境修復(fù)方法。具體步驟如下第一是獲取基質(zhì)采用固液分離設(shè)備對厭氧發(fā)酵剩余物進(jìn)行固液分離，獲取沼渣；第二是基質(zhì)調(diào)質(zhì)在沼渣中添加麥飯石、保水劑等輔助物料摻混均勻；第三是結(jié)皮成型物料放入模具中壓制成結(jié)皮；第四是野外鋪設(shè)將種子置入結(jié)皮的育苗穴內(nèi)，可根據(jù)環(huán)境條件將結(jié)皮置于不同立地生境中，種子自行發(fā)芽生長，隨著幼苗成長和結(jié)皮風(fēng)化，植物、結(jié)皮和土壤成為一體。本方明方法簡單易行、操作方便、環(huán)境友好、節(jié)約資源，適于荒漠化防治和區(qū)域生態(tài)恢復(fù)、重建和改良實(shí)踐。
文檔編號C05G3/00GK102612952SQ201210083338
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者萬小春, 宋成軍, 崔光淇, 羅娟, 董保成, 趙立欣, 陳羚 申請人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院