CN102612952B - 一种厌氧发酵剩余物制造生态结皮的环境修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用厌氧发酵剩余物制造生态结皮的环境修复方法。具体步骤如下：第一是获取基质：采用固液分离设备对厌氧发酵剩余物进行固液分离，获取沼渣；第二是基质调质：在沼渣中添加麦饭石、保水剂等辅助物料掺混均匀；第三是结皮成型：物料放入模具中压制成结皮；第四是野外铺设：将种子置入结皮的育苗穴内，可根据环境条件将结皮置于不同立地生境中，种子自行发芽生长，随着幼苗成长和结皮风化，植物、结皮和土壤成为一体。本方明方法简单易行、操作方便、环境友好、节约资源，适于荒漠化防治和区域生态恢复、重建和改良实践。

Description

一种厌氧发酵剩余物制造生态结皮的环境修复方法
技术领域
本发明涉及生态学领域，更具体涉及一种利用厌氧发酵剩余物作为基质制取生态结皮起到环境修复作用的方法。
背景技术
我国干旱半干旱地区约占国土面积的50％，本区降水量少，蒸发量大，植被稀少，自然灾害频繁，干旱、风沙和水土流失导致的植被退化和荒漠化现象日趋严重，由此造成了巨大的直接和间接经济损失，还威胁着人们的正常的生产和生活。随着国家西部开发战略的实施，采取植被恢复工程进行荒漠化防治已经成为改善干旱、半干旱地区生态环境的重要措施。
通常干旱、半干旱地区植被的发生受到资源的多元限制作用。除了水分作为第一限制性因子外，氮素和磷素也是主要的植被恢复限制因子。因此，在干旱、半干旱地区进行植被恢复，首先要解决土壤中水分的供应问题，其次氮磷等养分的供应问题。
随着科学技术的不断发展，针对水分限制问题，我国已经提出了众多的抗旱节水造林技术，比如，施用生长调节剂、修建鱼鳞坑、采用保水剂、植物覆盖和菌根技术等，并在植被恢复实践中开展了广泛的应用研究，这些措施都需要投入较多的人力、物力和经济，并且操作上具有一定难度。
上述节水抗旱措施都是通过改善土壤水分状况或者提高恢复物种的抗(耐)旱性从而解除水限制，但是忽略了养分供应问题，水分和养分比例失调(例如土壤氮磷比)仍导致恢复植被不能定植成功。由此可见，亟需开发一种能够自适应种子库变化并能保证种子萌发、幼苗生长的生态友好型恢复技术。
发明内容
本发明目的在于提供一种人造生态结皮的植被恢复方法，此方法克服了植被恢复中现有技术操作复杂、投入过大且营养物质不能保证的问题，本方法简单易行、经济快捷、操作方便、环境友好，并且基质的来源——沼渣成本低、资源量大和养分丰富，适于规模化应用。
本发明利用厌氧发酵剩余物——沼渣制作生态结皮并进行植被恢复的步骤如下：
A、将沼气工程中的发酵剩余物用泵抽到分离装置——固液分离机上，经过分离后，得到固体部分(即沼渣)和液体部分(即沼液)，再将沼渣用粉碎机粉碎，即可获得粒径为1.0～5.0mm沼渣粉，在场地上晾晒，直至沼渣粉含水量为40％以下，获得沼渣粉，即制作生态结皮的原基质；
B、测定沼渣粉的pH值以及有机质、总氮、总磷、总钾和微量元素含量，根据恢复物种植被的生长需要，按比例定量添加限制植被生长的营养物质，按200∶1的重量比，将麦饭石(100～120目)和保水剂粉末添加到沼渣粉中，以增加基质微量元素和保水性能，使用搅拌装置10r/min拌匀，搅拌过程中添加氨水或者磷酸调节原基质pH值到5.0～7.0，再堆放熟化3～6d，基质调质完成；
C、将调质完成后的基质放入模具中压制成生态结皮，结皮容重为1.1g/cm3左右，厚度为5cm，形状可根据立地条件自由裁切，另外，结皮面缘粗糙，具有育苗穴，其为锥形瓶状，育苗穴大小可以根据种子投放量设计；
D、在拟进行植被恢复的区域，提前采集目标恢复物种的种子，选择出优良种子，在种子萌发季于不同立地环境中铺设生态结皮，先将目标物种种子置入育苗穴内，每穴投放4～8粒种子，适当浇水，促进种子发芽生长。
本发明是利用由麦饭石、保水剂、氮磷钾肥为调节剂加入以厌氧发酵工程大量废弃的沼渣为主要基质中，制作出沼渣生态结皮，满足种子发芽、幼苗生长阶段的水分、养分和微量元素的生长需要，提高了恢复物种的幼苗存活率和定植机会，而且化废为宝，实现了沼渣的高值利用，消除了沼渣潜在二次环境污染危害，具有良好的经济效益、生态效益和环境效益。本发明由于用沼渣作为基质，生产成本低廉、资源丰富，具有质轻、保湿、防晒性能，同时，麦饭石和保水剂的加入，使生态结皮具有吸水保水、补充微量元素的性能。
本发明的制作方法简单、操作方便，生态结皮供肥供水期长，可模块化生产与铺设，适用于各种裸露地表，尤其是立地土壤条件恶劣的环境下的植被恢复。
具体实施方式
为了更好理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作详细说明，未详加说明的按本领域现有技术。本发明要求保护的范围不单限于实施例表示的范围：
本发明植物秸秆板材的制作方法，包括如下步骤：
A、将以作物秸秆为发酵原料的大中型沼气工程中的发酵剩余物经固液分离后，得到秸秆沼渣，采用普通粉碎机粉碎至粒径为2.0mm的沼渣粉，在场地上晾晒，使其含水量小于40％，得秸秆沼渣粉末100kg；
B、经过测定，秸秆沼渣pH值为7.22，比干旱河谷燥褐土表层土壤pH值低1.02，全氮、全磷、有效氮、有效磷含量分别为19830、3130、1930、670mg/kg，比干旱河谷燥褐土表层土壤分别高出15830、2450、1712、655mg/kg，因此，基质pH值和养分满足恢复物种——小马安羊蹄甲(Bauhinia faberi)的生长需要，无须添加养分和调节pH值；
C、按200∶1的重量比，将0.5kg麦饭石粉末(100目)和0.5kg干保水剂(淀粉接枝丙烯酸盐聚合交联物)添加到100kg沼渣粉中，使用通用搅拌机10r/min搅拌，均匀后再堆放熟化4d备用；
D、将调质完成后的基质放入模具中压制，可得容重为1.1g/cm3、规格为2m×1m×0.1m(长×宽×高)的生物结皮46块，其中育苗穴密度为2个/m2，其中心到长边和宽的距离分别为0.25m和0.67m，育苗穴为锥形瓶形状，低厚2cm，高度8cm，底直径6cm，口直径0.8cm；
E、6月份，在海拔1200～2200m范围的干旱河谷，选择3类立地生境，分别为裸地、灌层、岩石下，每种生境铺设1块生态结皮；结皮育苗穴投入5粒种子，如果非雨前实施，需适当在结皮上浇水，以保证种子发芽生长；如果为雨前实施，不必浇水。
本发明可选用不同发酵原料的沼渣或者沼渣混合物，包括猪粪、鸡粪、牛粪、玉米秸、小麦秸、稻草、园艺废弃物、餐厨废弃物等，先进行固液分离，使其水分含量下于40％。可以采用多种方法调质，比如可采用秸秆粉调节基质的pH值、含水率和养分。
本发明中选用沼渣作为结皮基质，有机质和养分供应全面，再通过麦饭石、保水剂的添加可有效固持大气和土壤中的水汽，为目标物种提供了适宜的萌发和生长环境，提高了成功率。本发明变废为宝，降低了植被恢复的成本，符合节约型社会和环境友好型社会的要求。

Claims (1)

1.一种厌氧发酵剩余物制造生态结皮的环境修复方法，包括如下步骤：
A、获取基质：将沼气工程中的发酵剩余物用泵抽到分离装置——固液分离机上，经过分离后，得到固体部分即沼渣和液体部分即沼液，再将沼渣用粉碎机粉碎，即可获得粒径为1.0～5.0mm沼渣粉，在场地上晾晒，直至沼渣粉含水量为40％以下，获得沼渣粉，即制作生态结皮的原基质；
B、基质调质：测定沼渣粉的pH值以及有机质、总氮、总磷、总钾和微量元素含量，根据恢复物种植被的生长需要，按比例定量添加限制植被生长的营养物质，按200∶1的重量比，将100～120目麦饭石和保水剂粉末添加到沼渣粉中，以增加基质微量元素和保水性能，使用搅拌装置10r/min拌匀，搅拌过程中添加氨水或者磷酸调节原基质pH值到5.0～7.0，再堆放熟化3～6d，基质调质完成；
C、结皮成型：将调质完成后的基质放入模具中压制成生态结皮，结皮容重为1.1g/cm3左右，厚度为5cm，形状可根据立地条件自由裁切，另外，结皮面缘粗糙，具有育苗穴，其为锥形瓶状，育苗穴大小可以根据种子投放量设计；
D、野外铺设：在拟进行植被恢复的区域，提前采集目标恢复物种的种子，选择出优良种子，在种子萌发季于不同立地环境中铺设生态结皮，先将目标物种种子置入育苗穴内，每穴投放4～8粒种子，适当浇水，促进种子发芽生长。
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