CN114931080A - 一种用于生态网格消落带的湿地植物基质及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生态网格消落带的湿地植物基质及其应用。属于生态修复技术领域。该基质包括如下质量份数的组分：素土700‑900份、有机肥100‑300份、缓释硅肥10‑30份、保水剂10‑20份和微生物菌剂1‑3份。本发明应用于铺设了多孔砖形成生态网格的消落带，可促进湿地植物在消落带的生态多孔砖定植、扩繁，抵抗风浪冲击和水流冲刷，同时具有生态环保的特点，实现消落带植被恢复，发挥生态功能。

Description

一种用于生态网格消落带的湿地植物基质及其应用

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，更具体的说是涉及一种用于生态网格消落带的湿地植物基质及其应用。

背景技术

消落带是河流、湖泊、沟渠等水生生态***与陆地生态***的交错带，是水位周期性涨落的特殊区域，是维护河湖库沼水环境健康的生态屏障，可有效吸纳陆源污染物，高效阻滞径流污染物向水体扩散，具有重要的生态功能。消落带湿地植被可有效拦截吸附消纳地表径流携带的氮磷营养和有毒有害污染物，防止水质污染的发生。同时，植物根系可与土壤微生物形成交联作用，促进微生物硝化、反硝化作用和磷代谢削减氮磷营养，钝化有毒污染物毒性。此外，植物根系与土壤基质形成牢固的生物物理嵌合结构，一方面抵抗水流冲刷，促进水土保持，一方面减缓河水流速，促进水体悬浮颗粒沉降，加强土壤肥力，从而促进植物生长。因此，构建、恢复或维护消落带湿地植被，对保持水生生态***健康和生态服务功能具有重要意义。

然而，多年来的围垦造田、开挖沙石、土地硬质化等人为活动严重破坏了自然消落带生境，湿地植被覆盖率显著下降，加之流水持续冲刷，失去植被覆盖的消落带土壤逐渐贫瘠化，消落带自然湿地生态环境严重退化，彻底丧失生态服务功能。通过生态修复消落带，构建恢复消落带湿地植被，可恢复消落带生态服务功能，维护河湖库沼水环境健康。

由于消落带往往坡度较大，长期受水位波动影响和风浪冲击，且退化消落带土质贫瘠，严重硬化，若采取传统的铺设草皮或喷浆法，植物无法与消落带的坡面进行有效粘结，植物无法定植和繁育，植被恢复无法实现。

目前现有技术主要借鉴山地边坡植被修复方法，一是铺设草皮或喷洒草籽后加盖一层铁丝网进行固定，二是铺设多孔砖形成生态网格结构再移栽湿地植物。这两种方法可解决主要受降雨影响的山地边坡环境，对解决长期受水流和风浪侵蚀的消落带植被修复问题，效果有限。

现有修复技术存在弊端，而生态环境保护刻不容缓，迫切需要提出一种新的工艺技术来解决问题。

综上，如何提供一种用于生态网格消落带的湿地植物基质及其应用是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于生态网格消落带的湿地植物基质及其应用。本发明应用于铺设了多孔砖形成生态网格的消落带，可促进湿地植物在消落带的生态多孔砖定植、扩繁，抵抗风浪冲击和水流冲刷，同时具有生态环保的特点，实现消落带植被恢复，发挥生态功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，包括如下质量份数的组分：素土700-900份、有机肥100-300份、缓释硅肥10-30份、保水剂10-20份和微生物菌剂1-3份。

进一步的，一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，包括如下质量份数的组分：素土750份、有机肥250份、缓释硅肥20份、保水剂10份和微生物菌剂1份。

进一步的，素土为原位挖取农林素土，去除大颗粒石子和大体积植物残体。

进一步的，所述有机肥的制备方法如下：取秸秆和畜禽粪污按7∶3重量比例进行混合厚堆沤腐熟，发酵温度60℃、湿度60％，发酵时间30天。

进一步的，所述缓释硅肥为粉煤灰。

所取得的有益效果：硅元素可有效促进植物尤其是湿地植物生长发育和对不良环境的抵抗性，促进湿地植物定植和繁育；同时粉煤灰的多孔结构可增加基质孔隙率，提高基质保水性和通气性，促进植物根系生长。

进一步的，所述保水剂为法国爱森A30粘合剂。

所取得的有益效果：法国爱森A30粘合剂为一种高分子合成水溶类土壤调理剂，属于人工合成的有机复合物，无色无味，分解物为水、二氧化碳、氮气，对环境无污染。具有较强的沉降和絮凝土壤粒子，在土壤中形成良好的团粒结构，因此构成抗冲刷、防渗漏的载体，同时促进土壤团粒形成多孔结构，提高土壤水分渗透力。具有防止地表径流造成的土壤流失、保土保肥、缓解和调节土壤水分蒸发等特点。

进一步的，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌。

所取得的有益效果：枯草芽孢杆菌，具有肥水功能，与土壤多孔结构形成交联体，通过氧化、氨化、光合磷酸化、固氮等一系列生化反应，分解有机物提供矿物元素，钝化有毒物质提供适宜环境。

一种用于生态网格消落带的湿地植物基质的应用，包括如下步骤：

(1)原料准备：按重量份数称取素土、有机肥、保水剂、缓释硅肥和微生物菌剂；

(2)原料混合：将上述原料混合均匀，加水搅拌均匀成型，得基质；

(3)植物包埋：取所述基质500g，将3-5株湿地植物幼苗根部或5-10g种子包裹到基质中即可；

(4)基质包裹：取生物可降解塑料膜，将栽种湿地植物的基质进行包裹，留出幼苗生长口，并在生物可降解塑料膜上扎出若干数量小孔；

(5)原位栽种：将包裹好的湿地植物和基质移入消落带的生态网格中，用原位土壤压紧夯实，定时浇水保湿。

进一步的，所述生物可降解塑料膜为PBS膜。

所取得的有益效果：PBS由丁二酸和丁二醇经缩聚而成，属于脂肪族聚酯类生物降解塑料，是目前公认的综合性能最好的降解塑料品种，产品可完全生物降解为二氧化碳和水，属新型环保材料。

进一步的，所述步骤(2)中每1kg原料加水700-1500g。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：本发明的基质配方适用于生态网格消落带湿地植物种苗插栽法或种子播种法，修复河流、湖泊、湿地、沟渠等受水流冲刷影响的退化消落带植被生态***，目标植物包括且不限于芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾、美人蕉、菰、纸莎草、慈姑、再力花、泽泻等湿生或耐淹植物，具有以下优越性：

(1)添加硅肥，增加植物支撑组织机械强度，增强植物对风浪冲击的抗性；强化植物抗病虫害能力，增强植物对恶劣环境的抵抗力；活化土壤磷元素，促进植物对磷、钙、镁等营养元素的吸收和利用，促进湿地植物定植与扩繁。同时粉煤灰也是一种土壤调节剂，能活化有益微生物，改良土壤，矫正土壤酸碱度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌、抗重茬及减轻重金属污染。

(2)保水剂可促使土壤形成团粒结构，稳固坡面基质，防止水力冲刷造成的水土流失，有效固定种子或植物秧苗；增加土壤团粒多孔性，提高土壤水分渗透力，为植物根系发育和微生物繁殖提供有利生境；保肥防污染，高效滞留土壤养分，提高肥料利用率，同时降低径流水分的营养元素含量，防止污染河湖水体；无毒无害，分解物为水、二氧化碳、氮气，对环境和生物无害。

(3)添加有益菌种，与基质多孔结构形成交联效应，促进有机肥分解为矿质元素，为植物提供营养，促进植物生长扩繁；同时钝化有害毒素，为植物根系发育提供良好条件。

(4)使用生物可降解塑料PBS包裹土壤基质和植物有机体，PBS具有非水溶性特点，拥有传统塑料的机械力学强度，可有效包裹和固定基质，与生态网格(多孔砖)配合使用可有效抵御水流冲刷和风浪侵蚀，实现护坡植物定植；同时具有良好的生物相容性和生物可吸收性，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料，彻底杜绝二次污染。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所需药剂为常规实验药剂，采购自市售渠道；未提及的实验方法为常规实验方法，在此不再一一赘述。

实施例1

(1)原料准备：按重量份数称取素土750份、有机肥250份、缓释硅肥20份、保水剂10份和微生物菌剂1份；

素土为原位挖取农林素土，去除大颗粒石子和大体积植物残体。

有机肥的制备方法如下：取秸秆和畜禽粪污按7∶3重量比例进行混合厚堆沤腐熟，发酵温度60℃、湿度60％，发酵时间30天。

缓释硅肥为粉煤灰。

保水剂为法国爱森A30粘合剂。

微生物菌剂为枯草芽孢杆菌。

(2)原料混合：将上述原料混合均匀，加水搅拌均匀成型，得基质；

(3)植物包埋：取所述基质500g，将3株湿地植物幼苗根部包裹到基质中即可；

(4)基质包裹：取生物可降解塑料膜，将栽种湿地植物的基质进行包裹，留出幼苗生长口，并在生物可降解塑料膜上扎出若干数量小孔；

生物可降解塑料膜为PBS膜；

(5)原位栽种：将包裹好的湿地植物和基质移入消落带的生态网格中，用原位土壤压紧夯实，定时浇水保湿。

对比例1

一种植被护坡方法(201510401688.9)

首先将植物纤维材料250g、有机质750、水泥、土壤4000g、肥料50g、保水剂1g、水2240g混合，并加入占上述所有组分重量总和的0-20％的水泥，搅拌均匀得到护坡基质混合物；然后，将护坡基质混合物装模，置于震动台密实成型，成型后置于标准养护室中养护，养护3天后脱模并在密封环境中浸泡至龄期即得护坡基质砖材；最后，将护坡基质砖材安置在需要养护的坡面上，然后按常用方法进行草籽的播撒、灌溉、养护即可。

缺点：使用水泥硬化固定，不利于培养基质与原位土壤进行融合。

对比例2

一种河岸带护坡植物种植及群落恢复的方法(201810871261.9)

1)调查河岸带的地形、宽度、植物类型、土壤质地以及水位年周期变化规律；

2)将农用保水剂、经过发酵腐熟的粉碎过的农林废弃物、泥土混匀制成种植穴填充基质；

3)在河岸带的位置挖种植穴；

4)所述的植物搭配、苗木规格以及种植穴密度进行苗木移栽；

5)移栽时的种植穴底施入农田保水剂溶液；苗木放置于穴内后，种植穴采用制备的填充基质进行填充；

6)植物移栽浇水、保持土壤湿润，次年水位降低后及时植物基部周围的覆盖物、对植物死亡区域进行补植，定时检查和维护，及时更换死亡苗木。

该发明使用多种材料混合后制成培育基质，在原位挖出种植穴后移栽植物。

缺点：没有固定基质的材料，不利于植物定植。

对比例3

含有种植基质的护坡植生型沥青混合料及其制备方法和应用(201610598741.3)

该混合料包括沥青料和种植基质，沥青料组成：岩沥青80-84份，E-51环氧树脂7-8份，甲基六氢邻苯二甲酸酐1-4份，亲水性助剂1-4份；种植基质组成：蛭石粉3-5粉，珍珠岩粉4-6份，羧甲基纤维素钠2-4份，无土栽培营养液4-7份，硫酸亚铁1-3份，营养土58-64份，长效有机复合肥8-11份，硅藻土1-5份，煤渣2-6份；所述的沥青料浸渍于植基质中或者将植基质浇注到沥青料上。

缺点：固定基质的沥青是一种严重污染环境的固废污染物，可持续向大气和水体释放有毒有害物质。

对比例4

一种利于边坡植物生长的生态护坡方法(201811203736.3)

在土质边坡顶部将无纺布埋入土中，在无纺布上面铺设植草网格，并在植草网格上回填园土，之后播种狗牙根草种；在土质边坡上，平行于边坡底边的方向上间隔设置凹形沟，垂直于边坡底边的方向上间隔设置引水沟，并在所述引水沟内填充无纺布袋；在土质边坡上，铺设无纺布，将网格状织物覆盖在无纺布上面，在网格状织物上撒欠园土，在园土中将灌木种子、草本花卉种子间隔播种。

该发明使用无纺布买入土中，在无纺布上铺设植草网格，再回填土壤，然后播种草籽。

缺点：使用无纺布，无纺布降解后形成大量微塑料，对土壤环境和水环境带来严重的微塑料污染。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，其特征在于，包括如下质量份数的组分：素土700-900份、有机肥100-300份、缓释硅肥10-30份、保水剂10-20份和微生物菌剂1-3份。

2.如权利要求1所述的一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，其特征在于，包括如下质量份数的组分：素土750份、有机肥250份、缓释硅肥20份、保水剂10份和微生物菌剂1份。

3.如权利要求1或2任一所述的一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，其特征在于，所述有机肥的制备方法如下：取秸秆和畜禽粪污按7∶3重量比例进行混合厚堆沤腐熟，发酵温度60℃、湿度60％，发酵时间30天。

4.如权利要求1或2任一所述的一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，其特征在于，所述缓释硅肥为粉煤灰。

5.如权利要求1或2任一所述的一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，其特征在于，所述保水剂为法国爱森A30粘合剂。

6.如权利要求1或2任一所述的一种用于生态网格消落带的湿地植物基质，其特征在于，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌。

7.如权利要求1或2任一所述的一种用于生态网格消落带的湿地植物基质的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)原料准备：按重量份数称取素土、有机肥、保水剂、缓释硅肥和微生物菌剂；

(2)原料混合：将上述原料混合均匀，加水搅拌均匀成型，得基质；

(3)植物包埋：取所述基质500g，将3-5株湿地植物幼苗根部或5-10g种子包裹到基质中即可；

(4)基质包裹：取生物可降解塑料膜，将栽种湿地植物的基质进行包裹，留出幼苗生长口，并在生物可降解塑料膜上扎出若干数量小孔；

(5)原位栽种：将包裹好的湿地植物和基质移入消落带的生态网格中，用原位土壤压紧夯实，定时浇水保湿。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述生物可降解塑料膜为PBS膜。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中每1kg原料加水700-1500g。