專利名稱:一種用于生態(tài)修復的生長栽培基質及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水土保持領域，具體的說是一種用于生態(tài)修復的生長栽培基質及其制備方法。
背景技術：
近年來在工程建設過程中，大量挖山取石造成了眾多的裸露山體缺口破碎帶，這對城市景觀和自然環(huán)境都產(chǎn)生了極為不利的影響。高速公路建設與礦(石)開采是以破壞生態(tài)環(huán)境為代價的一項現(xiàn)代化工程，其開挖路塹、填筑路堤，都導致原生植被破壞、動物棲息地破壞、水土侵蝕、出現(xiàn)了大量石質邊坡和裸露山體等一系列生態(tài)環(huán)境問題，因此恢復和重建高速公路邊坡及路側兩旁的自然生態(tài)植被勢在必行。隨著人們環(huán)保意識的日益增強，要求對大量裸露的巖石邊坡給以植被恢復。其表面植被遭受破壞后，原有的水土保持功能幾 乎完全喪失，坡度一般都較大，雨水極易沖刷坡面，且大都缺土少水不適合植物生長存活，因此必須開發(fā)無土栽培基質為植物的初始存活生長提供養(yǎng)料、水份等。基質配置技術的核心是使基質中的營養(yǎng)素比例適當，與所種植植物的習性相符、并易于植物吸收。目前對于這種裸露巖體修復主要采用爬藤種植、客土噴播或噴混植生技術進行山體復綠。但存在恢復速度慢，公開號CN: 1292988,發(fā)明名稱巖石邊坡植被護坡種植基中公布一種客土噴播種植基的配方；辜再元等在公開號CN :1271913，發(fā)明名稱巖石邊坡生態(tài)防護植物生長基質中公布了另一種客土噴播種植基的配方；公開號CN :100596269,發(fā)明名稱一種裸露巖體坡面低養(yǎng)護的植物護坡方法公布了一種坡面修復的一種方法，包括一種客土基質。邢禮軍等人在公開號CN: 1218907C，發(fā)明名稱一種脲醛控釋肥料的合成方法中公布了一種含脲醛的肥料的合成方法。這些公布的方法只是解決了目前生態(tài)修復的部分問題，但是無法達到可持續(xù)和低維護的作用，特別是在酸性土質和堿性石灰?guī)r地區(qū)問題尤為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用于生態(tài)修復的生長栽培基質及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為
一種用于生態(tài)修復的生長栽培基質，每150kg基質包括，30-40kg的脲醛泡沫顆粒、60-70kg泥炭土、20Kg有機質、O. 5-lkg益生菌粉、l_5g保水劑、5_10g粘合劑、O. 5_lg植物生長調節(jié)劑和3. 203kg微量元素。
所述有機質為10_20kg秸桿粉和/或10_20kg菇渣。
所述益生菌粉為將蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌分別于培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)至OD600 ^ I. 5，而后將培養(yǎng)液分別離心收集菌體沉淀再經(jīng)粉碎，粉碎后的蠟狀芽孢桿菌粉體、巨大芽孢桿菌粉體或按質量比2:1混合的蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌粉體，均作為益生菌粉待用。
所述保水劑為5-10g丙烯酰胺及N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺的混合物，按其質量比例混合，具體為丙烯酰胺N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2:1 ;所述粘合劑為5-10g高分子聚丙烯酸鉀、O. 5kg瓊脂粉和和Ikg水泥組成；所述微量元素為硝酸鉀O. 7kg、硼酸O. 0006kg、硝酸鈣O. 7kg、硫酸錳O. 0006kg、過磷酸鈣O. 8kg、硫酸鋅O. 0006kg、硫酸鎂O. 28kg、硫酸銅O. 0006kg、硫酸鐵O. 12kg、鑰酸銨O. 0006kg和磷酸二氫銨O. 6kg ;所述植物生長調節(jié)劑為O. I-Ig 萘乙酸(NAA)和 / 或 O. I-Ig 吲哚丁酸(IBA)。
用于生態(tài)修復的生長栽培基質的制備方法，
I)脲醛泡沫微粒為將脲醛泡沫進行粉碎制成直徑3-8毫米的均勻微粒，待用；
2)益生菌粉為將蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌分別于培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)至 OD600 ^ I. 5，而后將培養(yǎng)液分別離心收集菌體沉淀再經(jīng)粉碎，粉碎后的蠟狀芽孢桿菌粉體、巨大芽孢桿菌粉體或按質量比2:1混合的蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌粉體，均作為益生菌粉待用；
3)將基質各個成分按上述比例混合，而后混合物中加入水進而攪拌均勻。
所述保水劑為5-10g丙烯酰胺及N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺的混合物，按其質量比例混合，具體為丙烯酰胺N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2:1 ;所述粘合劑為5-10g高分子聚丙烯酸鉀、O. 5kg瓊脂粉和和Ikg水泥組成；所述微量元素為硝酸鉀O. 7kg、硼酸O. 0006kg、硝酸鈣O. 7kg、硫酸錳O. 0006kg、過磷酸鈣O. 8kg、硫酸鋅O. 0006kg、硫酸鎂O. 28kg、硫酸銅O. 0006kg、硫酸鐵O. 12kg、鑰酸銨O. 0006kg和磷酸二氫銨O. 6kg ;所述植物生長調節(jié)劑為O. I-Ig 萘乙酸(NAA)和 / 或 O. I-Ig 吲哚丁酸(IBA)。
所述基質修復的生態(tài)護坡易于種植草坪植物、灌木樹種和藤本植物。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點
I.本發(fā)明的基質有助于裸露巖體、生態(tài)脆弱區(qū)域及其他不適合植物生長的環(huán)境的修復、改善和穩(wěn)定，尤其對不適于生長植物的坡面、立面、裸露巖面有較明顯的修復作用。同時有利于被修復表面快速形成自我供給的微生態(tài)系統(tǒng)，降低整體的護養(yǎng)條件和費用。
2.本發(fā)明基質中的土壤保濕劑的主要成分為聚丙烯酸鹽和聚丙烯酰胺混合物。粘合劑是以高分子聚丙烯酰酸鉀和瓊脂粉混合而成的一種水溶性有機調理劑以及425#水泥，其中，425#水泥主要是增加培養(yǎng)基質的硬度防止雨水的沖刷及干裂，同時也起到粘合劑的作用。
3.本發(fā)明基質中的益生菌粉由蠟狀芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌單獨或按比例配制組成，益生菌粉可將植物代謝的有機物轉化為植物生長所需要的肥料，同時可以幫助脲醛泡沫降級為可以被植物利用的氮源，形成一個可以自我循環(huán)的生態(tài)體系減少維護費用。蠟狀芽孢桿菌在生長繁殖過程中可促進有機物料礦質化和腐殖化物料經(jīng)過礦質化，養(yǎng)分由無效態(tài)和緩態(tài)變?yōu)橛行B(tài)和速效態(tài)；經(jīng)過腐殖化，可產(chǎn)生多種特效代謝物如糖化酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，可大量分解作物所必須的葡萄糖、氨基酸、維生素群、生長素等活性物質和氮、磷、鉀、微量元素，促進作物生長發(fā)育，提高抗病、抗旱、抗寒能力，增加基土養(yǎng)分，提高土壤微生物活性，增加作物產(chǎn)量，提高品質，降低成本。
巨大芽孢桿菌在生長繁殖過程中能產(chǎn)生大量的有機酸，可將土壤中的難溶性有機態(tài)或無機態(tài)含磷物質分解或溶解，轉化成易被植物吸收的磷，從而提高土壤磷素的利用率，達到提高植物磷素營養(yǎng)的目的。本品在土壤中繁殖后，同時還產(chǎn)生植物激素，還能產(chǎn)生抗真菌的抗生素，抑制其他病原菌的生長。
植物益生菌有較強的固氮能力，可增加土壤中生物總量，從而促進土壤中物質的循環(huán)和能量流動，從而改善了土壤的結構和營養(yǎng)狀況。植物益生菌含有抗細菌、抗病毒的物質，這些物質能鈍化病原體的致病力以及抑制病原體生長。同時植物益生菌的活動能促進其他有益微生物增殖，抑制絲狀真菌等有害菌群生長，從而有效地抑制某些植病的發(fā)生與蔓延，能增強作物抗病防病能力。其產(chǎn)生的豐富的生理活性物質都能被植物直接吸收，有助于改善作物營養(yǎng)，激活植物細胞的活性，促進根系發(fā)育，提高作物品質。
4.本發(fā)明基質中的植物生長調節(jié)劑為萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA)，其萘乙酸主要用于促進一些不容易生根的植物插條生根，吲哚丁酸也主要用于促進植物種子生根發(fā)芽，增加植物生長調節(jié)劑可以加速植物的快速生長和繁育加快生態(tài)修復的速度同時也可以降低前期的維護費用。
5.本發(fā)明基質中的脲醛泡沫是一種較好的吸水、保水材料，其吸水性能好吸水率可達1000%，吸水速度快。可以在雨水過多發(fā)生迅速把過多的雨水吸收保存，防止水土流失，在過后又可以把儲存的水分釋放出來，同時有含有20%以上的含氮量，是植物生長不可缺少的營養(yǎng)元素，可作為長效緩釋氮肥使用。
6.本發(fā)明基質中的有機質主要采用作物秸桿粉，培育蘑菇后的菇渣等有機質作為有機肥料，增加培養(yǎng)基質的肥力減少無機肥的施用量。
7.本發(fā)明的基質對于山體邊坡生態(tài)修復的物種一般具備以下特點①耐干旱貧瘠，適應性強；②根系發(fā)達，能夠固持土壤，涵養(yǎng)水分；③生命力強，管理粗放；④生長迅速，分枝稠密；⑤樹冠濃密，落葉豐富，易于分解。
具體實施方式
實施例I
基質的制備
(I)脲醛泡沫微粒的制備，將脲醛泡沫(市購產(chǎn)品)進行粉碎制成直徑5毫米左右的均勻微粒。
(2)益生菌粉的制備，將蠟狀芽孢桿菌于培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)于37°C條件下連續(xù)培養(yǎng)16小時至菌體O. D600值大于I. 5的時候停止培養(yǎng)。而后使用低溫高速離心機于2°C用4000rpm離心I小時將菌體與培養(yǎng)基分離,將離心沉淀下來的芽孢桿菌制成菌泥,最后通過連續(xù)低溫干燥設備將菌泥制成具有活性的植物益生菌粉。
所述蠟狀芽孢桿菌培養(yǎng)基成分為，按質量百分比計，葡萄糖I. 0%，硫酸銨O. 2%，磷酸氫二鉀O. 3%，硫酸鎂O. 02%,氯化鈣O. 01%余量為水；pH7. 2。
(3)粘合劑為5g高分子聚丙烯酸鉀和O. 5kg瓊脂粉(均為市購產(chǎn)品)和lkg425#硅酸鹽水泥組成。
(4)保水劑為Sg丙烯酰胺及N，N’-甲叉雙丙烯酰胺的混合物，按其質量比例混合，具體為丙烯酰胺N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2:1 (均為市購產(chǎn)品)。
(5)有機質為20kg秸桿粉。
生態(tài)修復的含益生菌植物生長栽培基質A型具體為將下述成分混合后加入水攪拌均勻，即得到基質；
每150kg預混的基質中含30kg的脲醒泡沫顆粒、60kg泥炭土、20kg稻桿粉、O. 5kg益生菌粉、5g高分子聚丙烯酸鉀和O. 5kg瓊脂粉、8g丙烯酰胺及N, N’ -甲叉雙丙烯酰胺的混合物、lkg425#娃酸鹽水泥、O. 5g萘乙酸(NAA)、硝酸鉀O. 7kg、硼酸O. 0006kg、硝酸鈣O. 7kg、硫酸錳O. 0006kg、過磷酸鈣O. 8kg、硫酸鋅O. 0006kg、硫酸鎂O. 28kg、硫酸銅O. 0006kg、硫酸鐵O. 12kg、鑰酸銨O. 0006kg和磷酸二氫銨O. 6kg，剩余質量加入對應質量的雙蒸水補充，攪拌均勻即可。實施例2
(I)脲醛泡沫微粒的制備，將脲醛泡沫(市購產(chǎn)品)進行粉碎制成直徑8毫米左右的均勻微粒。
(2)益生菌粉的制備，將巨大芽孢桿菌于LB培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)于37°C條件下連續(xù)培養(yǎng)16小時至菌體O. D600值大于I. 5的時候停止培養(yǎng)。而后使用低溫高速離心機于2V用4000rpm離心I小時將菌體與培養(yǎng)基分離,將離心沉淀下來的巨大芽孢桿菌制成菌泥,最后通過連續(xù)低溫干燥設備將菌泥制成具有活性的植物益生菌粉。
(3)粘合劑為7g高分子聚丙烯酸鉀和O. 5kg瓊脂粉(均為市購產(chǎn)品)和lkg425#硅酸鹽水泥組成。
(4)保水劑為6g丙烯酰胺及N，N’-甲叉雙丙烯酰胺的混合物，其按質量比例混合，具體為丙烯酰胺N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2:1 (均為市購產(chǎn)品)。
(5 )有機質為20kg燕洛。
生態(tài)修復的含益生菌植物生長栽培基質B型具體為將下述成分混合后加入水攪拌均勻，即得到基質；
每150kg預混的基質中含40kg的脲醒泡沫顆粒、60kg泥炭土、20kg燕洛、0. 5kg益生菌粉、7g高分子聚丙烯酸鉀和O. 5kg瓊脂粉、6g丙烯酰胺及N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺的混合物、lkg425#硅酸鹽水泥、Ig吲哚丁酸(IBA)、硝酸鉀O. 7kg、硼酸O. 0006kg、硝酸鈣O. 7kg、硫酸錳O. 0006kg、過磷酸鈣O. 8kg、硫酸鋅O. 0006kg、硫酸鎂O. 28kg、硫酸銅O. 0006kg、硫酸鐵O. 12kg、鑰酸銨O. 0006kg和磷酸二氫銨O. 6kg，剩余質量加入對應量的雙蒸水補充，攪拌均勻即可。
實施例3
(I)脲醛泡沫微粒的制備，將脲醛泡沫(市購產(chǎn)品)進行粉碎制成直徑3毫米左右的均勻微粒。
(2)益生菌粉的制備，將蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌分別于各自培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)，在37°C條件下連續(xù)培養(yǎng)16小時至菌體O. D600值大于I. 5的時候停止培養(yǎng)，后使用低溫高速離心機于2°C用4000rpm離心I小時將菌體與培養(yǎng)基分離，將離心沉淀下來的蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌分別制成菌泥，最后通過連續(xù)低溫干燥設備分別將菌泥粉碎，粉碎后的蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌粉末按質量比2:1混合，待用。
(3)粘合劑為9g高分子聚丙烯酸鉀和O. 5kg瓊脂粉(市購產(chǎn)品)和lkg425#硅酸鹽水泥組成。
(4)保水劑為7g丙烯酰胺及N，N’-甲叉雙丙烯酰胺的混合物，其按質量比例混合，具體為丙烯酰胺N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2:1 (市購產(chǎn)品)。
(5)有機質為IOkg稻桿粉和IOkg燕洛。
生態(tài)修復的含益生菌植物生長栽培基質C型具體為將下述成分混合后加入水攪拌均勻，即得到基質；[0050]每150kg預混的基質中含30kg的脲醒泡沫顆粒、70kg泥炭土、IOkg稻桿粉、IOkg菇渣、Ikg益生菌粉、9g高分子聚丙烯酸鉀和O. 5kg瓊脂粉、7g丙烯酰胺及N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺的混合物、lkg425#硅酸鹽水泥、O. 5g吲哚丁酸(IBA)、0. 5g萘乙酸(NAA)、硝酸鉀
O.7kg、硼酸O. 0006kg、硝酸鈣O. 7kg、硫酸錳O. 0006kg、過磷酸鈣O. 8kg、硫酸鋅O. 0006kg、硫酸鎂O. 28kg、硫酸銅O. 0006kg、硫酸鐵O. 12kg、鑰酸銨O. 0006kg和磷酸二氫銨O. 6kg，剩余質量加入對應量的雙蒸水補充，攪拌均勻即可。
實施例4
將優(yōu)選的草坪植物種子、灌木樹種子和藤本植物種子與生態(tài)修復的含益生菌植物生長栽培的上述各實施例的基質進行預混，形成含生態(tài)修復植物種子的含益生菌植物生長栽培基質。上述種子與基質的配比為每150kg預混的基質中加入高羊茅種子10g、狗牙根種子4g、白三葉8g、紫穗槐8g、紫花苜猜5g、爬山虎4g或常春藤4g。
上述種子與基質混配時預先在浸泡液中浸泡3小時，可提高種子的發(fā)芽率。
所述浸泡液為lmg/L的6_芐氨基腺嘌呤水溶液和20g/L的NaOH水溶液。
所述適合修復的混播植物還可為
草坪植物為野牛草、高羊茅、紫羊茅、林地草熟禾、草地草熟禾、加拿大草熟禾、匍莖剪股穎、白穎苔草、異穗苔草、小冠花、白三葉；
灌木樹種為胡枝子、沙棘、興安刺玫、黃刺玫、刺五加、毛榛、榛子、樹錦雞兒、小葉錦雞兒、檸條錦雞兒、紫穗槐、楊柴；
藤本植物為爬山虎、五葉地錦、蛇葡萄、三裂葉、蛇葡菊、藤葉蛇葡萄、東北蛇葡萄、
地錦、葛藤、扶芳藤、常春藤、中華常春藤。
在噴播前將處理過的草坪植物種子、灌木樹種子或藤本植物種子與實施例3中所述的生態(tài)修復的含益生菌植物生長栽培基質C型充分混勻，構成含生態(tài)修復植物種子的含益生菌植物生長栽培基質D型。然后利用液壓噴播機對已經(jīng)掛好護網(wǎng)的坡面和巖體進行噴播，噴播的厚度至少為10cm。
對修復坡面噴播后，4天種子便可萌發(fā)，15天基本可萌發(fā)完畢，整體的出芽率可達82%。3個月即可完全達到對坡面整體覆蓋，完成修復的作用，且在此之后2年內(nèi)都具有良好的護坡功能。同時整個護坡生態(tài)系統(tǒng)可進行自我生態(tài)循環(huán)，進而降低整體的后期維護要求和費用，一次噴播可到達長期修復的目的。
權利要求
1.一種用于生態(tài)修復的生長栽培基質，其特征在于每150kg基質包括，30-40kg的脲醛泡沫顆粒、60_70kg泥炭土、20Kg有機質、O. 5-lkg益生菌粉、5-10g保水劑、5-10g粘合劑、O.5-lg植物生長調節(jié)劑和3. 203kg微量元素。
2.按權利要求
I所述的用于生態(tài)修復的生長栽培基質，其特征在于所述有機質為10-20kg秸桿粉和/或10_20kg菇渣。
3.按權利要求
I所述的用于生態(tài)修復的生長栽培基質，其特征在于所述益生菌粉為將蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌分別于培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)至OD6tltl ^ I. 5，而后將培養(yǎng)液分別離心收集菌體沉淀再經(jīng)粉碎，粉碎后的臘狀芽孢桿菌粉體、巨大芽孢桿菌粉體或按質量比2:1混合的蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌粉體，均作為益生菌粉待用。
4.按權利要求
I所述的用于生態(tài)修復的生長栽培基質，其特征在于所述保水劑為5-1(^丙烯酰胺及隊^ -甲叉雙丙烯酰胺的混合物，按其質量比例混合，具體為丙烯酰胺·N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2: I。
5.按權利要求
I所述的用于生態(tài)修復的生長栽培基質，其特征在于所述粘合劑為5-10g高分子聚丙烯酸鉀、O. 5kg瓊脂粉和和Ikg水泥組成。
6.按權利要求
I所述的用于生態(tài)修復的生長栽培基質，其特征在于所述植物生長調節(jié)劑為O. I-Ig萘乙酸(NAA)和/或O. I-Ig吲哚丁酸(IBA)。
7.—種權利要求
I所述的用于生態(tài)修復的生長栽培基質的制備方法，其特征在于 1)脲醛泡沫微粒為將脲醛泡沫進行粉碎制成直徑3-8毫米的均勻微粒，待用； 2)益生菌粉為將蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌分別于培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)至OD600 ^ I. 5，而后將培養(yǎng)液分別離心收集菌體沉淀再經(jīng)粉碎，粉碎后的蠟狀芽孢桿菌粉體、巨大芽孢桿菌粉體或按質量比2:1混合的蠟狀芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌粉體，均作為益生菌粉待用； 3)將基質各個成分按上述比例混合，而后混合物中加入水進而攪拌均勻。
8.按權利要求
7所述用于生態(tài)修復的生長栽培基質的制備方法，其特征在于所述保水劑為5-10g丙烯酰胺及N，N’-甲叉雙丙烯酰胺的混合物，按其質量比例混合，具體為丙烯酰胺N，N’ -甲叉雙丙烯酰胺為2:1; 所述粘合劑為5-10g高分子聚丙烯酸鉀、O. 5kg瓊脂粉和和Ikg水泥組成； 所述微量元素為硝酸鉀O. 7kg、硼酸O. 0006kg、硝酸鈣O. 7kg、硫酸錳O. 0006kg、過磷酸鈣O. 8kg、硫酸鋅O. 0006kg、硫酸鎂O. 28kg、硫酸銅O. 0006kg、硫酸鐵O. 12kg、鑰酸銨O.0006kg和磷酸二氫銨O. 6kg ； 所述植物生長調節(jié)劑為O. I-Ig萘乙酸(NAA)和/或O. I-Ig吲哚丁酸(IBA)。
9.按權利要求
7所述用于生態(tài)修復的生長栽培基質的制備方法，其特征在于所述基質修復的生態(tài)護坡易于種植草坪植物、灌木樹種和藤本植物。
專利摘要
本發(fā)明涉及水土保持領域，具體的說是一種用于生態(tài)修復的生長栽培基質及其制備方法。每150kg基質包括，30-40kg的脲醛泡沫顆粒、60-70kg泥炭土、20Kg有機質、0.5-1kg益生菌粉、5-10g保水劑、5-10g粘合劑、0.5-1g植物生長調節(jié)劑和3.203kg微量元素。本發(fā)明的基質有助于裸露巖體、生態(tài)脆弱區(qū)域及其他不適合植物生長的環(huán)境的修復、改善和穩(wěn)定，尤其對不適于生長植物的坡面、立面、裸露巖面有較明顯的修復作用。同時有利于被修復表面快速形成自我供給的微生態(tài)系統(tǒng)，降低整體的護養(yǎng)條件和費用。
文檔編號C05G3/00GKCN102898239SQ201210402108
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月19日
發(fā)明者盧麟麟, 苗永剛, 鄒江寧, 薛勁松, 姚中維, 趙晶, 李蜀嘉, 董博, 趙巖 申請人:遼寧山水城市園林景觀有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan