本發(fā)明涉及土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，特指一種貧瘠壤植土和被污染土壤修復(fù)改良基質(zhì)及方法。
背景技術(shù)：
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在高原、沙漠、礦山地帶，多為高酸堿性土壤和多礫質(zhì)砂坡體，它們的生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，其主要原因在于：(1)土壤水分不足。這與高原農(nóng)區(qū)氣候偏于半干旱和干旱有關(guān)，因此，不少地方全年均需灌溉，有的地方則需要補(bǔ)充灌溉，否則難以獲得較高而穩(wěn)定的產(chǎn)量。(2)土壤耕作層中鉀的含量較高，而氮磷偏低。高原土壤的成土母質(zhì)主要是由含鉀礦物較多的各種沉積物組成，土壤中鉀含量稍多，而氮、磷含量不足，難以滿足作物生長的正常需要，加上不少農(nóng)區(qū)缺乏施肥的習(xí)慣，或僅施入未腐熟的肥料，影響了作物的產(chǎn)量。(3)土壤風(fēng)蝕嚴(yán)重，質(zhì)地偏粗，易漏水漏肥。由于風(fēng)多且大，常常吹走，地表細(xì)土物質(zhì)，表層土壤質(zhì)地變粗，熟化層漸薄。這樣既不利于作物根系生長，也影響作物吸收土壤中的養(yǎng)分和水分。此外，部分地區(qū)土壤有鹽漬化現(xiàn)象，土壤含鹽量偏大。
而在農(nóng)村、城市地帶，多方面的污染也加重土壤壓力?，F(xiàn)階段，農(nóng)田土壤的主要問題體現(xiàn)在酸化、鹽堿化、重金屬污染、元素失衡、有機(jī)質(zhì)流失等。據(jù)了解，酸化是土壤風(fēng)化成土過程的重要方面，造成土壤酸化的來源主要有因降水量大而集中的淋溶作用造成鈣、鎂、鉀等堿性鹽基大量流失。此外，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施的缺失使耕地土壤養(yǎng)分失衡和長期大量施用含銨態(tài)氮的化肥，這些原因致使土壤出現(xiàn)酸化，土壤中有機(jī)質(zhì)含量下降，緩沖能力降低。若不及時補(bǔ)救，會使土壤中大量的營養(yǎng)元素被淋失，土壤變得貧瘠、土質(zhì)粘重、土壤板結(jié)，地力下降；對作物會抑制根系發(fā)育，產(chǎn)生黑根爛根死根無白根土，土壤中的鋁從穩(wěn)定態(tài)中釋放出來，導(dǎo)致鋁元素聚集，根系鋁中毒，植物枯萎、農(nóng)作物減產(chǎn)及水生生物死亡，品質(zhì)下降；并且酸化嚴(yán)重還會抑制某些土壤微生物的繁殖，阻礙固氮菌、細(xì)菌和放線菌的滋生，加劇土壤土傳病害。
另外，重金屬污染也是土壤聞名之變的一大問題，現(xiàn)在作物需要注意的污染主要是南方鎘、北方砷。重金屬的主要來源是大氣干濕沉降(粉塵、降水)、農(nóng)用物資的不合理使用、固體廢棄物、污水或帶重金屬水的灌溉，而其帶來的危害也是不可估量的，不僅會減弱和抑制土壤中硝化、氨化細(xì)菌活動，影響氮素供應(yīng)；還可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)；降低作物的品質(zhì)，影響土壤中的微生物活動；通過食物鏈被生物富集，產(chǎn)生生物放大作用。
隨著現(xiàn)代工業(yè)對環(huán)境的污染，土地沙漠化的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，國家甚至全球都對沙漠治理、土壤改良十分重視，然而現(xiàn)有的治理手段一般都是盲目地種植一些作物，針對性較差，忽略了對土壤的改良，導(dǎo)致治理效果差、持續(xù)時間短。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種貧瘠壤植土和被污染土壤修復(fù)改良基質(zhì)及方法以及改良方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種貧瘠壤植土和被污染土壤修復(fù)改良基質(zhì)及方法，該改良基質(zhì)各組分及其重量含量如下：
其中，酸物質(zhì)分解菌的濃度是每毫升含菌量為1.6×108-1.8×108個；堿性平衡酶的濃度是每毫升含菌量為4千萬-8千萬個；
該改良基質(zhì)的制作方法是：將酸物質(zhì)分解菌與堿性平衡酶混合經(jīng)發(fā)酵發(fā)育培植形成液化型菌劑，發(fā)酵時間為45h-60h，發(fā)酵溫度為38℃-42℃；將其余原料摻拌均勻，再將液化型菌劑與其余原料進(jìn)一步摻拌均勻，進(jìn)行分袋包裝即可。
所述酸物質(zhì)分解菌為彎曲芽孢解菌種。
本發(fā)明同時提供一種高原貧瘠壤植土改良方法，該改良方法包括如下步驟：
a.按如下重量配比調(diào)配改良基質(zhì)：濃度是每毫升含菌量為1.6×108～1.8×108個的酸物質(zhì)分解菌1-2份、濃度是每毫升含菌量為4千萬-8千萬個的堿性平衡酶1-2份、鉀鹽SAP 13-18份、凍融劑40-60份、熟石粉末260-300份、磷肥140-160份、經(jīng)發(fā)酵風(fēng)干的動物糞便45-50份、有機(jī)碳和氮素8-12份；將酸物質(zhì)分解菌與堿性平衡酶混合經(jīng)發(fā)酵發(fā)育培植形成液化型菌劑，發(fā)酵時間為45h-60h，發(fā)酵溫度為38℃-42℃；再將液化型菌劑與其余原料進(jìn)一步摻拌均勻備用；
b.對待改良的土壤進(jìn)行整平，按每平方米面積土壤0.5-1公斤的用量，將調(diào)配好的改良基質(zhì)均勻撒在土壤表面，并在工作面鋪放稻草桿進(jìn)行覆蓋；
c.自然狀態(tài)下28-30天后，在土壤工作面上進(jìn)行植物種植即可。
采用本發(fā)明改良基質(zhì)對貧瘠壤植土進(jìn)行改良后，可有效對高原貧瘠土壤、高寒凍土、深厚多礫質(zhì)砂壤、鈣巖砂質(zhì)土、黑鈣土強(qiáng)酸性土壤(PH低達(dá)2.5，同時存在風(fēng)化鈣物質(zhì)重金屬腐蝕性)、以及氮磷鉀等各種微量元素十分有限的如礦業(yè)廢棄地、排土場、被污染土壤等進(jìn)行酸化控制，配合植物穩(wěn)定技術(shù)聯(lián)合使用，達(dá)到遏制酸堿度、保水固土、生態(tài)修復(fù)、礦山恢復(fù)綠化的目的，而且改良后的土地可種植的植物種類多樣，滿足了生物多樣性要求，有利于建立多層植物立體生態(tài)系統(tǒng)。因此，本發(fā)明可使貧瘠和極度缺乏微量元素的鈣化山體河道區(qū)域得到很好的修復(fù)和改良從而達(dá)到從人工干預(yù)性治理到自然生態(tài)修復(fù)的轉(zhuǎn)變。此外，本發(fā)明基質(zhì)及其方法也可適應(yīng)于城市土壤改良，對提高城市綠化和改善城市環(huán)境有重要意義。
具體實施方式：
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實施例1：采用如下配比的改良基質(zhì)：
濃度是每毫升含菌量為1.6×108的酸物質(zhì)分解菌 1份
濃度是每毫升含菌量為4千萬個的堿性平衡酶 1份
鉀鹽SAP 15份
凍融劑 50份
熟石粉末 280份
磷肥 150份
經(jīng)發(fā)酵風(fēng)干的羊糞便 47份
有機(jī)碳和氮素 8份；
先將酸物質(zhì)分解菌與堿性平衡酶混合，在溫度40℃的條件下發(fā)酵48h，發(fā)育培植形成液化型菌劑，將其余原料摻拌均勻，再將液化型菌劑與其余原料進(jìn)一步摻拌均勻備用；
然后進(jìn)行改造施工：對待改良的土壤進(jìn)行整平，按每平方米面積土壤1公斤的用量，將調(diào)配好的改良基質(zhì)均勻撒在土壤表面，并在工作面鋪放稻草桿進(jìn)行覆蓋；鋪設(shè)稻草桿可以起到防風(fēng)、防曬、保水保濕的作用，利于改良基質(zhì)融入或浸入土壤，同時稻草桿腐爛后其內(nèi)的營養(yǎng)元素也進(jìn)入土壤形成肥料；
自然狀態(tài)下28天后，在土壤工作面上進(jìn)行植物種植。
實施例2：采用如下配比的改良基質(zhì)：
濃度是每毫升含菌量為1.8×108的酸物質(zhì)分解菌 2份
濃度是每毫升含菌量為8千萬個的堿性平衡酶 2份
鉀鹽SAP 18份
凍融劑 60份
熟石粉末 300份
磷肥 160份
經(jīng)發(fā)酵風(fēng)干的馬糞便 50份
有機(jī)碳和氮素 12份；
先將酸物質(zhì)分解菌與堿性平衡酶混合，在溫度42℃的條件下發(fā)酵45h，發(fā)育培植形成液化型菌劑，將其余原料摻拌均勻，再將液化型菌劑與其余原料進(jìn)一步摻拌均勻備用；
然后進(jìn)行改造施工：對待改良的土壤進(jìn)行整平，按每平方米面積土壤0.5公斤的用量，將調(diào)配好的改良基質(zhì)均勻撒在土壤表面，并在工作面鋪放稻草桿進(jìn)行覆蓋；
自然狀態(tài)下28天后，在土壤工作面上進(jìn)行植物種植。
實施例3：采用如下配比的改良基質(zhì)：
濃度是每毫升含菌量為1.7×108的酸物質(zhì)分解菌 1.5份
濃度是每毫升含菌量為7千萬個的堿性平衡酶 1.5份
鉀鹽SAP 13份
凍融劑 40份
熟石粉末 260份
磷肥 140份
經(jīng)發(fā)酵風(fēng)干的動物糞便 45份
有機(jī)碳和氮素 10份；
先將酸物質(zhì)分解菌與堿性平衡酶混合，在溫度38℃的條件下發(fā)酵60h，發(fā)育培植形成液化型菌劑，將其余原料摻拌均勻，再將液化型菌劑與其余原料進(jìn)一步摻拌均勻備用；
然后進(jìn)行改造施工：對待改良的土壤進(jìn)行整平，按每平方米面積土壤0.8公斤的用量，將調(diào)配好的改良基質(zhì)均勻撒在土壤表面，并在工作面鋪放稻草桿進(jìn)行覆蓋；
自然狀態(tài)下30天后，在土壤工作面上進(jìn)行植物種植。
應(yīng)用實施例：
西銅業(yè)永平銅礦生態(tài)恢復(fù)實驗區(qū)工程，旨在為永平銅礦總面積約為138.9萬m2排土場(包括南部排土場、東部排土場以及西部排土場)的大規(guī)模生態(tài)恢復(fù)工作做前期實驗準(zhǔn)備。該實驗區(qū)位于南部排土場東側(cè)坡面，面積為16800m2，包括頂部平臺和坡面兩部分。
改良前：實驗區(qū)原始條件十分惡劣，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、邊坡陡、落差大；2、沖刷嚴(yán)重，漂石成堆；3、強(qiáng)酸性土壤，高酸化潛力，pH低達(dá)2.6，同時存在大量游離的酸性離子和高度的重金屬毒性，N、P、K等各類營養(yǎng)元素也十分匱乏，嚴(yán)重貧瘠；4、實驗區(qū)內(nèi)基本無任何植物存在。
針對此，采用如下配比的改良基質(zhì)：
濃度是每毫升含菌量為1.68×108的酸物質(zhì)分解菌 1份
濃度是每毫升含菌量為6千萬個的堿性平衡酶 1份
鉀鹽SAP 15份
凍融劑 50份
熟石粉末 280份
磷肥 150份
經(jīng)發(fā)酵風(fēng)干的動物糞便 47份
有機(jī)碳和氮素 10份；
先將酸物質(zhì)分解菌與堿性平衡酶混合，在溫度40℃的條件下發(fā)酵48h，發(fā)育培植形成液化型菌劑，將其余原料摻拌均勻，再將液化型菌劑與其余原料進(jìn)一步摻拌均勻備用；
然后進(jìn)行改造施工：對待改良的土壤進(jìn)行整平，按每平方米面積土壤1公斤的用量，將調(diào)配好的改良基質(zhì)均勻撒在土壤表面，并在工作面鋪放稻草桿進(jìn)行覆蓋；
自然狀態(tài)下28天后，在土壤工作面上進(jìn)行植物種植。
整個施工改造過程持續(xù)2個月，然后轉(zhuǎn)入后期撫育階段，撫育3個月后，實驗區(qū)內(nèi)植被覆蓋率達(dá)90％以上，植物種類達(dá)40多種，成功地對該區(qū)域進(jìn)行了生態(tài)恢復(fù)治理，達(dá)到了該項目的預(yù)期目標(biāo)。
綜上所述，采用本發(fā)明改良基質(zhì)對貧瘠壤植土進(jìn)行改良后，可有效對高原貧瘠土壤、高寒凍土、深厚多礫質(zhì)砂壤、鈣巖砂質(zhì)土、黑鈣土強(qiáng)酸性土壤(PH低達(dá)2.5，同時存在風(fēng)化鈣物質(zhì)重金屬腐蝕性)、以及氮磷鉀等各種微量元素十分有限的如礦業(yè)廢棄地、排土場、被污染土壤等進(jìn)行酸化控制，配合植物穩(wěn)定技術(shù)聯(lián)合使用，達(dá)到遏制酸堿度、保水固土、生態(tài)修復(fù)、礦山恢復(fù)綠化的目的，而且改良后的土地可種植的植物種類多樣，滿足了生物多樣性要求，有利于建立多層植物立體生態(tài)系統(tǒng)。因此，本發(fā)明可使貧瘠和極度缺乏微量元素的鈣化山體河道區(qū)域得到很好的修復(fù)和改良從而達(dá)到從人工干預(yù)性治理到自然生態(tài)修復(fù)的轉(zhuǎn)變。