[發(fā)明專利]一種用于礦山植被恢復(fù)的生物土壤的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110381203.6
• 申請日: 2011-11-26
• 公開（公告）號: CN102491854A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向言詞;馮濤;劉阿梅;嚴(yán)明理;曾榮今;李會東;朱佳文;彭秀花
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04
• 代理公司: 張家界市慧誠商標(biāo)專利事務(wù)所 43209
• 代理人: 高紅旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制領(lǐng)域，特別是涉及一種用于礦山退化區(qū)植被恢復(fù)的生物土壤的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

生物土壤具有優(yōu)異的生物、化學(xué)和物理特性。生物土壤含有細菌、真菌、苔蘚和藻類等多種有益生物，這些有益生物組成了土壤系統(tǒng)的食物鏈。土壤食物鏈可以促進生物土壤的養(yǎng)分循環(huán)，抑制有害病原體的生長。生物土壤含有豐富的營養(yǎng)元素和礦物微粒，而且其pH值適宜。在生物土壤中，植物根、根系分泌物、細菌和真菌菌絲等使有機物和礦物質(zhì)聚成微團聚體，使土壤形成良好的穩(wěn)定團聚體結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定的團聚體結(jié)構(gòu)使生物土壤具有好的抗沖蝕性，可減少其營養(yǎng)流失，長期維持植物生長需要。生物土壤的研發(fā)已受到廣泛關(guān)注。

礦山地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化，植被缺乏，水土流失嚴(yán)重，重金屬擴散造成區(qū)域性污染，污染區(qū)的農(nóng)業(yè)及漁業(yè)減產(chǎn)、產(chǎn)品品質(zhì)下降，人類健康受到威脅與危害。對礦山退化生態(tài)系統(tǒng)進行生態(tài)恢復(fù)是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略優(yōu)先關(guān)注的問題之一。

礦山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)的首要任務(wù)是恢復(fù)與重建受損的植被。礦山退化生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境條件惡劣：表土層遭受破壞而缺失；污染土壤重金屬含量高；土壤貧瘠，缺乏必要的營養(yǎng)元素；污染土壤微生物種類貧乏、活性下降；基質(zhì)持水力弱、水分缺乏；基質(zhì)pH?值太低或鹽堿化。在這種惡劣的環(huán)境條件下，絕大多數(shù)植物難以自然定居生長。在礦山地區(qū)，可采用人工輔助技術(shù)促進植物生長。添加生物土壤是一種可行的人工輔助技術(shù)。添加理化與生物特性好的生物土壤可以改良礦山退化基質(zhì)，構(gòu)建有益于植物生長的土壤系統(tǒng)，促進植被恢復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于礦山植被恢復(fù)的生物土壤的制備方法，采用生物結(jié)皮、附生真菌的朽木和草炭制備生物土壤，用本方法制備的生物土壤含有大量有益生物、營養(yǎng)豐富、持水性好，可有效解決礦山惡劣的土壤條件，促進植物生長。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種用于礦山植被恢復(fù)的生物土壤的制備方法，包括以下步驟：

(1)收集生物結(jié)皮，粉碎，風(fēng)干，過篩，制成生物結(jié)皮顆粒。

(2)收集附生真菌的軟腐朽木，粉碎，風(fēng)干，過篩，制成朽木屑。

(3)收集植物凋落物和雜草，燒制草炭。

(4)將生物結(jié)皮顆粒、朽木屑和草炭按干重比例混制成生物土壤：生物結(jié)皮顆粒70-80%、朽木屑15-25%、草炭5%。

作為優(yōu)選，所述的生物結(jié)皮為地衣結(jié)皮和苔蘚結(jié)皮中的一種或兩種。

所述的用于礦山植被恢復(fù)的生物土壤的制備方法所制備的生物土壤在礦山退化區(qū)植被修復(fù)中的應(yīng)用。

原理是：生物結(jié)皮是由地衣、藻類、苔蘚和土壤微生物等微小生物群落構(gòu)成的復(fù)合體；通過膠結(jié)作用，這些微小生物與土壤顆粒聯(lián)結(jié)、聚集成覆蓋于地表的連貫的生物結(jié)皮層。生物結(jié)皮能提高和維持土壤肥力，促進生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，提高土壤水分含量，增強土壤抵抗侵蝕的能力。生物結(jié)皮中的生物能耐受極端溫度。生物結(jié)皮可劃分為荒漠藻結(jié)皮、藍藻結(jié)皮、地衣結(jié)皮和苔蘚結(jié)皮等。

軟腐朽木是木材經(jīng)過真菌腐解而形成，具有豐富的微孔，殘留有大量菌絲體，菌絲體和朽木細胞壁上具有多種可鍵合金屬離子的官能團，因此，朽木具有強吸附力。朽木還含有豐富的礦質(zhì)元素。

孔隙發(fā)達、比表面積大和表面有大量負電荷等特性使草炭能吸附固定重金屬、持留土壤水分和養(yǎng)分；草炭還可增加土壤pH值。

利用生物結(jié)皮、附生真菌的軟腐朽木和草炭配制的生物土壤，具有豐富的微生物和營養(yǎng)成分，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗沖蝕性好，持水力強，可吸附固定重金屬。利用這樣的生物土壤能有效改良礦山退化區(qū)的土壤，促進植物生長和植被恢復(fù)。?

本發(fā)明的有益效果

(1)生物結(jié)皮和軟腐朽木營養(yǎng)成分豐富，可為植物生長提供養(yǎng)分。

(2)生物結(jié)皮和軟腐朽木含有多種微小生物，這些生物可組成食物鏈，促進生物土壤的養(yǎng)分循環(huán)，抑制有害病原體的生長。

(3)草炭和軟腐朽木吸附力強，能持留養(yǎng)分和水分，調(diào)控水分和養(yǎng)分緩慢釋放，減少土壤水分散失和養(yǎng)分流失，增強抗旱性，促進植物生長。

(4)草炭和軟腐朽木可吸附固定重金屬，減少重金屬污染土壤的生物毒性，促進植物生長與土壤微生物繁殖。

(5)草炭可增加基質(zhì)pH值，弱化礦山基質(zhì)酸性。

(6)馬棘(Indigofera?pseudotinctoria)具有固氮功能，在礦山退化區(qū)栽培馬棘能增加基質(zhì)氮含量。

(7)本技術(shù)取材方便，簡單易行，無生態(tài)風(fēng)險。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作詳細描述。