[發(fā)明專利]一種用于生態(tài)修復(fù)的人工土壤制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011534543.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112789964A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永剛;蘇巧梅;白東升;郭婷婷;南益聰;李芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號(hào): A01B79/00
• 分類號(hào): A01B79/00;G06F17/18;E21C41/32
• 代理公司: 太原申立德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于生態(tài)修復(fù)的人工土壤制備方法，屬于土壤重構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括將不同復(fù)配比例煤矸石和土壤進(jìn)行重構(gòu)，還包括將煤矸石和土壤進(jìn)行晾干或烘干，粉碎機(jī)打碎研磨，過(guò)篩處理；煤矸石與土壤復(fù)配比例為(1:9)?(1:5)；采用1766.25cm³環(huán)刀進(jìn)行土壤重構(gòu)填裝；土壤容重固定為1.3g/cm³。本發(fā)明提供了一種能將廢棄物“資源化”、綠色環(huán)保、成本節(jié)約、就地取材的用于礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的土壤改良方法。本發(fā)明將煤矸石和土壤按比例混合后，可顯著提高后者的持水性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤重構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生態(tài)修復(fù)的人工土壤制備方法。

背景技術(shù)

采礦過(guò)程表土剝離，土體開(kāi)挖、運(yùn)輸與煤矸石壓占致使礦區(qū)植被破壞嚴(yán)重、土壤結(jié)構(gòu)與水文性質(zhì)發(fā)生極大改變。由于人為采礦活動(dòng)影響，受損礦區(qū)土壤容重被壓實(shí)增大，土壤持水能力差，土壤生態(tài)環(huán)境恢復(fù)力低下，屬于嚴(yán)重退化土壤。受損土壤生態(tài)修復(fù)一直是礦區(qū)亟待解決的科學(xué)問(wèn)題。通過(guò)一定的生態(tài)修復(fù)措施，恢復(fù)礦區(qū)被擾動(dòng)土壤的水文性質(zhì)，其對(duì)植被生長(zhǎng)、溶質(zhì)運(yùn)移以及土壤環(huán)境的變化起著至關(guān)重要的作用。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者多通過(guò)人為因素改善生態(tài)環(huán)境進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)修復(fù)研究，研究工作多集中在采用不同試驗(yàn)方案(植物群落構(gòu)建，植物物種選配和提升土壤肥力等)改善礦區(qū)受損土壤環(huán)境。一些學(xué)者注重植被群落結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，但效果并不理想。相比自然恢復(fù)，人工造林并不適宜加速土壤生態(tài)修復(fù)，還可能因?yàn)橥寥莱休d力不足造成植被退化；另一些學(xué)者認(rèn)為土壤基質(zhì)恢復(fù)是決定生態(tài)修復(fù)成果的重要保證，因此不斷提升土壤肥力，進(jìn)而加快土壤理化性質(zhì)的修復(fù)進(jìn)程，由于礦區(qū)土壤退化嚴(yán)重，植被破壞程度較大，上述方法需要數(shù)十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)土壤水文環(huán)境。目前，關(guān)于礦區(qū)生態(tài)修復(fù)研究多集中于單因素或多因素對(duì)原有土壤水文系統(tǒng)的影響，通過(guò)重構(gòu)土壤水文性質(zhì)來(lái)改善土壤水文環(huán)境方面研究相對(duì)較少。

因此，提出一種廢棄物“資源化”、綠色環(huán)保、成本節(jié)約、就地取材且對(duì)礦區(qū)土壤生態(tài)修復(fù)效果好的人工土壤制備方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題本發(fā)明提供了一種用于生態(tài)修復(fù)的人工土壤制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

一種用于生態(tài)修復(fù)的人工土壤制備方法，將煤矸石和土壤進(jìn)行晾干或烘干，粉碎機(jī)打碎研磨，過(guò)篩處理，將煤矸石和土壤裝入環(huán)刀內(nèi)，土壤容重固定，采用環(huán)刀進(jìn)行土壤重構(gòu)填裝。采用環(huán)刀進(jìn)行土壤重構(gòu)來(lái)設(shè)定土壤容重，觀測(cè)土壤容重對(duì)土壤含水量、持水性的影響。

進(jìn)一步，所述煤矸石與土壤復(fù)配比例為質(zhì)量比(1:9)-(1:5)。

進(jìn)一步，所述煤矸石與土壤復(fù)配比例為質(zhì)量比1:9。煤矸石質(zhì)量含量與土壤的飽和含水量、毛管含水量、田間持水量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，煤矸石與土壤復(fù)配比例為1:9可有效提高土壤飽和含水量、毛管含水量、田間持水量；在同等基質(zhì)吸力條件下，新構(gòu)土壤中的煤矸石改變?cè)型寥揽紫抖龋档托聵?gòu)土壤的中小孔隙，隨著煤矸石質(zhì)量含量的增加，比水容量逐漸減小，煤矸石與土壤復(fù)配比例為1:9可有效提高土壤比水容量，提高土壤持水性能；新構(gòu)土壤的毛管斷裂含水量、萎蔫系數(shù)、有效水和難效水與煤矸石質(zhì)量含量均呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，煤矸石與土壤復(fù)配比例為1:9可提高新構(gòu)土壤的毛管斷裂含水量、萎蔫系數(shù)、有效水和難效水；最終實(shí)現(xiàn)廢棄煤矸石資源的再利用，降低生態(tài)修復(fù)成本，提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)土地集約化利用和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

進(jìn)一步，所述的粉碎機(jī)打碎研磨和過(guò)篩處理中的土壤和煤矸石的粒徑為0-2mm。煤矸石粒徑對(duì)土壤飽和含水量、毛管含水量、田間持水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，0-2mm的煤矸石粒徑可提高土壤飽和含水量、毛管含水量和田間持水量，進(jìn)而提高新構(gòu)土壤土壤持水性。通過(guò)研究煤矸石的最佳粒徑有助于充分有效利用煤矸石，提高煤矸石利用效率。