CN102674962B - 一种适于离子型稀土尾矿植被恢复的基质配方 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于离子型稀土尾矿植被恢复的基质配方，由植物生长土壤培养基和肥料两部分组成，该植物生长土壤培养基由粘土、多菌灵、植物纤维、稳定剂、团粒剂、有机质、清水和种子组成；该肥料由磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾、钙镁磷肥、膨润土、复合肥和硫酸铵组成。该植被恢复基质配方具有中和离子型稀土尾矿土壤酸性，提供氮、磷、钾等营养元素的作用，同时具有保水性、保肥性、透气性，适合植物生长；其制备方法分层进行、低耗可操。

Description

一种适于离子型稀土尾矿植被恢复的基质配方

技术领域

本发明涉及一种植被恢复基质配方，尤其是一种专门用于离子型稀土尾矿边坡的植被恢复基质配方，可广泛应用于水土保持、矿山复绿、国土绿化、交通工程、市政建设等领域。

背景技术

专利文献CN200510047466.8公开了一种用于山体绿化的植物培养基，由树皮、桔梗、当地土、草木灰、碳粉、碎麻、纸浆、青石、有机肥、草籽、花籽、树籽、保水剂、固化剂、粘合剂、脱水机原料组成，混合制成植物培养基，将制成的植物培养基喷播在山体岩面上，是一种植被种子和土壤混为一体的绿化基材。

专利文献CN02115391.4公开了一种岩质坡面喷混植生料及其设备、施工方法，所述的岩质坡面混植生料为一种组合物，由土壤、有机质、复合肥、保水剂、水泥、pH调节剂、植物种子和水在常温下均匀混合制备而成。其核心内容之一是将水泥作为粘结剂使用。从公开的内容可以看出，其喷混植生料的有机质含量（重量百分比）为2.5~5.0。植物以草本为主。

在稀土矿山开采过程中会出现大面积裸露边坡，离子型稀土尾矿边坡土质松散，水土流失严重，针对该领域的植被恢复土壤基材配方尚未见相关专利。在稀土的开采过程中，需加入大量的草酸（H₂C₂O₄）使之与硫酸稀土溶液作用而进行沉淀萃取，分离出草酸稀土，因此溶液中含有大量的H⁺残留在土壤中，造成土壤酸性增大。尾矿中NH₄ ⁺离子过剩，因此氮含量较丰富，另外尾矿土壤中残留了大量的水溶性SO₄ ^2-离子，这些硫酸根离子在雨水的淋溶下会不断减少，但由于堆场底部铺有塑料膜，故在积水区域SO₄ ^2-离子浓度相对较高。植物在吸收水分时，SO₄ ^2-离子也被一起吸入植物体内，如果SO₄ ^2-离子浓度过高，会对植物直接造成毒害，轻微毒害会造成植物落叶，重则会造成植物死亡。由于土壤贫瘠，除氮外，磷、钾、镁和钙等营养元素缺乏，难以由自然过程恢复，或者需要很长一段时间，必须通过人工方式来修复。作为植物生长的基质，必须对土壤进行改良，这是离子型稀土矿尾矿生态恢复与重建的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中和稀土尾矿土壤酸性，营养丰富，生产和使用成本低，效果好的植物恢复基质配方。

本发明的技术方案是：一种适于离子型稀土尾矿的植被恢复基质配方，其特征在于，由植物生长土壤培养基和肥料两部分组成，该植物生长土壤培养基由粘土、多菌灵、植物纤维、稳定剂、团粒剂、有机质、清水和种子组成；该肥料由磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾、钙镁磷肥、膨润土、复合肥和硫酸铵组成。

所述的植物生长土壤培养基的各组分配比如下：粘土1m³；多菌灵0.2~0.5kg；植物纤维10~13 kg；稳定剂1.0~1.5kg；团粒剂0.09~0.15kg；有机质60~65kg；清水0.45~0.6 m³；种子4.3~5.5kg；

所述的肥料的各组分比例为：磷酸二铵1.3~1.5kg；氯化钾0.5~0.8kg；硫酸钾0.3~0.5kg；钙镁磷肥5.0~5.8kg；膨润土8.3~9.1kg；复合肥5.0~5.6kg；硫酸铵0.3~0.9kg。

所述的粘土中粒子直径大于0.02mm的粗砂和细砂含量小于50%。

所述的有机质的原料包括但不限于农作物秸秆、树木枝桠材、稻壳、锯粉、工业生产的植物类下脚料中的一种或几种；将原料经初选、粉碎、堆肥、发酵、干燥、过筛、消毒、计量流程制得。

所述的有机质的碳氮比控制在25~30:1之间。

所述的植物纤维为棉絮状木质纤维素。

所述的稳定剂作用是：使经本制备方法形成的植物生长土壤培养基的团粒结构能稳定持久，使培养基具有良好的耐雨水冲刷能力，能在培养基表层形成一个稳定的薄膜层，抑制内部的水分蒸发。同时又能在雨水过多时，雨水能从培养基表层流走。

所述的团粒剂主要是在本制备方法中使泥浆混合料发生团粒化反应，让培养基形成优良的团粒结构。

所述的多菌灵起到消毒作用。本发明需使用清洁水，所述水的pH值为6.5~7.5，温度在15~25℃之间，不得使用污浊、含油、强碱、强酸、含盐大、含有机不纯物等对植物生长有害的水。

多菌灵、稳定剂、团粒剂、植物纤维均是本领域常规材料。

为了改良离子型稀土尾矿的酸性土壤和氮、磷、钾缺乏的土壤条件，营造适合植物生长的土壤基质，本发明所述植物生长基质配方需分层制备，从下至上分为底层、中层、隔离层和表层。

所述各层的植物生长土壤培养基的配比均一致，其配方为：粘土：1m³；多菌灵：0.2~0.5kg；植物纤维：10~13 kg；稳定剂：1.0~1.5kg；团粒剂：0.09~0.15kg；有机质：60~65kg；清水：0.45~0.6 m³；种子：4.3~5.5kg；

所述各层的肥料配方不同，肥料的配方如下：

底层：直接覆盖稀土尾矿上，每1m³植物生长土壤培养基加入的肥料包括：磷酸二铵：1.3~1.5kg；氯化钾：0.5~0.8kg；硫酸钾：0.3~0.5kg。其中磷酸二铵（氮磷比例为1：4左右）与氯化钾中的磷与钾在土壤中移动性相对较强，放在底层可渗入土层深处，达到长期供肥的目的，提供土壤中的磷、钾元素，且磷酸二铵偏碱性，能够中和离子型稀土矿尾矿的酸性物质，使用时可选择粉状的，效果会更好。

中层：每1m³植物生长土壤培养基加入钙镁磷肥5.0~5.8kg。由于离子型稀土矿尾矿土壤呈酸性，虽然全磷、全钾含量高，但这部分的磷、钾元素不能被植物直接吸收。该钙镁磷肥呈碱性，可提供钙、镁、磷等大量、及中量元素。其中的碱分CaO可以沉淀部分SO₄ ^2-离子,同时中和稀土尾矿的过多酸性物质。

隔离层：每1m³植物生长土壤培养基加入膨润土8.3~9.1kg。膨润土具有很强的吸湿性，能吸附相当于自身体积8~20倍的水而膨胀至30倍，在水介质中能分散呈胶体悬浮液，并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性，和泥沙等的掺合物具有可塑性和粘结性，有较强的阳离子交换能力和吸附能力。

表层（即种子层）：每1m³植物生长土壤培养基加入复合肥：5.0~5.6kg；硫酸铵：0.3~0.9kg；种子：4.3~5.5kg。使用的复合肥氮磷钾比例为13:10:10，另加硫酸铵可补充幼苗期氮的不足。

一种制备上述离子型稀土尾矿植被恢复基质的方法，其特征在于，首先按照如下步骤制备所述的植物生长土壤培养基：

A、按照比例将粘土、有机质、植物纤维、稳定剂、肥料和种子加入到盛有适量清水的容器中，均匀搅拌6~12分钟后，得到泥浆混合料；所述植物生长土壤培养基的各组分配比为：粘土：1m³；多菌灵：0.2~0.5kg；植物纤维：10~13 kg；稳定剂：1.0~1.5kg；团粒剂：0.09~0.15kg；有机质：60~65kg；清水：0.45~0.6 m³；种子：4.3~5.5kg。

B、在另一容器中先注入适量清水(温度在15℃~30℃为宜)，再加入配方数量的团粒剂，均匀搅拌10~15分钟，得到团粒剂溶液。

C、将B步骤制得的团粒剂溶液分次加入Ａ步骤制得的泥浆混合料中，进行充分搅拌混合，直至明显看到土壤与水分分离为止，这个反应过程为土壤团粒化反应。

Ｄ、排掉Ｃ步骤的团粒化反应中出现的多余水分，得到的土壤即为所述的植物生长土壤培养基。

然后按照所述比例的各层肥料分别与制备好的植物生长土壤培养基混合，自底层至表层分层铺设，即为所述适于离子型稀土尾矿植被恢复的基质配方。

本发明的优点是：具有中和离子型稀土尾矿土壤酸性、保水、保肥、透水、透气，提供氮、磷、钾等营养元素的性能，极其适合植物生长；该植物生长培养基可用喷播机喷播，具有极强的耐侵蚀性，能抵抗暴风雨的侵蚀，彻底防止土壤水土流失现象。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

地点：江西省赣州市，稀土尾矿，坡度1:0.6，9月份施工。

植物生长土壤培养基配比如下：

粘土，1m³；多菌灵，0.3kg；植物纤维，11 kg；稳定剂，1.3kg； 团粒剂，0.11kg； 有机质，62kg；清水，0.5 m³

各层肥料配比如下：

每1m³粘土加入的组分包括：

底层：磷酸二铵，1.4kg；氯化钾，0.65kg；硫酸钾，0.35kg；

中层：钙镁磷肥，5.2kg；

隔离层：膨润土，8.5kg；

种子层：复合肥，5.3kg；硫酸铵，0.5kg； 

其中，植物种子的配比如下：

刺槐，438g；紫穗槐，531 g；火炬树，363 g；盐肤木，438g；胡枝子，438g；黑荆，438g；狗牙根，30 g；黑麦草，18 g；高羊茅，30g；木荷，282g；兰考泡桐，219g；南酸枣，531g；香椿，438g；马褂木，438g；杜仲，375 g；南岭黄檀，312g。

使用该植被恢复基质配方，喷播后第7天即有刺槐种子发芽，且坡面水热状况良好。施工3个月后，植物生长状况良好，坡面复绿，阻止了水土流失。

Claims (1)

1.一种适于离子型稀土尾矿的植被恢复基质配方，其特征在于，其肥料由磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾、钙镁磷肥、膨润土、复合肥和硫酸铵组成；1m³植物生长土壤培养基中，添加所述肥料的各组分比例为：磷酸二铵：1.3~1.5kg；氯化钾：0.5~0.8kg；硫酸钾：0.3~0.5kg；钙镁磷肥：5.0~5.8kg；膨润土：8.3~9.1kg；复合肥：5.0~5.6kg；硫酸铵：0.3~0.9kg；所述的植被恢复基质配方需分层制备，从下至上分为底层、中层、隔离层和表层；

所述各层的肥料配方不同，肥料的配方如下：

底层：直接覆盖稀土尾矿上，每1m³植物生长土壤培养基加入磷酸二铵1.3~1.5kg；氯化钾0.5~0.8kg；硫酸钾0.3~0.5kg；  

中层：每1m³植物生长土壤培养基加入钙镁磷肥5.0~5.8kg；

隔离层：每1m³植物生长土壤培养基加入膨润土8.3~9.1kg；

表层：每1m³植物生长土壤培养基加入复合肥5.0~5.6kg；硫酸铵0.3~0.9kg；种子4.3~5.5kg；所述的复合肥中的氮磷钾比例为13:10:10；

    所述的植物生长土壤培养基的各组分配比如下：粘土1m³；多菌灵0.2~0.5kg；植物纤维10~13 kg；稳定剂1.0~1.5kg；团粒剂0.09~0.15kg；有机质60~65kg；清水0.45~0.6 m³；种子4.3~5.5kg；

所述的粘土中粒子直径大于0.02mm的粗砂和细砂含量小于50%；

所述的有机质的原料包括但不限于农作物秸秆、树木枝桠材、稻壳、锯粉、工业生产的植物类下脚料中的一种或几种；将原料经初选、粉碎、堆肥、发酵、干燥、过筛、消毒、计量流程制得；所述的有机质的碳氮比控制在25~30:1之间；

所述的植物纤维为棉絮状木质纤维素；

所述种子具体选用：刺槐、紫穗槐、火炬树、盐肤木、胡枝子、黑荆、狗牙根、黑麦草、高羊茅、木荷、兰考泡桐、南酸枣、香椿、马褂木、杜仲和南岭黄檀。