一种用于矿山植被恢复的生物土壤的制备方法及其应用

摘要

一种用于矿山植被恢复的生物土壤的制备方法，采用生物结皮、附生真菌的朽木和草炭制备生物土壤，将生物结皮颗粒、朽木屑和草炭按干重比例混制成生物土壤：生物结皮颗粒70-80%、朽木屑15-25%、草炭5%。用本方法制备的生物土壤含有大量有益生物、营养丰富、持水性好，可有效解决矿山恶劣的土壤条件，促进植物生长。采用本发明方法所制备的生物土壤在锰矿退化区栽培马棘(

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染控制领域，特别是涉及一种用于矿山退化区植被恢复的生物土壤的制备方法及其应用。

背景技术

生物土壤具有优异的生物、化学和物理特性。生物土壤含有细菌、真菌、苔藓和藻类等多种有益生物，这些有益生物组成了土壤系统的食物链。土壤食物链可以促进生物土壤的养分循环，抑制有害病原体的生长。生物土壤含有丰富的营养元素和矿物微粒，而且其pH值适宜。在生物土壤中，植物根、根系分泌物、细菌和真菌菌丝等使有机物和矿物质聚成微团聚体，使土壤形成良好的稳定团聚体结构；稳定的团聚体结构使生物土壤具有好的抗冲蚀性，可减少其营养流失，长期维持植物生长需要。生物土壤的研发已受到广泛关注。

矿山地区生态系统退化，植被缺乏，水土流失严重，重金属扩散造成区域性污染，污染区的农业及渔业减产、产品品质下降，人类健康受到威胁与危害。对矿山退化生态系统进行生态恢复是我国实施可持续发展战略优先关注的问题之一。

矿山地区生态恢复的首要任务是恢复与重建受损的植被。矿山退化生态系统环境条件恶劣：表土层遭受破坏而缺失；污染土壤重金属含量高；土壤贫瘠，缺乏必要的营养元素；污染土壤微生物种类贫乏、活性下降；基质持水力弱、水分缺乏；基质pH 值太低或盐碱化。在这种恶劣的环境条件下，绝大多数植物难以自然定居生长。在矿山地区，可采用人工辅助技术促进植物生长。添加生物土壤是一种可行的人工辅助技术。添加理化与生物特性好的生物土壤可以改良矿山退化基质，构建有益于植物生长的土壤系统，促进植被恢复。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于矿山植被恢复的生物土壤的制备方法，采用生物结皮、附生真菌的朽木和草炭制备生物土壤，用本方法制备的生物土壤含有大量有益生物、营养丰富、持水性好，可有效解决矿山恶劣的土壤条件，促进植物生长。

本发明的技术方案

一种用于矿山植被恢复的生物土壤的制备方法，包括以下步骤：

(1)收集生物结皮，粉碎，风干，过筛，制成生物结皮颗粒。

(2)收集附生真菌的软腐朽木，粉碎，风干，过筛，制成朽木屑。

(3)收集植物凋落物和杂草，烧制草炭。

(4)将生物结皮颗粒、朽木屑和草炭按干重比例混制成生物土壤：生物结皮颗粒70-80%、朽木屑15-25%、草炭5%。

作为优选，所述的生物结皮为地衣结皮和苔藓结皮中的一种或两种。

所述的用于矿山植被恢复的生物土壤的制备方法所制备的生物土壤在矿山退化区植被修复中的应用。

原理是：生物结皮是由地衣、藻类、苔藓和土壤微生物等微小生物群落构成的复合体；通过胶结作用，这些微小生物与土壤颗粒联结、聚集成覆盖于地表的连贯的生物结皮层。生物结皮能提高和维持土壤肥力，促进生态系统的物质循环，提高土壤水分含量，增强土壤抵抗侵蚀的能力。生物结皮中的生物能耐受极端温度。生物结皮可划分为荒漠藻结皮、蓝藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮等。

软腐朽木是木材经过真菌腐解而形成，具有丰富的微孔，残留有大量菌丝体，菌丝体和朽木细胞壁上具有多种可键合金属离子的官能团，因此，朽木具有强吸附力。朽木还含有丰富的矿质元素。

孔隙发达、比表面积大和表面有大量负电荷等特性使草炭能吸附固定重金属、持留土壤水分和养分；草炭还可增加土壤pH值。

利用生物结皮、附生真菌的软腐朽木和草炭配制的生物土壤，具有丰富的微生物和营养成分，结构稳定，抗冲蚀性好，持水力强，可吸附固定重金属。利用这样的生物土壤能有效改良矿山退化区的土壤，促进植物生长和植被恢复。 

本发明的有益效果

(1)生物结皮和软腐朽木营养成分丰富，可为植物生长提供养分。

(2)生物结皮和软腐朽木含有多种微小生物，这些生物可组成食物链，促进生物土壤的养分循环，抑制有害病原体的生长。

(3)草炭和软腐朽木吸附力强，能持留养分和水分，调控水分和养分缓慢释放，减少土壤水分散失和养分流失，增强抗旱性，促进植物生长。

(4)草炭和软腐朽木可吸附固定重金属，减少重金属污染土壤的生物毒性，促进植物生长与土壤微生物繁殖。

(5)草炭可增加基质pH值，弱化矿山基质酸性。

(6)马棘(Indigofera pseudotinctoria)具有固氮功能，在矿山退化区栽培马棘能增加基质氮含量。

(7)本技术取材方便，简单易行，无生态风险。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作详细描述。

实施例1

2009年10月到2011年10月在湘潭锰矿区进行实验。

(1)收集苔藓结皮，粉碎，风干，过筛，制成苔藓结皮颗粒。

(2)收集附生真菌的软腐朽木，粉碎，风干，过筛，制成朽木屑。

(3)收集植物凋落物和杂草，烧制草炭。

(4)将苔藓结皮颗粒、朽木屑和草炭按干重比例混合、配制成生物土壤，比例为：苔藓结皮颗粒70%、朽木屑25%、草炭5%。

(5)2010年3月在锰矿尾矿污染区选择样地，打造种植穴，穴长60cm、宽40cm、深50cm；每个种植穴中栽培2株马棘(Indigofera pseudotinctoria)幼苗，施填生物土壤3kg，再用尾矿覆盖。2010年10月，马棘存活率为89%；2011年10月，其存活率为86%。

实施例2

2009年10月到2011年10月在湘潭锰矿区进行实验。

(1)收集地衣结皮，粉碎，风干，过筛，制成地衣结皮颗粒。

(2)收集附生真菌的软腐朽木，粉碎，风干，过筛，制成朽木屑。

(3)收集植物凋落物和杂草，烧制草炭。

(4)将地衣结皮颗粒、朽木屑和草炭按干重比例混合、配制成生物土壤，比例为：地衣结皮颗粒75%、朽木屑20%、草炭5%。

(5)2010年3月在锰矿尾矿区选择样地，打造种植穴，穴长60cm、宽40cm、深50cm；每个种植穴中栽培2株马棘(Indigofera pseudotinctoria)幼苗，施填生物土壤4kg，再用尾矿覆盖。2010年10月，马棘存活率为85%；2011年10月，其存活率为82%。

实施例3

2009年10月到2011年10月在湘潭锰矿区进行实验。

(1)收集地衣结皮和苔藓结皮，粉碎，混合，风干，过筛，制成混合型生物结皮颗粒。

(2)收集附生真菌的软腐朽木，粉碎，风干，过筛，制成朽木屑。

(3)收集植物凋落物和杂草，烧制草炭。

(4)将混合型生物结皮颗粒、朽木屑和草炭按干重比例混合、配制成生物土壤，比例为：混合型生物结皮颗粒80%、朽木屑15%、草炭5%。

(5)2010年3月在锰矿尾渣堆积区选择样地，打造种植穴，穴长60cm、宽40cm、深50cm；每个种植穴中栽培2株马棘(Indigofera pseudotinctoria)幼苗，施填生物土壤5kg，再用尾矿覆盖。2010年10月，马棘存活率为86%；2011年10月，其存活率为79%。