一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法

摘要

一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在边坡上挖出植物种植穴，将黑麦草种子播种在植物种植穴里；步骤2：向边坡的土体喷播狗牙根种子；步骤3：在边坡上钻孔，将西瓜籽脲酶的提取液和混合粘结液注入到孔体内；步骤4：待黑麦草和狗牙根种子长出幼苗后，在边坡土体表面喷洒西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液。本发明提供的一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，可以解决脲酶细菌分泌脲酶加固边坡土体出现的堵塞及成本高的问题，可显著提高土表层的贯入阻力和固化层土体的抗剪强度，大大减少了边坡表层水土流失程度，具有加固边坡工程的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及边坡生态防护工程技术领域，尤其是一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法。

背景技术

随着我国城市化的高速发展以及人口增长，工程建设和生态环境面临着诸多问题，如公路建设、铁路建设、大小型水电站建设等，在施工中对自然坡体和生态环境造成了破坏，留下了许多裸露边坡。坡体的原有结构受到了影响，导致其稳定性降低，在降雨下水土流失严重。通过土体加固提升边坡岩土体的稳定性，并结合植被恢复技术，已成为岩土与生态环境工程界研究的热点。目前传统边坡岩土体加固有三合土灰浆抹面、浆砌片石、水泥石灰浆材灌注等，这些措施在前期有很好的作用，但随着时间推移，在外界条件下会逐渐出现混凝土开裂以及强度降低的现象。

后来生物技术和岩土工程的交叉研究，促进了岩土工程领域的发展。在岩土体加固方面上，利用自然界中的某些微生物能够通过自身的新陈代谢活动生成多种矿物结晶，存在于土壤孔隙中，达到增强土壤强度的效果，称为微生物诱导碳酸钙沉淀。尽管这项技术在室内试验及现场试验中均取得了成功的应用，但在加固土体时仍面临一些挑战，脲酶细菌的自身原因，如类型和尺寸，会限制处理土体的类型和深度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，可以解决脲酶细菌分泌脲酶加固边坡土体出现的堵塞及成本高的问题，可显著提高土表层的贯入阻力和固化层土体的抗剪强度，大大减少了边坡表层水土流失程度，具有加固边坡工程的作用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：在边坡上按一定间隔均匀地挖出植物种植穴，然后将黑麦草种子播种在植物种植穴里，播种完后重新覆盖土体，并进行平整；

步骤2：向边坡的土体喷播狗牙根种子；

步骤3：在边坡上钻孔，将西瓜籽脲酶的提取液和混合粘结液注入到孔体内，每5-6天重复注射一次西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液，持续至25-30天为止，其中混合粘结液为鸡蛋壳研磨粉溶液和尿素溶液的混合溶液；

步骤4：待黑麦草和狗牙根种子长出幼苗后，在边坡土体表面喷洒西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液，每5天喷洒一次，重复3次，即实现植被边坡绿化与加固。

优选地，步骤1中，植物种植穴的直径为10-12cm，深度为10-15cm，相邻的植物种植穴边距为30cm。

优选地，步骤2中，狗牙根种子的播种量为15-30斤/亩。

优选地，步骤3中，钻孔深度为40-50cm，孔径为3-4cm，水平和竖直方向每隔2m钻取一个。

优选地，步骤3中，西瓜籽脲酶的提取液A的提取方法为：将市售的干燥西瓜籽进行粉碎研磨后得到西瓜籽粉末，与纯水混合，搅拌，再过滤杂质，将搅拌后的溶液离心处理后取上层清液，将pH调至为8，低温保存保证酶活性，即制得所述的西瓜籽脲酶的提取液A，西瓜籽粉末的质量与纯水的体积比为1:10。

优选地，步骤4中，西瓜籽脲酶的提取液B的提取方法为：将市售的干燥西瓜籽进行粉碎研磨后得到西瓜籽粉末，与纯水混合，搅拌，再过滤杂质，将搅拌后的溶液离心处理后取上层清液，将pH调至为8，低温保存保证酶活性，即制得所述的西瓜籽脲酶的提取液B，西瓜籽粉末的质量与纯水的体积比为1:15。

优选地，步骤3和步骤4中，混合粘结液的制备方法为：将鸡蛋壳经粉碎、研磨、搅拌及过滤后取清液，与纯水混合，制得浓度为0.5mol/L的鸡蛋壳研磨粉溶液；将尿素与纯水混合，制得浓度为0.5mol/L的尿素溶液，将鸡蛋壳研磨粉溶液与尿素溶液按照体积比1:1.5混合，即制得所述混合粘结液。

步骤3中，注入到孔体内的西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液的量为20-40L/孔。

步骤4中，喷洒在土体表面的西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液的量为3-6L/m

本发明提供的一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，有益效果如下：

1、西瓜籽脲酶是游离态的，利用西瓜籽脲酶不会发生堵塞，能渗透颗粒更细的土体，能加固土体的范围比现有的微生物分泌的脲酶加固土体的范围更大，效果更好。

2、西瓜籽脲酶提取于西瓜籽，可降解，与土体结合没有污染，生态环保。

3、对比采用脲酶细菌诱导碳酸钙沉淀加固边坡土体的方法，西瓜籽脲酶的制作过程方便，无生物培养过程，成本低廉，可工业化大量生产。

4、采用草本植物狗牙根和乔本植物黑麦草两种植物共同护坡，比单一草本植物边坡绿化加固效果更好，且混合粘结液有尿素，为植物生长提供了氮源，能加速边坡的绿化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为实施本发明方法后加固的边坡俯视图；

图2为图1的侧视图；

图中，1、边坡；2、狗牙根草丛；3、植物种植穴（黑麦草）；4、钻孔。

具体实施方式

如图1和图2所示：

实施例一

一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：在边坡1上按一定间隔均匀地挖出植物种植穴3，然后将黑麦草种子播种在植物种植穴3里，播种完后重新覆盖土体，并进行平整；

步骤2：向边坡1的土体喷播狗牙根种子；

步骤3：在边坡1上钻孔，将西瓜籽脲酶的提取液和混合粘结液注入到孔体4内，每5天重复注射一次西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液，持续至25天为止，其中混合粘结液为鸡蛋壳研磨粉溶液和尿素溶液的混合溶液；

步骤4：待黑麦草和狗牙根种子长出幼苗2后，在边坡1土体表面喷洒西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液，每5天喷洒一次，重复3次，即实现植被边坡绿化与加固。

步骤3中，注入到孔体内的西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液的量为20L/孔。

步骤4中，喷洒在土体表面的西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液的量为3L/m

实施例二

一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：在边坡1上按一定间隔均匀地挖出植物种植穴3，然后将黑麦草种子播种在植物种植穴3里，播种完后重新覆盖土体，并进行平整；

步骤2：向边坡1的土体喷播狗牙根种子；

步骤3：在边坡1上钻孔，将西瓜籽脲酶的提取液和混合粘结液注入到孔体4内，每6天重复注射一次西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液，持续至30天为止，其中混合粘结液为鸡蛋壳研磨粉溶液和尿素溶液的混合溶液；

步骤4：待黑麦草和狗牙根种子长出幼苗2后，在边坡1土体表面喷洒西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液，每5天喷洒一次，重复3次，即实现植被边坡绿化与加固。

步骤3中，注入到孔体内的西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液的量为40L/孔。

步骤4中，喷洒在土体表面的西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液的量为6L/m

实施例三

一种西瓜籽脲酶结合植被边坡绿化与加固方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：在边坡1上按一定间隔均匀地挖出植物种植穴，然后将黑麦草种子播种在植物种植穴3里，播种完后重新覆盖土体，并进行平整；

步骤2：向边坡1的土体喷播狗牙根种子；

步骤3：在边坡1上钻孔，将西瓜籽脲酶的提取液和混合粘结液注入到孔体内，每6天重复注射一次西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液，持续至30天为止，其中混合粘结液为鸡蛋壳研磨粉溶液和尿素溶液的混合溶液；

步骤4：待黑麦草和狗牙根种子长出幼苗2后，在边坡1土体表面喷洒西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液，每5天喷洒一次，重复3次，即实现植被边坡绿化与加固。

步骤3中，注入到孔体内的西瓜籽脲酶的提取液A和混合粘结液的量为30L/孔。

步骤4中，喷洒在土体表面的西瓜籽脲酶的提取液B和混合粘结液的量为4.5L/m

上述实施例一-实施例三中，

步骤1中，植物种植穴3的直径为10-12cm，深度为10-15cm，相邻的植物种植穴3边距为30cm。

步骤2中，狗牙根种子的播种量为15-30斤/亩。

步骤3中，钻孔深度为40-50cm，孔径为3-4cm，水平和竖直方向每隔2m钻取一个。

步骤3中，西瓜籽脲酶的提取液A的提取方法为：将市售的干燥西瓜籽进行粉碎研磨后得到西瓜籽粉末，与纯水混合，搅拌，再过滤杂质，将搅拌后的溶液离心处理后取上层清液，将pH调至为8，低温保存保证酶活性，即制得所述的西瓜籽脲酶的提取液A，西瓜籽粉末的质量与纯水的体积比为1:10。

步骤4中，西瓜籽脲酶的提取液B的提取方法为：将市售的干燥西瓜籽进行粉碎研磨后得到西瓜籽粉末，与纯水混合，搅拌，再过滤杂质，将搅拌后的溶液离心处理后取上层清液，将pH调至为8，低温保存保证酶活性，即制得所述的西瓜籽脲酶的提取液B，西瓜籽粉末的质量与纯水的体积比为1:15。

步骤3和步骤4中，混合粘结液的制备方法为：将鸡蛋壳经粉碎、研磨、搅拌及过滤后取清液，与纯水混合，制得浓度为0.5mol/L的鸡蛋壳研磨粉溶液；将尿素与纯水混合，制得浓度为0.5mol/L的尿素溶液，将鸡蛋壳研磨粉溶液与尿素溶液按照体积比1:1.5混合，即制得所述混合粘结液。

实施例四

将上述实施例一-三的边坡性能检测数据与常规边坡（即未做任何处理）的土体相对比，对比数据如下：

（1）贯入阻力：未做处理的土表层贯入阻力为41-45kPa，经加固处理后土表层贯入阻力为342-355kPa，提升了8-9倍。

（2）剪切波速：未做任何处理的边坡土体剪切波速为75m/s，经加固处理后剪切波速最大可达1300m/s，提高16倍。

从上述对比数据可以看出，西瓜籽脲酶代替脲酶细菌诱导碳酸钙沉淀技术可以显著提高土表层的贯入阻力和固化层土体的抗剪强度，大大减少了边坡表层水土流失程度，具有加固边坡工程的作用。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。