一种高原地区路基边坡植被恢复材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及植被恢复领域，尤其涉及一种高原地区路基边坡植被恢复材料及其制备方法。


背景技术：

2.高原地区由于太阳辐射强烈、日照时间长、蒸发量极大、气温低、空气稀薄、干湿季分 明、气候环境极其恶劣、高原地区的植被遭到破坏后难以恢复。高原地区自身环境承载能力 极为有限，土壤层形成较为年轻，土壤层薄弱，经上百甚至上千年形成薄弱土层和草甸层， 恶劣的气候条件阻碍植被的生长，一旦土壤层遭到破坏，植被短期内很难恢复或恢复效果不 佳。传统植被恢复材料在高原条件下不稳定，且难以适应高原地区环境，因此提升高原地区 植被恢复材料对温度变化的缓冲能力、功能持效性及植被恢复效果是目前需要解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明公开了一种高原地区路基边坡植被恢复材料及其制备方法，能有效解决传统修复 高原植被的效果差、功能弱的技术缺陷。
4.为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：
5.一种高原地区路基边坡植被恢复材料，包括养分调控材料、水分调控材料与温度调控材 料；
6.按重量份数计，所述养分调控材料包括20
‑
30份的四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料、5
‑
10份 的纳米二氧化硅与10
‑
15份的磷酸二氢钾粉末；
7.按重量份数计，所述水分调控材料包括10
‑
20份的竹炭颗粒、10
‑
20份的高吸水树脂与 10
‑
15份的磷酸二氢氨；
8.按重量份数计，所述温度调控材料包括10
‑
15份的聚丙烯酰胺、40
‑
50份的微生物菌渣与 1
‑
2份的乙二醇。
9.优选的，所述四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料的制备方法为：将四氧化三铁与磷酸钙粉末按 照重量比1:1混合，按照1份混合材料加入3份无水乙醇、1份蒸馏水和0.5份氨水于室温下 搅拌制成，所述搅拌速度为700
‑
900rpm，搅拌时间为20
‑
40分钟。
10.优选的，所述微生物菌渣的制备方法为：将在海拔2500
‑
3000m地区进行培养的固氮菌、 里氏木霉、酵母菌培养液过滤后的菌渣按重量比1:1:1混合形成。
11.优选的，在制作中，为了增强各材料之间的混合，提高整体材料的稳定性，所述养分调 控材料中四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料颗粒直径为0.05
‑
0.1mm；纳米二氧化硅颗粒直径为300
‑
400nm；磷酸二氢钾粉末颗粒直径为5μm
‑
10μm；所述水分调控材料中竹炭颗粒颗粒直 径为2
‑
3mm；高吸水树脂颗粒直径为0.01
‑
0.05mm；磷酸二氢氨颗粒直径为0.1
‑
0.5mm；所述 温度调控材料中聚丙烯酰胺颗粒直径为0.1
‑
0.3mm；微生物菌渣颗粒直径为0.5
‑
1mm。
12.一种制备高原地区路基边坡植被恢复材料的制备方法，包括以下步骤：
13.制作养分调控材料：
14.将20
‑
30份的四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料、5
‑
10份的纳米二氧化硅与10
‑
15份的磷酸二 氢钾粉末均匀混合，于室温下搅拌10
‑
15分钟，所述搅拌速度为500
‑
600rpm；
15.制作水分调控材料：
16.将10
‑
20份的竹炭颗粒、10
‑
20份的高吸水树脂与10
‑
15份的磷酸二氢氨均匀混合，于室 温下搅拌10
‑
15分钟，所述搅拌速度为200
‑
300rpm；
17.制作温度调控材料：
18.将10
‑
15份的聚丙烯酰胺、40
‑
50份的微生物菌渣与1
‑
2份的乙二醇均匀混合，在30
‑
40℃ 环境下低温造粒形成直径为1
‑
2mm的颗粒；
19.制作植被恢复材料：
20.将所述养分调控材料、水分调控材料与温度调控材料按照重量比1:1:2混合均匀。
21.一种高原地区路基边坡植被恢复材料的应用，按重量份将1
‑
2份所述植被恢复材料与8
‑
12 份土壤混合均匀后喷播于边坡上，所述喷播厚度为10
‑
15cm。
22.本发明的有益效果：
23.本发明公开了一种高原地区路基边坡植被恢复材料及其制备方法，建立了养分调控材料、 水分调控材料、温度调控材料协同配方体系，针对高原地区路基边坡的植被恢复，使植物能 在夏季温度变化剧烈及冬季冰冻条件下存活，本发明可提升高原地区植被恢复工程对温度变 化的缓冲能力、功能持效性及植被恢复效果，针对高原地区路基边坡特点，实现了植被恢复 材料在高原条件下的长久稳定，提升了边坡植被恢复效果，解决了传统植被恢复材料在高原 地区适应性差难题。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合方案对本发明作进一步阐述。 在本发明的描述中。
25.实施例1
26.本发明公开了一种高原地区路基边坡植被恢复材料，包括养分调控材料、水分调控材料 与温度调控材料；
27.按重量份数计，所述养分调控材料包括20
‑
30份的四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料、5
‑
10份 的纳米二氧化硅与10
‑
15份的磷酸二氢钾粉末；
28.按重量份数计，所述水分调控材料包括10
‑
20份的竹炭颗粒、10
‑
20份的高吸水树脂与 10
‑
15份的磷酸二氢氨；
29.按重量份数计，所述温度调控材料包括10
‑
15份的聚丙烯酰胺、40
‑
50份的微生物菌渣与 1
‑
2份的乙二醇。
30.在所述养分调控材料中，所述四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料具有良好的吸附作用，能对 养分元素及其他功能材料进行良好的吸附，形成长久的功能保持，同时在土壤中具有良好的 分散性，减少材料在高海拔条件下对可见光的吸收，对低温及高温环境有良好的缓冲作用。 所述纳米二氧化硅可减少材料在高海拔条件下对紫外线的吸收，实现材料对低温及高温环境 的缓冲，所述磷酸二氢钾粉末用于为植被提供养分，保证植被有充分的养分供给。在所述水 分调控材料中，所述竹炭颗粒为多孔有机质材料，用于改良土壤结构、进行温
度缓冲、保水、 以及对功能物质的吸附保持；高吸水树脂具有较好的保水能力，可以保证植被生存水分需求； 磷酸二氢氨用于为植被提供养分，保证植被生存的养分供给。在所述温度调控材料中，聚丙 烯酰胺具有一定的粘结能力及保水功能；微生物菌渣具有一定的有机质功能，用于调控人工 基质的微生物条件，同时用于防止植物病虫害；乙二醇用于降低材料的冰点，防止植物低温 冻害，并且易于与其他材料混合造粒。
31.在一些较优的实施例中，所述四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料的制备方法为：将四氧化三铁 与磷酸钙粉末按照重量比1:1混合，按照1份混合材料加入3份无水乙醇、1份蒸馏水和0.5 份氨水于室温下搅拌制成，所述搅拌速度为700
‑
900rpm，搅拌时间为20
‑
40分钟，形成颗粒 直径为0.05
‑
0.1mm的复合材料。
32.在一些较优的实施例中，所述微生物菌渣的制备方法为：将在海拔2500
‑
3000m地区进 行培养的固氮菌、里氏木霉、酵母菌培养液过滤后的菌渣按重量比1:1:1混合形成。
33.在一些较优的实施例中，为了保证材料之间在混合制备过程中具有良好的反应与包裹性 能，设置不同材料的颗粒直径大小以形成性能更好的复合颗粒，所述养分调控材料中四氧化 三铁
‑
磷酸钙复合材料颗粒直径为0.05
‑
0.1mm；纳米二氧化硅颗粒直径为300
‑
400nm；磷酸二 氢钾粉末颗粒直径为5μm
‑
10μm；所述水分调控材料中竹炭颗粒颗粒直径为2
‑
3mm；高吸 水树脂颗粒直径为0.01
‑
0.05mm；磷酸二氢氨颗粒直径为0.1
‑
0.5mm；所述温度调控材料中聚 丙烯酰胺颗粒直径为0.1
‑
0.3mm；微生物菌渣颗粒直径为0.5
‑
1mm。
34.实施例2
35.本实施例在实施例1的基础上提供一种制备高原地区路基边坡植被恢复材料的制备方 法，包括以下步骤：
36.制作养分调控材料：
37.将20
‑
30份的四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料、5
‑
10份的纳米二氧化硅与10
‑
15份的磷酸二 氢钾粉末均匀混合，于室温下搅拌10
‑
15分钟，所述搅拌速度为500
‑
600rpm；使纳米二氧化 硅、磷酸二氢钾粉末均匀吸附于四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料表面，形成复合颗粒。
38.制作水分调控材料：
39.将10
‑
20份的竹炭颗粒、10
‑
20份的高吸水树脂与10
‑
15份的磷酸二氢氨均匀混合，于室 温下搅拌10
‑
15分钟，所述搅拌速度为200
‑
300rpm；使高吸水树脂、磷酸二氢氨粉末均匀吸 附于竹炭颗粒内部，形成复合颗粒。
40.制作温度调控材料:
41.将10
‑
15份的聚丙烯酰胺、40
‑
50份的微生物菌渣与1
‑
2份的乙二醇均匀混合，在30
‑
40℃ 环境下低温造粒形成直径为1
‑
2mm的颗粒，低温环境能保持微生物的活性；
42.制作植被恢复材料:
43.将所述养分调控材料、水分调控材料与温度调控材料按照重量比1:1:2混合均匀。
44.一种高原地区路基边坡植被恢复材料的应用，按重量份将1
‑
2份所述植被恢复材料与8
‑
12 份土壤混合均匀后喷播于边坡上，所述喷播厚度为10
‑
15cm，该应用实现了在高原地区路基 边坡植被恢复过程对温度的调控与植被恢复养分调控的长效。
45.实施例3
46.本实施在在上述实施例的基础上提供了一种具体实施方案，具体方案如下：
47.本次试验在四川省九寨沟县开展，海拔高度2900米。标准方法配方如下：
48.养分调控材料：25份的四氧化三铁
‑
磷酸钙复合材料(颗粒直径0.05
‑
0.1mm)，7份的 纳米二氧化硅(颗粒直径300～400nm)，12份的磷酸二氢钾粉末(颗粒直径5μm
‑
10μm)， 搅拌速度为800rpm，搅拌时间为30分钟；
49.水分调控材料：15份的竹炭颗粒(颗粒直径2
‑
3mm)，15份的高吸水树脂(颗粒直径 0.01
‑
0.05mm)，12份的磷酸二氢氨(颗粒直径0.1
‑
0.5mm)，室温下搅拌15分钟，搅拌速 度为300rpm；
50.温度调控材料：12份的聚丙烯酰胺(颗粒直径0.1
‑
0.3mm)，45份的微生物菌渣，1.5 份乙二醇，混合低温造粒，造粒温度为35℃。
51.在坡度为40
°
的土质边坡上开展，每块面积为25m2，植物种子采用的锦鸡儿，用量为 15g/m2。将养分调控材料、水分调控材料与温度调控材料按照重量比1:1:2混合均匀后形成 高原地区路基边坡植被恢复材料，将1.5份植被恢复材料与10份土壤混合均匀后机械喷播于 边坡上，厚度为12cm。试验于2020年6月开始，实验数据如下表所示:
[0052][0053]
由上表可知：使用本发明中的方法人工土壤白天平均温度为27.2℃，相对于其他方案来 说，温度更为适宜植被生长；人工土壤冰点为
‑
9.6℃，相对于其他方案来说，其冰点更低， 土壤结构更为稳定，使植被在低温环境中更易生存；本发明的方案植物存活率为39％，植物 生长平均高度为43.2cm，相对于其他方案来说，植物存活率最高，植物生长更加快速。综上 所述，本发明中的方案更加适宜高原地区路基边坡植被的存活与生长，使植物能在夏季温度 变化剧烈及冬季冰冻条件下存活，实现了植被恢复材料在高原条件下的长久稳定生长，提升 了边坡植被恢复效果，解决了传统植被恢复材料在高原地区适应性差难题。
[0054]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应 该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。