本发明涉及生态环境治理技术领域，尤其是涉及一种生态修复毯、制备方法及其应用。
背景技术：
随着社会经济的发展，环境问题越来越受到了大家的重视。在这个过程中，植被不断的被破坏，带来了大面积的土地荒漠化的形成，其中沙漠戈壁、黄土母质地貌和贫瘠耕地均因缺少水分和微量矿物质及稀有元素、有机质成分、重金属污染而无法形成植被，特别是沙漠戈壁、黄土母质地貌蒸发量远远大于蓄水和储水量，因此，如何对沙漠戈壁、黄土母质地貌和贫瘠耕地等进行保墒、改良土地有机质和融入有益矿物质是我们中华大地一代代人一直为之努力的目标。
现有技术中，生态环境的修复方法大体分为土壤修复层垫和绿化“草皮卷”移栽两类，这两种生态修复方法均具有明显的弊端，其中，现有土壤修复层垫一般为多层组成，多层分隔的土壤修复垫中的无纺布层或密织纤维层直接隔断了植物根系的发育，易导致植物死亡，而且分层供应各功能性土壤改性和保墒物质会造成植被、植物吸收周期性偏性发育、导致畸形和植物死亡；绿化的“草皮卷”需要占用大量农田种植草坪然后移栽，不仅占用了大量优质土地和破坏了土质，而且造成大量运输和移植的费用的浪费，增加了草坪建植成本，另外，由于沙漠戈壁、黄土母质地貌、贫瘠耕地的水分蒸发量大，“草皮卷”不易存活，生态修复的效果极差。
因此，研究和开发一种用于沙漠戈壁和黄土母质地貌的生态修复产品，使植被可以得到迅速恢复，以缓解现有技术中因为多层分隔的土壤修复垫中的无纺布层或密织纤维层直接隔断了植物根系的发育或修复后植被的保墒效果不好等原因导致生态修复植物易死亡的问题，具有十分迫切的现实意义。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种生态修复毯，该生态修复毯将植物种子直接加入毯中，植物在生态修复毯中即可萌芽生长，同时，本发明生态修复毯为各原料混合而成，富含土壤改良物质和微生物活性物质等元素，具有植被修复速度快，保墒保水性能好以及毯体可降解对环境友好的优点。
本发明的第二目的在于提供一种生态修复毯的制备方法，该方法制备的生态修复毯为热熔冷压一次成型，不存在分层隔断的问题，随着植物的生长，植物根系可以直接扎入被修复土壤之中，同时，本发明生态修复毯一次成型的结构也提高了保墒保水效果。本发明生态修复毯缓解现有技术中因为多层分隔的土壤修复垫中的无纺布层或密织纤维层直接隔断了植物根系的发育或修复后植被的保墒效果不好等原因导致生态修复植物易死亡的问题。
本发明的第三目的在于提供一种生态修复毯的应用，该生态修复毯可以广泛应用于制备用于沙漠戈壁和黄土母质地貌的生态修复产品或城市屋顶及高架水泥护栏绿化美化产品中。
本发明提供的一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：植物纤维10～100份、粘结纤维10～100份、土壤改良剂30～100份、保水剂3～6份、发酵鸡粪2～5份、米糠2～5份、em菌0.1～1份、植物种子0.5～5份和颗粒控释肥1～5份。
进一步的，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：植物纤维20～80份、粘结纤维20～80份、土壤改良剂50～90份、保水剂4～6份、发酵鸡粪2～4份、米糠2～4份、em菌0.2～0.8份、植物种子1～3份和颗粒控释肥2～4份。
进一步的，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：植物纤维50份、粘结纤维50份、土壤改良剂80份、保水剂5份、发酵鸡粪3份、米糠3份、em菌0.5份、植物种子2份和颗粒控释肥3份。
进一步的，所述植物纤维为竹纤维、椰综纤维、稻草纤维和麻纤维的一种或几种的混合。
进一步的，所述土壤改良剂为泥炭土、蛭石、珍珠岩、风化煤和膨润土的一种或几种的混合而成。
进一步的，所述颗粒控释肥为多元素复混肥。
进一步的，所述多元素复混肥为氮磷钾三元复合肥；
更进一步的，所述氮磷钾三元复合肥中氮、磷、钾元素各占复合肥质量百分数的15％。
本发明提供的一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，然后进行热熔冷压，制得生态修复毯。
进一步的，所述热熔冷压为将气流成网机成网后的纤维网在170～195℃的温度下进行热熔，随后以压力为100～500mpa的冷压辊进行冷压。
本发明提供的生态修复毯在制备用于沙漠戈壁、黄土母质地貌的生态修复产品或城市屋顶、高架水泥护栏绿化美化产品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的生态修复毯，所述生态修复毯主要由植物纤维、粘结纤维、土壤改良剂、保水剂、发酵鸡粪、米糠、em菌、植物种子和颗粒控释肥组成。该生态修复毯将植物种子直接加入毯中，植物在生态修复毯中即可萌芽生长。同时，本发明生态修复毯为各原料混合而成，富含土壤改良物质和微生物活性物质等元素，具有植被修复速度快，保墒保水性能好以及毯体可降解对环境友好的优点。
本发明提供的生态修复毯的制备方法，该方法制备的生态修复毯为热熔冷压一次成型，不存在分层隔断的问题，随着植物的生长，植物根系可以直接扎入被修复土壤之中，同时，其中植物根系、土壤改良物质和微生物活性物质三者共存一个空间，直接均衡地展开保墒、渐进改良、协同促进根系发育，随着界面自然降解，有机质和矿物质下渗与地表土壤，根系随着土壤改良逐步深入地表，达到最终改变地表土壤性质，进而还原自然生态植被。此外，本发明生态修复毯一次成型的结构也提高了保墒保水效果。本发明生态修复毯缓解现有技术中因为多层分隔的土壤修复垫中的无纺布层或密织纤维层直接隔断了植物根系的发育或修复后植被的保墒效果不好等原因导致生态修复植物易死亡的问题。
本发明提供的生态修复毯可以广泛应用于制备用于沙漠戈壁、黄土母质地貌和贫瘠耕地的生态修复产品或城市屋顶、高架水泥护栏绿化美化产品中。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：植物纤维10～100份、粘结纤维10～100份、土壤改良剂30～100份、保水剂3～6份、发酵鸡粪2～5份、米糠2～5份、em菌0.1～1份、植物种子0.5～5份和颗粒控释肥1～5份。
本发明中所用原料的作用及功能：
本发明植物纤维主要起到给生态修复毯进行赋形的作用。由于植物纤维是可降解材料，所以选用植物纤维作为生态修复毯的赋形材料可以实现生态修复毯在自然界中自行降解，不会对修复土壤形成二次污染。
本发明中，上述植物纤维典型但非限制性的含量为：10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份或100份。
本发明粘结纤维的作用为在生态修复毯的热压制备过程中融化，进而是整个生态修复毯粘结在一起。
优选的，所述粘结纤维为低熔点聚酯纤维。
更优选的，所述粘结纤维是熔点为160～200℃的聚酯纤维。
本发明中，上述粘结纤维典型但非限制性的含量为：10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份或100份。
本发明土壤改良剂可以改良土地有机质和融入有益矿物质，直接均衡地展开保墒和对土壤的渐进改良，同时，协同促进根系发育。
本发明中，上述土壤改良剂典型但非限制性的含量为：30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份或100份。
本发明保水剂的作用为使水分最大限度的存于生态修复毯中，起到保墒抗旱的作用，进而给植物的生长提供必要的水分，
本发明中，上述保水剂典型但非限制性的含量为：3份、4份、5份或6份。
本发明em菌(effectivemicroorganisms)是一种以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10个属80余个微生物复合而成的一种微生活菌制剂。由于em菌在土壤中极易生存繁殖，所以能较快而稳定地占据土壤中的生态地位，形成有益的微生物菌的优势群落，从而控制病原微生物的繁殖和对作物的侵袭，可用于养殖病害防治，土壤改良、生根壮苗、污水治理等等。
本发明中，上述em菌典型但非限制性的含量为：0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、0.8份或1份。
本发明发酵鸡粪、米糠和颗粒控释肥可以为生态修复毯中植物种子的萌发和生长提供必要的养分。
本发明中，上述发酵鸡粪典型但非限制性的含量为：2份、3份、4份、或5份。
本发明中，上述米糠典型但非限制性的含量为：2份、3份、4份、或5份。
本发明中，上述颗粒控释肥典型但非限制性的含量为：1份、2份、3份、4份、或5份。
本发明生态修复毯将植物种子直接加入毯中，植物在生态修复毯中即可萌芽生长。同时，本发明生态修复毯为各原料混合而成，富含土壤改良物质和微生物活性物质等元素，具有植被修复速度快，保墒保水性能好以及毯体可降解对环境友好的优点。
在本发明的一种优选实施方式中，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：植物纤维20～80份、粘结纤维20～80份、土壤改良剂50～90份、保水剂4～6份、发酵鸡粪2～4份、米糠2～4份、em菌0.2～0.8份、植物种子1～3份和颗粒控释肥2～4份。
在上述优选实施方式中，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：植物纤维50份、粘结纤维50份、土壤改良剂80份、保水剂5份、发酵鸡粪3份、米糠3份、em菌0.5份、植物种子2份和颗粒控释肥3份。
本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明生态修复毯的应用效果。
在本发明的一种优选实施方式中，所述植物纤维为竹纤维、椰综纤维、稻草纤维和麻纤维的一种或几种的混合。
优选的，所述植物纤维为椰综纤维。椰棕纤维椰子外壳提取出来的丝状物质是一种无公害，绿色环保的纯天然产品，具有防潮、透气、抑菌的功效。本发明优选椰综纤维作为植物纤维可以使生态修复毯具有更好的保墒保水的性能。
在本发明的一种优选实施方式中，所述土壤改良剂为泥炭土、蛭石、珍珠岩、风化煤和膨润土的一种或几种的混合而成。
优选的，所述土壤改良剂，按重量份数计，主要由以下组分组成：泥炭土30～40份、蛭石10～20份、珍珠岩5～10份、风化煤5～10份和膨润土4～8份。
本发明土壤改良剂中，泥炭土具有质轻、持水、保肥、有利于微微生物生长的优点，同时含有很高的有机质，腐殖酸及营养成份。可以有效的改善土壤的保墒保水性能，提高土壤肥力。
本发明中，上述泥炭土典型但非限制性的含量为：30份、32份、34份、36份、38份或40份。
蛭石是一种黏土矿物，为层状结构的硅酸盐。一般由黑云母经热液溶变或风化形成，由于蛭石有离子交换的能力，它对土壤的营养有极大的作用。
本发明中，上述蛭石典型但非限制性的含量为：10份、12份、14份、16份、18份或20份。
珍珠岩、风化煤和膨润土具有调整土壤的ph值，土壤中的离子浓度，提高土壤生物活性的效果。
本发明中，上述珍珠岩典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份或10份。
本发明中，上述风化煤典型但非限制性的含量为：5份、6份、7份、8份、9份或10份。
本发明中，上述膨润土典型但非限制性的含量为：4份、5份、6份、7份或8份。
更优选的，所述土壤改良剂，按重量份数计，主要由以下组分组成：泥炭土35份、蛭石15份、珍珠岩8份、风化煤8份和膨润土6份。
在本发明的一种优选实施方式中，所述颗粒控释肥为多元素复混肥。
在上述优选实施方式中，所述多元素复混肥为氮磷钾三元复合肥。
优选的，所述氮磷钾三元复合肥中氮、磷、钾元素各占复合肥质量百分数的15％。
作为一种优选的实施方式，本发明所述氮磷钾三元复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，其中，氮磷钾三种微量元素分别占复合肥质量百分数的15％，对生态修复毯中植物种子的萌发和生长有着十分重要的作用。
根据本发明的一个方面，一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，然后进行热熔冷压，制得生态修复毯。
本发明中，生态修复毯的制备方法为热熔冷压一次成型，不存在分层隔断的问题，随着植物的生长，植物根系可以直接扎入被修复土壤之中，同时，同时，其中植物根系、土壤改良物质和微生物活性物质三者共存一个空间，直接均衡地展开保墒、渐进改良、协同促进根系发育，随着界面自然降解，有机质和矿物质下渗与地表土壤，根系随着土壤改良逐步深入地表，达到最终改变地表土壤性质，进而还原自然生态植被。此外，本发明生态修复毯一次成型的结构也提高了毯体保墒保水效果。本发明生态修复毯缓解现有技术中因为多层分隔的土壤修复垫中的无纺布层或密织纤维层直接隔断了植物根系的发育或修复后植被的保墒效果不好等原因导致生态修复植物易死亡的问题。
在本发明的一种优选实施方式中，所述热熔冷压为将气流成网机成网后的纤维网在170～195℃的温度下进行热熔，随后以100～500mpa压力进行冷压。
本发明中，上述热熔温度典型但非限制性的为：170℃、175℃、180℃、185℃或195℃。
本发明中，上述冷压压力典型但非限制性的为：100mpa、200mpa、300mpa、400mpa或500mpa。
根据本发明的一个方面，本发明所述生态修复毯在制备用于沙漠戈壁、黄土母质地貌的生态修复产品或城市屋顶、高架水泥护栏绿化美化产品中的应用。
下面将结合实施例1～10和对比例1～6对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维10份、粘结纤维10份、土壤改良剂30份、保水剂3份、发酵鸡粪2份、米糠2份、em菌0.1份、植物种子0.5份和颗粒控释肥1份。
实施例2
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维100份、粘结纤维100份、土壤改良剂100份、保水剂6份、发酵鸡粪5份、米糠5份、em菌1份、植物种子5份和颗粒控释肥5份。
实施例3
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维20份、粘结纤维20份、土壤改良剂50份、保水剂4份、发酵鸡粪2份、米糠2份、em菌0.2份、植物种子1份和颗粒控释肥2份。
实施例4
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维80份、粘结纤维80份、土壤改良剂90份、保水剂6份、发酵鸡粪4份、米糠4份、em菌0.8份、植物种子3份和颗粒控释肥4份。
实施例5
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维50份、粘结纤维50份、土壤改良剂80份、保水剂5份、发酵鸡粪3份、米糠3份、em菌0.5份、植物种子2份和颗粒控释肥3份。
实施例6
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按实施例1所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在170℃的温度下进行热熔，随后以压力为1吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
实施例7
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按实施例2所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在195℃的温度下进行热熔，随后以压力为5吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
实施例8
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按实施例3所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在175℃的温度下进行热熔，随后以压力为2吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
实施例9
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按实施例4所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在190℃的温度下进行热熔，随后以压力为4吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
实施例10
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按实施例5所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在180℃的温度下进行热熔，随后以压力为3吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
对比例1
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：稻草纤维50份、粘结纤维50份、土壤改良剂80份、保水剂5份、发酵鸡粪3份、米糠3份、em菌0.5份、植物种子2份和颗粒控释肥3份。对比例2
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维50份、粘结纤维50份、土壤改良剂80份、保水剂5份、米糠3份、植物种子2份和颗粒控释肥3份。
对比例3
一种生态修复毯，按重量份数计，所述生态修复毯主要由以下原料组成：椰综纤维50份、粘结纤维50份、土壤改良剂80份、保水剂5份、发酵鸡粪3份、米糠3份、em菌0.5份和植物种子2份。
对比例4
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按对比例1所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在180℃的温度下进行热熔，随后以压力为3吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
对比例5
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按对比例2所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在180℃的温度下进行热熔，随后以压力为3吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
对比例6
一种生态修复毯的制备方法，包括以下步骤：首先，按对比例3所述的重量份数分别称取原料，随后将植物纤维和粘结纤维在气流成网机中成网，成网过程中将其他原料充分混合后通过撒粉装置填充于网中，将气流成网机成网后的纤维网在180℃的温度下进行热熔，随后以压力为3吨的冷压辊进行冷压，制得生态修复毯。
效果例1
为表明本发明生态修复毯具有植被修复速度快，保墒保水性能，植物存活率高的特点，现分别对实施例6～10与对比例4～6制备的生态修复毯以及市售的具有分层结构的生态修复毯在沙漠地区进行生态修复试验，并对植物种子的出芽率和成活率进行统计，其结果如下表1所示。
其中，市售的具有分层结构的生态修复毯采用传统的挖穴点播的方式进行种植，其种子的播种量与实施例6～10和对比例4～6制备生态修复毯时加入的种子的品种和数量相同。
表1：上述生态修复毯的发芽率和成活率统计
(其中发芽率为培养7～15天的发芽率，成苗率为生态修复试验30～40天后的成苗率统计)
由上述表1可知，本发明实施例6～10制备的生态修复毯，其发芽率和成苗率均明显高于对比例4～6制备的生态修复毯以及市售的具有分层结构的生态修复毯，其中：本发明实施例6～10制备的生态修复毯植物种子的平均发芽率为97.5％；比对比例4利用稻草纤维进行制备的生态修复毯的发芽率高7.1％；比对比例5利用不含发酵鸡粪和em菌制备的生态修复毯的发芽率高5.8％；比对比例6利用不含颗粒控释肥制备的生态修复毯的发芽率高6.1％；比市售的具有分层结构的生态修复毯的发芽率高7.2％。
本发明薏苡种子包衣剂进行包衣的平均成苗率为94.5％，比对比例4利用稻草纤维进行制备的生态修复毯的成苗率高6.3％；比对比例5利用不含发酵鸡粪和em菌制备的生态修复毯的成苗率高4.9％；比对比例6不含颗粒控释肥制备的生态修复毯的成苗率高6.8％；比市售的具有分层结构的生态修复毯的成苗率高37.4％。
此外，将上述生态修复毯全部扒开可以清楚的看到，本发明实施例6～10和对比例对比例4～6制备的生态修复毯中的植物经过30～40天的生长后其根部已明显扎入需要修复的土壤之中，反观市售的具有分层结构的生态修复毯其植物的根部完全没有扎入需要修复的土壤之中。
综上所述，本发明生态修复毯随着植物的生长，植物根系可以直接扎入被修复土壤之中，同时，其中植物根系、土壤改良物质和微生物活性物质三者共存一个空间，直接均衡地展开保墒、渐进改良、协同促进根系发育，随着界面自然降解，有机质和矿物质下渗与地表土壤，根系随着土壤改良逐步深入地表，达到最终改变地表土壤性质，进而还原自然生态植被。此外，本发明生态修复毯一次成型的结构也提高了毯体保墒保水效果。本发明生态修复毯缓解现有技术中因为多层分隔的土壤修复垫中的无纺布层或密织纤维层直接隔断了植物根系的发育或修复后植被的保墒效果不好等原因导致生态修复植物易死亡的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。