本发明涉及护坡方法，具体涉及一种土壤改良纤维喷播基质及其在边坡生态恢复过程中的应用，属于环境保护技术领域。
背景技术：
土壤改良喷播基质，是边坡防护过程中，喷播到边坡表面的土壤改良材料。对于偏远、土壤条件和边坡条件较差的边坡改良，特别是修路取土场等边坡的坡面土壤含量少、土质差，表面不易附着，因此，传统的土壤改良材料难以有效改良严重退化的边坡。
边坡的防护要想长期有效，必需保证植被在边坡上长期稳定的生长。现有的方法中覆盖的土壤改良层，只是提供植物生长的养分，植物可以很好的在覆盖的这层土中生长。但植物根系很难延伸到边坡原土当中，这也是现有技术的护坡方法几年后植被退化的根本原因。只有将边坡原土改良，才能使植物长久在边坡上生长。
cn201710321589.9一种土壤改良剂及其制备方法和应用，该发明公开的土壤改良剂按重量份计包括以下组分：木纤维、生物炭、腐殖质、多聚糖、海藻精、木霉菌、固氮菌、蘑菇渣、羧甲基壳聚糖、生化黄腐酸钠、硅藻土、贝壳粉和复合芽孢杆菌。本发明公开的木纤维经过一定加热处理，但基本上还是属于一种生物炭，并未形成可以适用于退化严重的边坡土质的纤维结构。本发明还公开了所述土壤改良剂的制备方法、应用和使用方法，所述土壤改良剂具有良好的改善土壤理化性质和促进植物成坪的性能，且制备和施用方法简单，利于推广应用。该发明虽可以改良边坡土壤，但仍然是传统的增加边坡营养的方案，但这对于普通坡度较缓的边坡是适用的，对于矿渣堆场、碎石堆场、修路取土场等退化严重的边坡，就无法达到所述效果了；特别是退化严重的边坡保水能力不佳，虽然增加了很多营养成分，但随水流失严重，无法长期保持改良后的生境稳定。
对于偏远、土壤条件和边坡条件较差的边坡改良，特别是修路取土场等边坡的改良，采用现有技术的解决方案存在以下问题：喷播基质层无法与边坡原土融合为一体，没有彻底改变边坡原土（生土）的性状，保水、保肥能力差。植物根系仅能够在改良土壤层中生长，也无法深入到边坡的原土中，形成两层皮现象，植被退化，导致护坡及植被恢复结构整体功能失效，无法长期进行边坡防护。
技术实现要素：
针对以上技术问题，本发明提供一种土壤改良纤维喷播基质及其在边坡生态恢复过程中的应用，要达到以下发明目的：能够适用于偏远、土壤条件和边坡条件较差的边坡防护，使喷播基质层与边坡原土融合为一体，有效改良边坡原土的土壤性状，提高土壤保水保肥能力。植物根系深入到边坡的原土中生长，避免形成两层皮现象，防止植被退化。
为达到该目的，本发明的技术方案是：
一种土壤改良纤维喷播基质，所述的喷播基质包括热处理木纤维，所述热处理木纤维的质量百分含量为79-90%。
所述热处理木纤维：为多孔短纤维，直径0.1-1㎜；长度为2㎝的纤维含量≥50%。
所述热处理木纤维的制备方法：由树皮、碎木等在高温高压条件下热解形成；所述高温
高压条件：压力为340±2千帕，温度为195±1℃。
所述的喷播基质还包括复合菌剂；所述复合菌剂的质量百分含量为2-3.5%；所述复合菌剂：由复合菌与基质按照质量比例约1:1混合而成。
所述的复合菌由木霉菌、固氮菌、放线菌按1:1:1配比复合；所述基质为交联生物多糖聚合物基质。
所述的喷播基质还包括海藻提取物；所述海藻提取物的质量百分含量为2-3.5%；所述海藻提取物包括褐藻糖胶、海藻多糖，质量比为3:1-2。
所述喷播基质，以重量份计，包括热处理木纤维85-90份、海藻提取物2-3.8份、复合菌剂2-3.5份、腐殖酸5-7份、竹炭0-6份、几丁质0-4份、天门冬氨酸0-1.5份。
一种土壤改良纤维喷播基质在边坡生态恢复中的应用，土壤改良纤维喷播基质用量为280-510g/㎡。
所述应用，土壤改良纤维喷播基质的喷播厚度为3-5mm。
土壤改良后，边坡原土的土壤有机质含量＞10%，孔隙度为59±2%，含水量15%以上，生物有效n含量＞150mg/kg，生物有效p含量＞70mg/kg，生物有效k含量＞110mg/kg。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）采用本发明方法彻底改良偏远、土壤条件和边坡条件较差的边坡原土的土壤性状，喷播基质层可以与边坡原土同化为一体结构，改善土壤营养，保水保肥能力强，改良后不退化。土壤改良后，边坡原土的土壤有机质含量＞10%，孔隙度59%左右，含水量15%以上，生物有效n含量＞150mg/kg，生物有效p含量＞70mg/kg，生物有效k含量＞110mg/kg，土壤结构稳定。
（2）采用本发明方法，播种植物种子28天后覆盖度达到70%，地上生物量达到0.65g/cm2。采用本发明对生土边坡进行植被恢复3年后，植被覆盖度为97%以上，地上生物量达到9.8g/cm2。采用本发明方法，喷播的基质层跟边坡原土同化成一体的熟土结构，植物根系得以快速生长，可使植物根系深入到边坡的原土中生长。通过喷播基质下渗到边坡原土中以及植物根系深入到边坡原土中实现固定，从而实现渗入式改良，从根本上避免了改良土壤和边坡原土发生“两层皮”的分离问题。植物长期生长，不发生退化。
（3）本发明方法采用的喷播材料可18个月自行分解完，对环境无污染；此时，植物已经可以很好的在边坡上扎根、生长，长期保持边坡植被的稳定。
具体实施方式
实施例1一种土壤改良纤维喷播基质及其在边坡生态恢复过程中的应用
所述喷播基质，按重量份计，包括以下组分：热处理木纤维89份、海藻提取物3份、复合菌剂2份、腐殖酸6份。
所述热处理木纤维：为多孔纤维，长2㎝左右，直径0.1-1㎜；长度为2㎝的纤维含量≥50%；所述热处理木纤维的制备方法：由树皮、碎木等在高温高压条件下热解形成；所述高温高压条件：压力为340千帕，温度为195℃。
所述复合菌剂：为白、蓝色颗粒，粒径约0.5㎜；由复合菌与基质按照质量比例约1:1混合而成；所述的复合菌由木霉菌、固氮菌、放线菌按1:1:1（含菌数量比）配比复合；所述基质为交联生物多糖聚合物基质。
所述海藻提取物：为淡黄色粉末；包括褐藻糖胶、海藻多糖。
可根据需要，在喷播基质中混入植物种子；混入种子的量是30-50g/㎡。
一种土壤改良纤维喷播基质在边坡生态恢复过程中的应用，具体包括：
步骤1、坡面进行平整、清理。使坡度基本一致，无明显的凹陷、凸起，坡面上下平顺。
步骤2、采用美国进口的boviehydro-mulcher喷播机或液压喷播机，向其储料罐内加1/3体积的水。打开搅拌泵并彻底清洗泵和预湿管道。
步骤3、向喷播机储料罐内继续缓慢加水同时加入土壤改良纤维喷播基质，在水位到达储水罐顶部的75％前完成装载。
步骤4、继续加水至罐顶，提升搅拌器至最高速并继续搅拌。土壤改良纤维喷播基质必须与水充分混合，搅拌时间应不低于10分钟，以便材料中的生物活性物质得到充分激活。
步骤5、待材料搅拌好搅拌器降低至最低速度，发动机速率1000-1500转/分；并安装喷嘴，直接将材料喷播到边坡生土表面喷播厚度为3-5mm，喷播后基质的孔隙率为60-70%。
实施例2一种土壤改良纤维喷播基质及其在边坡生态恢复过程中的应用
所述的喷播基质，按重量份计，包括以下组分：热处理木纤维90份、海藻提取物2份、复合菌剂3.5份、腐殖酸7份。
所述热处理木纤维：为多孔纤维，长2㎝左右，直径0.1-0.5㎜；长度为2㎝的纤维含量≥50%；含空隙量为85%（体积百分数）。所述热处理木纤维的制备方法：由树皮、碎木等在高温高压条件下热解形成；所述高温高压条件：压力为340千帕，温度为195℃。
所述复合菌剂：为白、蓝色颗粒，粒径约0.5㎜；由复合菌与基质按照质量比例约1:1混合而成；所述的复合菌由木霉菌、固氮菌、放线菌按1:1:1（含菌数量比）配比复合；所述基质为交联生物多糖聚合物基质。
所述海藻提取物：包括褐藻糖胶、海藻多糖，质量比为3:1。
一种土壤改良纤维喷播基质在边坡生态恢复过程中的应用，与实施例1相同。
实施例3一种土壤改良纤维喷播基质及其在边坡生态恢复过程中的应用
所述的喷播基质，按重量份计，包括以下组分：热处理木纤维85份、海藻提取物3.8份、复合菌剂2.2份、腐殖酸5份、竹炭6份、几丁质4份、天门冬氨酸1.5份。
所述的热处理木纤维：为多孔纤维，长2㎝，直径0.1-0.2㎜；长度为2㎝的纤维含量≥50%；含空隙量为85%（体积百分数）。所述热处理木纤维的制备方法：由树皮、碎木等在高温高压条件下热解形成；所述高温高压条件：压力为340千帕，温度为195℃。
所述复合菌剂：为白、蓝色颗粒，粒径约0.5㎜；由复合菌与基质按照质量比例约1:1混合而成；所述的复合菌由木霉菌、固氮菌、放线菌按1:1:1（含菌数量比）配比复合；所述基质为交联生物多糖聚合物基质。
所述海藻提取物：包括褐藻糖胶、海藻多糖，质量比为3:1。
一种土壤改良纤维喷播基质在边坡生态恢复过程中的应用，与实施例1相同。
实施例4一种土壤改良纤维喷播基质在边坡生态恢复过程中的应用的效果实验
选择一处表面无植被覆盖的生土边坡，坡比为1:3。将坡面划分为等面积的2个区域。分别采用市购传统喷播基质进行植被恢复，以及采用实施例1-3的喷播基质进行植被恢复。施工完成后3年，记录边坡植被恢复情况，具体见表1。
表1
由上表可见，采用本发明对生土边坡进行植被恢复3年后，生物量达到9g/cm2以上，植物成活率达98%以上，植被覆盖度达95%以上，植被平均高度达55cm以上，植被根系平均长度达45cm以上，植被根系扎入边坡生土中生长。
经检测，施工完成后3年，边坡土质明显改善，检测坡面以下20-25cm土层的土壤性状，具体结果见表2；
表2
由上表可见，采用本发明施工完成后3年，边坡土质得到明显改良；土壤有机质含量达到10%以上，孔隙度59%左右，含水量15%以上，生物有效n含量＞150mg/kg，生物有效p含量＞70mg/kg，生物有效k含量＞110mg/kg，土壤结构稳定。
综上所述，本发明可以彻底改良偏远、土壤条件和边坡条件较差的边坡原土的土壤性状，保水保肥能力强，改良后不退化。土壤改良后，边坡原土的土壤有机质含量＞10%，孔隙度59%左右，含水量15%以上，生物有效n含量＞150mg/kg，生物有效p含量＞70mg/kg，生物有效k含量＞110mg/kg，土壤结构稳定。喷播材料可18个月自行分解完。对土壤生境修复效果：播种植物种子28天后覆盖度达到70%，施用等量的有机肥，植物覆盖度仅为10-32%；播种植物种子28天后地上生物量达到0.65g/cm2，施用等量的有机肥，地上植物生物量仅为0.02-0.22g/cm2。采用本发明对生土边坡进行植被恢复3年后，植被覆盖度为97%以上，地上生物量达到9.8g/cm2。现有技术虽然短期内达到的土壤生境修复效果较好，但无法长期维持，后期容易退化。
除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。