本发明涉及生态环保治理,具体涉及植物纤维毯及制备方法。
背景技术:
1、随着经济的快速发展,全国各地公路、铁路等交通道路的建造、矿山的开挖及房地产商开发半山别墅等对山体生态环境的破坏,形成了大量裸露的边坡,造成原有地表植被破坏、水土流失、泥石流、山体滑坡等各种环境问题,因此裸露边坡成为生态修复领域里备受关注的问题。
2、针对工程创面遗留的土质边坡,目前采用的方法主要有:栽植绿化植物、挂三维网植被护坡、挖沟植草、土工格室植草、放置植生袋/毯等,都存在着一些缺点:栽植绿化植物见效慢,成本高,养护费用高,对坡面的生长条件要求高等问题,如对于石质边坡或边坡生长环境极其恶劣的地方,很难直接采用栽植植物的方法改善边坡环境;土工材料通常采用高分子有机化合物,如聚乙烯、聚丙烯等,长时间驻留地表,对自然环境生态和植物生长均无益;植物纤维毯采用无纺布作种子垫层,一方面毯面覆土时,固土承载强度不够,另一方面,草根短浅难以穿过无纺布扎根到边坡上,影响其生根定植;植物纤维袋采用塑料编织网或尼龙纤维网,可以一定程度的防水分蒸发,但因其材料不吸水,同时也阻止了降水进入袋内,经风吹日晒后破坏较为严重,后期使用不佳。
3、近年来,伴随着中医药事业的日益发展壮大,中药的需求量持续的递增,中药渣生产量也在不断的增长。目前中药渣并没有统一且完善的处理方式体系,主要依靠堆放、焚烧以及填埋进行处理。长久发展下去,不但导致药渣这一资源的浪费,而且会给环境和生态带来较大的危害。因此,合理处理中药渣成为目前中医药行业亟待解决的问题。
4、因此,针对山体边坡生态修复的治理工程,开发出环保生态型的产品和技术应用亟待进一步研究。
技术实现思路
1、为了克服上述技术缺陷,本发明提供一种植物纤维毯,便于施工、护坡能力强,种子萌芽率高,出苗整齐,建坪速度快,可以解决现有植被毯土地修复工程中长存在的植被毯难与土地相容的问题。
2、本发明的目的之一在于,提供一种植物纤维毯,包括从上至下的防护面层、种子层及复合储水层;
3、所述复合储水层为采用针插方式缝合的层状结构,该层状结构从上至下为第一土工布层、植物纤维层和第二土工布层;
4、所述第一土工布层和所述第二土工布层为质量比为(3-5):1的可降解纤维和矿物纤维制成;所述防护面层为可降解薄膜;
5、所述种子层包括种子、中药栽培基质和多孔材料,所述中药栽培基质由中药渣发酵得到,按质量份数计,中药渣包括:70-95份植物类中药渣、10-35份动物类中药渣、1-5份复合降解菌。
6、具体的实施例中,种子可以选自草本种子和灌木种子,用量为15-20g/m2,所述草本种子为沙蒿、黑麦草、沙打旺、骆驼刺、狗尾草、芨芨草中的一种或多种,所述的灌木种子为苦豆子、沙棘、沙拐枣、罗布麻、柠条、霸王中的一种或多种。
7、具体的实施例中,多孔材料选自珍珠岩、沸石、硅藻土、蒙脱石、蛭石、绿脱石中的一种或多种。
8、一些实施例中,本发明的所述复合储水层的单位面积质量为400-750g/m2,所述植物纤维占复合储水层总质量的40-65%wt,所述种子层的厚度为6-12mm,所述防护面层的厚度0.02-0.15mm。
9、一些实施例中,本发明的所述种子层,按质量份数计,包括15-30份种子;以及
10、2000-4000份中药栽培基质,例如,2000-3500份,或2000-3000份,或2500-4000份,或3000-4000份;以及
11、500-1500份多孔材料;例如,500-1200份,或500-1000份,或800-1500份,或1000-1500份。
12、具体实施例中,多孔材料选自珍珠岩、蛭石、沸石、蒙脱石、贝得石、绿脱石中的一种或多种。
13、一些实施例中,本发明的所述中药渣包括75-95份植物类中药渣,或80-95份,或85-90份,或70-90份,或70-85份,或80-85份;以及
14、15-35份动物类中药渣,或20-35份,或25-30份,或10-30份,或10-25份,或10-20份,或10-15份;以及
15、1-4份复合降解菌,或1-3份,或1-2份。
16、一些实施例中,本发明的所述复合降解菌为质量比为1:(0.1-2):(0.1-3)的放线菌、细菌和真菌。
17、一些实施例中,本发明的所述放线菌选自高温紫链霉菌、嗜热淀粉酶链霉菌、嗜热一氧化碳链霉菌、细黄链霉菌和热普通链霉菌中的一种或多种,优选的,选自细黄链霉菌;
18、所述细菌选自枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌中的一种或多种,优选的,选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌;
19、所述真菌选自黑曲霉、里氏木霉、绿色木霉和黄孢原毛平革菌中的一种或多种,优选的,选自黑曲霉、绿色木霉。
20、一些实施例中,本发明的所述植物纤维层的厚度为,所述植物纤维层选自为椰丝、竹子、秸秆、棕榈等植物纤维中的一种或多种。
21、一些实施例中,本发明的所述可降解纤维选自聚乳酸纤维、甲壳素纤维、三乙酸纤维素、黄原酸纤维素中的一种;所述矿物纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、石英纤维中的一种。
22、本发明的目的之二在于,提供一种如植物纤维毯的制备方法,包括以下步骤:
23、s1.制备中药栽培基质:调整中药药渣的含水量和碳氮比后加入复合降解菌,混合均匀后堆肥发酵;每4-7天翻堆补水,使其与初始含水量保持一致,35-40d后发酵结束,烘干,即得;
24、具体的实施例中,本发明以复方中药渣作为原料,加入复合降解菌进行堆肥处理,将药渣中难以分解的成分转化成小分子物质,制备出无土栽培基质,相较于初始药渣,堆肥养分均有提升,其中,n元素含量可提升17%,p元素含量可提升31%,k元素含量可提升0.5%,有利于植物生长,同时中药药渣富含特有药用成分,对于防治病虫害也能起到一定的作用;
25、s2.制备复合储水层:将质量比为(3-5):1的可降解纤维和矿物纤维输入开松机内处理,得到蓬松、混合均匀且易梳理的混合纤维,再由梳理机梳理成薄纤网,铺网设备将薄纤网铺叠成第二土工布层,将植物纤维均匀地铺于第二土工布层之上,再在植物纤维之上铺叠薄纤网作为第一土工布层,再采用针刺机对铺叠的立体复合结构材料进行反复针刺,制得厚度为8-15mm复合储水层;
26、通过将可降解纤维和矿物纤维按比例混合制得的纤维网,随着植物纤维厚度的增加,复合储水层的力学性能仍能满足前期施工要求及后期随着可降解纤维逐渐降解的力学性能要求,经检测,纵横向断裂强度≥3kn/m、纵横向撕破强力≥0.1kn、cbr顶破强力≥0.6kn、纵横向断裂伸长率45-100%;
27、s3.将质量份的中药栽培基质、种子和多孔材料混合后加入可降解粘合剂,均匀涂覆在第一土工布层上,形成种子层;
28、具体的实施例中,可降解粘合剂可以选自琼脂、卡拉胶、凝胶、果胶、果阿胶或壳聚糖中的一种或多种,根据种子的用量适当调配;
29、s4.将厚度0.02-0.15mm的可降解薄膜覆置于种子层上,压制即得。
30、一些实施例中,本发明的所述s2中,针刺密度为80-140针/cm2,针刺深度为5-12mm,针刺频率为780-950次/min。
31、在针刺加固生产过程中,通过合理分配针刺密度,严格控制针刺深度和针刺频率,使复合储水层的有效孔径在95-135μm,液体吸收量>500%、透水率<1.0/s。具有良好的吸水保水性能,满足实际应用过程中保护边坡,防止水土流失的要求。
32、本发明的目的之三在于,提供植物纤维毯在矿山生态护坡、水土流失防治的应用。
33、有益效果:本发明通过改良传统植被毯的储水层,合理分配针刺密度,严格控制针刺深度和针刺频率及调整植物纤维的加入量,提高复合储水层的吸水保水能力,并结合生物发酵技术有效的加速中药渣养分的释放,制备出了一种以可降解废弃物为原料的植被毯,在开发出一种可降解植被毯的同时也为中药渣的处理与应用探索出一条新的道路;选用的中药渣作为种子基质,可以减少资源的浪费,实现药渣资源再利用;结合复合储水层水土保持技术,探索出一条提高植被毯土地相容性的新方法,在改善土壤相容性的同时,提高了植被毯的种子发芽率。本发明产品具有多功能、多用途,可大面积的覆盖地表,保育草种萌芽,经过一段时间的自然退化,生态毯可变为绿色植物的有机肥,无二次污染,可广泛应用于矿山生态护坡、水土流失防治等领域。
1.植物纤维毯,其特征在于,包括从上至下的防护面层、种子层及复合储水层;
2.根据权利要求1所述的植物纤维毯,其特征在于,所述复合储水层的单位面积质量为400-750g/m2,所述植物纤维占复合储水层总质量的40-65%wt,所述种子层的厚度为6-12mm,所述防护面层的厚度0.02-0.15mm。
3.根据权利要求1所述的植物纤维毯,其特征在于,按质量份数计,所述种子层包括15-30份种子;以及
4.根据权利要求1或2所述的植物纤维毯,其特征在于,所述中药渣包括75-95份植物类中药渣,或80-95份,或85-90份,或70-90份,或70-85份,或80-85份;以及
5.根据权利要求1或2所述的植物纤维毯,其特征在于,所述复合降解菌为质量比为1:(0.1-2):(0.1-3)的放线菌、细菌和真菌。
6.根据权利要求4所述的植物纤维毯,其特征在于,所述放线菌选自高温紫链霉菌、嗜热淀粉酶链霉菌、嗜热一氧化碳链霉菌、细黄链霉菌和热普通链霉菌中的一种或多种,优选的,选自细黄链霉菌;
7.根据权利要求1所述的植物纤维毯,其特征在于,所述植物纤维层的厚度为,所述植物纤维层选自为椰丝、竹子、秸秆、棕榈等植物纤维中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的植物纤维毯,其特征在于,所述可降解纤维选自聚乳酸纤维、甲壳素纤维、三乙酸纤维素、黄原酸纤维素中的一种;所述矿物纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、石英纤维中的一种。
9.一种如根据权利要求1所述植物纤维毯的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述s2中,针刺密度为80-140针/cm2,针刺深度为5-12mm,针刺频率为780-950次/min。