一种适用于干热河谷区边坡生态修复的轻质喷播材料及其配制方法与流程

本发明涉及边坡生态修复，特别是涉及一种适用于干热河谷区边坡生态修复的轻质喷播材料及其配制方法。

背景技术：

1、金沙江干热河谷区气候炎热干燥、蒸发强烈、降雨量少且主要集中在夏季6-8月，自然生态环境极为脆弱。该区域内公路、水利、矿山等工程建设形成了大量裸露边坡，这些边坡往往土层瘠薄甚至完全缺失，部分区域的边坡岩土体呈现偏碱性特征，对植物生长产生不利影响。目前，边坡生态修复中常用的客土喷播技术需要大量种植土作为基材主体。然而在金沙江干热河谷区，优质表土资源十分匮乏，客土运输成本很高，且取土过程会扰动地表、还可能对生态环境造成二次破坏。部分现有技术采用水泥作为粘结剂以增强基材在坡面上的附着力，但水泥自身呈碱性，会进一步加剧喷播基材的碱性问题，不利于植物生长。

2、现有喷播技术中已有以木纤维为主体材料的喷播基材报道，例如cn112080283a公开了一种无土喷播有机材料和制备方法及其用途，除了采用大量的木纤维以外还添加了一定的有机材料和微生物菌剂等组分，然而该类技术中木纤维在长期使用过程中容易出现板结现象，导致基材孔隙度下降、透气性变差，进而抑制植物根系发育和水分下渗、且缺乏持久的肥力，单一依赖木纤维或粘合剂均难以同时解决板结和结构稳定性问题。在ph调节方面，现有喷播基材多采用外加酸或酸性盐单剂调节。例如，cn114477937a公开的低碳度固化剂和边坡生态修复的植生基材及其制备方法中指出，传统采用酸中和技术降低ph值会影响基材内部水化产物的微观结构，导致强度和耐久性下降；而采用聚合物封碱技术则造价较高，且环境辐射会破坏用于封碱的高分子物质，导致后期碱性物质溶出，两种降碱方式的后期效果均不理想。现有ph调节技术存在调节过程剧烈、ph容易反弹、持效期短、施工复杂或成本偏高等问题，且未针对金沙江干热河谷区蒸发强烈、保水困难的特殊环境进行系统优化。在养分供给方面，现有喷播基材多采用速效化肥提供养分肥效期短，难以支撑边坡植被的长期自我维持。例如，公开号为cn104782383b的中国发明专利公开了一种高、陡边坡生态复绿喷播基材及其制备方法和应用，其种植土用量高达53%，有机肥仅0.35%且为速效型，肥效期短，难以满足植被长期生长需求，此技术中仍依赖大量客土，需要大量种植土，而且肥料为速效复合肥，无法实现长效供肥。再如，cn 113994853 a公开了一种用于高陡边坡生态修复的木纤维无土喷播方法，主要侧重于喷播设备改进方法，其配置基质材料是以木纤维为主体，并将各组分按配比进行充分的混合搅拌得到混合物，并未提及喷播材料各组分占比、配制方法及添加有机质以增加土壤营养持续力。土壤有机质是维持土壤肥力和良好结构的核心物质，缺乏有机质或有机质含量低的基材，即使短期施加化肥，也容易导致土壤板结、肥力快速衰退，无法实现生态修复的长期自我维持。

3、因此，本领域亟需开发一种适用于金沙江干热河谷边坡生态修复的无需客土、轻质化、保水性优良、ph值适宜且肥力持久的喷播轻型材料。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适用于干热河谷区边坡生态修复的轻质喷播材料及其配制方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种适用于干热河谷区边坡生态修复的轻质喷播材料，按重量百分比计，由以下干料组分组成：木纤维50%~60%、有机质物料25%~30%、长效有机肥无机肥组合5%~10%、绿化添加剂3%~5%，上述组分重量百分比之和为100%；另加适量水和灌草植物种子即构成轻质喷播材料的整体。

4、优选地，所述木纤维为热精解优质木纤维，纤维长度2 mm ~38 mm，灰分含量 <5%，吸水率≥9，ph 值为5.5~6.5，松散容重80 kg/m³~120 kg/m³。

5、优选地，所述有机质物料由农林废弃物原料经自然碳化降解但未完全分解的植物残体、腐殖质及矿物质组成，有机质含量≥50%，吸水率 ≥5，ph值为5.0~6.5，纤维结构适中（细或中粗纤维）。

6、优选地，所述长效有机肥无机肥组合中有机肥组合由腐熟有机肥、腐殖酸缓释肥和生物有机肥配制；无机质成分以磷酸二氢铵为主、辅以（n+p2o5+k2o），ph 5.5~8.0，水分≤10%，并优先选择缓释型或包膜型配方，可使肥效持续2~3年，更有利于边坡长期建植。

7、优选地，所述绿化添加剂由粘合剂、保水剂、土壤改良剂按质量比5:3:2组成；所述粘合剂为高分子聚丙烯酰胺pam类，‌优选‌可生物降解、无毒、高絮凝性‌的合成高分子粘合剂（如pam型），单位用量30 g/m²~40 g/m²；所述保水剂为聚丙烯酸盐（钾盐或钠）和聚丙烯酰胺共聚体，吸水倍率达300倍以上，单位用量10 g/m²~25 g/m²；所述土壤改良剂包括腐殖酸类酸性或石灰类碱性两种土壤改良剂，主要用于调节轻质喷播材料ph值适宜的范围5.5~7.5‌。

8、优选地，所述轻质喷播材料以木纤维和有机质物料为主体，两者重量百分比之和≥75%，坡面喷播单位面积干料用量0.5 kg/m²~2.5 kg/m²，完全不使用种植土。

9、本发明还提供了一种适用于干热河谷区边坡生态修复的轻质喷播材料的配制方法，包括以下步骤：按配比称取木纤维、有机质物料、长效有机肥无机肥组合和绿化添加剂各组分干料干重作为干料；向搅拌设备中加入占干料总重30~40倍的水，在搅拌状态下逐步加入所述干料，搅拌约10分钟形成均匀的浆状混合物，即得基质层材料。

10、优选地，还包括制备种子层材料的步骤：取占所述基质层材料总重10%~15%的基质层材料，与加入灌草植物种子搅拌均匀，即得种子层材料。

11、优选地，所述灌草植物种子的加入量占干料总重的约5%。

12、优选地，采用湿式喷播机进行喷播施工，先分多次喷射基质层材料，待前一次喷射的浆料表面水分自然蒸发、稍干、不再明显流淌后，再进行下一次基质喷射，直至喷射基质层厚度达到7cm~8 cm。

13、优选地，在基质层基础上采用湿式喷播机进行多次喷播种子层材料至厚度达到1cm~2 cm。

14、优选地，适用于干热河谷区坡度一般缓于60°的土质边坡、土石边坡和强风化岩石边坡水土保持及生态修复工程。

15、本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

16、本发明提供的一种适用于干热河谷区边坡生态修复的轻质喷播材料及其配制方法，具有显著的有益效果。首先，本发明以木纤维和有机质物料为核心主体，两者总占比超过四分之三，坡面喷播单位面积干料用量为0.5 kg/m²~2.5 kg/m²，完全不使用种植土，显著低于传统客土喷播基材用量，实现了喷播材料的轻质化，有效减轻了坡面负荷。其次，通过高比例添加具有疏松多孔结构的有机质物料，使其穿插于木纤维网络之间，起到物理支撑和分隔作用，防止木纤维出现板结现象，改善了基材的孔隙结构、透气性和排水性，有效避免了传统的木纤维液压喷播基材板结与肥力不持续的问题。再次，本发明利用弱酸性有机质物料尤其丰富的腐殖质与磷酸二氢铵和绿化添加剂协同作用，对基材ph值进行温和、持久的调节，避免了传统酸中和法导致的强度下降和ph反弹问题，能够将偏碱性边坡的ph值调节至适宜植物生长的近中性范围。最后，本发明通过有机肥组合中腐熟有机肥、腐殖酸缓释肥和生物有机肥的接力配合，结合磷酸二氢铵提供的速效氮磷，实现了全生育周期内的长效养分供给，显著提高了土壤有机质和速效养分含量，植被覆盖度得到大幅提升，抗雨水冲刷能力强，能够支撑边坡植被的长期自我维持。