阅读说明：本技术 一种适用于露天矿排土场植被生态免养护的方法 (Ecological maintenance-free method suitable for vegetation in strip mine refuse dump ) 是由 张利忠 王常建 林海军 赵英 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于露天矿排土场植被生态免养护的方法,包括如下步骤：步骤1：对目标露天矿排土场的土样进行采样,将采样的土样在实验室中进行微生物群落分析和活菌数量检测统计；步骤2：根据上述对目标露天矿排土场的土样进行分析后得出的结果,在实验室配制适宜的能够有效激活土壤功能菌的激活配方,将配方与排土场表层土、枯落物,按1:1的比例进行混合搅拌,混拌后开展评价分析；步骤3：在露天矿现场应用时,将配制好的激活配方原料与露天矿排土场现场应用于植被种植的表层土,本发明通过有效增加土壤肥力,添加组能够快速释放枯落物中的速效氮和有效磷等养分,提高排土场土壤中养分含量,促进植被生长,达到免人工养护的目的。(The invention discloses an ecological maintenance-free method for vegetation in an open pit refuse dump, which comprises the following steps: step 1: sampling soil samples of a target strip mine waste dump, and performing microbial community analysis and viable bacteria quantity detection statistics on the sampled soil samples in a laboratory; step 2: according to the result obtained after the soil sample of the target strip mine waste dump is analyzed, preparing a proper activation formula capable of effectively activating soil functional bacteria in a laboratory, mixing and stirring the formula, the surface soil and the litter of the waste dump according to the proportion of 1:1, and carrying out evaluation analysis after mixing and stirring; and step 3: when the activated formula raw materials and the surface soil for planting the vegetation are applied to the site of the strip mine dumping site, the prepared activated formula raw materials and the surface soil for planting the vegetation are effectively added to the soil, and the adding group can quickly release nutrients such as quick-acting nitrogen, available phosphorus and the like in litter, improve the content of the nutrients in the soil of the dumping site, promote the growth of the vegetation and achieve the aim of avoiding artificial maintenance.)

一种适用于露天矿排土场植被生态免养护的方法

技术领域

本发明涉及露天矿排土场生态修复技术领域，具体为一种适用于露天矿 排土场植被生态免养护的方法。

背景技术

草地生态系统是陆地生态系统的主要类型，在草地生态系统中，大量净 初级生产力是以植物枯落物形式进入分解系统。枯落物分解是指枯落物在自 然条件下由复杂的有机物质转化为简单的化学物质，并最终产生二氧化碳和 水，以及其它元素淋失和能量释放的过程。因此，枯落物作为草地土壤的主 要碳输入，其分解作用对生态系统和全球尺度上的碳循环和营养循环具有重 要意义。另一方面，枯落物分解具有重要的“死后效应”：枯落物分解后将营 养释放到土壤中,以供第二年植物生长。因此枯落物分解速率是生态系统植物 生产力和群落结构的重要决定者。

土壤微生物在草原枯落物分解中起着最主要的作用，它们主要包括细菌、 真菌和放线菌。真菌是对枯死植物材料进行初始分解的主要分解者，与细菌 和放线菌一起大约占总分解者生物量和呼吸的95％。真菌的特别之处在于它有 强大的菌丝网，它们可以在一个地方获取碳，在另一个地方获取氮。当资源 丰富时真菌产生致密的菌丝网，而在资源贫瘠时产生稀疏的菌丝网，从菌丝 网的其它地方获取新的枯落物和土壤，而不是真菌生长的环境。这个灵活的 生长策略使真菌能够生长在资源贫瘠的地区，甚至是被耗尽。此外，真菌能分泌一种能渗透到叶子角质层和外部栓化根的酶，从而进入枯死植物体的内 部，因此，真菌能最先分解枯落物，也更利于细菌的进一步分解。

土壤细菌的个体小，比表面积大，这使得他们能快速获得可溶性底物， 细菌的这种机会主义为他们分解枯落物占到优势。同时部分细菌能分泌一种 胞外酶到环境中去分解枯落物，这些酶能将大分子转化为可以被微生物吸收 和新陈代谢的可溶性产物。细菌可以保持常年不动,土壤中50％～80％的细菌是 代谢不活跃的，但是当有易分解的底物存在时可以马上恢复活性。在羊草枯 落物的分解过程中，微生物起主导作用，其中放线菌的分解能力最强，真菌 次之，而土壤动物仅占3％。

我国的大型露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱区，大型露天矿 的开采在给我们带来经济效益的同时，也带来了许多环境问题，对原本脆弱 的生态系统产生巨大的压力，大型露天煤矿排土场是矿山仅次于采矿场的庞 大构筑物，它接收、容纳露天矿剥离的大量岩土废弃物，少则数百万吨，多 则数亿吨、数十亿吨。因此大型露天煤矿排土场的生态修复对于整个矿区的 生态建设起着举足轻重的作用，而由大量剥离物堆积而成的排土场主要的生 态问题表现为：一、土壤基质物理结构不良，持水保肥能力差，导致缺乏植 物能够自然生根和伸展的介质；二、土壤极端贫瘠，氮、磷及有机质等营养 物质不足或是养分不平衡；三、生物数量和生物种类的减少或丧失，给排土 场生态恢复带来了更加不利的影响。

当前国内各大型露天煤矿均对排土场开展了不同程度的植被绿化复垦和 生态修复，但是由于露天矿排土场范围广，土壤贫瘠严重，自然环境恶劣， 人工养护成本高难度大等一系列问题造成生态恢复效果较差，主要因素是由 于排土场植被建植困难，导致植物生物量降低，枯落物减少，缺失枯落物覆 盖的表层土又继续遭受各类侵蚀造成土壤减少或缺失，导致排土场土壤保水 性能逐渐减弱退化，正常生态水文功能丧失，而排土场水文功能的丧失又导 致植被难以获得充足的养分和水分，排土场生态系统无法维持正常的生长繁殖和群落演替，最终形成恶性循环。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于露天矿排土场植被生态免养护的方 法，主要目的就是能够快速有效激活土壤中的该类菌，使排土场每年的枯落 物能够快速分解，释放的养分有效改善土壤质地和促进植被生长，快速提升 排土场生态复垦效果同时降低养护费用，该激活配方能够在有效激活枯落物 分解菌的同时，显著快速提升功能菌数量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于露天矿排土场 植被生态免养护的方法，包括如下步骤：

步骤1：对目标露天矿排土场的土样进行采样，将采样的土样在实验室中 进行微生物群落分析和活菌数量检测统计；

步骤2：根据上述对目标露天矿排土场的土样进行分析后得出的结果，在 实验室配制适宜的能够有效激活土壤功能菌的激活配方，将配方与排土场表 层土、枯落物，按1:1的比例进行混合搅拌，混拌后开展评价分析；

步骤3：在露天矿现场应用时，将配制好的激活配方原料与露天矿排土场 现场应用于植被种植的表层土，按重量比4％的分量添加并混拌均匀后，根据 现场正常的施工流程开展。

优选的，所述激活配方包括如下步骤：

步骤1，按照与枯落物的质量百分比，激活配方组成：

麸皮1.0％-3.5％、玉米浆干粉0.5％-1.8％、LYJH 0.2％-1.5％、硫酸铵0.25％-1.2％、硫酸铜0.01％-0.12％；

步骤2，将上述发酵原料进行粉碎，粉碎结束将其混合在一起并搅拌均匀。

优选的，所述麸皮粉碎程度大于等于60目筛。

优选的，按照与枯落物的质量百分比，激活配方组成：

麸皮1.0％、玉米浆干粉0.5％、LYJH 0.2％、硫酸铵0.25％、硫酸铜0.01％。

优选的，按照与枯落物的质量百分比，激活配方组成：

麸皮2％、玉米浆干粉1.2％、LYJH 1％、硫酸铵0.8％、硫酸铜0.07。

优选的，按照与枯落物的质量百分比，激活配方组成：

麸皮3.5％、玉米浆干粉1.8％、LYJH 1.5％、硫酸铵1.2％、硫酸铜0.12％。

本发明提供了一种适用于露天矿排土场植被生态免养护的方法，具备以 下有益效果：

(1)本发明能快速降解枯落物，在7个月内枯落物降解率达60.5％。

(2)本发明通过能快速适应目标地环境，提高土壤功能菌数量，在3个 月内激活土壤功能微生物，细菌菌浓由3.2*105增加到7.8*108。

(3)本发明通过有效增加土壤肥力，添加组能够快速释放枯落物中的速 效氮和有效磷等养分，提高排土场土壤中养分含量，促进植被生长，达到免 人工养护的目的。

本发明首先对露天矿土壤微生物群落进行解析，选用与之土壤中功能菌 群相匹配的高效激活配方，在目标露天矿排土场土壤层建立新的生态系统， 使枯落物和土壤之间形成具有物质循环、能量流动、土壤肥力增加的新体系。 这个新体系中可以持续降解枯落物肥土，养护植被，使人工构建露天矿排土 场能形成自我维持和自肥能力，达到免人工养护的目的。

附图说明

图1为本发明的细菌和真菌菌浓变化表；

图2为本发明的枯落物分解率变化表；

图3为本发明的总氮和腐殖酸变化表；

图4为本发明的腐殖酸含量表；

图5为本发明的枯落物降解率表；

图6为本发明的速效氮含量表；

图7为本发明的可溶性磷含量表；

图8为本发明的细菌和真菌菌浓变化趋势图；

图9为本发明的枯落物分解率变化图；

图10为本发明的养分含量变化图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述。

实施例1

本发明提供一种技术方案：一种适用于露天矿排土场植被生态免养护的 方法，包括如下步骤：

步骤1：对目标露天矿排土场的土样进行采样，将采样的土样在实验室中 进行微生物群落分析和活菌数量检测统计；

步骤2：根据上述对目标露天矿排土场的土样进行分析后得出的结果，在 实验室配制适宜的能够有效激活土壤功能菌的激活配方，将配方与排土场表 层土、枯落物，按1:1的比例进行混合搅拌，混拌后开展评价分析；

步骤3：在露天矿现场应用时，将配制好的激活配方原料与露天矿排土场 现场应用于植被种植的表层土，按重量比4％的分量添加并混拌均匀后，根据 现场正常的施工流程开展。

优选的，所述激活配方包括如下步骤：

步骤1，按照与枯落物的质量百分比，激活配方组成：

麸皮1.0％-3.5％、玉米浆干粉0.5％-1.8％、LYJH 0.2％-1.5％、硫酸铵 0.25％-1.2％、硫酸铜0.01％-0.12％；

步骤2，将上述发酵原料进行粉碎，粉碎结束将其混合在一起并搅拌均匀, 所述麸皮粉碎程度大于等于60目筛。

实施例2

对照组：采自露天矿排土场的表层土和现场枯落物；

添加组：麸皮15g-20g、玉米浆干粉8g-12g、LYJH 5g-8g、硫酸铵3.5g-5g、 硫酸铜0.5g-1g和枯落物1000g，制成激活配方，然后选择露天矿排土场土壤 1000g与激活配方混拌。

将对照组和添加组进行洒水保持一定湿度，在室温下放置，每个月测定 一次细菌菌浓、真菌菌浓和降解率，培养7个月，检测土壤中功能菌的变化、 枯落物分解率、土壤中速效氮和有效磷含量的变化如图8、图9和图10所示，

由试验数据分析可知，对照组和添加组在同样培养条件下，对照组细菌 菌浓和真菌菌浓随着培养时间延长，也有一定程度的增高，但是由于增加的 细菌和真菌不是能够分解枯落物的功能菌，因此对照组枯落物分解率仅有 14.4％，而添加组由于激活配方能够定向有效激活分解枯落物的功能菌，因此 添加组枯落物分解率能够达到4倍的对照组。