一种基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法技术

本发明专利技术涉及煤矿矸石区的生态修复领域，具体是一种基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法。所述修复方法采用的是基质材料，所述基质材料自下而上由固根层、种植层和防风化层组成。本发明专利技术以薰衣草作为生态修复植物，既修复了煤矿矸石区的生态环境，还可作为观赏作物和经济作物带来附加价值。本发明专利技术以矿区煤矸石为原材料，经过破碎处理与适当配比，配置为固根层，既能够为植物生长提供必须的养分和水分，还可保证种植层与矸石区的结合状态，与植物共同作用，封闭矸石区表面，抵抗风雨侵蚀，提高了矸石区表面的稳定性。

A method of ectomycorrhizal assisted ecological restoration in Coal Gangue Based on Lavender

The invention relates to the field of ecological restoration of coal gangue area, in particular a method of auxiliary ecological restoration of mycorrhiza in coal gangue area of coal mine based on lavender. The repair method uses a matrix material, which consists of a solid root layer, a planting layer and a windproof layer from bottom to top. The invention uses Lavender as an ecological restoration plant, which not only improves the ecological environment of the coal gangue area, but also brings additional value to ornamental crops and economic crops. The invention uses coal gangue as raw material, after crushing processing and proper ratio, configured as a solid root layer, can provide the necessary nutrients and moisture for the growth of plants, and can also ensure that the combination of planting layer and gangue area, the interaction of plant, gangue surface closed against wind and rain erosion, improve the stability the surface area of gangue.

【技术实现步骤摘要】
一种基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法
本专利技术涉及煤矿矸石区的生态修复领域，具体是一种基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法。
技术介绍
煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物，随着我国经济建设对煤炭的需求剧增，形成大量裸露矸石区。除大量占用土地之外，煤矸石的堆放会产生诸多环境问题，如极易产生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害问题，同时煤矸石在自然存放中会发生自燃，产生SO2，CO等大量有害气体，其所含的重金属等有害物质在雨水的淋溶作用下还将产生重金属废水，急需生态治理。然而矸石区表面环境不具备植物生长所必须的水分和养分，不适合植物生长。目前现有的生态修复方法主要是客土覆盖和矸石破碎改造，但是其所形成的土壤层所含养分较少，对外加肥料的需求较高，保墒性能差，土壤稳定性不高，成本较高，效果不理想。薰衣草为唇形科薰衣草属植物，多年生亚灌木，耐寒，耐旱，抗逆性强，对土壤要求较低，在石砾土、微酸微碱土地中均能生长。薰衣草是一种重要香料经济植物，植株四季常青且带有芳香气味，具有很高的观赏价值，同时还可以提取精油，兼具良好的药用、保健、化工等实用价值。在土壤环境中，真菌与植物的根系相互作用、相互依赖而形成的菌根共生体系可以有效提高植物的抗逆性和抗病虫害能力，有效增强植物对营养物质的吸收和转化效率，提高肥料的利用率，从而减少对肥料的依赖性。
技术实现思路
本专利技术针对目前煤矿矸石区对生态环境的危害作用，提供一种基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法，能够快速有效地实现煤矿矸石区的修复，具有实施简单、成本低、效果稳定的优点，同时能够获得良好的经济效益。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，所述基质材料自下而上由固根层、种植层和防风化层组成；所述固根层包括下列质量份的原材料：壤土20-30份，破碎后的煤矸石30-40份，蛭石5-10份，腐殖质10-20份，腐殖酸5-15份，菌剂5-10份，保水剂0.2-0.5份，团粒剂0.2-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述种植层包括下列质量份的原材料：壤土60-70份，蛭石10-15份，腐殖质5-10份，腐殖酸5-10份，菌剂5-15份，保水剂0.3-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述防风化层为针刺短纤无纺布。作为本专利技术基质材料技术方案的进一步改进，所述固根层和种植层的腐殖质均是由5-15份的植物纤维和5份的动物粪便制成的。作为本专利技术基质材料技术方案的进一步改进，所述固根层和种植层的腐殖质均是以植物纤维为原料，粉碎至长度为2-3cm，堆垛后第一次发酵腐熟处理30天，将所得发酵产物与动物粪便混合，发酵腐熟30-60天形成的。作为本专利技术基质材料技术方案的进一步改进，所述固根层和种植层的菌剂均为丛枝菌根真菌摩西球囊霉-Glomusmosseae，在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏的菌种保藏号为CGMCCNo.3012，每克菌剂含有15-20个摩西球囊霉孢子。作为本专利技术基质材料技术方案的进一步改进，所述固根层和种植层的保水剂均为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或任意几种以任意比例混合的混合物。作为本专利技术基质材料技术方案的进一步改进，所述固根层和种植层的团粒剂均为分子量800w的聚丙烯酸铵，聚丙烯酸铵的粒径0.2-0.5mm。作为本专利技术基质材料技术方案的进一步改进，所述固根层和种植层的氮元素源自尿素、硫酸铵、磷酸二铵中的一种元素肥或任意几种元素肥的混合物，磷元素源自过磷酸钙、磷酸二铵、磷酸二氢钾中的一种元素肥或任意几种元素肥的混合物，钾元素源自硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钾中的一种元素肥或任意几种元素肥的混合物。本专利技术进一步提供了一种基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法，所述修复方法采用的是基质材料，所述基质材料自下而上由固根层、种植层和防风化层组成；所述固根层包括下列质量份的原材料：壤土20-30份，破碎后的煤矸石30-40份，蛭石5-10份，腐殖质10-20份，腐殖酸5-15份，菌剂5-10份，保水剂0.2-0.5份，团粒剂0.2-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述种植层包括下列质量份的原材料：壤土60-70份，蛭石10-15份，腐殖质5-10份，腐殖酸5-10份，菌剂5-15份，保水剂0.3-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述防风化层为针刺短纤无纺布；所述修复方法包括如下步骤：A、将固根层的原材料按照上述规定的质量配比混合，搅拌均匀，将制得的固根层均匀覆盖至矸石区表面，厚度为15-30cm；B、在固根层覆盖24h之后，将种植层按照上述规定的质量配比混合，搅拌均匀后均匀覆盖至固根层表面，厚度5-8cm；C、采用播种法将薰衣草种子植入种植层，播种深度1-1.5cm，间隔30-50cm；或采用育苗移植法将薰衣草幼苗植入种植层，植入深度2-3cm，间隔30-50cm；D、将防风化层覆盖至种植层表面，在薰衣草播种或幼苗植入区域切割出直径5cm的缺口；E、定期进行水分养护管理1-3个月。作为本专利技术所述修复方法技术方案的进一步改进，所述播种法包括如下步骤：于花期结束后采集花朵，阴干后取出种子，以2.5%聚丙烯酰胺凝胶快速浸蘸后阴凉处风干，冷藏保存备用；所述种子播种前清水浸种12小时，后用赤霉素溶液浸种2小时处理，其中赤霉素溶液浓度为20-50ppm；所述育苗移植法为采用事先对种子繁殖或无性繁殖，待幼株长至4-6片真叶时方可移植。本专利技术以薰衣草作为生态修复植物，既修复了煤矿矸石区的生态环境，还可作为观赏作物和经济作物带来附加价值。本专利技术以矿区煤矸石为原材料，经过破碎处理与适当配比，配置为固根层，既能够为植物生长提供必须的养分和水分，还可保证种植层与矸石区的结合状态，与植物共同作用，封闭矸石区表面，抵抗风雨侵蚀，提高了矸石区表面的稳定性。本专利技术采用有机肥料辅以少量作物必须元素，既具备了有机肥料养分种类丰富，肥效长且稳定的优点，还定向补充作物所需的特定营养成分，具有良好的生态效益。本专利技术同时添加丛枝菌根真菌菌剂，有效提高植物的抗逆性和抗病虫害能力，增强植物对营养物质的吸收和转化效率，提高肥料的利用率，从而降低植物对肥料的依赖性，降低生态修复的技术难度和成本。本专利技术不仅解决了煤矿矸石区等废弃物造成的环境污染问题，降低了矿区生态重建成本，同时还可改善矿区周边生态环境，产生额外的经济价值，具有一定的社会、生态和经济效益。附图说明图1为基于薰衣草的煤矿矸石区菌根辅助生态修复方法示意图；图中：1：矸石区；2：固根层；3：种植层；4：防风化层；5：薰衣草。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做详细的说明。一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，所述基质材料自下而上由固根层、种植层和防风化层组成；所述固根层包括下列质量份的原材料：壤土20-30份，破碎后的煤矸石30-40份，蛭石5-10份，腐殖质10-20份，腐殖酸5-15份，菌剂5-10份，保水剂0.2-0.5份，团粒剂0.2-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述种植层包括下列质量份的原材料：壤土60-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述基质材料自下而上由固根层、种植层和防风化层组成；所述固根层包括下列质量份的原材料：壤土20‑30份，破碎后的煤矸石30‑40份，蛭石5‑10份，腐殖质10‑20份，腐殖酸5‑15份，菌剂5‑10份，保水剂0.2‑0.5份，团粒剂0.2‑0.5份，氮元素1‑2份，磷元素2‑4份，钾元素1‑2份；所述种植层包括下列质量份的原材料：壤土60‑70份，蛭石10‑15份，腐殖质5‑10份，腐殖酸5‑10份，菌剂5‑15份，保水剂0.3‑0.5份，氮元素1‑2份，磷元素2‑4份，钾元素1‑2份；所述防风化层为针刺短纤无纺布。

【技术特征摘要】
1.一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述基质材料自下而上由固根层、种植层和防风化层组成；所述固根层包括下列质量份的原材料：壤土20-30份，破碎后的煤矸石30-40份，蛭石5-10份，腐殖质10-20份，腐殖酸5-15份，菌剂5-10份，保水剂0.2-0.5份，团粒剂0.2-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述种植层包括下列质量份的原材料：壤土60-70份，蛭石10-15份，腐殖质5-10份，腐殖酸5-10份，菌剂5-15份，保水剂0.3-0.5份，氮元素1-2份，磷元素2-4份，钾元素1-2份；所述防风化层为针刺短纤无纺布。2.根据权利要求1所述的一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述固根层和种植层的腐殖质均是由5-15份的植物纤维和5份的动物粪便制成的。3.根据权利要求2所述的一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述固根层和种植层的腐殖质均是以植物纤维为原料，粉碎至长度为2-3cm，堆垛后第一次发酵腐熟处理30天，将所得发酵产物与动物粪便混合，发酵腐熟30-60天形成的。4.根据权利要求1所述的一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述固根层和种植层的菌剂均为丛枝菌根真菌摩西球囊霉-Glomusmosseae，在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏的菌种保藏号为CGMCCNo.3012，每克菌剂含有15-20个摩西球囊霉孢子。5.根据权利要求1所述的一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述固根层和种植层的保水剂均为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或任意几种以任意比例混合的混合物。6.根据权利要求1所述的一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特征在于，所述固根层和种植层的团粒剂均为分子量800w的聚丙烯酸铵，聚丙烯酸铵的粒径0.2-0.5mm。7.根据权利要求1所述的一种便于薰衣草植入的煤矿矸石区菌根辅助生态修复基质材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：董静，韩建超，张聪，周爱娟，岳秀萍，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14