一种生态工程制品及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生态工程制品及其制备方法和应用，利用水泥、石子、砂、植物纤维、腐殖质、微生物菌株包膜体及植物营养物质包膜体制成的可降解的用于强波流动力海岸定植红树林的生态工程制品。工程制品中的功能微生物解淀粉芽孢杆菌促进红树林幼苗快速伸根、抑制植物病原菌，同时在生态工程制品内部分解植物纤维；腐殖质调节原料pH；包膜植物营养元素物质持续提供氮磷钾等营养物质；植物纤维在红树植株定植后利于生态工程制品降解。工程制品为红树植物幼苗萌发及早期生长创造稳定的生存环境，促进红树植株扎根和定植。实验表明，在强波流动力海岸利用该工程制品利于红树植株早期定植，植株苗存活率提升10‑15倍。

An ecological engineering product and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种生态工程制品及其制备方法和应用
本专利技术属于植被恢复生态学与工程材料学
，具体涉及一种生态工程制品及其制备方法和应用。
技术介绍
红树林是一种生长在热带、亚热带潮间带的植被群落，具有良好的耐盐性，在消浪促淤、净化污水、抵御台风等方面发挥巨大作用，同时为海岸生物提供赖以生存的栖息场所，维持海岸带生态平衡。自20世纪70-80年代开始，由于沿海地区的人口增长导致的滩涂围垦、水产养殖活动等多方面因素的影响，全世界范围内红树林面积急剧减少，距联合国粮农组织统计报告，1980-2005年期间，全球20%的红树林已经消失。近十几年来，人们意识到恢复红树林生态系统的必要性并积极探索恢复红树林的技术措施。红树植物成长条件十分苛刻。以白骨壤幼苗为例，幼苗育苗期间需要弱波流动力条件，同时需要海水浸润，而红树林多生长在中潮带，不可避免受到周期性海水冲刷，在种子未扎根时受到海水冲刷易被带走，即使萌发也不能扎根定植，导致隐胎生红树林直接在海岸带用种子定植基本不可行。红树植株没有成林阶段，抵抗较大的风浪的能力很弱，较强的风暴潮可以将在海滩生长5年的红树植株连根拔起。因此，红树植物快速成林技术对海岸地区红树林修复十分重要。现行的红树林种植技术的繁殖体为种子或者幼小的树苗，培育红树植株采用和常规绿化苗木育苗方式相同，苗圃进行种子萌发，然后将红树林幼苗移植到海滩，在这过程中对幼苗的根系造成损害，严重削弱红树植株抗逆性，降低红树植株的生长速度；而且相较于苗圃环境，海滩环境十分恶劣，移栽的红树林苗在适应海滩环境中会损失大量幼苗植株。人工育苗和移栽，过程繁琐，在移植过程中幼苗成活率低，严重阻碍了红树林大面积修复的工作效率。现阶段尤其是涉及到景观工程区域，为了提高红树植株成活率，会采用树苗前埋入钢板、建设围堤等手段保护幼苗免受波浪和潮汐冲击，该类工程措施成本高，考虑到红树植物生长限制和景观需要，后期还要进行二次施工，对岸线环境会造成破坏。
技术实现思路
目的：为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种生态工程制品及其制备方法和应用，用于强波流动力海岸条件下定植红树植株，通过腐殖质调节水泥pH提升红树植株萌发和生长率、通过微生物促进植株生长、依托植物纤维兼顾强度和可降解性能、通过模块形状消减波浪对红树幼苗的冲击，有效提升红树林定植成林效率。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：第一方面，提供一种生态工程制品，所述生态工程制品为可降解的，原材料由水泥、石子、砂、植物纤维、腐殖质、微生物菌株包膜体及植物营养物质包膜体组成，其中微生物菌株包膜体、腐殖质、植物营养物质包膜体、植物纤维的含量分别为0.5~1%、1~2%、2~3%、3~8%，所述百分比均为质量百分比；所述生态工程制品中设置有容置腔，用于固定和定植红树植株幼苗、成苗；所述生态工程制品的外形为具有消减波浪动能线型。在一些实施例中，所述生态工程制品的横截面为消减波浪冲击能量的流线型；能够抵御水流流速2m/s、有效波高2m的波浪。消减波浪能量的方法依靠其原料构成及其形状，针对该工程制品具体使用区域，先期调研波流动力现状，工程制品能够减少波浪对工程制品形成桩基及其上定植红树植株的冲击。在一些实施例中，所述微生物菌株包膜体中，菌粉含水量不高于10%，树脂水溶态和菌粉按照1：0.2~0.5质量比进行喷浆包膜；进一步的，菌株采用解淀粉芽孢杆菌IAEBacillusamyloliquefaciensIAE，菌种保藏号为CCTCCNO：M2013086，于2013年3月15日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为武汉市武昌珞珈山。在一些实施例中，所述植物营养物质包膜体中，植物营养元素物质含水量不高于10%，树脂水溶态和植物营养元素物质按照1：1~3质量比进行喷浆包膜。在一些实施例中，植物纤维根据应用场景波流动力情况进行选择，可采用植物秸秆、树枝、竹子等。在一些实施例中，所述生态工程制品的容置腔竖直方向设置，容置腔顶部与外界连通，容置腔底部通过一个或多个排水孔与外界连通。在一些实施例中，所述生态工程制品的容置腔中间和上部较细小，下部较大，用于提供植株根部生长空间。第二方面，提供所述的生态工程制品的制备方法，包括：步骤a、采用水泥、石子、砂，按水灰比0.25~0.40拌合均匀；步骤b、向步骤a形成的物质依次投放植物纤维、腐殖质、微生物菌株包膜体、植物营养物质包膜体，搅拌均匀；步骤c、将步骤b所形成的混合物装入模具中，分两次装入，第一次入模量为50~60%，后置于水平振动台振实约5~10min，后入模量为30~40%，再置于水平振动台进行振捣，直至水泥表面稍有水渗出，此时立即停止振捣；步骤d、将步骤c所形成物置于温度20±5℃，湿度>30%的环境中养护36~72h；步骤e、将步骤d养护好的产品从模具中取出并在与步骤d同等环境下继续养护20~30d，即得生态工程制品。所述的生态工程制品的制备方法，原材料混合物的pH值通过腐殖质进行调节，pH值处于5~10。第三方面，提供所述的生态工程制品在强波流动力海岸定植红树林的应用，红树植株幼苗或者成苗固定和定植在生态工程制品中形成生态工程制品和植株复合体，将所述复合体放置沉积物上层或者埋入沉积物，实现红树植株定植。红树植株定植后生态工程制品逐渐分解（在强波流动力区域3年降解率30～50%），不会限制红树植物生长，也不会破坏海岸线环境。有益效果：本专利技术提供的一种生态工程制品及其制备方法和应用，具有以下优点：利用微生物、腐殖质、植物营养物质、植物纤维、水泥、砂与石子制成了一种可降解红树植株定植工程制品。同其他培育、种植红树植株的工程产品相比，具有如下优点：（1）现阶段工程实践中还没有与本生态工程制品功能类似的产品。（2）该制品通过腐殖质与水泥中的碱性物质中和，降低了水泥的pH，创造类似自然红树林生境，提高红树植株种子的萌发率和幼苗伸根能力。（3）基于植物纤维粗骨料制品，早期强度能够有效抵抗波浪和潮汐冲刷，在红树植株定植后自然分解，对滩涂生境无污染和破坏。（4）该制品中添加了微生物菌株，来源于自然生境，非化学添加物，其产生的生长素与抗生素促进红树植株生长、抑制病原菌，显著提升红树植株的成活率；微生物菌株能够从生态工程制品内部分解植物纤维，利于生态工程制品后期的分解，不会限制红树林植物的生长。（5）植物营养物质包膜体缓释作用为红树林幼苗提供稳定的营养，同时不会对海涂水环境造成污染。（6）本专利技术能够实现强波流动力海岸红树林植物种子萌发和植株幼苗伸根定植，可以一次性施工，提高了幼苗成活率与滩涂红树林恢复效率。工程制品中的功能微生物解淀粉芽孢杆菌促进红树林幼苗快速伸根、抑制植物病原菌，同时在生态工程制品内部分解植物纤维；腐殖质调节原料pH；包膜植物营养元素物质持续提供氮磷钾等营养物质；植物纤维在红树植株定植后利于生态工程制品降解。本工程制品为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态工程制品，其特征在于，所述生态工程制品为可降解的，原材料由水泥、石子、砂、植物纤维、腐殖质、微生物菌株包膜体及植物营养物质包膜体组成，其中微生物菌株包膜体、腐殖质、植物营养物质包膜体、植物纤维的含量分别为0.5~1%、1~2%、2~3%、3~8%，所述百分比均为质量百分比；/n所述生态工程制品中设置有容置腔，用于固定和定植红树植株幼苗、成苗；/n所述生态工程制品的外形为具有消减波浪动能线型。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态工程制品，其特征在于，所述生态工程制品为可降解的，原材料由水泥、石子、砂、植物纤维、腐殖质、微生物菌株包膜体及植物营养物质包膜体组成，其中微生物菌株包膜体、腐殖质、植物营养物质包膜体、植物纤维的含量分别为0.5~1%、1~2%、2~3%、3~8%，所述百分比均为质量百分比；
所述生态工程制品中设置有容置腔，用于固定和定植红树植株幼苗、成苗；
所述生态工程制品的外形为具有消减波浪动能线型。


2.根据权利要求1所述的生态工程制品，其特征在于，所述生态工程制品的横截面边缘为针对使用区域波流动力现状设计的消减波浪冲击能量的流线型；能够抵御水流流速2m/s、有效波高2m的波浪。


3.根据权利要求1所述的生态工程制品，其特征在于，所述微生物菌株包膜体中，菌粉含水量不高于10%，树脂水溶态和菌粉按照1：0.2~0.5质量比进行喷浆包膜；
菌株采用解淀粉芽孢杆菌IAEBacillusamyloliquefaciensIAE，菌种保藏号为CCTCCNO：M2013086，于2013年3月15日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为武汉市武昌珞珈山。


4.根据权利要求1所述的生态工程制品，其特征在于，所述植物营养物质包膜体中，植物营养元素物质含水量不高于10%，树脂水溶态和植物营养元素物质按照1：1~3质量比进行喷浆包膜。


5.根据权利要求1所述的生态工程制品，其特征在于，植物纤维根据应用场景波流动力情况进行选择。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑金海，陈立华，苏伟霞，张弛，孟天竹，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32