[发明专利]以蒸汽爆碎植物秸秆固态发酵制备石质边坡绿化基材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备绿化基材的方法，特别涉及一种以蒸汽爆碎植物秸秆固态发酵制备石质边坡绿化基材的方法

背景技术

近年来，随着我国基础建设力度的加大及对生态环境保护的要求越来越高，公路、铁路及水电工程建设均要求对边坡创面进行生态防护。我国现有各种岩土创面近40万km²，且随着建设与开发力度的加大逐年增加，预计到2010年将达到50万km²。按照工程建设与生态恢复同步的要求，岩土边坡创面生态防护技术具有巨大的市场需求空间。

岩土创面指基本建设(如公路、铁路、水电及市政工程建设等)及工矿业生产过程(如矿区、采石场等)对地表岩土体的开挖移动形成的裸露面。随着经济建设的快速发展，由于植被破坏及表土散失，创面边坡引起的水土流失及生态破坏现象日趋严重，成为生态恢复工程应用研究的热点之一。目前，主要采用工程措施与植被结合的方式来进行创面生态防护。

在我国应用的各类生态护坡技术中，TBS植被护坡技术约占有20％左右的市场。2002年，我国自主开发了厚层基材喷射(Thick-Layer Base Material Spraying，TBS)植被护坡技术(CN1360821A)，是用植物和绿化基材与工程措施结合，进行岩土边坡创面生态防护的生态工程技术。其核心技术是绿化基材产品的应用，该产品主要由高原泥炭、秸秆纤维、有机肥及其他功能材料定量配制而成。但由于现有绿化基材产品(CN1292988A)多以泥炭等天然有机肥为主要功能材料，对于我国的现实国情来说，应用成本仍相对较高。同时，未经任何处理的秸秆对土壤基质的稳定作用有限，而秸秆经过特定预处理后完全可以替代传统绿化基材中大部分材料的功能，可到目前为止还没有采用秸秆预处理产物制造石质边坡绿化基材的相关报道。因此，采用植物秸秆为主要原料制造石质边坡绿化基材，可大幅降低材料成本，节省国家在岩土创面生态工程上的投资，在减少天然有机材料用量的情况下，较好的满足我国当前及未来对生态创面恢复产品和技术的市场需求。

发明内容

【本发明的目的】针对现有绿化基材需添加大量天然有机材料以及直接利用天然植物秸秆时产品特性不佳，提供一种以蒸汽爆碎植物秸秆固态发酵制备石质边坡绿化基材的方法，通过蒸汽爆碎和混合菌种的预处理，在满足生态恢复植被能够稳定生长的基础上，得到能够替代泥炭、有机肥并具有提高土壤稳定性、抗侵蚀能力和植物病害防治功效的新型绿化基材产品，减少应用成本与生态资源破坏。

【本发明的思路】本发明以植物秸秆类可再生资源科学有效的进入自然界的碳循环为出发点，针对现有绿化基材对产品属性的特定需求，希望通过预处理手段的耦合使秸秆不仅成为绿化基材的载体，而且构成基材中具有特定活性的主要功能材料。通过初步蒸汽爆碎处理，秸秆纤维被膨化及腐殖化，吸水性和腐殖酸含量得到提高，可减少以往产品中泥炭的用量。进行复合菌系固态发酵后，产品富集了大量土壤有益菌，具有生态肥料的功效及防治植物病害的能力，有机质和腐殖酸含量进一步提高，免除或降低了以往产品对无机肥料的依赖，能够满足岩土边坡创面恢复对涵养量和持水能力的要求，可有效降低应用成本。

【本发明的技术路线】

本发明提供的以蒸汽爆碎植物秸秆固态发酵制备石质边坡绿化基材的方法，其技术路线为：

1.蒸汽爆碎植物秸秆的制备：

将整株植物秸秆粗切至3～5厘米，根据原料重量1∶1加水浸润10～20分钟，将湿润后的原料加入汽爆罐中，通入高压水蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.5～1.7MPa，维压时间3～8分钟，然后迅速打开出料阀泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出并爆碎，制得蒸汽爆碎处理的秸秆原料；

2.混合菌种固态发酵：

a.固态发酵基质为蒸汽爆碎秸秆和其重量10～30％的麸皮混合搅拌而成，然后加入无菌水，调整固液比为1∶4～6，然后接入固态发酵基质重量3～6％的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，培养温度为25～28℃，培养2～3天；

b.上步发酵结束后，接入固态发酵基质重量3～7％的褐色球形固氮菌种子液、3～7％的棕色固氮菌种子液、3～5％的解磷巨大芽孢杆菌种子液、3～5％的冻胶样芽孢杆菌种子液、5～7％的哈茨木霉种子液，进行固态发酵培养，培养温度为25～28℃，培养4～5天；

c.上步发酵结束后，接入固态发酵基质重量2～4％的野油菜黄单胞菌种子液，25～28℃培养2～3天；