干旱区生态环境知识资源中心(Arid): FAM绿化基材制备及在西北高寒生态湿地沙化土地植被修复中应用

Arid

	FAM绿化基材制备及在西北高寒生态湿地沙化土地植被修复中应用
	秦伟志; 郝军元; 张慧瑛; 张芬琴; 孙吉雄; 禹军; 千娜; 朱振学; 窦永位; 杨宝成; 曲毅; 王莲
完成单位	甘肃源岗农林开发有限公司河西学院
登记(发布)日期	2012
中文摘要	一、项目来源该项目为甘肃源岗农林开发有限公司自选课题。二、应用领域 FAM绿化基材主要应用在荒漠化土地、沙漠化土地、风化灰质岩、失陷性黄土、盐碱地、矿山等困难立地条件下的生态植被恢复。三、技术原理目前中国是世界上沙漠化面积大、分布广、受沙漠化危害最严重的国家之一,沙化土地173.97万km2,占国土面积的五分之一,因土地沙化每年造成的直接经济损失高达五百多亿元人民币。但目前高寒地区治沙非常艰难,沙化草地植被修复受到诸多因素制约：⑴沙化土地土壤贫瘠,有机质含量较低,土壤结构遭到破坏,保水、保肥能力较差。⑵高寒沙化草地发生区域水资源缺乏,常年干旱少雨且降水时空分布不均。⑶高原沙化草地区域无霜期较短,昼夜温差大,年平均气温较低,对于植被生长不利。⑷常规方法修复高寒地区沙化草地植被时所需投资较高,而效果很差。 FAM绿化基材是针对西北沙化土地的实际情况开发的新型生态植被修复绿化基材,主要由适合西北高寒环境的微生物菌剂、可降解纤维素吸水性树脂、农业废弃物和辅助材料构成,其原理是用有效生物菌加速沙漠化土地的土壤化进程,促进土壤中物质循环,提高土壤有效养分含量,从而使得土壤理化性状和土壤结构得以改善,逐渐使沙化土壤转变成植物可生长的熟化土壤,通过模拟自然生态环境,将自然循环应用于绿化中,人为地制造出一个生态循环系统,促进植物生长。四、与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较目前,世界上固沙分为机械固沙、化学固沙和常规绿化固沙几大类。机械固沙常用方法有人工草方格、立式栅栏沙障等。这些固沙方法都要耗费大量的人力、物力,施工难度大,固沙的寿命也只有3～5年。化学固沙通常用石油及副产品固沙、高分子化学材料固沙,这些方法成本高,而且化学材料含有很大的毒性,难于自然降解,不利于自然生态的恢复。常规绿化固沙是用胡杨、红柳等沙生乔木固沙,因为没有解决沙化土地土壤结构的问题,需要长期定时灌溉和补充肥料,成本较高。大乔木需水量大,导致沙漠地下水位下降,从根本上破坏了沙漠的地下水环境。 FAM绿化基材对高寒沙化草地植被修复原理是用有效生物菌加速沙漠化土地的土壤化进程,快速形成适应草木生存所需的土壤环境,并模拟自然生态环境,将自然循环应用于绿化中,人为地制造出一个生态循环系统,促进植物生长。该技术具有以下优势： 1.技术优势生物菌绿化基材所使用微生物主要为纤维素降解菌、木质素降解菌、解磷菌、解钾菌、固氮菌、氮素转化菌和放线菌。所有菌株的分离,均来自高寒地区,不仅生产能力较高,抗逆性强,而且具有较好的适应性,使用后土壤有机质含量提高,氮磷钾肥料利用率增强,而且维持时间较长,具有较好土壤改良效果,草种达到极高的成活率及绿化覆盖率。这种绿化法从根本上颠覆了传统的绿化理念,摒弃了传统的绿化方法给植物施肥的“输血”理念,创造出一个让植物环境自己产生营养的“造血”理念。 2.价格优势生物菌绿化基材以秸秆和农产品加工废弃物为原料进行生产,所需的原料来源广,价格低廉。同时在生产过程中可获得纤维素酶制剂,在我国纤维素酶制剂已被广泛应用于饲料、纺织、皮革、洗涤剂等领域,具有较高的经济价值,可以有效降低生物菌绿化基材生产成本。 3.市场优势西北等干旱、半干旱地区,也是生态相对比较脆弱的地区,生态建设任务十分艰巨。FAM绿化基材变废利用,性能与传统绿化材料相比,更适合建立节约型、生态文明社会的要求,具有很强的市场竞争力。对改善西北地区局部荒漠化现状有很高的实用价值,应用前景广阔。五、成果的创造性、先进性 1.建立沙化土地等困难立地条件下永久绿化新模式本项目将生物工程技术应用到生态治理工程,绿化过程中添加选育适应西北高寒生态环境的绿化微生物,有机物经过生物菌分解后,变为有机酸和无机营养成份。无机营养成份可以被植物吸收,而有机酸能对沙化土壤进行再分解,使粗颗粒逐渐变细,最终变成团粒结构。在生物菌的作用下,人工制造出一个土壤层—生育基盘,这层土壤具有“高次团粒结构”,适合植物生长。在生育基盘上,植物分孽多,生长快,根系发达。由于其与自然界的原理相近,所以生育基盘不会衰退,保证了绿化的永久性。经国家一级科技查新咨询单位甘肃省科学技术情报所科技查新报告显示,FAM绿化基材制备及在沙漠和戈壁植被修复的绿化技术填补了国内空白。 2.完成FAM绿化基材生产的新工艺 2.1.建立液体制种、多层传动式固体发酵模式进行FAM绿化微生物菌剂生产。发酵菌种液体深层发酵,具有占地面积小,生产效率高,适合工业化生产特点。固体发酵设备采用多层传动式固体发酵床,可有效调节发酵过程中温度、湿度,其自动化程度较高、生产过程中无废水产生和能耗低的特点。 2.2.建立以可再生玉米皮为原料,水媒法接枝丙烯酸制备保水剂的新工艺,利用该工艺生产的纤纤素吸水性树脂成本低、可降解,是环境友好型材料,具有保水效果好、有效持续性、凝胶强度高的特点,应用于沙化土地改良具有可降解、效果好、成本低的特点。 3.新产品本项目利用农业废弃物为原料,通过生物工程技术将其转变为FAM绿化基材,技术起点高、产品绿色、可再生、安全,多种产品形成系列自主知识产权,为FAM绿化基材的推广奠定基础,为沙化土地等困难立地条件下植被恢复开创了新模式。在项目研发过程中批复备案了一项企业标准：Q/GYG01-2012《绿化用生物载体》。
中文关键词	FAM绿化基材 ; 沙化土地 ; 植被修复
成果类型	应用技术
中图法分类号	X171.4
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001502402
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243035
推荐引用方式 GB/T 7714	秦伟志,郝军元,张慧瑛,等. FAM绿化基材制备及在西北高寒生态湿地沙化土地植被修复中应用[Z]. 应用技术,2012.