边坡厚层基材喷播复绿新基材研究

李月宝，魏盛辉，李簪琪

（核工业井巷建设集团有限公司，浙江 湖州 313000）

厚层基材喷播绿化工艺[1-5]从2003年开始应用于高陡裸露的岩质坡面复绿工程，此工艺是将配置好的基质材料[1-6]（包括种植土、东北泥炭土、复合肥料、保水剂、黏结剂）和植物种子的混合物，用高压喷枪均匀地喷射到坡面表层的一种绿化施工方法。喷播基材混合物中主要成分为基质材料，基质材料的核心是纯正东北泥炭土。东北泥炭土基材植生效果好，地域适应性强，应用广泛。近年来复绿工程所需的纯正东北泥炭土原料匮乏，市场购买价格日趋增长。目前市场供应的多数为草本灰与黑土拌制而成的赝品，且质量无法保证，由此造成边坡复绿工程成本节节攀升，并为工程复绿效果埋下质量隐患。更主要的是过度开采泥炭土[7-12]必然导致东北的生态环境遭到破坏，而且一旦被破坏是很难恢复的，这与全国生态环境治理工程的初衷背道而驰。为能解决东北泥炭土短缺问题，笔者就地取材，试验出一种新的能够替代东北泥炭土的有机质[7-8]，确定合理基材配比[9]，应用到工程实际中去。

1 新基材研究原理及研究方法

1.1 研究原理

充分利用来源方便、价格低廉的农家肥与本地黄土、复合肥和保水剂等进行配比，制作出新的有机质材料，这种有机质材料的各种理化技术指标达到设计要求值，投入到边坡厚层基材喷播中，能确保草灌种子的发芽和生长。

本课题在充分利用当地农家肥与本地黄土的条件下进行试验。黄土+鸡（鸭）粪+草纤维，按每立方米基材体积比进行混合，将混合的有机质与草灌种子喷射到坡面，测量记录草灌种子的发芽和生长效果，验证有机质最有效的配合比，将此配合比在后续同类工程实际中进行应用和推广。

1.2 基于浙江湖州某项目试验研究方法

为了达到实验过程的集约化管理，该实验依托浙江湖州某废弃矿山复绿项目进行试验。项目部采购鸡粪5 t，在项目周边就地挖取黄土10 t，按比例均匀混合搅拌，搅拌后的有机质原地堆放5～8 d（堆肥处理），堆捂好基材表面覆盖塑料封闭，以免风干，堆捂发酵期满后，测定基材的各项理化技术指标。

每次将试配发酵的基材加入设计要求的草灌种子进行混合搅拌，搅拌物按厚层基材喷播工艺喷射到坡面，分别观察记录1 周后、2 周后草灌种子的发芽率、成活率，并测量观察草灌的株高、胸径等数据及后期生长趋势。1.2.1 试验田选取布置

选该项目宕底平整区为试验田，分5 次进行不同的基材组合配比，具体如下5 种配比：一是农家肥50%，植生土40%，草纤维10%；二是农家肥40%，植生土50%，草纤维10%；三是农家肥30%，植生土60%，草纤维10%；四是农家肥20%，植生土70%，草纤维10%；五是农家肥10%，植生土80%，草纤维10%；每个区域再等分3 个小分区（2 m×1.7 m）做不同厚度控制喷播，在每组试验区域内再进行厚度对比试验，控制喷播厚度分别为3 cm，7 cm，11 cm。每块区域：复合肥：147 g，共2205 g；保水剂：40 g，共600 g；黏合剂：33.3 g，共500 g；高羊茅6.6 g，狗牙根3.3 g，紫花苜蓿3.3 g，胡枝子13.2 g，马棘13.2 g，刺槐13.2 g，荆条7.29 g，紫穗槐9.9 g，白三叶1.98 g。

1.2.2 研究环节

笔者将按QC 小组会议、基础数据确定依据、市场货源调查与购买、鸡粪发酵、草种和基材量的控制、现场区域划分、按设定的基材配比进行现场配比搅拌实施落实和养护、定期数据收集与分析等环节进行。

2 试验数据统计及分析

2.1 试验数据统计

根据试验统计数据做出折线图（见图1 和图2）。

图1 灌木数量与标准要求的灌木数量对比图

图2 绿化覆盖率与标准绿化覆盖率对比图

2.2 试验数据分析

1）堆肥农家肥是一种可以替代泥炭土用于边坡喷播的新基材。

2）该新基材各种理化技术指标达到设计要求值，并能提高边坡喷播复绿效果，配比后基材理化指标见表1。

表1 配比后基材理化指标值

3）根据规范，每平方试验区灌木数量要求达到5 棵以上，实验区块（3.4 m2）需达到17 棵灌木，根据图1 灌木数量与标准要求的灌木数量对比图可以看出，区2-1 至区3-3 均达到了标准要求，即得出新基材最佳配比范围是：农家肥20%+植生土70%+草纤维10%—农家肥30%+植生土60%+草纤维10%。

4）根据规范，每个区域的绿化覆盖率要达到85%以上，根据图2 绿化覆盖率与标准绿化覆盖率对比图可以看出，区1-1 至区3-3 都达到了标准要求的绿化覆盖率，即得出新基材最佳配比范围是：农家肥10%+黄土80%+草纤维10%—农家肥30%+黄土60%+草纤维10%。

综合以上总结，确定了边坡厚层基材喷播复绿工艺新基材最佳配比是：农家肥20%+黄土70%+草纤维10%—农家肥30%+黄土60%+草纤维10%。

3 新基材的工程应用

团队根据得出的最佳配比进行了工程实际应用，在浙江多个废弃矿山项目边坡应用厚层基材喷播复绿，效果明显。

4 研究成果的经济和社会效益及应用前景

1）经济效益分析。取试验中的s5-3，s4-3，s3-3，s2-3，s1-3 区块与标准泥炭土进行理论经济效益分析得出最佳经济效益区块为s2-3 （3.4 m2），比标准区块节省52.3 元，即节省15.4 元/m2；而s3-3 区块（3.4 m2）比标准区块节省47 元，即节省13.8 元/m2。此创新试验有一定的经济效益。

2）质量效益分析。该新基材具有更好的基材理化性能，对于植被恢复、生态治理有更好的复绿效果。

3）节能环保效益。可以因地制宜，废物利用、资源循环。

4）环境保护效益。过度地开采泥炭土必然导致东北的生态环境遭到破坏，而且很难恢复。该新基材的应用，大大减少了泥炭土的需求量，保护了东北的生态环境。

5）社会效益。贯彻党的十九大报告提出的“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”，成果正在类似工程项目推广应用，不断改进完善，取得更好的效果，并向社会同类工程进行推广。

5 结论

根据最终的数据分析，确定了边坡厚层基材喷播复绿工艺新基材的最佳配比。一是确定了适合的农家肥原材料及发酵工艺。二是确定了新基材配合比，该配合比可以保证一定的喷播复绿效果，确保植被生长的良好性与持续性。三是新基材各种理化技术指标经检测达到规范要求。四是有明显的经济效益和社会效益。五是为社会同类工程的应用提供了重要参考，并进行推广。