專利名稱：一種荒山綠化技術的制作方法
技術領域：
本發明屬于材料學、土壤學、植物學、生態學等多學科交叉理論的荒山綠化、生態防護技術領域，涉及一種荒山巖石綠化固液混合材料，適用于荒山綠化、石頭長草、防止水土流失的荒山巖石植被建植技術。該種生態材料，保水性、保肥性、透氣性良好，適于植物生長，且具有一定的粘結強度，可抵御惡劣環境，牢固附著在巖石表面，并在巖石表面形成植物群落，對環境無污染可降解。
背景技術：
目前國外存在的兩種荒山植被建植模式包括以美國為代表的高養護型-濕式噴播快速植草技術和以日本為代表的高投入型-客土噴播防護技術。前者初期建植成本低，但草本植被養護成本高，易于衰退，并且在山嶺重丘區挖方地段石質邊坡，采用普通的噴播方法不能種植植物，或者植物種植后容易衰退，其固土護坡能力也極其有限，幾乎不具備防災功能。日本政府投入了大量人力和物力研究公路邊坡播種早期樹林化的可能性，提出了邊坡早期播種樹林化技術一客土噴播防護技術。該技術的優點在于①以土壤結構改良為突破口，力求簡化公路植被養護管理。它是以經處理加工的樹皮、纖維、養生材料、植物種子與少量當地優質土混合，添加營養劑、膠粘劑和土壤穩定劑制成客土，借助噴播機均勻涂噴于坡面上。②由于客土的應用，為灌木和樹木根系提供了良好的生長基礎，能夠實現草、灌木合理的植物群落配比，達到建設后路域植被與自然植被融為一體的效果。③噴播設備性能優良，使巖石坡面及不具植物生長條件的高大邊坡完全可能實現綠化。④由于灌木根系可扎入巖石縫隙，固土護坡效果起到比草本植物更可靠的作用，可較大程度地減少邊坡坍塌，節省維護費用，提高交通安全。國內現有的植被恢復技術是一種“坡面復綠”技術用專業的噴播設備，由專業人員在被破壞植被的高陡邊坡上(包括土坡、錨噴坡面)，制造出土壤培養基，使邊坡形成植物群落。 發明專利“一種植物生長土壤培養基及其制備方法”(專利號200910215993)中公開了一種植物生長土壤培養基，由以下材料組成粘土、有機質、植物纖維、穩定劑、團粒齊U、肥料、清水和種子；其各組分與培養基的體積比為粘土 30% 32% ;有機質35% 38% ;植物纖維19% 25% ;穩定劑3% 6% ;團粒劑0. 035% 0. 085% ;肥料2% ;清水36% 45%;種子0.9% 3.3%。還公開了該植物生長土壤培養基的制備方法。該植物生長土壤培養基具有穩定的土壤團粒結構，保水性、保肥性、透氣性俱佳，適合植物生長；其制備方法新穎便捷、低耗可操。但該項技術在前期簡單將土壤培養基噴覆在高陡的巖石表面，雖然采用數層鐵絲網等難度大、成本較高的固定工藝，但在植物生根發芽的過程中，無法克服雨水沖刷等因素造成的土壤培養基的大量流失，一次噴播后，仍有大面積的裸露巖石無法復綠。因而無法從根本解決水土流失、巖石風化的問題。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術中土壤培養基及植物種子等難以在裸巖上覆蓋、固定，無法抵御雨水沖刷等因素造成的土壤培養基流失和植被群落退化死亡等方面的缺點，而提出的一種荒山巖石綠化技術。本發明解決了可以在巖石表面牢固附著有機土質和植物種子的關鍵技術難題，為裸巖上植物群落生長創造了條件，徹底解決了山體斷巖的水土流失、荒山綠化的問題。本發明的技術方案一種荒山巖石綠化技術，包括一種荒山綠化固液混合材料的制備,并將該種材料噴播于荒山巖石上的技術。一種荒山綠化固液混合材料,其主要由膠粘劑、發泡材料、有機土質、植物種子混合而成。所述混合材料噴播在荒山巖石上，常溫下可快速發泡固化后形成如下的綠化土層形態結構，包括與巖石表層(I)粘接的膠粘層(2)、有機質土層(3)、固定支撐有機質土層和植物種子的多孔泡沫骨架(4)和植物群落層(5)所述的固定支撐有機質土層的多孔泡沫骨架為無毒環境友好可分解(20年左右)的具有親水吸水性的聚氨酯發泡材料，其在整個綠化土層中的比例為5 15%。所述的綠化土層對基材(斜面或立面裸巖)必須有足夠強的粘接力和支撐強度，以抵抗強風和暴雨的沖擊破壞。但是整個綠化土層中起粘結作用和固定支撐骨架作用的發泡材料比例又不能過高，以保證草或其他植物的種子必須在足夠量的有機質中(腐殖土、緩釋肥、水分及適量土壤吸水保水劑、礦物質、土壤粘接劑等)才能發芽、生根、成長，達到綠化覆蓋整個裸巖的目的。噴播后綠化土層的厚度為10 15cm，對裸巖的拉伸粘接強度
0.05 0.1MPa.，綠化土層與裸巖之間的剪切強度彡0. 03MPa。其中，綠化土層中的主要成分，有機土質為(60% 75% )、緩釋肥為(5% 10% )、保水劑為(3^-5%)、有吸水保水性的聚氨酯發泡材料(5% 15% )、適量的水及草種。所述的發泡材料為一種或幾種合成的具有高吸水性能的數均分子量在1000 3000的聚醚多元醇樹脂，與多異氰酸酯GnPAPI)及適量的各種助劑及水，混合均勻后可實現快速發泡固化，形成對裸巖的粘接作用和對土壤基起到一個骨架固定作用。發泡材料基本配方如下二官能度聚醚 60 30三官能度聚醚 30 60泡沫穩定劑 1 3復合催化劑 0. 5 1. 5水2 5多異氰酸酯5 10其中，發明人發現，所述數均分子量在2000-2500時，發泡材料起到的固定支撐作用較為優異。特別優選的，所述數均分子量在2200-2300時，起作用最為優異。其中，所述復合催化劑為至少一種胺類和至少一種有機錫類的混合物，具體如Dabco (三乙烯二胺)、二嗎啉二乙基醚、DBTL (二月桂酸二丁基錫)、二氯化二丁基錫、辛酸亞錫等。上述復合催化劑能獲得很好的效果。其中，所述多異氰酸酯為PAP1、TDIjfKMDI等，優選PAPI。
本發明的有益效果1、牢固性荒山綠化固液混合材料的膠粘層與巖石表面有一定的附著力，在巖石與地面夾角小于60度的情況下均可施工，也可抵御雨水沖刷等惡劣的自然環境，且附著時間長、牢固性好。2、一次噴播成功建植荒山綠化固液混合材料一次噴播后，即可在自然環境中表干快速發泡固化，形成具有植物生長的土壤環境，后期不需要人工干預。3、施工工藝簡單只需將荒山綠化固液混合材料噴播于巖石表面，無需掛網等固定措施，施工工藝簡單，操作人員少，適合噴播完成大面積荒山綠化。4、地衣的形成荒山綠化固液混合材料分泌有機酸可加速巖石風化形成土壤的過程，最終形成巖石表面的地衣，地衣能 夠分泌地衣酸，腐蝕巖石，使巖石表面逐漸龜裂和破碎，借助長期的風化作用形成原始的土壤，從而為其他植物的生存創造條件。5、穩定的土壤結構荒山綠化固液混合材料包含的有機土質為團粒結構的土壤，土質疏松，保肥性、透氣性好，有機無機養分充足，有益菌易于存活和繁殖。和其它結構的土壤相比，它最有利于植物的根系和植株的生長。6、保水性荒山綠化固液混合材料具有親水性基團，可在雨天吸水，并保水，在干旱的天氣持續供給植物水分。高分子聚合物，吸水后體積有所膨脹，水被包裹在呈凝膠狀的分子網絡內部，不易流失與揮發。7、自然降解荒山綠化固液混合材料的原料多來源于天然物質，可在自然環境下通過光或生物自然降解，不可降解的材料對環境無污染。8、植物群落的形成在荒山綠化固液混合材料的作用下，裸巖經歷地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段，最后到灌木階段。物種的多樣化使得群落的結構較為穩定，抵御環境變化的能力增強。當荒山綠化固液混合材料降解后，植物群落仍可在巖石上繼續生長。


附圖為荒山綠化固液混合材料的應用效果模擬圖 一種荒山綠化固液混合材料,初始時為粘接劑、有機土質、植物種子、發泡材料的固液體混合劑，在客土噴播機的作用下，均勻噴灑在巖石或建筑物外壁等工作作業面上。粘接層(2)可附著在裸巖(I)表面，在自然環境常溫下迅速表干，同時有機質土層(3)、植物種子與發泡材料的混合基，在粘接層(2)上發生發泡反應，形成固定有機質土層、植物種子的保養、保水、保肥的多孔泡沫骨架(4)，經過一段時間，裸巖上的植物群落(5)形成，荒山綠化固液混合材料中的發泡材料和膠粘材料降解。
具體實施例方式一、準備物料A物料準備土壤基(含有機腐殖土、緩釋肥、適量的吸水保水劑、粘接增強材料如植物纖維類等)加入適量的水攪拌均勻；B物料準備A物料加入適量的綠化用草種子或其他植物的種子攪拌混合均勻；C物料準備專門合成的所述發泡材料移入聚氨酯高壓發泡機的兩個專用儲罐中；二、噴播前對裸巖表面進行預處理具體是采用高壓水槍沖洗以除去表面的浮塵雜物；三、第一次噴播A物料用客土噴播機、C物料用聚氨酯高壓發泡機選擇合適的出料比例同時同向噴向裸巖，形成約6 IOcm的土壤基基層，自然條件下固化24h ；四、第二次噴播 24h后B物料用客土噴播機、C物料用聚氨酯高壓發泡機選擇合適的出料比例同時同向噴向裸巖，再形成約3 5cm的含草種子的土壤基層。20天左右草的種子萌芽。由于種子埋的過深不利于發芽出苗，因此兩次噴播工藝有利于種子發芽，但一次噴播工`藝也可實現裸巖復綠的效果。
權利要求
1.一種荒山巖石綠化用固液混合材料，其主要由由膠粘劑、發泡材料、有機土質、植物種子混合而成，其特征在于所述發泡材料為具有高吸水性能的、數均分子量在1000 3000的聚醚多元醇樹脂，與多異氰酸酯及適量的各種助劑及水混合而成。
2.根據權利要求1所述的一種荒山巖石綠化用固液混合材料，其特征在于所述發泡材料具體配方是包括以下重量份的組分， 二官能度聚醚 60 30 三官能度聚醚 30 60 復合催化劑 0. 5 1. 5 水2 5 多異氰酸酯 5 10。
3.根據權利要求1所述的一種荒山巖石綠化用固液混合材料，其特征在于所述膠粘劑為一種聚氨酯底膠，并且其與巖石表面的剪切強度大于0. 03MPa,對巖石的拉伸粘接強度為0. 05MPa 0.1MPa,自然環境常溫下可快速表干固化。
4.根據權利要求1所述的一種荒山巖石綠化用固液混合材料，其特征在于所述數均分子量優選為2200-2300 ;所述復合催化劑為至少一種胺類和至少一種有機錫類的混合物；所述多異氰酸酯為PAPI。
5.一種荒山巖石綠化方法，其特征在于米用權利要求1-4中任一項所述的荒山巖石綠化用固液混合材料，將所述混合材料噴播在荒山巖石上，常溫下自然發泡后形成如下的綠化土層形態結構，包括與巖石表層(I)粘接的膠粘層(2)、有機質土層(3)、固定支撐有機質土層和植物種子的多孔泡沫骨架(4)和植物群落層(5)。
6.根據權利要求5所述的一種荒山巖石綠化方法，其特征在于所述綠化土層的主要成分為，有機土質60 % 75 %、緩釋肥為5 % 10 %、保水劑為3 % 5 %、有吸水保水性的聚氨酯發泡材料5% 15%、適量的水及草種。
7.根據權利要求5所述的一種荒山巖石綠化方法，其特征在于所述的噴播是指通過客土噴播機一次或多次均勻噴灑在巖石工作作業面上。
8.根據權利要求7所述的一種荒山巖石綠化方法，其特征在于所述的噴播是指通過客土噴播機分數次均勻噴灑在巖石工作作業面上。
9.根據權利要求8所述的一種荒山巖石綠化方法，其特征在于所述的噴播具體按照如下操作進行， 1)準備物料 A物料準備土壤基(含有機腐殖土、緩釋肥、適量的吸水保水劑、粘接增強材料如植物纖維類等)加入適量的水攪拌均勻； B物料準備A物料加入適量的綠化用草種子或其他植物的種子攪拌混合均勻； C物料準備專門合成的所述發泡材料移入聚氨酯高壓發泡機的兩個專用儲罐中； 2)噴播前對裸巖表面進行預處理 具體是采用高壓水槍沖洗以除去表面的浮塵雜物； 3)第一次噴播 A物料用客土噴播機、C物料用聚氨酯高壓發泡機選擇合適的出料比例同時同向噴向裸巖，形成約6 IOcm的土壤基基層，自然條件下固化24h ；4)第二次噴播 24h后B物料用客土噴播機、C物料用聚氨酯高壓發泡機選擇合適的出料比例同時同向噴向裸巖，再形成約3 5cm的含草種子的土壤基層。
全文摘要
本發明屬于荒山綠化生態防護技術領域，為一種荒山巖石綠化、防止水土流失的巖石植被建植技術，其核心為一種荒山巖石綠化材料的制備及其施工工藝。該荒山巖石綠化材料在制備初期為液固混合體，包括膠粘劑、有機土質、發泡材料、植物種子等。噴播在荒山巖石或建筑物外墻上，常溫下可自然發泡，最終形成與巖石粘接的膠粘層、有機質土層、固定有機質土層和植物種子的多孔泡沫骨架和植物群落層。該種材料無污染，在一定的時間內可完成自然降解。本發明的優點該種荒山巖石綠化技術可實現一次噴播成功建植，施工工藝簡單，無需人工后期維護。且材料環保，與巖石或建筑物表面粘結牢固，可抵御雨水沖擊，保水、保肥、透氣性強。
文檔編號A01G1/00GK103053301SQ201210334760
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者曹賀全, 楊建恩, 曹帥, 李一舒, 杜厚俊 申請人:中國兵器科學研究院寧波分院, 山東北方現代化學工業有限公司, 常熟市智勝信息技術有限公司