本發(fā)明屬于土壤改良，涉及了一種噴播基質(zhì)及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、紙尿褲市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)，然而廢棄紙尿褲的處理問(wèn)題也日益引起人們的關(guān)注。隨著紙尿褲使用量的增加，環(huán)境壓力不斷上升，廢棄紙尿褲處理問(wèn)題將成為重大的環(huán)境挑戰(zhàn)。

2、增強(qiáng)硅酸鹽固廢風(fēng)化是一種基于地球化學(xué)原理的負(fù)排放技術(shù)，當(dāng)該技術(shù)大范圍應(yīng)用于土地時(shí)即可在較短時(shí)間內(nèi)有效的固定更多大氣中的co2。土壤ph是衡量土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和經(jīng)濟(jì)功能的重要指標(biāo)之一。土壤酸化的加速可能威脅到北方草地作為中國(guó)生態(tài)安全屏障的服務(wù)能力。同時(shí)在鹽堿土壤中ph值的升高也會(huì)改變土壤結(jié)構(gòu)、水力特性和生物地球化學(xué)循環(huán)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。堿性土壤常存在營(yíng)養(yǎng)限制、na毒性、缺水、機(jī)械阻抗和通氣性差，導(dǎo)致凋落物分解受限、養(yǎng)分流失和土壤微生物活性降低等問(wèn)題。

3、噴播基質(zhì)是一種用于邊坡生態(tài)恢復(fù)的材料，提供植物生長(zhǎng)所需的結(jié)構(gòu)、水分和養(yǎng)分功能，具有高穩(wěn)定性。它保障了植物長(zhǎng)期生長(zhǎng)所需的水分平衡，抵御雨水侵蝕，封閉坡面，防止風(fēng)化剝落。但是現(xiàn)有的噴播基質(zhì)要么黏性差，噴播之后容易脫落且保水性差；要么黏性太高，使土壤的透氣性下降，影響植物的生長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種噴播基質(zhì)及其制備方法及應(yīng)用。可以通過(guò)噴播基質(zhì)有效固定空氣中的二氧化碳，同時(shí)具有生成氧氣的功能，使土壤達(dá)到“類(lèi)呼吸”的效果。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種噴播基質(zhì)，包括以下重量份的成分：種植土45-60份、高吸水樹(shù)脂10-20份、硅酸鹽類(lèi)固體廢棄物10-30份；所有成分混合后經(jīng)過(guò)強(qiáng)力攪拌得到噴播基質(zhì)；所述強(qiáng)力攪拌的時(shí)間為3-5min，轉(zhuǎn)速為10000-50000r/min。

4、優(yōu)選的，還包括以下重量份的成分：草炭土20-30份、秸稈10-20份、畜禽糞便15-30份。

5、優(yōu)選的，重量百分比為3~6%的速效肥料，速效肥可提供氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素。

6、優(yōu)選的，高吸水樹(shù)脂來(lái)自紙尿褲回收材料，紙尿褲回收材料為紙尿褲中具有吸水性能的芯體材料，如聚丙烯酸鈉。

7、優(yōu)選的，種植土可選為土壤生態(tài)改良的實(shí)際土壤以及人工制備的人造土壤。

8、優(yōu)選的，硅酸鹽類(lèi)固體廢棄物為煤矸石、鎂渣、粉煤灰、云母渣中的一種或任意組合。

9、優(yōu)選的，其ph值在4~10之間，可以通過(guò)配料比進(jìn)行調(diào)節(jié)。

10、一種噴播基質(zhì)的制備方法，將所有的成分混合并進(jìn)行強(qiáng)力攪拌，然后調(diào)整ph值。使用《土壤ph值的測(cè)定?電位法》（hj?962-2018）對(duì)基質(zhì)ph值進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)使用類(lèi)型進(jìn)行噴播基質(zhì)ph值的調(diào)整。所述強(qiáng)力攪拌的時(shí)間為3-5min，轉(zhuǎn)速為10000-50000r/min。

11、優(yōu)選的，在制備得到的噴播基質(zhì)中混入植物種子。植物種子包括堿蓬、田菁、黑麥草、狗牙根、怪柳、高羊茅、紫花苜蓿中的一種或幾種植物種子。

12、所述的一種噴播基質(zhì)的應(yīng)用，用于土壤邊坡防護(hù)或酸性土壤改良綠化或鹽堿地土壤改良綠化。

13、優(yōu)選的，可以先將土地進(jìn)行平整，對(duì)于具有坡度的土地則需調(diào)整土地坡度以保證土地可正常生長(zhǎng)植物，對(duì)待改良的土壤進(jìn)行灌溉使土壤具有水分，然后將噴播基質(zhì)覆蓋在土壤表層；噴播基質(zhì)覆蓋的厚度為0.1~5cm。

14、本發(fā)明配方的作用機(jī)理為：

15、噴播基質(zhì)中添加硅酸鹽固廢可以有效的增加噴播基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素，為噴播基質(zhì)提供一種基底材料；同時(shí)硅酸鹽在土地表面進(jìn)行風(fēng)化時(shí)可以對(duì)二氧化碳進(jìn)行固定，生成hco3-：sio42-+co2+h2o→h2sio4+hco3-，進(jìn)一步利用噴播基質(zhì)以及土壤中的鈣離子可以生成碳酸鈣沉淀進(jìn)行二氧化碳的永久穩(wěn)定固定：ca2++?2hco3-=caco3+?co2+h2o。此外本發(fā)明中的噴播基質(zhì)具有高保水性，因此硅酸鹽的表面被水分緊緊包圍。

16、因硅酸鹽在進(jìn)行噴播基質(zhì)配方時(shí)的劇烈攪拌會(huì)使硅酸鹽表面形成裂痕從而產(chǎn)生自由基，通過(guò)自由基反應(yīng)，表面的自由基在水分子的包圍下反應(yīng)生成，并在進(jìn)一步的反應(yīng)下生成氧氣：。紙尿褲中的芯體材料主要為高吸水樹(shù)脂（superabsorbent?polymer,?sap）。sap具有一定的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其含有大量的羥基、羧基等強(qiáng)親水性基團(tuán)，是一種可吸收自身重量數(shù)百倍至數(shù)千倍水的樹(shù)脂類(lèi)聚合物。由于這種高吸水樹(shù)脂與硅酸鹽在同一混合體系中，在存在外部應(yīng)力的情況下，硅酸鹽晶體傾向于沿著確定的晶體結(jié)構(gòu)表面分裂，而暴露表面的表面斷裂鍵密度與其表面潤(rùn)濕性密切相關(guān)。盡管經(jīng)過(guò)劇烈攪拌使得硅酸鹽的表面斷裂鍵的密度具有不規(guī)則性，使得硅酸鹽的表面的潤(rùn)濕性有所差別。部分硅酸鹽表面顯現(xiàn)出親水性而部分硅酸鹽表面顯現(xiàn)出疏水性。但由于硅酸鹽表面存在保水劑，保水劑可以有效的將水分子鎖住并停留在硅酸鹽表面，這使得盡管部分硅酸鹽表面是疏水性的，但水分子與硅酸鹽表面的緊密接觸使得水分子與硅酸鹽表面自由基的有效碰撞概率增加，進(jìn)而相比于沒(méi)有保水劑的硅酸鹽可產(chǎn)生更多的氧氣。

17、因此本發(fā)明在完成“類(lèi)呼吸”的同時(shí)不僅可以提供固定二氧化碳的能力，也可以為自然環(huán)境進(jìn)行增氧。既符合“雙碳”目標(biāo)又可以為環(huán)境增氧做出貢獻(xiàn)。

18、同時(shí)sap也是一種優(yōu)秀的固土固沙材料，sap因其分子量大的特性，噴灑到土壤表層后粘度很大，形成的固化層具有一定的韌性可以有效固定表層土壤的流失。因此回收后的紙尿褲芯體材料在噴播基質(zhì)中不僅可以充當(dāng)保水劑還可以兼具粘合劑的作用。該發(fā)明既達(dá)到了廢物資源化利用的目的，還實(shí)現(xiàn)了土壤資源整合的目的。

19、所述的噴播基質(zhì)還可用于土壤的邊坡綠化以及酸堿性土壤的改良，通過(guò)對(duì)噴播基質(zhì)中原料的合理配比可以有效調(diào)整土壤ph值，實(shí)現(xiàn)快速，高效，低成本的生態(tài)修復(fù)。

20、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果為：

21、1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)噴播基質(zhì)的配方調(diào)整，使噴播基質(zhì)具有“類(lèi)呼吸”性能，可以對(duì)空氣中的二氧化碳進(jìn)行固定同時(shí)可以對(duì)空氣進(jìn)行增氧。為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了新思路同時(shí)也為環(huán)境增氧做出貢獻(xiàn)。

22、2、本發(fā)明通過(guò)提取紙尿褲中的高吸水性樹(shù)脂芯體材料，將其作為保水劑兼具粘合劑的功能用于噴播基質(zhì)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)紙尿褲廢棄物的高效回收。這不僅減輕了廢物對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，還將紙尿褲中的優(yōu)越吸水材料重新利用，為可持續(xù)資源管理提供了積極的解決方案。

23、3、本發(fā)明所述的噴播基質(zhì)具有全面多功能生態(tài)修復(fù)的能力；所述噴播基質(zhì)不僅局限于邊坡防護(hù)綠化，還拓展了應(yīng)用范圍，通過(guò)對(duì)配料的調(diào)整可以有效調(diào)節(jié)噴播基質(zhì)的ph值范圍可用于酸性土壤改良綠化以及鹽堿地土壤改良綠化。這種多功能性質(zhì)使得噴播基質(zhì)更全面地適用于各類(lèi)土地環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)修復(fù)的全方位需求。

24、4、本發(fā)明中的噴播基質(zhì)具有優(yōu)越土壤黏性與穩(wěn)定性。噴播基質(zhì)在接觸水分后展現(xiàn)出黏性固定于土壤表面的獨(dú)特特性，有效抵抗雨水侵蝕，提高土壤的穩(wěn)定性。這為土壤的長(zhǎng)期保持提供了可靠的支持，減少了土壤侵蝕和水分流失的風(fēng)險(xiǎn)。

25、5、本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單易行，無(wú)需專(zhuān)業(yè)技術(shù)支持，操作門(mén)檻低，降低了實(shí)施成本。這使得噴播基質(zhì)的大規(guī)模應(yīng)用變得更為可行，為資源有限地區(qū)的土地改良提供了經(jīng)濟(jì)有效的選擇。

26、6、本發(fā)明可在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)土地的迅速、高效生態(tài)修復(fù)。這有助于加速植被生長(zhǎng)，恢復(fù)土地的生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境恢復(fù)產(chǎn)生迅速而顯著的影響。