本发明涉及生态修复领域，特别涉及一种河湖底泥改良制备修复矿山盐碱土基质及其制备方法和应用。
背景技术：
1、矿山采矿活动会导致水土环境污染，其中包括水渍化和盐渍化等问题。露天煤矿排土场在表土覆土良好的情况下，依然存在砂石多、土壤少、土壤结构松散、持水能力低、营养贫瘠等问题。同时，排土场尾矿矿渣中普遍含有重金属，重金属含量超标直接影响植物根系生长，制约植被修复效果。
2、矿区表土常被清除或流失,采矿后遗留的土壤板结严重，物理结构不良,矿区土壤ph值降低,重金属离子溶解性增加，降雨溢流进步污染周边土壤。矿山开采不仅破坏和占用大量土地资源,而且对生态环境造成持久而严重的负面影响,直接危害人体健康和采矿业的可持续发展。
3、
4、针对矿山土壤盐碱化污染的治理，科学家们也提出了一系列的解决方案，包括采用科学合理的垦殖方式，提高土壤质量，维持绿洲生态系统的可持续发展。此外，还可以通过改变灌溉方式，减少盐分的积累，从而减少盐渍化的风险。但矿区数量多，该种治理方式效率较低。但这些方法并不能彻底的改良土壤环境，经过一段时间的作用仍会恢复原状，因此需要更加深入的对土壤本身理化结构进行改良，应以外部优良土壤加入，并辅之以生物菌群方法，用微生物混合促进土壤肥力增强。
5、对于河湖底泥的研究，主要由三部分组成：无机矿物、有机矿物和流动相(如水或者气体)。底泥中含水量非常高，一般在83％-95％之间，矿物元素主要包括si、ca、al、na、k和mg等元素，营养元素c、n和p，生物必须的大量元素fe、mn和s以及其它微量重金属元素。本发明使用到的河湖底泥是湖泊水库的重要组成部分，目前底泥异位处理技术无法解决大批量底泥问题。
6、因此在改善废弃河湖底泥污染和矿山土壤盐碱化两个突出的环境问题时，本领域亟需一种能够遵循可持续发展的原则，符合绿色发展理念的修复方法，降低原料成本，通过简单的制备材料和方案，以此来消除现有技术的限制，达到治理现有污染，解决污染根源，避免未来污染再现的目的。
技术实现思路
1、为了解决以上问题，本发明提供了一种基质化制备的河湖底泥土壤产品，能够从根本上改善矿山生态，将原本污染环境的底泥转化为有益的资源。废弃植物材料和河湖底泥可以将原本废弃的资源重新利用，实现资源的再生，这对于环境保护和资源利用都有非常重要的意义。
2、为达到以上目的，本发明按照以下技术方案实施：
3、一种修复矿山盐碱土壤基质的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)植物纤维加工：将含有丰富植物纤维的植物秸秆或者废弃农林材料干燥，粉碎；
5、(2)浆液制备：向步骤(1)中植物纤维粉末中添加包括养分、碳化谷壳、膨化剂在内的混合物；
6、(3)发酵菌种接种：将发酵用菌液和步骤(2)中的浆液混合；
7、(4)发酵膨化：将步骤(3)中菌液浆液混合物发酵罐发酵，得到膨化有机物料；
8、(5)底泥处理：河湖底泥灭菌，挤压脱水；
9、(6)添加植物-微生物互作促生机制改良：使用包埋剂将促生菌群与早熟禾种子混合包埋后发芽翻填，再次发酵；
10、(7)将步骤(4)中发酵膨化有机物料、步骤(5)中处理后的底泥与步骤(6)中再次发酵后的产物混合，形成底泥基质；
11、(8)在步骤(7)形成的底泥基质中添加保水剂树脂材料；
12、(9)基质制作：将步骤(8)中添加过保水剂的底泥基质真空压缩，得到所需的河湖底泥改良制备修复矿山盐碱土壤基质。
13、本发明所述的制备方法，进一步详细条件如下：
14、步骤(1)植物纤维加工时粉碎粒径范围为10～100微米；植物秸秆包括：玉米、油菜秸秆；
15、步骤(2)中养分包含：氮磷钾等，膨化剂包含：磷石膏、生石灰中的至少一种，控制浆液固含量达到75％-85％；
16、优选肥料养分：氮磷钾比例10：(5-6)：(6-8)；膨化剂按照磷石膏，生石灰比例40：5混合而成；植物纤维：肥料养分：碳化谷壳：膨化剂的比例为20：(7-8)：(2-3)：(1-2)。
17、步骤(3)将浓度为12×107cfu/g-14×107cfu/g的菌液和步骤(2)中的浆液混合，菌液和浆液的体积比例为2：(15-20)，用磷酸氢钠和磷酸二氢钠缓冲液控制ph在6.5-7.5；菌液为绿色木霉、芽孢杆菌中的至少一种；将步骤(3)中菌液浆液混合物转移至发酵罐发酵12-15h,温度保持25～45℃，得到膨化有机物料。
18、步骤(5)河湖底泥挤压脱水至含水量低于3％；
19、步骤(6)将所述的早熟植物种子浸泡在清水中，然后将混合菌种的包埋包衣剂均匀地涂在种子上，最后让种子自然干燥，确保种子包衣完全覆盖在种子表面，再进行种植；
20、包埋包衣剂主要成分为：无柄小叶榕提取物，生物表面活性剂(例如：鼠李糖脂、槐糖脂和海藻糖脂中的至少一种)，聚乙烯醇，木质素磺酸钙，吐温-80，正丁醇和水按照(0.6-0.8)：1：(1-1.5)：(1-1.2)：(0.3-0.5)：(0.1-0.2)：(7-8)的比例混合。包衣剂中菌的浓度：15×107cfu/g-20×107cfu/g。
21、所述的包埋包衣剂中的菌种为植物根际促生细菌，包括有机溶磷菌：枯草芽孢杆菌；无机溶磷菌：蕈状芽孢杆菌；助种萌发助抗病虫害菌：不动杆菌与荧光假单胞菌；矿物质溶解微生物：包括孢杆菌、假单胞菌和霉菌；固氮菌包括枯草芽孢杆菌、弗兰克氏菌、根瘤菌；菌根真菌包括：哈茨木霉；以及枯草芽孢杆菌、甲基杆菌属、伯克霍尔德氏菌、猴假单胞菌和粪产碱杆菌中的至少一种。
22、步骤(6)中将根际促生菌和种子共同包埋后种植到土壤中，发芽率达到90％后翻填后再次发酵，种植密度为间距0.2-0.5m，每平方米土壤上播种4-10粒种子，再次发酵的具体条件：发酵温度保持在25～65℃，通入空气流量为0.2-2m3/min，发酵8～10h。
23、步骤(7)将步骤(4)中发酵膨化有机物料、步骤(5)中处理后的底泥与步骤(6)中再次发酵后的产物以10：(5-6)：(5-6)结合，形成底泥基质。
24、步骤(8)在底泥基质中添加含量为2％-3％保水剂树脂材料。(保水剂例如：聚丙烯酸钠高分子吸水树脂sap)
25、步骤(9)真空压缩的压缩比为102～106。
26、本发明还提供了一种由上述的方法制备得到的修复矿山盐碱土壤基质。
27、本发明还提供了所述的修复矿山盐碱土壤基质的应用，用于修复矿山盐碱土壤，尤其是ph为8.5～10.5的矿山盐碱土壤。
28、本发明对比以往发明，至少有以下改进效果：
29、(1)添加保水剂，经过测定使用保水剂后的底泥基质吸水倍率约为400-450，较以往底泥土壤保水性大幅提升，解决了以往河湖底泥基质材料中盐分、金属离子成分过高导致植物易因渗透压过高而失水死亡，并且使底泥材料涵养水源的能力有了明显的改善，对矿山盐碱地有充足的抗性。
30、(2)使用堆肥发酵的土壤改性方法可以有效使生物炭等传统改性材料与底泥基质进一步结合，如经过堆肥发酵其炭产率(热解后生物炭质量占热解前生物质质量的百分比)达到20.9-30.1％有显著提升。对其理化性质的改善有大幅提高，可以长久提升土壤基质的肥力。
31、(3)通过植物-微生物根际互作促生机制对土壤进行改良，进一步提高了微生物在底泥土壤中的存活率并延长了存活时间，同时大大提升反应速率，大幅提升了土壤肥力与有机质的含量，并适应矿山盐碱土的性质。实验表明，杭白菊在经过促生机制改良后的土壤中种植，温度保持在28℃-30℃时，发芽率达到95％，成活率达到90％及以上，且茎宽、叶面积和株高均优于市场上大部分基质的效果。
32、(4)使用本产品改良后的包埋方法，其包埋率达到89％-91％，大大提升了包埋效果，利于促生机制改良土壤，使促生菌群与土壤更良好地结合，同时提升土壤肥力。且能保存和输送根际促生菌来修复种子的微环境，促进种子发芽并减轻土壤盐分胁迫造成的危害。
33、本发明的社会价值有：
34、(1)本发明通过改良河湖底泥，有效解决了河湖底泥过多对水体产生的危害，如污染物富集，河床过高易泛滥；同时将其中可利用的丰富有机质再次投入物质循环，取其精华，去其糟粕，理念顺应时代。且底泥原料来源广泛，易收集，易处理，可简化工艺流程，可用低碳环保的方法进行改良。
35、(2)本发明使用河湖底泥基质化处理是一种非常有效和环保的处理方式，值得广泛推广和使用，具有一定的普适性，不仅可用于除矿山盐碱地治理，还可用于园林复林，农业生产，沙漠化土地改良，运用场景广泛，市场庞大，有很大的潜在商业价值。
36、(3)本发明通过改良制备河湖底泥并运用到矿山治理，是对盐碱地治理这一项长期性、复杂性工作的一大助力，也是固废资源化利用的一大体现。
37、(4)矿山盐碱地的治理已迫在眉睫，本产品针对的主要市场即各大开采待修复的矿山盐碱化场地，针对矿山进行研发，有较强的改善力度，效果拔群，对矿山盐碱地治理有强推动力。
1.一种修复矿山盐碱土壤基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
9.一种由权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的修复矿山盐碱土壤基质。
10.权利要求9所述的修复矿山盐碱土壤基质的应用，其特征在于，用于修复矿山盐碱土壤，尤其是ph为8.5～10.5的矿山盐碱土壤。
