針對我國沙漠化嚴(yán)重的現(xiàn)狀,本項發(fā)明綜合化學(xué)植物固沙法的優(yōu)點,設(shè)計了一種兼有保水固沙能力和促進植物生長的新型固沙保育棒。它是以廉價土壤等作為外殼原料,采用綠色環(huán)保的聚天冬氨酸水凝膠作為保水固沙材質(zhì),并在中間添加植物種子制成的。外殼的堅固,使得種子在中間得到很好的保護;聚天冬氨酸水凝膠采用最新的水相法合成,具有吸水倍率可達1000倍,可自然降解,降解后的產(chǎn)物含有N、P、K等植物生長的必需元素。
本項目所開發(fā)的綠色固沙保育棒綜合吸納了化學(xué)固沙法和植物固沙法的優(yōu)點,并針對其缺陷進行了改進,兼有保水固沙能力和促進植物生長能力。其外形為軸心處設(shè)置有沿縱向貫通的圓柱形孔洞的截錐體,所選用的材料主要包括PASP水凝膠、低聚PASP和草炭土等。對綠色固沙保育棒性能的測定包括:測定了PASP水凝膠的吸水率,證明了其具有優(yōu)良的吸附水分子的能力,可對土壤水分揮發(fā)起到很好的抑制作用;測定了添加有PASP水凝膠的樣品塊的抗壓強度、風(fēng)蝕模數(shù)、紫外老化和凍融老化指數(shù),證明了PASP水凝膠作為保水固沙材質(zhì),具有優(yōu)良的估計能力和粘結(jié)性能;進行了應(yīng)用于先鋒植物種植的試驗應(yīng)用,初步證實了其實用性。通過成本核算和經(jīng)濟效益估算,可以得出結(jié)論:在應(yīng)用綠色固沙保育棒進行先鋒植物種植的治沙過程中,不僅能獲得固定沙塵、改良土壤等生態(tài)效益,還能以獲得牲畜飼料、生物活性成分提取原料等方式獲取一定的經(jīng)濟效益。本項目的創(chuàng)新點包括: 1. 綠色固沙保育棒外形設(shè)計為軸心處設(shè)置有沿縱向貫通的圓柱形孔洞的截錐體。其外殼原料為廉價常見的秸稈和沙土,能保證外殼的堅固;保水固沙材質(zhì)采用了PASP水凝膠;圓柱形孔洞中添加有先鋒植物的種子和草炭土等。 2. 作為保水固沙材質(zhì)的PASP水凝膠應(yīng)用最新發(fā)明的水相合成法制備,不含任何有毒化學(xué)物質(zhì),綠色環(huán)保。其具有最高可達1000倍以上的高吸水性,并能抑制水分蒸發(fā),使所吸附的水分子緩慢釋放,為植物生長提供長期充足的水分。而且,其可自然降解,降解后的產(chǎn)物同時含有N、P、K等植物生長的必需元素,可以直接作為肥料與草炭土共同促進植物生長。 3. 綠色固沙保育棒在應(yīng)用過程中,能夠固定和保護種子,解決種子易被吹走等問題;提高土壤水分含量,抑制土壤水分蒸發(fā),解決種子萌發(fā)和幼苗生長缺水問題,并為植物生長提供長效水分;同時,在沙地表面形成固結(jié)層,防止沙土流動,減少種植過程中對沙土表面的破壞,避免由于挖掘?qū)е碌纳惩了蓜硬⒃诖箫L(fēng)作用下形成風(fēng)蝕斑的問題。 4. 所選用的先鋒植物如四翅濱藜、澳洲濱藜等,可作為牲畜飼料、生物活性成分提取原料等,可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。并且,通過這些先鋒植物的種植,能夠獲得固定沙塵、改良土壤、激活土壤微生物、改善小范圍氣候等生態(tài)效益。 本項目所開發(fā)的綠色固沙保育棒融合了保水固沙與培育植物的各種必須要素,具有固沙、保水、保肥、保墑、使用方便、成本低廉的特點,可廣泛應(yīng)用于沙漠化地區(qū)。既能長效持久地從根本上達到治理沙漠的目的,不對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,又能形成一定的經(jīng)濟效益,具有可持續(xù)發(fā)展的特性。我們設(shè)想,以綠色固沙保育棒的應(yīng)用為契機,不僅能夠進行沙漠化的治理,建設(shè)人類美好的家園;而且能夠建立由政府引導(dǎo)、民間資本投資的經(jīng)濟格局,形成政府、企業(yè)、人民群眾多贏的局面,帶動地方經(jīng)濟的和諧發(fā)展。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎
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