混合组配的草皮基质在促进黑麦草生长方面的应用的制作方法

文档序号:376781
专利名称:混合组配的草皮基质在促进黑麦草生长方面的应用的制作方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域,涉及城市生活垃圾堆肥的合理、安全使用方法。更 具体的说是一种混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草生长方面的应用。
背景技术
近年来,随着生活水平的提高,生活垃圾的回收处理与再利用问题已成为环境保 护中最有前景的领域,和研究的热点。随着人们生活水平的不断提高,生活垃圾的数量也 相应的增长,因此造成了大量的垃圾不合理的堆置于城市的边缘而且会占用大量的土地资 源,既不利于城市的美观又对人体健康带来极其不利的影响。将生活垃圾应用于草坪草的种植,既有利于美化环境使我们赖以生存的空间得到 改善,又可达到生活垃圾的回收与利用的目的。同时,生活垃圾应用于草坪的种植,还可以 节约出大量可耕作土壤,使农业生态系统买遭破坏。但生活垃圾有其自身的缺点,对草坪的 生长有其不利的影响。通过与其他物质进行组配,可以削弱垃圾本身对草的影响。此外,由 于组配基质具有保水作用、可以减少总用水量,达到节约用水的目的。并具有一定的养分, 可以自身提供营养物质。对于我国北方干旱、半干旱的气候下,草坪植物的生长具有很大的 现实意义。因此,选用何种配材与垃圾进行组配,按照何种比例进行组配,对生活垃圾于草 坪基质的应用和草坪植物的生长的状况之间的关系有着十分重要的意义。目前,城市生活垃圾堆肥作为基质用于草坪建植的研究有一定的报道。此外,未经 处理的城市生活垃圾粗堆肥在草坪抗旱中应用已有报道,但效果不佳,没有从根本上解决 问题。从已有的研究来看,以前对于垃圾堆肥的研究多集中在粗堆肥的整体利用上,这样粗 放的做法如果长期应用于土壤或植物的生长,不但会破坏土壤的微环境,而且对于提高资 源的利用效率也是不利的。如果将生活垃圾堆肥经过粉碎机处理形成不同的粒径,从而去 除堆肥某些粒径中积累过多的有害物质,保留为植物生长提供养分以及改善土壤理化性质 的堆肥颗粒,将经过处理的堆肥用于草坪抗旱节水,可以发挥堆肥特定颗粒中有机质和营 养元素丰富的优势,调节土壤的物理结构,达到优化土壤理化性质,改良土壤的作用。鉴于上述情况,本发明人开展了利用垃圾废弃物进行地毯式草皮生产的环境生 态工程的研究(赵树兰,多立安等,生活垃圾堆肥与园土基质草皮建植体系的生长参数比 较.生态学杂志,2008,27;以生活垃圾堆肥为基质的废弃物铺网草皮建植研究.西北植物 学报,2007,27)。这些研究表明生活垃圾堆肥从植物生长营养需求的角度看,能满足植物 生长的要求,但最大的问题是垃圾堆肥质地松散,这使基质很难与草坪植物根系结合在一 起,而这样的结果也使这项技术无法在实践获得应用,也就是说,这一技术瓶颈无法突破, 就意味这一好的想法就将永远束之高阁。而为了解决这一关键问题,本发明人又展开了利 用豆秸,以及利用椴木和桦木混合的锯末木屑等与城市生活垃圾堆肥组配草坪基质的研 究,目的以使垃圾堆肥组配的基质能很好地与草坪植物根系结合在一起。这些研究结果表 明①当利用豆秸与城市生活垃圾堆肥组配草坪基质时,草坪植物生长初期有较好的表现 {廉菲,赵树兰,多立安,城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)与豆秸复合用作草坪基质
3及草坪植物的生态响应,农业环境科学学报,2007,26)},但草坪植物生长后期,需要草坪植 物建立庞大根系时候的,根系生长受到抑制,这种现象在其他研究中,也曾经出现过类似情 况,如植物残体对某类植物的抑制作用,其机理复杂,这可能与他感作用有关,另外,200目 筛过筛的生活垃圾堆肥基质仍有极容易从植物的根系中脱落下来的想象;而这一研究结果 最终预示着,利用作物秸秆与城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)组配草坪基质的技术 路线将可能难以行通。②当利用椴木和桦木混合的锯末木屑与城市生活垃圾堆肥(以200 目筛过筛)组配草坪基质(多立安,赵树兰,生活垃圾生产地毯式草皮环境生态工程基质选 配研究.应用生态学报,2000,11);也出现了与“利用豆秸和城市生活垃圾堆肥组配草坪基 质时”出现的结果相类似,其机制不得而知,而这一研究结果同样也表明,利用混合的锯末 木屑等与城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)组配草坪基质的办法将可能难以行通。总之,上述系列研究结果给我们一个结论如果找不到解决垃圾堆肥质地松散问 题,也就无法解决基质难与草坪植物根系结合在一起的问题;同样如果找不到适宜的垃圾 堆肥草坪基质的配材,基质的性能也无法得到提高。垃圾堆肥在草坪机制中的应用技术也 就无法在实践中获得应用。总之,由于上述利用豆秸和城市生活垃圾堆肥组配草皮基质时, 应用效果不佳,似乎给出了利用秸秆组配垃圾堆肥草皮基质的路是行不通的。

发明内容
针对这种情况,本发明是以垃圾处理工程与绿化工程相结合的全新环境生态工程 的基础,具有重要的理论意义和实际应用价值。本发明旨在找出最佳配比,为生活垃圾应用 于草皮基质提供材料。为实现上述目的本发明公开了如下的技术方案混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草生长方面的应用;其中混合的草皮基 质为300nm垃圾微肥与落叶松木屑的粉碎物以重量份数比为28 2、27 3、26 4、或 25 5组配。本发明所述的应用,其中的300nm垃圾微肥是指将垃圾堆肥去除杂物在105°C条 件下烘干至恒重,筛分出1700nm粒径的堆肥,然后将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉 碎,制备出粒径300nm垃圾微肥。本发明所述的应用,其中的黑麦草生长指的是植物高度、净光合量的变化。本发明进一步公开了混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草种子发芽率方 面的应用;其中混合的草皮基质为落叶松木屑的粉碎物与300nm垃圾微肥以重量份数比为 1 9组配。本发明进一步公开了混合组配的草皮基质在在提高垃圾堆肥与黑麦草根系粘结 性方面的应用;其中混合的草皮基质为300nm垃圾微肥与落叶松木屑的粉碎物以重量份数 比为25 5或26 4组配。本发明的研究发现将腐熟生活垃圾进行常规的处理,然后在105°C条件下烘干 至恒重,筛分出1700nm粒径的堆肥。将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎,时间分别 为3min,以制备出粒径的300nm垃圾微肥。利用微细城市生活垃圾堆肥粒径加入一定量的 落叶松木可以促进草坪植物(黑麦草)的生长,说明这配材能提高基质的保水性能并具有 一定的营养效用。本发明的下方法如下材料
生活垃圾取自天津小淀生活垃圾处理场。落叶松木屑均有来源丰富、价格低廉 等优点。因此用作垃圾基质的配材具有较强的可行性。其中,落叶松木屑来自木材加 工厂的混合锯木屑,未经腐熟处理。选用中国北方广泛应用的草坪草——多年生黑麦草 (Loliumperenne)。研制步骤将初选好的垃圾放入烘箱内,50°C条件下烘干至恒重(约48小时),然后再进行终 选,用200目的筛子过滤,再将筛除的大块垃圾磨碎,重复筛,使垃圾得到充分利用。实验所 用堆肥先去除其中的各类木头、塑料、玻璃、金属等杂物,然后在105°C条件下烘干至恒重, 筛分出1700nm粒径的堆肥。将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎,时间分别为3min, 以制备出粒径的300nm垃圾微肥,并用S4800场发射扫描电镜(S4800,JAPAN)微细城市生 活垃圾堆肥粒径分析。最后得到粒径的300nm垃圾微肥颗粒。木屑放入粉碎机中进行彻底 粉碎。然后进行基质选配。在直径为IOcm的培养皿中分别加入混合均勻的上述组配基质, 并以未处理的堆肥做基质对照,其重量为30g,并以Rtlstl代表。取黑麦草种子,在每个培养 基质上都均勻播入100粒,3次重复。本实验在实验室内植物培养台上进行,光线为透入室 内的自然光,通风良好,日间光照为1500 20001x,温度为18. 5 28°C,相对湿度为23 66%,统一定量浇水,至培养基表面湿润而不积水的状态,并保持至实验结束为止。表1.基质组配方式(g) 测定指标从出现种子萌发开始,每天记录每个培养皿中黑麦草的萌发数,一直到萌发稳定 为止;记录18天左右。萌发率=(最终萌发数/100)X100%。从实验开始后的第7天开 始,每隔3天测定一次幼苗的株高,共测8次;30天左右结束。其中幼苗株高的测定采用系 白线法,即每个培养皿中随机定株3株,取其平均株高定为该培养皿的株高。待生长稳定后分别对每一培养皿中的黑麦草进行第一次刈割,別割时留茬为Icm 左右。将剪下的黑麦草数株数,称总鲜重,然后称出0. Ig的黑麦草,放在研钵中,加入石英 砂和碳酸钙少许,进行充分研磨,再加入少许配制好的80%的丙酮,继续研磨,则得到深绿 色提取液,用漏斗过滤之。再用80%的丙酮反复冲洗2 3次研钵和滤纸,使叶绿素完全被
5溶解过滤,将提取的色素溶液倒入25ml的容量瓶中,用80%的丙酮配制成25ml。叶绿素a、 叶绿色b和黄色素的测定我们采用分光光度法,使用的是721型分光光度计。叶绿色a的 最大吸收峰在663nm,叶绿色b的最大吸收峰在645nm,黄色素的最大吸收峰在440nm。可根 据Lambert-Beer定律,通过以下代数关系算出这三种色素的浓度,单位为mg/1 Ca = 12. 7A663-2. 69A645Cb = 22. 9A645-4. 68A663Ck = 4. 7A440-0. 27 (Ca+Cb)将测量叶绿素后剩余的黑麦草装入小铝盒内,做上标记,放入烘箱内,105°C条件 下烘干至恒重,约用8个小时。称出所烘草的干重,计算出干鲜比。干鲜比=干重/鲜重根据计算出的干鲜比和草的总鲜重,可以计算出刈割草的总干重,即总地上部分 生物量。单株净光合量=总地上部分生物量/ (总株数·天数)计算出自播种之日起到刈割为止各基质组配所用的总用水量,但由于配材均具有 一定的保水性,因此,蒸腾量=总用水量-培养皿中的含水量。培养皿中的含水量依次为 29+1组中含22ml水;28+2组中含23ml ;27+3组中含24ml ;26+4组中含25ml ;25+5组中含 26ml ;24+6 组中含 27ml 水。WUE = Dff/T WUE——群体水分利用率;DW——地上部分生物量;T——蒸腾量草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力测定待个指标测定完毕后,继续进行草皮的培植管理,并正常给水,直至成皮后,再进 行草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力的测定。其草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力可用粘结度(% )来表示,其公式为C = (M2/M1) X 100%上试中C为粘结度,其值越大,表示草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力就越 强;Ml代表草皮起皮时的重量;M2代表草皮起皮后抛到3米高的运输车辆上,再由运输车 辆将草皮抛到地面,草皮散落基质后的草皮重量。研制结果分析1. 1黑麦草在不同基质配比中的萌发率从初期出苗情况看,落叶松木屑的粉碎物为配材的各基质14天出苗即可达到稳 定,萌发率由高到低的次序为=R9ml > R8m2 > R0s0 > R6m4 > R7m3 > R5m5 > R4m6,方差分析结果表 明差异显著(P <0.01)见表2。在R4m6组配基质中黑麦草的萌发率最低,说明放入过多的 木屑虽有保水性能,但它的透气性不好,影响种子的萌发。表2木屑组垃圾基质黑麦草生长情况 检验水平(P < 0. 01),下同。1. 2黑麦草在不同基质配比中的高度生长动态木屑为配材的各基质株高由高到低的次序为R5m5 > R6m4 > R4m6 > R7m3 > R0s0 > R8ffl2 > R9ml,方差分析结果表明差异极显著(P > 0. 01),从高度生长的动态测定来看,在基质 R7m3> R。s。、R5m5、R8m2和R4m6中幼苗高度在前期生长较快,而在基质R6m4和R9ml中则后期生长较 快。1. 3黑麦草在不同基质配比中叶绿素的含量木屑为配材的各基质黑麦草叶片中叶绿色a、叶绿素b和黄色素的含量见表2,方 差分析结果表明无显著性差异(P < 0.01)。1. 4黑麦草在不同基质配比中单株净光合量木屑为配材的各基质单株净光合量由高到低依次为R4m6 > R6ffl4 > R7ffl3 > R5ffl5 > R8ffl2
>R0s0 > R9ml,方差分析结果表明差异极显著(P > 0. 01)。1.5黑麦草在不同基质配比中干鲜比木屑为配材的各基质干鲜比由高到低依次为R9ml > R0s0 > R8m2 > R6m4 > R7m3 > R5m5
>R4m6,方差分析表明有显著性差异(P > 0. 01)。1. 6黑麦草在不同基质配比中群体水分利用率木屑为配材各基质群体水分利用率由高到低依次为R6m4 > R8ffl2 > R7ffl3 > R5ffl5 > R9ffll
>R0s0 > R4m6,方差分析无显著性差异。1. 7草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力分析由下表可以看出,在R5m5和R4m6组合中,草皮的基质与草坪植物根系的粘结度可分 达到90. 4%和93.6%,表明垃圾草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力已达到了较高的 水平。表3草皮的基质与草坪植物根系的粘结度(% ) 2研制结论在堆肥生活垃圾中加入一定量的落叶松木屑可以促进草坪植物(黑麦草)的生 长,说明这配材能提高基质的保水性能并具有一定的营养效用。落叶松木屑不但可以促进 草坪植物的光合性能,同时又能极大得增加基质的保水性能,这就提高了草坪抗干旱胁迫 的能力,因此这种材料在生活垃圾生产地毯式草皮的基质配置中是不可多得的好配材。从 经济观点出发,这种配材与生活垃圾的配比应控制在1 29到5 25之间较为合理。用 这种配材调配的生活垃圾能明显的促进草坪植物的生长,这在很大程度上取决于它们本生 的内在因素和它们与堆肥垃圾的协同效应,如它们既能改善基质的通透气性,同时又能对 基质水份起阻断作用从而减少水份的散失,这就非常符合经济高效、生态实用的环境生态 工程所追求的目标。
具体实施例方式为了简单和清楚的目的,下文恰当的省略了公知技术的描述,以免那些不必要的 细节影响对本技术方案的描述。以下结合实例对本发明做进一步的说明。实施例1首先将垃圾中较大的土块压碎后进行8小时以上烘干至恒重,以200目筛过筛,用 200目的筛子过滤,用锤子将筛除的垃圾大块砸碎后复筛,使垃圾中的成分得到有效利用。 实验所用堆肥先去除其中的各类木头、塑料、玻璃、金属等杂物,然后在105°C条件下烘干至 恒重,筛分出1700nm粒径的堆肥。将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎,时间分别为 3min,以制备出粒径的300nm垃圾微肥,并用S4800场发射扫描电镜(S4800,JAPAN)微细城 市生活垃圾堆肥粒径分析。混合组配落叶松木屑的粉碎物与300nm垃圾微肥以重量份数比为1 5组配。将 100粒种子均勻的撒在配基质中,放在生物培养台上进行培养,自然通风,统一定量浇水,至 实验结束为止。每日测定温度、湿度,温度为22°c,相对湿度为45%。约28日后刈割,测定。实施例2混合组配落叶松木屑的粉碎物与300nm垃圾微肥以重量份数比为1 6组配。将 100粒种子均勻的撒在配基质中,放在生物培养台上进行培养,自然通风,统一定量浇水,至 实验结束为止。每日测定温度、湿度,温度为23°c,相对湿度为56%。约28日后刈割,测定 种子发芽率。实施例3混合组配落叶松木屑的粉碎物与300nm垃圾微肥以重量份数比为1 13组配。 将100粒种子均勻的撒在配基质中,放在生物培养台上进行培养,自然通风,统一定量浇 水,至实验结束为止。每日测定温度、湿度,温度为23°c,相对湿度为56%。约28日后刈割, 测定。实施例4
混合组配落叶松木屑的粉碎物与300nm垃圾微肥以重量份数比为1 5. 5组 配。将100粒种子均勻的撒在配基质中,放在生物培养台上进行培养,自然通风,统一定量 浇水,至实验结束为止。每日测定温度、湿度,温度为23°c,相对湿度为56%。约28日后刈 割,测定草皮的基质与草坪植物根系的粘结度。
权利要求
混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草生长方面的应用;其中混合的草皮基质为300nm垃圾微肥与落叶松木屑的粉碎物以重量份数比为28∶2、27∶3、26∶4、或25∶5组配。
2.权利要求1所述的应用,其中的300nm垃圾微肥是指将垃圾堆肥去除杂物在105°C 条件下烘干至恒重,筛分出1700nm粒径的堆肥,然后将1700nm粒径堆肥在24000转/分下 粉碎,制备出粒径300nm垃圾微肥。
3.权利要求1所述的应用,其中的黑麦草生长指的是植物高度、净光合量的变化。
4.混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草种子发芽率方面的应用;其中混合的 草皮基质为落叶松木屑的粉碎物与300nm垃圾微肥以重量份数比为1 9组配。
5.混合组配的草皮基质在在提高垃圾堆肥与黑麦草根系粘结性方面的应用;其中混 合的草皮基质为300nm垃圾微肥与落叶松木屑的粉碎物以重量份数比为25 5或26 4 组配。
全文摘要
本发明涉及混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草生长方面的应用。通过对其萌发率、生长高度、单株净光合量、干鲜比以及细胞色素中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素等指标进行了测定与比较。结果表明落叶松木屑的粉碎物与细微化的生活垃圾组配有利于黑麦草的生长,各项指标均很突出,且均高于对照组,其中以28+2、27+3、26+4、的配比相对较好。利用微细城市生活垃圾堆肥粒径加入一定量的落叶松木木屑的粉碎物可以促进草坪植物(黑麦草)的生长,说明配材能提高基质的性能并具有一定的营养效用,并可使草皮的基质与草坪植物根系有较好的粘结效果。
文档编号C05F15/00GK101880186SQ20101019118
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者多立安, 赵树兰 申请人:天津师范大学
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