专利名称：混合基质在提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结性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 具体的说是混合基质在提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结性方面的应用，以及混合组配的 草皮基质在促进草坪植物发芽率方面的应用。
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 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基质在提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结性方面的应用；其中300nm垃圾微 肥与重量百分数为6%或9%的植物粉碎物组配；所用植物粉碎物为马唐、稗草、苔草、结 搂草、狗尾草、宽叶苋、观赏苋、灰菜、打碗花、窄叶苋各种植物按重量比互为1 1混合。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发芽率方面的应用；其 中混合草皮基质为300nm垃圾微肥与重量百分数为3-12%的植物粉碎物组配；所用植物粉 碎物为马唐、稗草、苔草、结搂草、狗尾草、宽叶苋、观赏苋、灰菜、打碗花、窄叶苋各种植物 按重量比为1 1混合。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，其中的草坪植物指的是黑麦草或高羊茅。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 植物粉碎物可以促进草坪植物的生长，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。同时向垃圾堆肥中加入植物粉碎物的量为6%或9%时，会使垃圾堆肥能更象土壤 一样，这样就能代替土壤作为基质来利用，且能达到堆肥和植物的合理化利用的目的。本发明的下方法如下1研制方法1. 1试验材料的处理方法本项研究中我们会用到植物、垃圾堆肥、黑麦草种子等材料。植物我是采自天津农 业大学；垃圾堆肥是由天津师范大学生物系生态组提供的。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。黑麦草种子由天津师范大学生物系生态组提供的。其所用植物为马唐、稗草、苔草、结搂草、狗尾草、宽叶苋、观赏苋、灰菜、打碗花、 窄叶苋，各种植物重量比均为1 1。植物采集后我先将其放在阳光充足通风的地方进行风干，然后再将它们放在烘干 箱中，在80°C下烘干24小时，待其完全失水后取出。取出后用粉碎机将其粉碎备用。垃圾堆肥我在取回后先用大筛子进行过筛，将其中的石块及大块堆肥块筛出，然 后再换小筛子再进行过筛，筛出细碎的堆肥。将这些堆肥也放进烘干箱中，同样在80°C下烘 干24小时，待其干燥后取出备用。土壤采集后，进行2次过筛，并同样放在烘干箱中在80°C下，烘干24小时，待其干 燥后取出备用。将植物粉碎物与堆肥以植物比例为3%，6%，9%和12%的比例进行混合。以3% 为例，即每IOOg堆肥中含3g的植物粉碎物。配制基质后备用。1.2试验方法1. 2. 1容重测量的方法土壤容量又叫土壤的假比重，是指田间自然状态下，每单位体积土壤的干重，通常 用克/厘米3表示。土壤容重可用于估计土壤的松紧和结构状况。测定的方法为用一定容 积的钢制环刀，先将其放进电子天平中，然后调零。再将我们烘干的土壤、纯堆肥和植物堆 肥混合物装进环刀中，使它们恰好充满环刀容积，然后称量，得到的数据即为这些物质的干 重。再通过以下公式来计算它们的容重 各处理进行4次重复。1. 2. 2电导率测量的方法将刚烘干完备用的土壤、纯堆肥和配制好的各比例混合物各取5g，然后以土水比 1 5的比例加入水，搅拌均勻后静置10分钟，取上层浸出液。将上层浸出液放在小烧杯 中，然后用电导仪进行电导率的测定。每个处理4次重复。1.2. 3pH值测量的方法通过对pH值的测定可以得出的酸碱情况。测定方法为将刚烘干完备用的土壤、 纯堆肥和配制好的各比例混合物各取5g，然后以土水比1 5的比例加入水，搅拌均勻后静置10分钟，取上层浸出液。将上层浸出液放在小烧杯中，然后用pH值测定仪进行pH值的 测定。每个处理4次重复。1. 2. 4黑麦草种子萌发试验的方法实验容器用玻璃皿，每个玻璃皿中各数50颗黑麦草种子，每4个为一组并做好标 签。将刚烘干完备用的土壤、纯堆肥和配制好的各比例混合物各取8g，取4次，放入烧杯中， 然后以土水比1 5的比例取水加入烧杯中。搅拌均勻后静置备用。然后用过滤器过滤上 层的浸出液，将滤液滴加到玻璃皿中，使液体能没过种子即可。其后每天滴加清水，保持种 子湿润并纪录发芽种子的数目。每个处理4次重复。1. 3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。2研制结果2. 1组配基质理化性质研究由表1可以看出，容重的处理结果我们可以看出土壤的容重最大，堆肥的次之。各 比例的混合物组配基质的容重随比例的变大逐渐变小，这说明随着植物粉碎物加入量的增 加，可以降低堆肥混合物的容重，容重减少说明堆肥的松紧和结构状况变好了。这也就说明 加入植物粉碎物后可以改善堆肥的理化性质。并且各比例的混合物与对照组土壤和纯堆肥 都具有显著差别，而且各比例之间的差别也比较显著。这再次说明加入后可以改善堆肥的 理化性质。由电导率的统计结果，我们看出堆肥的电导率最低，各比例的混合物组配基质的 电导率随着植物比例的变大，也逐渐变大，并且6%和9%这2个比例的电导率与土壤的相 近。各比例的混合物与对照组土壤和纯堆肥都具有显著差别，且6%与9%这2个比例的差 别不显著，但与其它各比例差别显著。由PH值的处理结果我们可以看出土壤的pH为8. 26， 最高。堆肥次之，每种比例的混合物的pH随比例的变大逐渐变小，这说明随着植物粉碎物 加入量的增加可以降低堆肥的PH值，这也表明加入植物粉碎物可以改善堆肥的理化性质。表1组配基质理化性质 2. 2组配基质浸出液对草坪植物种子萌发的影响由表2我们可以看出，黑麦草在各比例植物与堆肥的混合物、清水、纯堆肥和土壤 的浸出液中的发芽率都比较高，且它们之间的差别都不显著，但是从发芽率及发芽势我们 还是能看出清水和堆肥的数值较低，各比例混合物其数值随比例的变大逐渐变大，且以6 % 和9%这2个比例与土壤的数值相近。由次可以看出加入植物粉碎物后是可以使堆肥更好 的使种子萌发。这也说明加入植物粉碎物后可以改善堆肥的理化性质。表2组配基质浸出液对草坪植物种子萌发的影响 2. 3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，在当配材比例6%以上，草皮的基质与草坪植物根系的粘结度可 分达到88. 7%，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(％ ) 3研制结论通过本研究得出的结论是向垃圾堆肥中加入植物粉碎物后是可以改善堆肥的理 化性质，且组配基质浸出液对草坪植物种子的萌发具有很好的促进作用。并且以6%和9% 这2个比例的各理化性质和种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。因此，向垃圾堆肥中 加入植物粉碎物的量为6%或9 %时，会使垃圾堆肥能更象土壤一样，这样就能代替土壤作 为基质来利用，且能达到堆肥和植物的合理化利用的目的。
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植物采集后先将其放在阳光充足通风的地方进行风干，然后再将它们放在烘干箱 中，在80°C下烘干24小时，待其完全失水后取出。取出后用粉碎机将其粉碎备用。马唐、 稗草、苔草、结搂草、狗尾草、宽叶苋、观赏苋、灰菜、打碗花、窄叶苋，各种植物重量比均为 1 1混合(以下相同)。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(以下相同)。混合组配每IOOg混合组配土中含3g的植物粉碎物。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，测定种子发芽率及发芽势与 土壤的最为相似。实施例2混合组配将植物粉碎物与300nm垃圾微肥以植物比例为6 %的比例进行混合。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。种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。
实施例3 混合组配将植物粉碎物与300nm垃圾微肥以植物比例为9 %或12 %的比例进行 混合。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，测定种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。垃圾堆肥的粘结性与土壤一样，可代替 土壤作为基质来利用。实施例4混合组配将植物粉碎物与300nm垃圾微肥以植物比例为6 %的比例进行混合。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。种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。
权利要求
混合基质在提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结性方面的应用；其中300nm垃圾微肥与重量百分数为6％或9％的植物粉碎物组配；所用植物粉碎物为马唐、稗草、苔草、结搂草、狗尾草、宽叶苋、观赏苋、灰菜、打碗花、窄叶苋各种植物按重量比互为1∶1混合。
2.混合组配的草皮基质在促进草坪植物发芽率方面的应用；其中混合草皮基质为 300nm垃圾微肥与重量百分数为3_12 %的植物粉碎物组配；所用植物粉碎物为马唐、稗 草、苔草、结搂草、狗尾草、宽叶苋、马齿苋观赏苋、灰菜、打碗花、窄叶苋各种植物按重量比 互为1 1混合。
3.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。
4.权利要求1所述的应用，其中的草坪植物指的是黑麦草或高羊茅。全文摘要
本发明涉及混合基质在提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结性方面的应用；其中混合草皮基质为300nm垃圾微肥与重量百分数为3-12％的植物粉碎物组配；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。结果表明植物粉碎物与细微化的生活垃圾组配有利于草坪植物的生长，各项指标均很突出，且均高于对照组，其中以混合草皮基质为300nm垃圾微肥与重量百分数为3-12％的植物粉碎物组配相对较好。会使垃圾堆肥能更象土壤一样，这样就能代替土壤作为基质来利用，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C05G5/00GK101880188SQ201010191198
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