专利名称：混合草皮基质在草坪植物抗旱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 具体的说是一种混合组配的草皮基质在草坪植物抗旱性方面的应用。
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，这可能与她感作用有关，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提高草坪植物抗旱性方面的应用；其中混合的草皮基质为 300nm垃圾微肥与国槐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，其中的草坪植物为黑麦草和高羊茅。本发明进一步公开了混合组配的草皮基质在提高草坪植物抗旱性方面的应用；其 中混合的草皮基质为国槐木屑的粉碎物与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提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结 性方面的应用；中混合的草皮基质为300nm垃圾微肥与国槐木屑的粉碎物以重量份数比为 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。本发明进一步研究发现混合组配的草皮基质在促进草坪植物黑麦草种子发芽率 方面有着明显的作用。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 国槐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1研制方法1.1 材料1. 1. 1草坪草选用我国北方广泛应用的草坪草种高羊茅(Festuca arundinacea)禾口多年生黑麦草(Lolium perenne)。1. 1. 2生活垃圾堆肥取天津小淀垃圾处理厂经过四年堆肥的生活垃圾50kg，带 回实验室备用。1. 1. 3配材经粉碎处理国槐的木屑。1.2研制过程1. 2. 1组配基质将采集来的垃圾堆肥进行初选，除去小块砖瓦石块、玻璃、塑料膜、纤维袋等废弃 物。然后将初选好的生活垃圾放入烘箱内，60°C条件下烘干至恒重(约48小时)。将烘好 的垃圾堆肥再进行终选，用200目的筛子过滤，再用锤子将筛下物砸碎重复筛，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。最后得到粒径的300nm垃圾微肥颗 粒。垃圾堆肥与粉碎好的国槐木屑的粉碎物的组配比例按30g+0g(CK)、29g+lg、28g+2g、 27g+3g、26g+4g、25g+5g和24g+6g的比例组配成7个不同的基质处理(分别用1,2,3,4…… 来代表)，4次重复。1. 2. 2分数草种将黑麦草、高羊茅两种草种各分成100粒/组，每个草种分选28 份。分选原则是籽粒饱满、完整。1. 2. 3播种管理将组配好的基质放进直径12cm的培养皿中，100粒草种均勻播种其上。浇水使基 质湿润，以保证草种萌发。并定期定量浇水(维持基质略潮湿即可)，每天测定环境温度、湿 度，隔3天测一次株高并做好记录。1. 2. 4水分胁迫a.刈割前当草坪草生长稳定后，(即草的株高在近段时期生长很缓慢或已停 止)，对其进行水分胁迫(控制浇水量)。b.刈割后在刈割5d后，草坪草生长稳定时，对其进行水分胁迫，胁迫时间为3d。1. 3测定指标1.3. 1 萌发率从实验开始后的第4天开始，每天数出培养皿中草坪草的萌发数，一直到萌发稳 定为止。大概需记录18天左右。萌发率=(最终萌发数/100) X 100%1. 3. 2 株高待植株生长到一定高度(IOmm)后，选取生长较好的三株进行高度测量，其平均高 度定为该培养皿的株高，每隔3天测量一次，至刈割时进行最后一次测量。刈割后待植株生长到一定高度(IOmm)以后选取生长较好的三株进行高度测量，每隔3日测量一次。1.3.3单株净光合量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。单株净光合量=总地上部分生物量/总株数1.3.4群体水分利用率(WUE)计算出自播种之日起到刈割为止各组配基质所用的水份量，但由于各基质均具有 一定的保水量，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 = DW/TWUE——群体水分利用率；DW -地上部分生物量；T——蒸腾量1. 3. 5叶绿色含量的测定根据草坪草生长情况，分别对各组合进行第一次刈割，別割时留茬高度约Icm左 右。将剪下的草坪草数株数，称总鲜重。然后称出0. Ig的草坪草，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，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%的丙酮定容。叶绿素a、叶绿色b和 黄色素的测定采用分光光度法。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。根据Lambert-Beer定律，通过以下关系式算出三种 色素的浓度，单位为mg/1 Ca = 12. 70D663-2. 690D645Cb = 22. 90D645-4. 680D663Ck = 4. 70D440-0. 27 (Ca+Cb)1.3. 6 干鲜比将测量叶绿素后剩余的草坪草放入对应标记的铝盒内，105°C条件下烘干至恒重， 约8小时，取出称重，计算其干鲜比干鲜比=干重/鲜重X 100%1. 3. 7脯氨酸的测定a.脯氨酸的提取取0. 05g叶片，用1. 5mL 3%磺基水杨酸提取，移入离心管，沸水 浴浸提lOmin，冷却，离心取上清液ImL待测。b.制作标准曲线在1 10μ g/mL脯氨酸浓度范围内制作标准曲线。c.样品测定将提取后的样品加入显色剂，在沸水浴中显色lh，在520nm下进行吸 光度的测定，然后对照标准曲线读取其浓度值。1. 4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
6辆将草皮抛到地面，草皮散落基质后的草皮重量。2.研制结果分析2. 1萌发率统计(％ )表1不同组配基质草种萌发率(％ )
组配基质ck29fl28+ 227 + 326 + 425 + 524 + 6黑麦草60. 23a67.25a61.50a56.23a59.23a53.75ab31.75b局羊茅46.33a72.OOb75.53b81.67b78.OOb56■ 6 7 ab46. 6a经过方差分析，黑麦草、高羊茅在不同组配基质中的萌发率都存在显著性差异(ρ < 0. 01)。从表1可以看出，黑麦草在29+1组配基质中萌发率最高；在24+6组配基质中萌 发率最低。高羊茅在27+3组配基质中萌发率最高；在ck和24+6组配基质中萌发率最低。 分析原因，加木屑可以提高基质保水性，但加入过多也会降低基质透气性而影响了草种萌 发率。比较两种草坪草，黑麦草对水分适应性范围比高羊茅要大。2. 2植株高度测定表2刈割前植株高度(cm)
组配基质ck29+128+227+326+425+524+6黑麦草6. 7 5 a c6.25a6. 58a6. 95ac7.85bc8. 68b8. 50b高羊茅6 . 05a6.10a8.03b8. 18b8. 20b8.90b8.92b方差分析得出，黑麦草、高羊茅在7个处理中株高存在极显著性差异(P < 0. 01)。 黑麦草株高从高到低的次序是25+5 > 24+6 > 26+4 > 27+3 > 28+2 > ck > 29+1 ；高羊茅 株高从高到低的次序是 24+6 > 25+5 > 26+4 > 27+3 > 28+2 > 29+1 > ck。表3刈割后植株高度(cm)
组配基质ck2 9+1 28+22 7 + 32 6 + 4 2 5 + 5 2 4 + 6黑麦草 // /3.55a4.35b 4.51b4. 3 9b高羊茅 /2. 24a 2. 78ab3. 34b4.02bc 4.58c4. 79c注(ρ< 0.01)由表2，表3可以得出，木屑比例高的基质，草坪草长得高；相反，生长相对缓慢。 注由于刈割后，水分胁迫对二茬草的初期生长影响严重，导致保水性较低的低比例木屑组 配基质的草坪草枯萎，其它基质草坪草也较水分胁迫前同期生长缓慢，说明水分胁迫对草 坪草早期生长影响较大。2. 3单株净光合量的比较见
图1，单株净光合量的比较(单位10_4X纵坐标数值 g/株)黑麦草(P < 0. 05)，高羊茅(P <0.01)2. 4群体水分利用率的比较图2群体水分利用率的比较(1(Γ4Χ纵坐标数值DW g/g)
2. 5叶绿素含量比较(单位mg/g Fff)图3 叶绿素 a 含量黑(ρ < 0. 05)，高(ρ < 0. 01)图4 叶绿素 b 含量黑(ρ < 0. 05)，高(ρ < 0. 01)2. 6脯氨酸含量比较表4不同组分脯氨酸含量(mg/g Dff) 经统计，不同组配基质草坪草脯氨酸含量差异明显。经过水分胁迫，黑麦草脯氨酸 含量极值差别相差十倍；高羊茅脯氨酸含量极值差别也相差约十多倍。因为脯氨酸是最有 效的渗透调节物质之一，无论那种胁迫，植物体内都积累脯氨酸，尤其是干旱时积均勻的撒 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25天日后刈割，测定种子发芽率。实施例3混合组配玉米秸秆与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25天日后刈割，测定。实施例4混合组配玉米秸秆与300nm垃圾微肥以重量份数比为4+26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45%。约28日后刈割，测定。日平均 单株净光合量为最大，对照组为最小。经检验无显著差异(P < 0. 05)，表明此种配材的具有 一定的保水作用。实施例5混合组配玉米秸秆的粉碎物与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。
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权利要求
混合组配的草皮基质在提高草坪植物抗旱性方面的应用；其中混合的草皮基质为300nm垃圾微肥与国槐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，其中的草坪植物为黑麦草和高羊茅。
4.混合组配的草皮基质在提高草坪植物抗旱性方面的应用；其中混合的草皮基质为 国槐木屑的粉碎物与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提高垃圾堆肥与草坪植物根系粘结性方面的应用；中混合 的草皮基质为300nm垃圾微肥与国槐木屑的粉碎物以重量份数比为26 4或25 5组配。
全文摘要
本发明涉及混合组配的草皮基质在提高草坪植物抗旱性方面的应用。其中混合的草皮基质为300nm垃圾微肥与国槐木屑的粉碎物以重量份数比为28∶2、27∶3、26∶4组配。说明配材能提高基质的保水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C05G5/00GK101880190SQ20101019121
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