专利名称：一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪矿质营养吸收的方法
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使用。更具体的说 是一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪植物矿质营养吸收的方法。
背景技术：
草坪对城市绿化、环境保护和生态平衡起着重要的作用。草坪草的种植和保养需 要大量的水分；而草坪对灌溉用水的大量需求使得草坪的养护成本极高，这对于淡水资源 相对贫乏的中国来说无疑是一个承重的负担，也限制了草坪业的发展。一般情况下，植物矿质营养的增加，有利于植物的节水，因此，提高植物矿质营养 的方法，对节水具有重要的实践意义。草坪传统节水方式是通过抗旱品种的选育、草坪经 济灌溉量及灌溉方式的选择等方法；目前，草坪节水技术有了新的发展保水肥料的引进 在一定程度上促进了草坪的节水能力。焦晋川等研究了钾肥对黑麦草抗旱性的影响，以黑 麦草种子的发芽率、叶片厚度和根冠比为评价指标，来筛选出适宜草坪草生长的钾肥施量， 提高其抗旱能力。王生银等研究了硅肥对草地早熟禾抗旱性的效应及机制影响。薛波等 (2008)研究了氯化钙、水杨酸和保水剂对珙桐幼苗抗旱性的影响。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。有关这一方法目前国内外尚无文献报 道。
发明内容
本实验采用叶面喷洒堆肥浸提液的方法研究了其对水分胁迫下草坪植物生长的 影响，实验结果表明叶面喷施不同粒径堆肥有利于草坪植物对矿质元素的吸收，主要对4 种细微堆肥在土壤干旱条件下，对生活垃圾堆肥浸提液叶面喷撒对干旱胁迫下草坪草矿质 营养吸收的调控进行研究。为实现上述目的，本发明提供了一种采用细微垃圾堆肥浸提液 提高草坪矿质营养吸收的方法，主要包括(1)将生活垃圾堆肥先去除各类杂物，然后在105°C条件下烘干至恒重，采用不同 孔径的标准筛进行筛分，筛分出1700nm粒径的堆肥；将1700nm粒径堆肥在24000转/分下 粉碎，制备出300nm、240nm和IOOnm不同粒径的垃圾微肥；(2)用蒸馏水以重量分数比为15 1的比例对300nm、240nm和IOOnm粒径堆肥进行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为喷洒液；(3)盆栽试验采用直径7cm，高IOcm的塑料盆，每盆150g 土壤，播种草坪植物 0. 5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田 间持水量的55% -65%胁迫程度进行喷洒，以后每一至两天进行称重喷洒，以维持在胁迫 范围内；实验持续60d，然后将草坪植物齐根剪下，测定各指标。其中的草坪植物为高羊茅 或黑麦草；其堆肥中有机质含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%，饱 和含水量66. 58%，全氮0. 57%,全磷0. 34%,全钾1. 21%.本发明更加详细的方法如下1研制材料与方法1. 1实验材料本实验选自北方比较常见的多年生高羊茅(Festuca-arundinacea L.)实验材 料。实验采用杯栽的方法，杯子规格为250ml。供试垃圾堆肥取自天津市小淀生活垃圾堆 肥处理厂，先由人工捡去垃圾堆肥中的各类木头、塑料、玻璃、金属等杂物，然后在105°C条 件下烘干8h至恒重，采用不同孔径的标准筛进行筛分，选出粒径为60目的堆肥。其基本 理化性质为有机质含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%，饱和含水 量66. 58 %，全氮0. 57 %，全磷0. 34 %，全钾1. 21 %。供试土壤取自天津师范大学实验地 0 20cm深的表层土壤。其土壤性质为pH7. 44，有机质含量4. 68%，全氮0.21%，有效磷 22. 03mg. kg、饱和含水量0. 58ml. g—1，土壤质地为壤土。1.2实验细微堆肥制备本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、6min、9min，以制备出不同粒径的堆肥。所得堆肥经处理后粒径分别为 300歷、240歷和lOOnm，为了便于文中表述，按照堆肥粒径从大到小的顺序，分别将上述3个 粒径堆肥简称为堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒径堆肥作为对照(CK)。选用籽粒饱满、 均勻的多年生黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea L.)种子为 实验材料。1.3实验方法首先用蒸馏水以15 1的比例对堆肥4、堆肥5和堆肥6和对照进行淋洗，具体方 法为将3g不同粒径堆肥置于事先铺有滤纸的大漏斗中，用45g蒸馏水对堆肥进行淋洗，直 到各漏斗中的溶液不在向下渗漏为止，每个处理重复3次。淋洗后收集的淋洗液作为喷洒 试齐LU1.4草坪培植盆栽试验采用直径7cm，高IOcm的塑料盆，草坪基质为每盆150g 土。播种量为 0. 5g/盆，每个处理重复3次。实验共持续60天。播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利 萌发和幼苗初期生长，两个星期后按照胁迫程度定量进行喷洒。田间持水量为55% -65%, 以后每一至两天进行称重喷洒，以维持在胁迫范围内。采用浸蘸的方法代替叶面喷施，进行 喷施时把植物叶片浸入盛有不同粒径堆肥淋洗液的大烧杯中3秒钟，然后取出。实验持续 60d，然后测定各指标。1.5环境条件
植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的 时间为7-8h。室内平均温度为18°C，平均最高温度为21.4°C，最低温度为14.6°C。平 均湿度为36. 2%，平均最大湿度为42.4%，平均最小湿度为32.7%。平均光量子密度为 600-800umol. πΓ2· s人1. 6指标测定准确称量样品，每份各0. Ig,采用HNO3湿法并用微波快速消解系统WX-4000进行 消化。先将样品放入标准罐中，加入3mL HNO3,控制罐中加入4mL HNO3,调整消解条件，第一 步压强为15atm，温度为150°C，时间4min，第二步压强为18atm，温度为180°C，时间4min， 最后消化液用的HNO3溶解、定容到25mL的容量瓶中，采用TAS-990原子吸收分光光度 计测定其中Cd、Cr、Pb的含量。堆肥背景值测量方法同样品测量方法。1. 6数据处理数据分析采用EXCEL和SPSS12. 0分析软件进行处理。2研制结果分析2. 1对锰吸收的影响不同粒径堆肥有助于草坪植物对锰的吸收，高羊茅茎叶部分积累的锰元素超过根 部，而黑麦草则是根部积累量高于茎叶部分(图1)。高羊茅在喷施堆肥4时明显促进对锰 元素的吸收，茎叶部分含量超过对照21. 6%，根部含量超过对照47. 7%，均与对照产生明 显差异(P < 0. 05)。而在喷施堆肥6时，黑麦草对锰的吸收效果最好，锰在黑麦草体内的含 量达到最高，茎叶和根部的含量分别高于对照13. 3%和9. 5%。2. 2对钾吸收的影响无论是高羊茅还是黑麦草，茎叶部分对钾的积累量明显的超过根部(图2)。高 羊茅在喷施堆肥5时，体内钾含量最高，茎叶部分最高为38. 89mg. g—1，根部最高含量为 33. 27mg. g—1，分别超过对照23. 3%和1. 81 %，茎叶和根部都没有达到显著(P > 0. 05)。对 于黑麦草，喷施堆肥5时效果最好，钾含量在茎叶部分和根部的含量都最高，分别比对照高 16. 和8. 07%，但都为达到显著水平(P > 0. 05)。2. 3对镁吸收的影响镁是组成叶绿素的重要元素，在地上部分的含量明显高于地下部分的含量。本实 验也证明了这一点，高羊茅和黑麦草茎叶中镁含量明显高于根部的含量(见图3)。高羊茅 在喷施堆肥5时，镁含量最高，茎叶和根部分别比对照高20. 1 %和60%，都和对照产生明显 差异(P < 0. 05)。黑麦草体内镁含量在喷施堆肥4时效果最好，茎叶和根部分别比对照高 11. 和 69. 5%。2. 4对锌吸收的影响草坪植物体内锌的含量主要集中在根部，茎叶部分较少(图4)。高羊茅体内锌含 量以喷施堆肥5效果最好，茎叶中含量高出对照85.7%，根部高出17.4%。黑麦草以喷施 堆肥6时含量最高，茎叶中含量超出对照95%，根系中含量超过对照22. 7%，且在茎叶中的 含量达到显著水平(P < 0. 05)。2. 5对钙吸收的影响钙在高羊茅茎叶中的含量以喷施堆肥5时效果最好，喷施堆肥4时次之，和对照相 比差异不明显(P >0.05)，但分别比对照高7. 2%和4.1% (见图5)。在根重的含量以喷 施堆肥5时含量最高，比对照高出2. 6%。黑麦草茎叶和根部中钙含量以喷施堆肥4效果最
5好，分别比对照高出3. 6%和20. 3%，且和对照相比根部吸收达到显著水平(P > 0. 05)。2. 6对铜吸收的影响草坪植物体内铜的含量主要集中在根部，茎叶部分较少(图6)。高羊茅体内铜含 量以喷施堆肥4时最高，茎叶含量高出对照33. 3%，且与对照相比差异显著(P < 0. 05)，根 部高出14.5%。黑麦草中茎叶以喷施堆肥6时含量最高，高出对照24. 2%，根部则以喷施 堆肥4时含量最高，比对照高出11.5%，且与对照相差异显著(P<0. 05)。4研制结论叶面施肥，也是为植物施肥的一种途径，本部分研究结果表明，叶面施加铈同样也 能达到促进草坪植物生长的结果。实验研究了叶面喷施不同粒径堆肥对草坪植物高羊茅 和黑麦草的矿质元素吸收的影响。结果表明喷施堆肥5时最能促进高羊茅对大量元素的 吸收，喷施此粒径堆肥，高羊茅地上部分与地下部分的钙、钾、镁的含量最高，而大量元素在 黑麦草地上部分与地下部分含量则是在喷施堆肥堆肥4和堆肥5时含量最高，均与对照产 生明显差异。高羊茅茎叶部分与黑麦草茎叶部分铜的含量都是在喷施堆肥6时含量最高； 锌在草坪植物体内的分布是地下部分明显高于地上部分，高羊茅体内锌含量以喷施堆肥5 效果最好，茎叶中含量高出对照85.7%，根部高出17.4%。黑麦草以喷施堆肥6时含量最 高，茎叶中含量超出对照95%。高羊茅体内铜含量以喷施堆肥4时最高，茎叶含量高出对照 33. 3%，根部高出14. 5%。黑麦草中茎叶以喷施堆肥6时含量最高，高出对照24. 2%，根部 则以喷施堆肥4时含量最高，比对照高出11.5%。施不同粒径堆肥对草坪植物锰的吸收规 律与对铜的吸收规律基本一致。总之，叶面喷施不同粒径堆肥有利于草坪植物对矿质元素 的吸收。
图1为不同粒径堆肥处理下草坪植物对锰吸收的影响；图2不同粒径堆肥处理下草坪植对钾吸收的影响；图3不同粒径堆肥处理下草坪植物对镁吸收的影响；图4不同粒径堆肥处理下草坪植物对锌吸收的影响；图5不同粒径堆肥处理下草坪植对钙吸收的影响物；图6不同粒径堆肥处理下草坪植物对铜吸收的影响。
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(1)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,6min,9min,以制备出不同粒径的堆肥。所得堆肥经处理后粒径分别为300nm、240nm 和lOOnm，为了便于文中表述，按照堆肥粒径从大到小的顺序，分别将上述3个粒径堆肥简 称为堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒径堆肥作为对照(CK)。选用籽粒饱满、均勻的多 年生黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festucaarundinacea L.)种子为实验材料。其中堆肥中有机质含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%,饱和含水量 66. 58%，全氮 0. 57%，全磷 0. 34%，全钾 1. 21%.(2)用蒸馏水以重量分数比为15 1的比例对300nm、240nm和IOOnm粒径堆肥进 行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为喷洒液；(3)采用直径7cm，高IOcm的塑料盆，按草坪基质为每盆150g 土壤(壤土)，播 种草坪植物黑麦草0. 5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生 长，两个星期后按田间持水量的55%胁迫程度进行堆肥6喷洒，以后每一至两天进行称重 喷洒堆肥6，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后将草坪植物黑麦草齐根剪下，测定各 指标。黑麦草中茎叶以喷施堆肥6时含量最高，高出对照24. 2%，根部则以喷施堆肥4时含 量最高，比对照高出11.5%。植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的时 间为7-8h。室内平均温度为18°C，平均最高温度为21. 4°C，最低温度为14. 6°C。平均湿度
为36. 2%，平均最大湿度为42. 4%，平均最小湿度为32. 7%。平均光量子密度为800umol.
-2 -1 m . s ο实施例2其他同实例1。用蒸馏水以重量分数比为15 1的比例对300nm、240nm和IOOnm
粒径堆肥进行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为喷洒液；(3)采用直径7cm，高IOcm的塑料盆，按草坪基质为每盆150g 土壤(壤土)，播种 草坪植物(黑麦草或高羊茅)0. 5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼 苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55%胁迫程度进行喷洒堆肥6，以后每一至两天 进行称重喷洒堆肥6，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后将草坪植物齐根剪下，测定 各指标。黑麦草茎叶以喷施堆肥6时含量最高，高出对照24. 2%,植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的时 间为7-8h。室内平均温度为18°C，平均最高温度为21. 4°C，最低温度为14. 6°C。平均湿度
为36. 2%，平均最大湿度为42. 4%，平均最小湿度为32. 7%。平均光量子密度为600umol.
-2 -1 m . s ο实施例3其他同实例1。用蒸馏水以重量分数比为15 1的比例对300nm、240nm和IOOnm
粒径堆肥进行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为喷洒液；(3)采用直径7cm，高IOcm的塑料盆，按草坪基质为每盆150g 土壤(壤土)，播种 高羊茅植物0. 5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两 个星期后按田间持水量的55%胁迫程度进行喷洒堆肥5，以后每一至两天进行称重喷洒堆 肥5，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后将高羊茅齐根剪下，进行测定。喷施堆肥5 时最能促进高羊茅对大量元素的吸收，喷施此粒径堆肥，高羊茅地上部分与地下部分的钙、 钾、镁的含量最高。植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的时 间为7-8h。室内平均温度为18°C，平均最高温度为21. 4°C，最低温度为14. 6°C。平均湿度为
36. 2%，平均最大湿度为42. 4%，平均最小湿度为32. 7%。平均光量子密度为800umolm_2.
-1 S O
权利要求
一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪矿质营养吸收的方法，其特征在于，(1)将生活垃圾堆肥先去除各类杂物，然后在105℃条件下烘干至恒重，筛分出170nm粒径的堆肥；将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，制备出300nm、240nm和100nm不同粒径的垃圾微肥；(2)用蒸馏水以重量分数比为15∶1的比例对300nm、240nm和100nm粒径堆肥进行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为草坪植物叶面喷洒液；(3)盆栽试验采用直径7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g土壤，播种草坪植物0.5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55％-65％胁迫程度进行喷洒，以后每一至两天进行称重喷洒，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后将草坪植物齐根剪下，测定各指标。
2.权利要求1所述的采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪矿质营养吸收的方法，其中的 土壤质地为壤土。
3.权利要求1所述的采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪矿质营养吸收的方法，其中的 草坪植物为高羊茅或黑麦草。
全文摘要
本发明涉及一种采用细微垃圾堆肥提高草坪矿质营养吸收的方法。它是将垃圾堆肥预处理，将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，制备出300nm、240nm和100nm不同粒径的垃圾微肥；用蒸馏水以重量分数比为15∶1的比例对粒径堆肥进行淋洗，收集淋洗液作为叶面喷洒液；按草坪基质为每盆150g土壤，播种草坪植物0.5g/盆，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55-65％胁迫程度进行喷洒，以后每一至两天进行称重喷洒，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后测定各项指标，实验结果表明不同粒径堆肥浸提液叶面喷施有利于草坪植物对矿质元素的吸收。
文档编号A01G1/00GK101884279SQ20101019130
公开日2010年11月17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