專利名稱：混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅生長方面的應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，涉及城市生活垃圾堆肥的合理、安全使用方法。更 具體的說是一種混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅生長方面的應用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著生活水平的提高，生活垃圾的回收處理與再利用問題已成為環(huán)境保 護中最有前景的領(lǐng)域，和研究的熱點。隨著人們生活水平的不斷提高，生活垃圾的數(shù)量也 相應的增長，因此造成了大量的垃圾不合理的堆置于城市的邊緣而且會占用大量的土地資 源，既不利于城市的美觀又對人體健康帶來極其不利的影響。將生活垃圾應用于草坪草的種植，既有利于美化環(huán)境使我們賴以生存的空間得到 改善，又可達到生活垃圾的回收與利用的目的。同時，生活垃圾應用于草坪的種植，還可以 節(jié)約出大量可耕作土壤，使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)買遭破壞。但生活垃圾有其自身的缺點，對草坪的 生長有其不利的影響。通過與其他物質(zhì)進行組配，可以削弱垃圾本身對草的影響。此外，由 于組配基質(zhì)具有保水作用、可以減少總用水量，達到節(jié)約用水的目的。并具有一定的養(yǎng)分， 可以自身提供營養(yǎng)物質(zhì)。對于我國北方干旱、半干旱的氣候下，草坪植物的生長具有很大的 現(xiàn)實意義。因此，選用何種配材與垃圾進行組配，按照何種比例進行組配，對生活垃圾于草 坪基質(zhì)的應用和草坪植物的生長的狀況之間的關(guān)系有著十分重要的意義。目前，城市生活垃圾堆肥作為基質(zhì)用于草坪建植的研究有一定的報道。此外，未經(jīng) 處理的城市生活垃圾粗堆肥在草坪抗旱中應用已有報道，但效果不佳，沒有從根本上解決 問題。從已有的研究來看，以前對于垃圾堆肥的研究多集中在粗堆肥的整體利用上，這樣粗 放的做法如果長期應用于土壤或植物的生長，不但會破壞土壤的微環(huán)境，而且對于提高資 源的利用效率也是不利的。如果將生活垃圾堆肥經(jīng)過粉碎機處理形成不同的粒徑，從而去 除堆肥某些粒徑中積累過多的有害物質(zhì)，保留為植物生長提供養(yǎng)分以及改善土壤理化性質(zhì) 的堆肥顆粒，將經(jīng)過處理的堆肥用于草坪抗旱節(jié)水，可以發(fā)揮堆肥特定顆粒中有機質(zhì)和營 養(yǎng)元素豐富的優(yōu)勢，調(diào)節(jié)土壤的物理結(jié)構(gòu)，達到優(yōu)化土壤理化性質(zhì)，改良土壤的作用。鑒于上述情況，本發(fā)明人開展了利用垃圾廢棄物進行地毯式草皮生產(chǎn)的環(huán)境生 態(tài)工程的研究(趙樹蘭，多立安等，生活垃圾堆肥與園土基質(zhì)草皮建植體系的生長參數(shù)比 較.生態(tài)學雜志，2008，27;以生活垃圾堆肥為基質(zhì)的廢棄物鋪網(wǎng)草皮建植研究.西北植物 學報，2007，27)。這些研究表明生活垃圾堆肥從植物生長營養(yǎng)需求的角度看，能滿足植物 生長的要求，但最大的問題是垃圾堆肥質(zhì)地松散，這使基質(zhì)很難與草坪植物根系結(jié)合在一 起，而這樣的結(jié)果也使這項技術(shù)無法在實踐獲得應用，也就是說，這一技術(shù)瓶頸無法突破， 就意味這一好的想法就將永遠束之高閣。而為了解決這一關(guān)鍵問題，本發(fā)明人又展開了利 用豆秸，以及利用椴木和樺木混合的鋸末木屑等與城市生活垃圾堆肥組配草坪基質(zhì)的研 究，目的以使垃圾堆肥組配的基質(zhì)能很好地與草坪植物根系結(jié)合在一起。這些研究結(jié)果表 明①當利用豆秸與城市生活垃圾堆肥組配草坪基質(zhì)時，草坪植物生長初期有較好的表現(xiàn){廉菲，趙樹蘭，多立安，城市生活垃圾堆肥(以200目篩過篩)與豆秸復合用作草坪基質(zhì) 及草坪植物的生態(tài)響應，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2007，26)}，但草坪植物生長后期，需要草坪植 物建立龐大根系時候的，根系生長受到抑制，這種現(xiàn)象在其他研究中，也曾經(jīng)出現(xiàn)過類似情 況，如植物殘體對某類植物的抑制作用，其機理復雜，這可能與他感作用有關(guān)，另外，200目 篩過篩的生活垃圾堆肥基質(zhì)仍有極容易從植物的根系中脫落下來的想象；而這一研究結(jié)果 最終預示著，利用作物秸稈與城市生活垃圾堆肥(以200目篩過篩)組配草坪基質(zhì)的技術(shù) 路線將可能難以行通。②當利用椴木和樺木混合的鋸末木屑與城市生活垃圾堆肥(以200 目篩過篩)組配草坪基質(zhì)(多立安，趙樹蘭，生活垃圾生產(chǎn)地毯式草皮環(huán)境生態(tài)工程基質(zhì)選 配研究，應用生態(tài)學報，2000，11)；也出現(xiàn)了與“利用豆秸和城市生活垃圾堆肥組配草坪基 質(zhì)時”出現(xiàn)的結(jié)果相類似，其機制不得而知，而這一研究結(jié)果同樣也表明，利用混合的鋸末 木屑等與城市生活垃圾堆肥(以200目篩過篩)組配草坪基質(zhì)的辦法將可能難以行通?？傊?，上述系列研究結(jié)果給我們一個結(jié)論如果找不到解決垃圾堆肥質(zhì)地松散問 題，也就無法解決基質(zhì)難與草坪植物根系結(jié)合在一起的問題；同樣如果找不到適宜的垃圾 堆肥草坪基質(zhì)的配材，基質(zhì)的性能也無法得到提高。垃圾堆肥在草坪機制中的應用技術(shù)也 就無法在實踐中獲得應用?？傊捎谏鲜隼枚菇蘸统鞘猩罾逊式M配草皮基質(zhì)時， 應用效果不佳，似乎給出了利用秸稈組配垃圾堆肥草皮基質(zhì)的路是行不通的。

發(fā)明內(nèi)容
針對這種情況，本發(fā)明是以垃圾處理工程與綠化工程相結(jié)合的全新環(huán)境生態(tài)工程 的基礎(chǔ)，具有重要的理論意義和實際應用價值。本發(fā)明旨在找出最佳配比，為生活垃圾應用 于草皮基質(zhì)提供材料。為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明公開了如下的技術(shù)方案混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅生長方面的應用；其中混合的草皮基 質(zhì)為300nm垃圾微肥與毛白楊木屑的粉碎物以重量份數(shù)比為28 2、27 3、26 4組配。本發(fā)明所述的應用，其中的300nm垃圾微肥是指將垃圾堆肥去除雜物在105°C條 件下烘干至恒重，篩分出1700nm粒徑的堆肥，然后將1700nm粒徑堆肥在24000轉(zhuǎn)/分下粉 碎，制備出粒徑300nm垃圾微肥。本發(fā)明所述的應用，其中的高羊茅生長指的是植物高度、凈光合量的變化。本發(fā)明進一步公開了混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅種子發(fā)芽率方 面的應用；其中混合的草皮基質(zhì)為毛白楊木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數(shù)比為 1 9組配。本發(fā)明進一步公開了混合組配的草皮基質(zhì)在提高垃圾堆肥與高羊茅根系粘結(jié)性 方面的應用；其中混合的草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與毛白楊木屑的粉碎物以重量份數(shù)比 為 26 4、25 5 組配。本發(fā)明的研究發(fā)現(xiàn)將腐熟生活垃圾進行常規(guī)的處理，然后在105°C條件下烘干 至恒重，篩分出1700nm粒徑的堆肥。將1700nm粒徑堆肥在24000轉(zhuǎn)/分下粉碎，時間分別 為3min，以制備出粒徑的300nm垃圾微肥。利用微細城市生活垃圾堆肥粒徑加入一定量的 毛白楊木木屑的粉碎物可以促進草坪植物(高羊茅)的生長，說明這配材能提高基質(zhì)的性 能并具有一定的營養(yǎng)效用。本發(fā)明的下方法如下1材料與方法
草種選用我國北方常見的草種之一-高羊茅(Festuca Arundinacea)基質(zhì)選擇天津 市北辰區(qū)小淀垃圾處理廠的四年以上的腐熟生活垃圾。配材木屑為毛白楊的木屑，來自木 材加工廠的混合鋸木屑。1.2實驗方法1.2.1基質(zhì)組配首先將垃圾中較大的土塊壓碎后進行8小時以上烘干至恒重，以200目篩過篩，用 200目的篩子過濾，用錘子將篩除的垃圾大塊砸碎后復篩，使垃圾中的成分得到有效利用。 實驗所用堆肥先去除其中的各類木頭、塑料、玻璃、金屬等雜物，然后在105°C條件下烘干至 恒重，篩分出1700nm粒徑的堆肥。將1700nm粒徑堆肥在24000轉(zhuǎn)/分下粉碎，時間分別為 3min,以制備出粒徑的300nm垃圾微肥，并用S4800場發(fā)射掃描電鏡(S4800，JAPAN)微細城 市生活垃圾堆肥粒徑分析。最后得到粒徑的300nm垃圾微肥顆粒。并將木屑烘干后放入粉碎機中進行徹底的 粉碎，粉碎后作為配材將基質(zhì)與配材分別以30g+0g、29+l、28+2、27+3、26+4、25+5、24+6、均 勻混合于直徑為IOcm的培養(yǎng)皿中進行組配，以30g未處理的堆肥為對照組(CK)進行研究。 重復3次。1.2. 2 播種將100粒種子均勻的撒在各組配基質(zhì)中，放在生物培養(yǎng)臺上進行培養(yǎng)，自然通風， 統(tǒng)一定量澆水，至實驗結(jié)束為止。每日測定溫度、濕度，溫度為18. 5 28°C，相對濕度為 23 66%。約28日后刈割。1. 3數(shù)據(jù)測定1. 3. 1 萌發(fā)率自種子萌發(fā)之日起每天測定其萌發(fā)數(shù)。刈割時再次測定萌發(fā)率。萌發(fā)率=(萌發(fā) 數(shù)/種子數(shù))*100%以三次重復的平均萌發(fā)率為該比例的萌發(fā)率。1. 3. 2 株高采用白線定株法待種子生長之一定高度(IOmm)以后選取生長較好的三株定株進 行高度測量每隔3日測量一次至刈割時進行最后一次測量。此三株的平均高度即為該培養(yǎng) 皿中的平均高度。1. 3. 3色素濃度生長26天數(shù)后刈割，首先進行稱量，測定總重，之后選取0. Ig作為樣本以鮮重法 進行葉綠素的提取，再用7220型分光光度儀進行細胞色素濃度的測定。由于葉綠素a、葉綠 素b、和類胡蘿卜素分別在663nm、645nm、和440nm有最大吸收。根據(jù) Lambert-Beer 定律Ca = 12. 7Α663-2· 69Α645Ch = 22. 9Α645-4· 68Α645Ck = 4. 7Α440-0· 27 (Ca+Cb)可得出細胞色素的含量(mg/1)。而后用所得濃度乘以25*10_3/0. 1可得所需濃度 c(mg/g)。以三次重復的平均色素含量為該比例的色素含量。
1.3. 4 干鮮比將剩余的高羊茅放入對應標記的鋁合內(nèi)105°C條件下烘干約8小時可至恒重。待 恒重后取出進行稱量，可得出其干鮮比干鮮比=(干重/鮮重)*100%1.3.5日平均單株凈光合量葉綠素濃度的測定后，將余下草樣進行烘干。根據(jù)剩余草的株數(shù)與干鮮比，可知草 的總干重。總干重=干鮮比*總鮮重。再根據(jù)草的總株數(shù)可得單株凈光合量=地上部分 生總物量/總株數(shù)。 由單株凈光合量與生長日期的比值可得日平均凈光合量。即日平均凈光合量=地上部分生總物量/ (總株數(shù)*生長天數(shù))。(生長天數(shù)為自 開始萌發(fā)至刈割的天數(shù))。以三次重復的平均日平均凈光合量為該比例的日平均凈光合量。1. 4草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)能力測定待個指標測定完畢后，繼續(xù)進行草皮的培植管理，并正常給水，直至成皮后，再進 行草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)能力的測定。其草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)能力可用粘結(jié)度(％ )來表示，其公式為C = (M2/M1) X 100%上試中C為粘結(jié)度，其值越大，表示草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)能力就越 強；Ml代表草皮起皮時的重量；M2代表草皮起皮后拋到3米高的運輸車輛上，再由運輸車 輛將草皮拋到地面，草皮散落基質(zhì)后草皮的重量。2.結(jié)果與分析2. 1種子萌發(fā)率的分析種子萌發(fā)是植物生長的根本前提，基質(zhì)是否適于植物生長首先就應表現(xiàn)在該基質(zhì) 是否可使植物的種子萌發(fā)，是否達到較大的萌發(fā)率。本試驗首先表現(xiàn)出不同基質(zhì)對萌發(fā)率 的影響(見表1)表1不同基質(zhì)的平均萌發(fā)率(％ ) (在0. 05、0. 01水平進行F檢驗)從以上表格可以看出，在四中培養(yǎng)基中，當萌發(fā)達到穩(wěn)定狀態(tài)時在木屑為配材的 情況下，可知在對照組中植物生長狀態(tài)最差而在27+3中生長的最好。對其進行方差分析有 極顯著差異(P >0.01)。經(jīng)多重比較，與對照組相比28+2、27+3、26+4均有較大差異由此表 明配材具有保水作用，但對透氣性有一定的影響加入過多過少均影響種子的萌發(fā)。2. 2植物高度的分析組配基質(zhì)是否適合植物的生長，還要看植物在此基質(zhì)上生長的狀況，而植物高度 則是植物生長狀況的重要指標。以木屑為配材24+6 > 25+5 > 26+4 > 27+3 > 28+2 > 29+1 > ck。其中 29+1、28+2、27+3、26+4、25+5、生長 26 日，24+6、生長 25 日，ck 生長 24 日。 經(jīng)檢驗有極顯著差異(P > 0. 01)，說明在萌發(fā)的情況下，加入配材的量與株高呈正相關(guān)。表明了配材具有養(yǎng)分和保水性，有助于高羊茅的生長。2. 3植物中色素含量的分析高羊茅中的色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素，其中葉綠素對其光合作用有著重 要的作用。是光合磷酸化中必需的輔酶，是確定植物生長狀況的重要指標之一。以下是高 羊茅在不同組配基質(zhì)中的具體含量(見表2)。表2不同基質(zhì)中葉綠素的平均含量(mg/g Fff) 表3不同基質(zhì)中類胡蘿卜素的含量(mg/g Fff) 從上面的表格我們可以明顯的看出以木屑為配材經(jīng)檢驗葉綠素a、葉綠素b的 含量有極明顯的差異(P >0.01)，其中以28+2最好，類胡蘿卜素的含量無明顯差異(P < 0. 05)2. 4凈光合量的分析(0. OOOlg/株)日平均凈光合量反映了高羊茅每天所產(chǎn)生的有機物的多少，間接反映了植物對于 水分的利用，是植物生長狀況的重要指標。以木屑為配材其中，以24+6的配比中日平均單 株凈光合量為最大，對照組為最小。經(jīng)檢驗有極顯著差異(P > 0. 01)，表明該配材的保水性 較強。表明凈光合量在加入較多(24+6、25+5、26+4)的配材木屑的情況下單株凈光合量均 明顯高于對照組，從中可以看出加入配材以后高羊茅生長得較為旺盛。2. 5草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)能力分析由下表可以看出，在28+2以上的組合中，草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)度可 分達到80. 4%以上，表明垃圾草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)能力已達到了較高的水平。表4草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)度(％ ) 3研制結(jié)論加入木屑后其萌發(fā)、生長、凈光合量均高于對照組從總體來看配比以28 2、 27 3、26 4最為適宜，加入過多會導致葉綠素的含量明顯下降。因此，總體來講，在腐熟生活垃圾中加入一定量的木屑可以促進草坪植物(高羊茅)的生長，這三種配材與生活垃 圾的配比應控制在2 28到5 25之間較為合理。說明這三種配材能提高基質(zhì)的保水性 能并具有一定的營養(yǎng)效用。
具體實施例方式為了簡單和清楚的目的，下文恰當?shù)氖÷粤斯夹g(shù)的描述，以免那些不必要的 細節(jié)影響對本技術(shù)方案的描述。以下結(jié)合實例對本發(fā)明做進一步的說明。實施例1首先將垃圾中較大的土塊壓碎后進行8小時以上烘干至恒重，以200目篩過篩，用 200目的篩子過濾，用錘子將篩除的垃圾大塊砸碎后復篩，使垃圾中的成分得到有效利用。 實驗所用堆肥先去除其中的各類木頭、塑料、玻璃、金屬等雜物，然后在105°C條件下烘干至 恒重，篩分出1700nm粒徑的堆肥。將1700nm粒徑堆肥在24000轉(zhuǎn)/分下粉碎，時間分別為 3min,以制備出粒徑的300nm垃圾微肥，并用S4800場發(fā)射掃描電鏡(S4800，JAPAN)微細城 市生活垃圾堆肥粒徑分析?；旌辖M配毛白楊木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數(shù)比為1 5組配。將 100粒種子均勻的撒在配基質(zhì)中，放在生物培養(yǎng)臺上進行培養(yǎng)，自然通風，統(tǒng)一定量澆水，至 實驗結(jié)束為止。每日測定溫度、濕度，溫度為22°c，相對濕度為45%。約28日后刈割，測定 植物高度、凈光合量的變化。實施例2混合組配毛白楊木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數(shù)比為1 6組配。將 100粒種子均勻的撒在配基質(zhì)中，放在生物培養(yǎng)臺上進行培養(yǎng)，自然通風，統(tǒng)一定量澆水，至 實驗結(jié)束為止。每日測定溫度、濕度，溫度為23°c，相對濕度為56%。約28日后刈割，測定 種子發(fā)芽率。以及植物高度、凈光合量的變化。實施例3混合組配毛白楊木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數(shù)比為1 13組配。 將100粒種子均勻的撒在配基質(zhì)中，放在生物培養(yǎng)臺上進行培養(yǎng)，自然通風，統(tǒng)一定量澆 水，至實驗結(jié)束為止。每日測定溫度、濕度，溫度為23°c，相對濕度為56%。約28日后刈割， 測定。實施例4混合組配毛白楊木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數(shù)比為1 5. 5組 配。將100粒種子均勻的撒在配基質(zhì)中，放在生物培養(yǎng)臺上進行培養(yǎng)，自然通風，統(tǒng)一定量 澆水，至實驗結(jié)束為止。每日測定溫度、濕度，溫度為23°c，相對濕度為56%。約28日后刈 割，測定草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)度。
權(quán)利要求
混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅生長方面的應用；其中混合的草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與毛白楊木屑的粉碎物以重量份數(shù)比為28∶2、27∶3、26∶4組配。
2.權(quán)利要求1所述的應用，其中的300nm垃圾微肥是指將垃圾堆肥去除雜物在105°C 條件下烘干至恒重，篩分出1700nm粒徑的堆肥，然后將1700nm粒徑堆肥在24000轉(zhuǎn)/分下 粉碎，制備出粒徑300nm垃圾微肥。
3.權(quán)利要求1所述的應用，其中的高羊茅生長指的是植物高度、凈光合量的變化。
4.混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅種子發(fā)芽率方面的應用；其中混合的 草皮基質(zhì)為毛白楊木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數(shù)比為1 9組配。
5.混合組配的草皮基質(zhì)在提高垃圾堆肥與高羊茅根系粘結(jié)性方面的應用；其中混合 的草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與毛白楊木屑的粉碎物以重量份數(shù)比為26 4、25 5組配。
全文摘要
本發(fā)明涉及混合組配的草皮基質(zhì)在促進草坪植物高羊茅生長方面的應用。通過對其萌發(fā)率、生長高度、單株凈光合量、干鮮比以及細胞色素中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素等指標進行了測定與比較。結(jié)果表明毛白楊木屑的粉碎物與細微化的生活垃圾組配有利于高羊茅的生長，各項指標均很突出，且均高于對照組，其中以28+2、27+3、26+4、25+5的配比相對較好。說明這種配材能提高基質(zhì)的性能并具有一定的營養(yǎng)效用，并可使草皮的基質(zhì)與高羊茅的根系有較好的粘結(jié)效果。
文檔編號C05G5/00GK101880185SQ20101019118
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者多立安, 趙樹蘭 申請人:天津師范大學