專利名稱：Nta提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于垃圾堆肥在城市草坪建植技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，涉及垃圾堆肥重金屬在螯合劑的作用下向深層土壤淋溶遷移以及相應(yīng)的防治。更具體的說是采用NTA提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果的方法。
背景技術(shù)：
近年來，由生活垃圾引發(fā)的環(huán)境污染問題已成為社會廣泛關(guān)注的焦點之一。隨著我國人民生活水平的日趨提高，城市生活垃 圾產(chǎn)生量也隨之增加。將生活垃圾堆肥用作草坪基質(zhì)，不但可以避開食物鏈，同時又解決了垃圾的出路問題。垃圾堆肥具有良好的理化性質(zhì)、豐富的養(yǎng)分，是替代土壤作為草坪基質(zhì)的較理想材料。在我國人口眾多，土地資源相對貧乏，以垃圾堆肥用作草坪基質(zhì)更具有現(xiàn)實意義。目前，我國已初步展開了將生活垃圾堆肥用于園林綠地基質(zhì)或肥料的科研工作，垃圾堆肥通常以肥料的形式加入土壤，可以改善土壤性質(zhì)，提高草坪草生物量、葉綠素含量等。但垃圾堆肥中含有高濃度的重金屬，在其改善土壤、土壤植物和微生物的同時，也對它們產(chǎn)生危害。所以，提出若想將垃圾堆肥應(yīng)用于實際必須去除其中的重金屬的想法。垃圾堆肥施用過程中，如何防止或者減少重金屬進入土壤和地下水產(chǎn)生，已成為要解決的一大問題。螯合誘導(dǎo)修復(fù)技術(shù)”(chelate-induced phytoremediation),即通過人工外加螯合劑使被土壤固相結(jié)合的重金屬重新釋放并進入到土壤中。目前常用的螯合劑可以分為3大類一是人工合成多羧基氨基酸類螯合劑，如EDTA、DTPA、CDTA等；二是天然多羧基氨基酸類螯合劑，如EDDS、NTA ;三是天然有機螯合劑，如一些小分子有機酸，包括檸檬酸、蘋果酸、組氨酸、草酸等；四是無機絡(luò)合劑，主要包括硫氰化物、氯化物等?，F(xiàn)有技術(shù)研究表明添加EDTA可以顯著提高重金屬在供試草坪植物中的富集量。但利用EDTA協(xié)同植物修復(fù)的同時，由于EDTA以及EDTA與重金屬螯合形成的復(fù)合物具有很強的溶解性和生物毒性，且在土壤中很難被光、化學(xué)物質(zhì)以及生物降解，所以很可能會引起污染深層土壤及地下水污染等環(huán)境問題。但是NTA (Nitrilotriacetic acid)氨三乙酸(鈉鹽)，在過去50年一直被應(yīng)用于除垢劑，在分析化學(xué)中用作配位滴定劑和掩蔽劑，在催化動力學(xué)分析中常作為活化劑。盡管NTA螯合能力比EDTA要弱，但是和低分子量的有機酸(檸檬酸、蘋果酸等)相比，仍是一種較強的螯合劑。因此，低濃度的NTA既可以作為螯合劑促進草坪植物對重金屬的吸收又不會抑制植物的生長。鑒于上述分析，采用螯合劑NTA加入到垃圾堆肥中提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果，是一種意想不到NTA利用途徑。也就是說通過這一技術(shù)，既能充分滿足草坪植物生長需要，提高草皮建植效果，又能解決垃圾堆肥的修復(fù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種采用NTA提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果的方法，其特征在于按如下的步驟進行
(I)在直徑為6 cm的培養(yǎng)皿中加入備好的堆肥20 g，在堆肥基質(zhì)中施加濃度為5-15mmol kg—1氨羧螯合劑即氨三乙酸(NTA)。(2)選擇籽粒飽滿的高羊茅種子，每皿50粒；
(3)將播有種子的培養(yǎng)皿置于實驗室內(nèi)萌發(fā)，每天早晚各澆水I次，經(jīng)常調(diào)換各培養(yǎng)皿的位置，保證光照一致，培養(yǎng)期間實驗室溫度為13. 40C ^18. 9°C，平均濕度為55. 4%，光照強度為 450-700 u mol m 2 s 1 ；
(4)當萌發(fā)第7d時，測定發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。本發(fā)明所述的堆肥指的是生活垃圾堆肥，風(fēng)干后，過2 _篩，備用。
本發(fā)明優(yōu)選施加氨羧螯合劑的濃度為5-10mmol kg'更加優(yōu)選施加氨羧螯合劑的濃度為5 mmol kg'本發(fā)明進一步公開了 5-10mmol 氨羧螯合劑在提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果方面的應(yīng)用。本發(fā)明的研究表明種植在垃圾堆肥上的高羊茅施加不同濃度的NTA，發(fā)現(xiàn)低濃度NTA可以促進草坪植物萌發(fā)，5-lOmmol kg^NTA可以提高高羊茅種子的萌發(fā)率和發(fā)芽指數(shù)，但隨著NTA濃度再提高，會抑制種子的發(fā)芽，當NTA濃度為25 mmol kg—1時，會顯著抑制草坪植物的萌發(fā)。本發(fā)明更加詳細的制備方法如下
I實驗材料與方法
I.I實驗材料
本實驗選用我國北方常見的草坪植物，高羊茅arundinacea L.)。培養(yǎng)基質(zhì)為生活垃圾堆肥，風(fēng)干后，過2 mm篩，備用。堆肥理化性質(zhì)為pH 7. 62，有機質(zhì)含量12. 12%，全氮5. 18%，有效磷77. 92 mg kg'全鉀50. 83 g kg'飽和含水量0. 76 ml g'容重
0.85 g .mr1 ;重金屬(Cd、Cr、Cu、Pb、Zn)含量分別為 I. 97,67. 00,238. 73,172. 11 和 496. 38# g g'1.2草坪植物培養(yǎng)
在直徑為6 cm的培養(yǎng)皿中加入備好的堆肥20 g0在堆肥基質(zhì)中施加NTA，其處理水平分別為0、5、10、15、20和25 mmol kg—1堆肥。選擇籽粒飽滿的高羊茅種子，每皿50粒，實驗為3次重復(fù)。將播有種子的培養(yǎng)皿置于實驗室內(nèi)萌發(fā)，每天早晚各澆水I次，經(jīng)常調(diào)換各培養(yǎng)皿的位置，保證光照一致。培養(yǎng)期間實驗室溫度為13. 40C 18. 9°C，平均濕度為55. 4%，光照強度為 450-700//mol m_2 s—1。I. 3研究方法
(I)種子萌發(fā)相關(guān)指標測定
種子胚根長出并超過種子長度一半視為萌發(fā)，當萌發(fā)第7d時，測定發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽率Cr=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))X 100%。發(fā)芽指數(shù)0 2 (以// )，其中GI為發(fā)芽指數(shù)，Gt為在t日的發(fā)芽種子數(shù)，/ 為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。(2)幼苗生長指標測定
發(fā)芽后每5d測定一次株高。播種28天后刈割，烘干，測地上和地下部生物量干重。(3)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析采用EXCEL 2003和SPSS 11. 5分析軟件進行處理。2結(jié)果與分析
2.1 NTA對草坪植物種子萌發(fā)的影響
播種后第5天，高羊茅種子開始萌發(fā)。施加不同濃度的NTA對高羊茅中的發(fā)芽率的影響均呈低濃度促進高濃度抑制的趨勢(表2. I)。對于高羊茅，當NTA濃度較低時，隨NTA濃度的升高，高羊茅發(fā)芽率有所提高，當NTA濃度為10 mmol -kg^1時，促進作用最大。當NTA濃度大于20 mmol kg—1時，開始抑制高羊茅種子的萌發(fā)，NTA為25mmol kg—1時對高羊茅種子萌發(fā)的抑制作用最為顯著(/7〈0. 05)。施加5-15 mmol kg^NTA后,對高羊茅種子的發(fā)芽指數(shù)有所提高，NTA為10在地mmol kg—1時發(fā)芽指數(shù)最高，比對照高出5. 3%，當NTA濃度繼續(xù)增加時，發(fā)芽指數(shù)下降，同發(fā)芽率相似，NTA為25 mmol kg—1時，高羊茅種子的發(fā)芽指數(shù)顯著低于對照(/X0. 05),說明當NTA為25 mmol *kg_1時,可顯著抑制高羊茅種子的萌發(fā)。表I不同濃度NTA對草坪植物種子萌發(fā)指標的影響
權(quán)利要求
1.采用NTA提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果的方法，其特征在于按如下的步驟進行 (1)在直徑為6cm的培養(yǎng)皿中加入備好的堆肥20g，在堆肥基質(zhì)中施加濃度為5-15mmol kg-1氨羧螯合劑； (2)選擇籽粒飽滿的高羊茅種子，每皿50粒； (3)將播有種子的培養(yǎng)皿置于實驗室內(nèi)萌發(fā)，每天早晚各澆水I次，經(jīng)常調(diào)換各培養(yǎng)皿的位置，保證光照一致，培養(yǎng)期間實驗室溫度為13.4°C — 18.9°C，平均濕度為55. 4%，光照強度為 450-700 u mo I m_2 s 1 ； (4)當萌發(fā)第7d時，測定發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。
2.權(quán)利要求I所述的方法，其中的堆肥指的是生活垃圾堆肥，風(fēng)干后，過2_篩，備用。
3.權(quán)利要求I所述的方法，其中施加氨羧螯合劑的濃度為5-10mmol kg'
4.權(quán)利要求I所述的方法，其中施加氨羧螯合劑的濃度為5mmol kg'
5.權(quán)利要求I所述的方法，其中氨羧螯合劑指的是氨三乙酸(NTA)。
6.權(quán)利要求I所述5-10mmol kg—1氨羧螯合劑在提高垃圾堆肥基質(zhì)高羊茅草皮建植效果方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用NTA垃圾堆肥基質(zhì)草皮建植效果的方法，它是在培養(yǎng)皿中加入備好的堆肥20g，在堆肥基質(zhì)中施加濃度5-15mmol·kg-1氨羧螯合劑；選擇高羊茅種子，每皿50粒；將播有種子的培養(yǎng)皿置于實驗室內(nèi)萌發(fā)，每天早晚各澆水1次，經(jīng)常調(diào)換各培養(yǎng)皿的位置，保證光照一致，當萌發(fā)第7d時，測定發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。本發(fā)明的研究結(jié)果表明低濃度NTA可以促進草坪植物萌發(fā)，5-10mmol·kg-1NTA可以提高高羊茅種子的萌發(fā)率和發(fā)芽指數(shù)，但隨著NTA濃度再提高，會抑制種子的發(fā)芽，當NTA濃度為25mmol·kg-1時，會顯著抑制草坪植物的萌發(fā)。
文檔編號A01G1/00GK102640648SQ201210134858
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者多立安, 賈麗娜, 趙樹蘭 申請人:天津師范大學(xué)