專利名稱：混合草皮基質(zhì)在促進黑麥草發(fā)芽率方面的應(yīng)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 具體的說是混合組配的草皮基質(zhì)在促進黑麥草發(fā)芽率方面的應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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，黑麥草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(yīng)用和黑麥草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(yīng)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(yīng)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(xué)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(xué)報，2007，27)。這些研究表明生活垃圾堆肥從生長營養(yǎng)需求的角度看，能滿足草坪植物 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)很難與黑麥草根系結(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(yīng)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)能很好地與黑麥草根系結(jié)合在一起。這些研究結(jié)果表明 ①當(dāng)利用豆秸與城市生活垃圾堆肥組配草坪基質(zhì)時，黑麥草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(fù)合用作草坪基質(zhì)及黑麥草的生態(tài)響應(yīng)，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2007，26)}，但黑麥草生長后期，需要黑麥草建立龐大 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，如水稻 秸稈殘體對某類水稻秸稈的抑制作用，其機理復(fù)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)仍有極容易從草坪植物的根系中脫落下來的想象；而這一研究結(jié) 果最終預(yù)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(dāng)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(yīng)用生態(tài)學(xué)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
ο總之，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)難與黑麥草根系結(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(yīng)用技術(shù)也就 無法在實踐中獲得應(yīng)用?？傊捎谏鲜隼枚菇蘸统鞘猩罾逊式M配草皮基質(zhì)時，應(yīng) 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(yīng)用價值。本發(fā)明旨在找出最佳配比，為生活垃圾應(yīng)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)在促進黑麥草發(fā)芽率方面的應(yīng)用；其中混合草皮基質(zhì)為 300nm垃圾微肥與重量百分?jǐn)?shù)為的水稻秸稈組配。本發(fā)明所述的應(yīng)用，其中水稻秸稈的粉碎物的加入量為300nm垃圾微肥的
(重量)。本發(fā)明所述的應(yīng)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)明進一步公開了混合組配的草皮基質(zhì)在提高垃圾堆肥與黑麥草根系粘結(jié)性 方面的應(yīng)用；其中混合草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與重量百分?jǐn)?shù)為9-12%的水稻秸稈組 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(xì)城市生活垃圾堆肥粒徑加入一定量的 水稻秸稈可以促進黑麥草的生長，說明這配材能提高基質(zhì)的保水性能并具有一定的營養(yǎng)效 用。本發(fā)明的下方法如下1研制方法1.1試驗材料水稻秸稈取自天津農(nóng)學(xué)院試驗田，地理位置為北緯39. 13°東經(jīng)117. 2°附近。黑麥草選擇為我國北方常用的黑麥草；生活垃圾堆肥來自天津小淀堆肥廠；土壤為天津師 范大學(xué)校園內(nèi)的土壤。1.2試驗方法1.2. 1混合堆肥制備基質(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(fù)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(xì)城市生活垃圾堆肥粒徑分析。將水稻秸稈粉粹烘干，將300nm垃圾微肥篩選烘干，按照水稻比堆肥為1%、2%、 3%、6%、9%、12%的比例進行混合各配制100g。純土與純堆肥用于對照使用。1. 2. 2混合堆肥制備理化性質(zhì)的測量1. 2. 2. 1混合堆肥容重的測定用容積為25ml的鋁質(zhì)容重盒測量混合堆肥容重，純土與純堆肥用于對照使用，每 種比例混合堆肥4次重復(fù)試驗。1.2. 2. 2混合堆肥電導(dǎo)率的測量將混合堆肥按照樣品比水為1 5進行混合，單位樣品重量為8g，攪拌后靜置 30min后取浸出液，用電導(dǎo)率測量儀進行測量。純土與純堆肥浸出液用于對照使用，每種比 例堆肥4次重復(fù)試驗。1. 2. 2. 3混合堆肥pH值得測定將土樣和水按照土樣比水為1 5的比例進行混合，每種比例混合堆肥5g，攪拌 3min，靜置30min后取浸出液，用電子pH值檢測儀測量。純土與純堆肥浸出液用于對照使 用，每種樣品4次重復(fù)試驗。1. 3混合堆肥對黑麥草種子萌發(fā)的影響1. 3. 1混合堆肥培植黑麥草各比例混合堆肥各配制40g，按照混合堆肥比水為1 1.5的比例，每種比例混合 堆肥加入60ml水，攪拌15min，靜置30min后取浸出液。純堆肥，純水，純堆肥分別為3組對 照，把黑麥草種子用浸出液泡置24h后，用蒸餾水將種子洗凈，每個培養(yǎng)皿中墊上濾紙，放 入處理好的50粒種子并澆水。每種比例混合堆肥4次重復(fù)試驗處理后等待觀察。1. 3. 2黑麥草種子萌發(fā)水分管理與指標(biāo)測定1.3. 2.1萌發(fā)率測定每天統(tǒng)計的發(fā)芽種子粒數(shù)，用它除以種子總數(shù)所得百分?jǐn)?shù)。1. 3. 2. 2萌發(fā)水分管理種子處理后第二天，9:00am補水；4:30pm再補水，加蓋(因為培養(yǎng)皿內(nèi)水分蒸發(fā)過 快)，第三天種子開始萌發(fā)記為ld，3:00pm澆水。數(shù)種時，標(biāo)準(zhǔn)按照培根長到種子大小的一 半開始記數(shù)。2d-7d 3:00pm澆水并記錄數(shù)據(jù)。由于種子自身就有一定的萌發(fā)率，7d時各比例混合堆肥浸出液處理種子的萌發(fā)率 也基本超過90%，并于6d的數(shù)據(jù)基本一致，故認(rèn)為萌發(fā)結(jié)束，試驗數(shù)據(jù)記錄結(jié)束。
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(biāo)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)后的草皮重量。2研制結(jié)果分析2. 1施加水稻秸稈對混合堆肥理化性質(zhì)的影響通過對各項理化性質(zhì)測量研究表明容重指標(biāo)各比例混合堆肥間以及與對照相比 差異顯著，土壤容重指數(shù)最大，純堆肥次之，其余處理樣品隨著混合堆肥中水稻秸稈含量的 增加而減??；電導(dǎo)率指標(biāo)純堆肥最高且與3%混合堆肥差異不大，土壤次之，其余處理樣品 隨著混合堆肥中水稻秸稈含量的增加而減小，但差異不顯著；PH值指標(biāo)土壤最高，純堆肥 最小且與3%混合堆肥間差異不大，其余處理樣品隨著混合堆肥中水稻秸稈含量的增加而 增大。詳細(xì)結(jié)果見表1。表1混合樣理化性質(zhì) 2. 2水稻秸稈混合堆肥對黑麥草萌發(fā)的影響通過對最后一天萌發(fā)率的數(shù)學(xué)統(tǒng)計表明(表2)，1-3%比例的混合堆肥草種的萌 發(fā)率最高，與堆肥和水無顯著差異性，土壤次之，隨著混合比例的增大萌發(fā)率逐漸減小，比 例達到12%時已于3%的比例存在明顯差異性。通過對7天里每天萌發(fā)率的統(tǒng)計表明，各 處理樣品萌發(fā)率每天都有所增加，其中1-3%比例的混合堆肥始終高于其他混合堆肥和對 照組，且其余混合堆肥的萌發(fā)率也在隨著混合比例的增大而減小。通過發(fā)芽指數(shù)測定，得到了與萌發(fā)率相似的結(jié)論。最后一天發(fā)芽指數(shù)的測定表明 (表2)，1-3%比例的混合堆肥草種的發(fā)芽指數(shù)最高，與堆肥和水無顯著差異性，土壤次之， 隨著混合比例的增大發(fā)芽指數(shù)受到抑制作用，比例達到12%時已于1-3%的比例存在明顯 差異性。通過對7天里每天發(fā)芽指數(shù)的統(tǒng)計表明，各處理樣品發(fā)芽指數(shù)每天都有所減小，其中1-3%比例的混合堆肥始終高于其他混合堆肥和對照組，且其余混合堆肥的發(fā)芽指數(shù)也 在隨著混合比例的增大而受到抑制。
表2多年生黑麥草種子萌發(fā)測定 2. 3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，在當(dāng)配材比例6%以上，草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)度可 分達到88. 7%，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3草皮的基質(zhì)與草坪植物根系的粘結(jié)度(％ ) 3研制結(jié)論在目前的各種研究中，已經(jīng)有人開始關(guān)注水稻秸稈種子萌發(fā)階段的生物學(xué)特性， 通過以前的各項研究資料顯示低濃度的鹽、堿處理刺激了堿地膚種子的發(fā)芽，促進了幼苗 的生長，對其種子的萌發(fā)表現(xiàn)出明顯的增效效應(yīng)。本試驗對于混合樣本對種子的初期萌發(fā)做了檢測，發(fā)現(xiàn)結(jié)果與后者比較接近。秸 稈中各種鹽分以及農(nóng)藥殘留物，在較低濃度下會刺激水稻秸稈初期的萌發(fā)，但超過最適濃 度后會降低種子的萌發(fā)率，使種子處于休眠狀態(tài)。因此，在種子萌發(fā)的初級階段，可以采用濃度較低的外源水稻秸稈的粉碎物和堆肥的混合物進行栽培。實施例1將水稻秸稈粉粹烘干，按照水稻比堆肥為1%、2%、3%、的比例進行混合各配制 IOOg0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(fù)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(xì)城 市生活垃圾堆肥粒徑分析(以下相同)?；旌辖M配每IOOg混合組配土中含3g的水稻秸稈。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(fēng)，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，測定種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢與土 壤的最為相似。實施例2混合組配將水稻秸稈的粉碎物與堆肥土以水稻秸稈比例為2%的比例進行混 合。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(fēng)，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。種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢與土壤的最為相似。實施例3混合組配將水稻秸稈的粉碎物與堆肥土以水稻秸稈的粉碎物比例為3%的比例 進行混合。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(fēng)，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)芽率及發(fā)芽勢與土壤的最為相似。
權(quán)利要求
混合組配的草皮基質(zhì)在促進黑麥草發(fā)芽率方面的應(yīng)用；其中混合草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與重量百分?jǐn)?shù)為1-12％的水稻秸稈組配。
2.權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中水稻秸稈的粉碎物的加入量為300nm垃圾微肥的 1-3% (重量)。
3.權(quán)利要求1所述的應(yīng)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。
4.混合組配的草皮基質(zhì)在提高垃圾堆肥與黑麥草根系粘結(jié)性方面的應(yīng)用；其中混合 草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與重量百分?jǐn)?shù)為9-12%的水稻秸稈組配。
全文摘要
本發(fā)明涉及混合組配的草皮基質(zhì)在促進黑麥草發(fā)芽率方面的應(yīng)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(xì)胞色素中葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素等指標(biāo)進行了測定與比較。結(jié)果表明混合草皮基質(zhì)為300nm垃圾微肥與重量百分?jǐn)?shù)為1-12％的水稻秸稈的粉碎物組配相對較好。可提高基質(zhì)的性能并具有一定的營養(yǎng)效用，并可使草皮的基質(zhì)與草坪植物根系有較好的粘結(jié)效果。
文檔編號C05G5/00GK101880189SQ20101019121
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(xué)