專利名稱：混合組配的草皮基質在促進黑麥草生長方面的應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于環境保護技術領域，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在促進草坪植物黑麥草生長方面的應用。
背景技術：
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境保 護中最有前景的領域，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 節約出大量可耕作土壤，使農業生態系統買遭破壞。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 于組配基質具有保水作用、可以減少總用水量，達到節約用水的目的。并具有一定的養分， 可以自身提供營養物質。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 坪基質的應用和草坪植物的生長的狀況之間的關系有著十分重要的意義。目前，城市生活垃圾堆肥作為基質用于草坪建植的研究有一定的報道。此外，未經 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，保留為植物生長提供養分以及改善土壤理化性質 的堆肥顆粒，將經過處理的堆肥用于草坪抗旱節水，可以發揮堆肥特定顆粒中有機質和營 養元素豐富的優勢，調節土壤的物理結構，達到優化土壤理化性質，改良土壤的作用。鑒于上述情況，本發明人開展了利用垃圾廢棄物進行地毯式草皮生產的環境生 態工程的研究(趙樹蘭，多立安等，生活垃圾堆肥與園土基質草皮建植體系的生長參數比 較.生態學雜志，2008，27;以生活垃圾堆肥為基質的廢棄物鋪網草皮建植研究.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地松散，這使基質很難與草坪植物根系結合在一 起，而這樣的結果也使這項技術無法在實踐獲得應用，也就是說，這一技術瓶頸無法突破， 就意味這一好的想法就將永遠束之高閣。而為了解決這一關鍵問題，本發明人又展開了利 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的研 究，目的以使垃圾堆肥組配的基質能很好地與草坪植物根系結合在一起。這些研究結果表 明①當利用豆秸與城市生活垃圾堆肥組配草坪基質時，草坪植物生長初期有較好的表現 {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
3及草坪植物的生態響應，農業環境科學學報，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，這種現象在其他研究中，也曾經出現過類似情 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，另外，200目 篩過篩的生活垃圾堆肥基質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)組配草坪基質的技術 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(多立安，趙樹蘭，生活垃圾生產地毯式草皮環境生態工程基質選 配研究.應用生態學報，2000，11)；也出現了與“利用豆秸和城市生活垃圾堆肥組配草坪基 質時”出現的結果相類似，其機制不得而知，而這一研究結果同樣也表明，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)組配草坪基質的辦法將可能難以行通。總之，上述系列研究結果給我們一個結論如果找不到解決垃圾堆肥質地松散問 題，也就無法解決基質難與草坪植物根系結合在一起的問題；同樣如果找不到適宜的垃圾 堆肥草坪基質的配材，基質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也 就無法在實踐中獲得應用。總之，由于上述利用豆秸和城市生活垃圾堆肥組配草皮基質時， 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的路是行不通的。
發明內容
針對這種情況，本發明是以垃圾處理工程與綠化工程相結合的全新環境生態工程 的基礎，具有重要的理論意義和實際應用價值。本發明旨在找出最佳配比，為生活垃圾應用 于草皮基質提供材料。為實現上述目的本發明公開了如下的技術方案混合組配的草皮基質在促進草坪植物黑麥草生長方面的應用；其中混合的草皮基 質為300nm垃圾微肥與落葉松木屑的粉碎物以重量份數比為28 2、27 3、26 4、或 25 5組配。本發明所述的應用，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/分下粉 碎，制備出粒徑300nm垃圾微肥。本發明所述的應用，其中的黑麥草生長指的是植物高度、凈光合量的變化。本發明進一步公開了混合組配的草皮基質在促進草坪植物黑麥草種子發芽率方 面的應用；其中混合的草皮基質為落葉松木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數比為 1 9組配。本發明進一步公開了混合組配的草皮基質在在提高垃圾堆肥與黑麥草根系粘結 性方面的應用；其中混合的草皮基質為300nm垃圾微肥與落葉松木屑的粉碎物以重量份數 比為25 5或26 4組配。本發明的研究發現將腐熟生活垃圾進行常規的處理，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/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 落葉松木可以促進草坪植物(黑麥草)的生長，說明這配材能提高基質的保水性能并具有 一定的營養效用。本發明的下方法如下材料
生活垃圾取自天津小淀生活垃圾處理場。落葉松木屑均有來源豐富、價格低廉 等優點。因此用作垃圾基質的配材具有較強的可行性。其中，落葉松木屑來自木材加 工廠的混合鋸木屑，未經腐熟處理。選用中國北方廣泛應用的草坪草——多年生黑麥草 (Loliumperenne)。研制步驟將初選好的垃圾放入烘箱內，50°C條件下烘干至恒重(約48小時)，然后再進行終 選，用200目的篩子過濾，再將篩除的大塊垃圾磨碎，重復篩，使垃圾得到充分利用。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/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。木屑放入粉碎機中進行徹底 粉碎。然后進行基質選配。在直徑為IOcm的培養皿中分別加入混合均勻的上述組配基質， 并以未處理的堆肥做基質對照，其重量為30g，并以Rtlstl代表。取黑麥草種子，在每個培養 基質上都均勻播入100粒，3次重復。本實驗在實驗室內植物培養臺上進行，光線為透入室 內的自然光，通風良好，日間光照為1500 20001x，溫度為18. 5 28°C，相對濕度為23 66%,統一定量澆水，至培養基表面濕潤而不積水的狀態，并保持至實驗結束為止。表1.基質組配方式(g) 測定指標從出現種子萌發開始，每天記錄每個培養皿中黑麥草的萌發數，一直到萌發穩定 為止；記錄18天左右。萌發率=(最終萌發數/100)X100%。從實驗開始后的第7天開 始，每隔3天測定一次幼苗的株高，共測8次；30天左右結束。其中幼苗株高的測定采用系 白線法，即每個培養皿中隨機定株3株，取其平均株高定為該培養皿的株高。待生長穩定后分別對每一培養皿中的黑麥草進行第一次刈割，別割時留茬為Icm 左右。將剪下的黑麥草數株數，稱總鮮重，然后稱出0. Ig的黑麥草，放在研缽中，加入石英 砂和碳酸鈣少許，進行充分研磨，再加入少許配制好的80%的丙酮，繼續研磨，則得到深綠 色提取液，用漏斗過濾之。再用80%的丙酮反復沖洗2 3次研缽和濾紙，使葉綠素完全被
5溶解過濾，將提取的色素溶液倒入25ml的容量瓶中，用80%的丙酮配制成25ml。葉綠素a、 葉綠色b和黃色素的測定我們采用分光光度法，使用的是721型分光光度計。葉綠色a的 最大吸收峰在663nm，葉綠色b的最大吸收峰在645nm，黃色素的最大吸收峰在440nm。可根 據Lambert-Beer定律，通過以下代數關系算出這三種色素的濃度，單位為mg/1 Ca = 12. 7A663-2. 69A645Cb = 22. 9A645-4. 68A663Ck = 4. 7A440-0. 27 (Ca+Cb)將測量葉綠素后剩余的黑麥草裝入小鋁盒內，做上標記，放入烘箱內，105°C條件 下烘干至恒重，約用8個小時。稱出所烘草的干重，計算出干鮮比。干鮮比=干重/鮮重根據計算出的干鮮比和草的總鮮重，可以計算出刈割草的總干重，即總地上部分 生物量。單株凈光合量=總地上部分生物量/ (總株數·天數)計算出自播種之日起到刈割為止各基質組配所用的總用水量，但由于配材均具有 一定的保水性，因此，蒸騰量=總用水量-培養皿中的含水量。培養皿中的含水量依次為 29+1組中含22ml水；28+2組中含23ml ；27+3組中含24ml ；26+4組中含25ml ；25+5組中含 26ml ；24+6 組中含 27ml 水。WUE = Dff/T WUE——群體水分利用率；DW——地上部分生物量；T——蒸騰量草皮的基質與草坪植物根系的粘結能力測定待個指標測定完畢后，繼續進行草皮的培植管理，并正常給水，直至成皮后，再進 行草皮的基質與草坪植物根系的粘結能力的測定。其草皮的基質與草坪植物根系的粘結能力可用粘結度(％ )來表示，其公式為C = (M2/M1) X 100%上試中C為粘結度，其值越大，表示草皮的基質與草坪植物根系的粘結能力就越 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，草皮散落基質后的草皮重量。研制結果分析1. 1黑麥草在不同基質配比中的萌發率從初期出苗情況看，落葉松木屑的粉碎物為配材的各基質14天出苗即可達到穩 定，萌發率由高到低的次序為=R9ml > R8m2 > R0s0 > R6m4 > R7m3 > R5m5 > R4m6，方差分析結果表 明差異顯著(P <0.01)見表2。在R4m6組配基質中黑麥草的萌發率最低，說明放入過多的 木屑雖有保水性能，但它的透氣性不好，影響種子的萌發。表2木屑組垃圾基質黑麥草生長情況 檢驗水平(P < 0. 01)，下同。1. 2黑麥草在不同基質配比中的高度生長動態木屑為配材的各基質株高由高到低的次序為R5m5 > R6m4 > R4m6 > R7m3 > R0s0 > R8ffl2 > R9ml，方差分析結果表明差異極顯著(P > 0. 01)，從高度生長的動態測定來看，在基質 R7m3> R。s。、R5m5、R8m2和R4m6中幼苗高度在前期生長較快，而在基質R6m4和R9ml中則后期生長較 快。1. 3黑麥草在不同基質配比中葉綠素的含量木屑為配材的各基質黑麥草葉片中葉綠色a、葉綠素b和黃色素的含量見表2，方 差分析結果表明無顯著性差異(P < 0.01)。1. 4黑麥草在不同基質配比中單株凈光合量木屑為配材的各基質單株凈光合量由高到低依次為R4m6 > R6ffl4 > R7ffl3 > R5ffl5 > R8ffl2
>R0s0 > R9ml，方差分析結果表明差異極顯著(P > 0. 01)。1.5黑麥草在不同基質配比中干鮮比木屑為配材的各基質干鮮比由高到低依次為R9ml > R0s0 > R8m2 > R6m4 > R7m3 > R5m5
>R4m6，方差分析表明有顯著性差異(P > 0. 01)。1. 6黑麥草在不同基質配比中群體水分利用率木屑為配材各基質群體水分利用率由高到低依次為R6m4 > R8ffl2 > R7ffl3 > R5ffl5 > R9ffll
>R0s0 > R4m6，方差分析無顯著性差異。1. 7草皮的基質與草坪植物根系的粘結能力分析由下表可以看出，在R5m5和R4m6組合中，草皮的基質與草坪植物根系的粘結度可分 達到90. 4%和93.6%，表明垃圾草皮的基質與草坪植物根系的粘結能力已達到了較高的 水平。表3草皮的基質與草坪植物根系的粘結度(％ ) 2研制結論在堆肥生活垃圾中加入一定量的落葉松木屑可以促進草坪植物(黑麥草)的生 長，說明這配材能提高基質的保水性能并具有一定的營養效用。落葉松木屑不但可以促進 草坪植物的光合性能，同時又能極大得增加基質的保水性能，這就提高了草坪抗干旱脅迫 的能力，因此這種材料在生活垃圾生產地毯式草皮的基質配置中是不可多得的好配材。從 經濟觀點出發，這種配材與生活垃圾的配比應控制在1 29到5 25之間較為合理。用 這種配材調配的生活垃圾能明顯的促進草坪植物的生長，這在很大程度上取決于它們本生 的內在因素和它們與堆肥垃圾的協同效應，如它們既能改善基質的通透氣性，同時又能對 基質水份起阻斷作用從而減少水份的散失，這就非常符合經濟高效、生態實用的環境生態 工程所追求的目標。
具體實施例方式為了簡單和清楚的目的，下文恰當的省略了公知技術的描述，以免那些不必要的 細節影響對本技術方案的描述。以下結合實例對本發明做進一步的說明。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/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場發射掃描電鏡(S4800，JAPAN)微細城 市生活垃圾堆肥粒徑分析。混合組配落葉松木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 5組配。將 100粒種子均勻的撒在配基質中，放在生物培養臺上進行培養，自然通風，統一定量澆水，至 實驗結束為止。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。實施例2混合組配落葉松木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 6組配。將 100粒種子均勻的撒在配基質中，放在生物培養臺上進行培養，自然通風，統一定量澆水，至 實驗結束為止。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 種子發芽率。實施例3混合組配落葉松木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 13組配。 將100粒種子均勻的撒在配基質中，放在生物培養臺上進行培養，自然通風，統一定量澆 水，至實驗結束為止。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
混合組配落葉松木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 5. 5組 配。將100粒種子均勻的撒在配基質中，放在生物培養臺上進行培養，自然通風，統一定量 澆水，至實驗結束為止。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，測定草皮的基質與草坪植物根系的粘結度。
權利要求
混合組配的草皮基質在促進草坪植物黑麥草生長方面的應用；其中混合的草皮基質為300nm垃圾微肥與落葉松木屑的粉碎物以重量份數比為28∶2、27∶3、26∶4、或25∶5組配。
2.權利要求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/分下 粉碎，制備出粒徑300nm垃圾微肥。
3.權利要求1所述的應用，其中的黑麥草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在促進草坪植物黑麥草種子發芽率方面的應用；其中混合的 草皮基質為落葉松木屑的粉碎物與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 9組配。
5.混合組配的草皮基質在在提高垃圾堆肥與黑麥草根系粘結性方面的應用；其中混 合的草皮基質為300nm垃圾微肥與落葉松木屑的粉碎物以重量份數比為25 5或26 4 組配。
全文摘要
本發明涉及混合組配的草皮基質在促進草坪植物黑麥草生長方面的應用。通過對其萌發率、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。結果表明落葉松木屑的粉碎物與細微化的生活垃圾組配有利于黑麥草的生長，各項指標均很突出，且均高于對照組，其中以28+2、27+3、26+4、的配比相對較好。利用微細城市生活垃圾堆肥粒徑加入一定量的落葉松木木屑的粉碎物可以促進草坪植物(黑麥草)的生長，說明配材能提高基質的性能并具有一定的營養效用，并可使草皮的基質與草坪植物根系有較好的粘結效果。
文檔編號C05F15/00GK101880186SQ20101019118
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者多立安, 趙樹蘭 申請人:天津師范大學