專利名稱：混合基質在提高垃圾堆肥與草坪植物根系粘結性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 具體的說是混合基質在提高垃圾堆肥與草坪植物根系粘結性方面的應用，以及混合組配的 草皮基質在促進草坪植物發芽率方面的應用。
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 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基質在提高垃圾堆肥與草坪植物根系粘結性方面的應用；其中300nm垃圾微 肥與重量百分數為6%或9%的植物粉碎物組配；所用植物粉碎物為馬唐、稗草、苔草、結 摟草、狗尾草、寬葉莧、觀賞莧、灰菜、打碗花、窄葉莧各種植物按重量比互為1 1混合。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發芽率方面的應用；其 中混合草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為3-12%的植物粉碎物組配；所用植物粉 碎物為馬唐、稗草、苔草、結摟草、狗尾草、寬葉莧、觀賞莧、灰菜、打碗花、窄葉莧各種植物 按重量比為1 1混合。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，其中的草坪植物指的是黑麥草或高羊茅。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 植物粉碎物可以促進草坪植物的生長，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。同時向垃圾堆肥中加入植物粉碎物的量為6%或9%時，會使垃圾堆肥能更象土壤 一樣，這樣就能代替土壤作為基質來利用，且能達到堆肥和植物的合理化利用的目的。本發明的下方法如下1研制方法1. 1試驗材料的處理方法本項研究中我們會用到植物、垃圾堆肥、黑麥草種子等材料。植物我是采自天津農 業大學；垃圾堆肥是由天津師范大學生物系生態組提供的。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。黑麥草種子由天津師范大學生物系生態組提供的。其所用植物為馬唐、稗草、苔草、結摟草、狗尾草、寬葉莧、觀賞莧、灰菜、打碗花、 窄葉莧，各種植物重量比均為1 1。植物采集后我先將其放在陽光充足通風的地方進行風干，然后再將它們放在烘干 箱中，在80°C下烘干24小時，待其完全失水后取出。取出后用粉碎機將其粉碎備用。垃圾堆肥我在取回后先用大篩子進行過篩，將其中的石塊及大塊堆肥塊篩出，然 后再換小篩子再進行過篩，篩出細碎的堆肥。將這些堆肥也放進烘干箱中，同樣在80°C下烘 干24小時，待其干燥后取出備用。土壤采集后，進行2次過篩，并同樣放在烘干箱中在80°C下，烘干24小時，待其干 燥后取出備用。將植物粉碎物與堆肥以植物比例為3%，6%，9%和12%的比例進行混合。以3% 為例，即每IOOg堆肥中含3g的植物粉碎物。配制基質后備用。1.2試驗方法1. 2. 1容重測量的方法土壤容量又叫土壤的假比重，是指田間自然狀態下，每單位體積土壤的干重，通常 用克/厘米3表示。土壤容重可用于估計土壤的松緊和結構狀況。測定的方法為用一定容 積的鋼制環刀，先將其放進電子天平中，然后調零。再將我們烘干的土壤、純堆肥和植物堆 肥混合物裝進環刀中，使它們恰好充滿環刀容積，然后稱量，得到的數據即為這些物質的干 重。再通過以下公式來計算它們的容重 各處理進行4次重復。1. 2. 2電導率測量的方法將剛烘干完備用的土壤、純堆肥和配制好的各比例混合物各取5g，然后以土水比 1 5的比例加入水，攪拌均勻后靜置10分鐘，取上層浸出液。將上層浸出液放在小燒杯 中，然后用電導儀進行電導率的測定。每個處理4次重復。1.2. 3pH值測量的方法通過對pH值的測定可以得出的酸堿情況。測定方法為將剛烘干完備用的土壤、 純堆肥和配制好的各比例混合物各取5g，然后以土水比1 5的比例加入水，攪拌均勻后靜置10分鐘，取上層浸出液。將上層浸出液放在小燒杯中，然后用pH值測定儀進行pH值的 測定。每個處理4次重復。1. 2. 4黑麥草種子萌發試驗的方法實驗容器用玻璃皿，每個玻璃皿中各數50顆黑麥草種子，每4個為一組并做好標 簽。將剛烘干完備用的土壤、純堆肥和配制好的各比例混合物各取8g，取4次，放入燒杯中， 然后以土水比1 5的比例取水加入燒杯中。攪拌均勻后靜置備用。然后用過濾器過濾上 層的浸出液，將濾液滴加到玻璃皿中，使液體能沒過種子即可。其后每天滴加清水，保持種 子濕潤并紀錄發芽種子的數目。每個處理4次重復。1. 3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。2研制結果2. 1組配基質理化性質研究由表1可以看出，容重的處理結果我們可以看出土壤的容重最大，堆肥的次之。各 比例的混合物組配基質的容重隨比例的變大逐漸變小，這說明隨著植物粉碎物加入量的增 加，可以降低堆肥混合物的容重，容重減少說明堆肥的松緊和結構狀況變好了。這也就說明 加入植物粉碎物后可以改善堆肥的理化性質。并且各比例的混合物與對照組土壤和純堆肥 都具有顯著差別，而且各比例之間的差別也比較顯著。這再次說明加入后可以改善堆肥的 理化性質。由電導率的統計結果，我們看出堆肥的電導率最低，各比例的混合物組配基質的 電導率隨著植物比例的變大，也逐漸變大，并且6%和9%這2個比例的電導率與土壤的相 近。各比例的混合物與對照組土壤和純堆肥都具有顯著差別，且6%與9%這2個比例的差 別不顯著，但與其它各比例差別顯著。由PH值的處理結果我們可以看出土壤的pH為8. 26， 最高。堆肥次之，每種比例的混合物的pH隨比例的變大逐漸變小，這說明隨著植物粉碎物 加入量的增加可以降低堆肥的PH值，這也表明加入植物粉碎物可以改善堆肥的理化性質。表1組配基質理化性質 2. 2組配基質浸出液對草坪植物種子萌發的影響由表2我們可以看出，黑麥草在各比例植物與堆肥的混合物、清水、純堆肥和土壤 的浸出液中的發芽率都比較高，且它們之間的差別都不顯著，但是從發芽率及發芽勢我們 還是能看出清水和堆肥的數值較低，各比例混合物其數值隨比例的變大逐漸變大，且以6 % 和9%這2個比例與土壤的數值相近。由次可以看出加入植物粉碎物后是可以使堆肥更好 的使種子萌發。這也說明加入植物粉碎物后可以改善堆肥的理化性質。表2組配基質浸出液對草坪植物種子萌發的影響 2. 3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，在當配材比例6%以上，草皮的基質與草坪植物根系的粘結度可 分達到88. 7%，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(％ ) 3研制結論通過本研究得出的結論是向垃圾堆肥中加入植物粉碎物后是可以改善堆肥的理 化性質，且組配基質浸出液對草坪植物種子的萌發具有很好的促進作用。并且以6%和9% 這2個比例的各理化性質和種子發芽率及發芽勢與土壤的最為相似。因此，向垃圾堆肥中 加入植物粉碎物的量為6%或9 %時，會使垃圾堆肥能更象土壤一樣，這樣就能代替土壤作 為基質來利用，且能達到堆肥和植物的合理化利用的目的。
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植物采集后先將其放在陽光充足通風的地方進行風干，然后再將它們放在烘干箱 中，在80°C下烘干24小時，待其完全失水后取出。取出后用粉碎機將其粉碎備用。馬唐、 稗草、苔草、結摟草、狗尾草、寬葉莧、觀賞莧、灰菜、打碗花、窄葉莧，各種植物重量比均為 1 1混合(以下相同)。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(以下相同)。混合組配每IOOg混合組配土中含3g的植物粉碎物。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，測定種子發芽率及發芽勢與 土壤的最為相似。實施例2混合組配將植物粉碎物與300nm垃圾微肥以植物比例為6 %的比例進行混合。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。種子發芽率及發芽勢與土壤的最為相似。
實施例3 混合組配將植物粉碎物與300nm垃圾微肥以植物比例為9 %或12 %的比例進行 混合。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，測定種子發芽率及發芽勢與土壤的最為相似。垃圾堆肥的粘結性與土壤一樣，可代替 土壤作為基質來利用。實施例4混合組配將植物粉碎物與300nm垃圾微肥以植物比例為6 %的比例進行混合。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。種子發芽率及發芽勢與土壤的最為相似。
權利要求
混合基質在提高垃圾堆肥與草坪植物根系粘結性方面的應用；其中300nm垃圾微肥與重量百分數為6％或9％的植物粉碎物組配；所用植物粉碎物為馬唐、稗草、苔草、結摟草、狗尾草、寬葉莧、觀賞莧、灰菜、打碗花、窄葉莧各種植物按重量比互為1∶1混合。
2.混合組配的草皮基質在促進草坪植物發芽率方面的應用；其中混合草皮基質為 300nm垃圾微肥與重量百分數為3_12 %的植物粉碎物組配；所用植物粉碎物為馬唐、稗 草、苔草、結摟草、狗尾草、寬葉莧、馬齒莧觀賞莧、灰菜、打碗花、窄葉莧各種植物按重量比 互為1 1混合。
3.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。
4.權利要求1所述的應用，其中的草坪植物指的是黑麥草或高羊茅。全文摘要
本發明涉及混合基質在提高垃圾堆肥與草坪植物根系粘結性方面的應用；其中混合草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為3-12％的植物粉碎物組配；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。結果表明植物粉碎物與細微化的生活垃圾組配有利于草坪植物的生長，各項指標均很突出，且均高于對照組，其中以混合草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為3-12％的植物粉碎物組配相對較好。會使垃圾堆肥能更象土壤一樣，這樣就能代替土壤作為基質來利用，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C05G5/00GK101880188SQ201010191198
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