專利名稱：混合草皮基質在促進黑麥草發芽率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 具體的說是混合組配的草皮基質在促進黑麥草發芽率方面的應用。
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，黑麥草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 基質的應用和黑麥草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生長營養需求的角度看，能滿足草坪植物 生長的要求，但最大的問題是垃圾堆肥質地松散，這使基質很難與黑麥草根系結合在一 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黑麥草根系結合在一起。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，黑麥草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黑麥草的生態響應，農業環境科學學報，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，這種現象在其他研究中，也曾經出現過類似情況，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草坪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
ο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黑麥草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黑麥草發芽率方面的應用；其中混合草皮基質為 300nm垃圾微肥與重量百分數為的水稻秸稈組配。本發明所述的應用，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。本發明進一步公開了混合組配的草皮基質在提高垃圾堆肥與黑麥草根系粘結性 方面的應用；其中混合草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為9-12%的水稻秸稈組 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 水稻秸稈可以促進黑麥草的生長，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1研制方法1.1試驗材料水稻秸稈取自天津農學院試驗田，地理位置為北緯39. 13°東經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 范大學校園內的土壤。1.2試驗方法1.2. 1混合堆肥制備基質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/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。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的測量1. 2. 2. 1混合堆肥容重的測定用容積為25ml的鋁質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次重復試驗。1.2. 2. 2混合堆肥電導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次重復試驗。1. 3混合堆肥對黑麥草種子萌發的影響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次重復試驗處理后等待觀察。1. 3. 2黑麥草種子萌發水分管理與指標測定1.3. 2.1萌發率測定每天統計的發芽種子粒數，用它除以種子總數所得百分數。1. 3. 2. 2萌發水分管理種子處理后第二天，9:00am補水；4:30pm再補水，加蓋(因為培養皿內水分蒸發過 快)，第三天種子開始萌發記為ld，3:00pm澆水。數種時，標準按照培根長到種子大小的一 半開始記數。2d-7d 3:00pm澆水并記錄數據。由于種子自身就有一定的萌發率，7d時各比例混合堆肥浸出液處理種子的萌發率 也基本超過90%，并于6d的數據基本一致，故認為萌發結束，試驗數據記錄結束。
1. 4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研制結果分析2. 1施加水稻秸稈對混合堆肥理化性質的影響通過對各項理化性質測量研究表明容重指標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 增加而減小；電導率指標純堆肥最高且與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。詳細結果見表1。表1混合樣理化性質 2. 2水稻秸稈混合堆肥對黑麥草萌發的影響通過對最后一天萌發率的數學統計表明(表2)，1-3%比例的混合堆肥草種的萌 發率最高，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天里每天萌發率的統計表明，各 處理樣品萌發率每天都有所增加，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率也在隨著混合比例的增大而減小。通過發芽指數測定，得到了與萌發率相似的結論。最后一天發芽指數的測定表明 (表2)，1-3%比例的混合堆肥草種的發芽指數最高，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芽指數受到抑制作用，比例達到12%時已于1-3%的比例存在明顯 差異性。通過對7天里每天發芽指數的統計表明，各處理樣品發芽指數每天都有所減小，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芽指數也 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測定 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研制結論在目前的各種研究中，已經有人開始關注水稻秸稈種子萌發階段的生物學特性， 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芽，促進了幼苗 的生長，對其種子的萌發表現出明顯的增效效應。本試驗對于混合樣本對種子的初期萌發做了檢測，發現結果與后者比較接近。秸 稈中各種鹽分以及農藥殘留物，在較低濃度下會刺激水稻秸稈初期的萌發，但超過最適濃 度后會降低種子的萌發率，使種子處于休眠狀態。因此，在種子萌發的初級階段，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的水稻秸稈。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。
權利要求
混合組配的草皮基質在促進黑麥草發芽率方面的應用；其中混合草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為1-12％的水稻秸稈組配。
2.權利要求1所述的應用，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.混合組配的草皮基質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 草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為9-12%的水稻秸稈組配。
全文摘要
本發明涉及混合組配的草皮基質在促進黑麥草發芽率方面的應用。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。結果表明混合草皮基質為300nm垃圾微肥與重量百分數為1-12％的水稻秸稈的粉碎物組配相對較好。可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C05G5/00GK101880189SQ20101019121
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