專利名稱：混合草皮基質在提高高羊茅色素含量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提高高羊茅色素含量方面的應用。
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組配的草皮基質在提高高羊茅色素含量方面的應用；其中混合的草皮基質為 300nm垃圾微肥與玉米秸稈以重量份數比為28 2、27 3、26 4、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，其中的高羊茅生長指的是植物高度、凈光合量的變化。本發明進一步公開混合組配的草皮基質在促進草坪植物高羊茅種子發芽率方面 的應用；其中混合的草皮基質為玉米秸稈與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 9組配。本發明進一步公開混合組配的草皮基質在提高垃圾堆肥與高羊茅根系粘結性方 面的應用；其中混合的草皮基質為300nm垃圾微肥與玉米秸稈以重量份數比為26 4或 25 5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(高羊茅)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 材料草種選用我國北方常見的草種之一-高羊茅(Festuca Arundinacea)基質選擇天津市北辰區小淀垃圾處理廠的四年以上的腐熟生活垃圾。配材玉米秸稈取自天津西青 區。1.2實驗方法1.2.1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。最后得到顆粒大小均勻的垃圾土壤。并將玉米稈烘干后放入 粉碎機中進行徹底的粉碎，粉碎后作為配材將基質與配材分別以30g+0g、29+l、28+2、27+3、 26+4、25+5、24+6、均勻混合于直徑為IOcm的培養皿中進行組配，以30g以30g未處理的堆 肥為對照組(CK)進行研究。為對照組(CK)進行研究。重復3次1. 2. 2 播種將100粒種子均勻的撒在各組配基質中，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18. 5 28°C，相對濕度為 23 66%。約28日后刈割。1. 3數據測定1. 3. 1 萌發率自種子萌發之日起每天測定其萌發數。刈割時再次測定萌發率。萌發率=(萌發 數/種子數)*100%。以三次重復的平均萌發率為該比例的萌發率。1. 3. 2 株高采用白線定株法待種子生長之一定高度(IOmm)以后選取生長較好的三株定株進 行高度測量每隔3日測量一次至刈割時進行最后一次測量。此三株的平均高度即為該培養 皿中的平均高度。1. 3. 3色素濃度生長25天數后刈割，首先進行稱量，測定總重，之后選取0. Ig作為樣本以鮮重法 進行葉綠素的提取，再用7220型分光光度儀進行細胞色素濃度的測定。由于葉綠素a、葉綠 素b、和類胡蘿卜素分別在663nm、645nm、和440nm有最大吸收。根據 Lambert-Beer 定律Ca = 12. 7Α663-2· 69Α645Cb = 22. 9Α645-4. 68Α645Ck = 4. 7Α440-0· 27 (Ca+Cb)可得出細胞色素的含量(mg/1)。而后用所得濃度乘以25*10_3/0. 1可得所需濃度 c(mg/g)。以三次重復的平均色素含量為該比例的色素含量。1.3. 4 干鮮比將剩余的高羊茅放入對應標記的鋁合內105°C條件下烘干約8小時可至恒重。待 恒重后取出進行稱量，可得出其干鮮比干鮮比=(干重/鮮重)*100%
1.3.5日平均單株凈光合量葉綠素濃度的測定后，將余下草樣進行烘干。根據剩余草的株數與干鮮比，可知草 的總干重。總干重=干鮮比*總鮮重。再根據草的總株數可得單株凈光合量=地上部分 生總物量/總株數。由單株凈光合量與生長日期的比值可得日平均凈光合量。即日平均凈 光合量=地上部分生總物量/ (總株數*生長天數)。(生長天數為自開始萌發至刈割的天 數)。以三次重復的平均日平均凈光合量為該比例的日平均凈光合量。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種子萌發率的分析種子萌發是植物生長的根本前提，基質是否適于植物生長首先就應表現在該基質 是否可使植物的種子萌發，是否達到較大的萌發率。本試驗首先表現出不同基質對萌發率 的影響(見表1)表1不同基質的平均萌發率(％ ) (在0. 05、0. 01水平進行F檢驗)從以上表格可以看出，在四中培養基中，當萌發達到穩定狀態時在以玉米為配材 的情況下，可知在對照組中植物生長狀態最差而在26+4中生長的最好。對其進行方差分析 無明顯差異(P <0.05)由此表明配材具有保水作用，但過量導致其透氣性較差，兩者均會 直接影響種子的萌發。2. 2植物高度的分析組配基質是否適合植物的生長，還要看植物在此基質上生長的狀況，而植物高度 則是植物生長狀況的重要指標。由以上曲線圖可以看出，高羊茅的生長高度情況如下以玉米為配材25+5 > 24+6 > 26+4 > 27+3 > 28+2 > 29+1 > ck。各組均生長 25天。經檢驗極有顯著差異(P >0.01)，同樣說明了配材的營養性，還可以保水有助于高 羊茅的生長。2. 3植物中色素含量的分析高羊茅中的色素主要包括葉綠素和類胡蘿卜素，其中葉綠素對其光合作用有著重 要的作用。是光合磷酸化中必需的輔酶，是確定植物生長狀況的重要指標之一。以下是高 羊茅在不同組配基質中的具體含量(見表2、表3)。
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表2不同基質中葉綠素的平均含量(mg/g Fff) 表3不同基質中類胡蘿卜素的含量(mg/g Fff) 從上面的表格我們可以明顯的看出以玉米為配材經檢驗葉綠素a、葉綠素b、類 胡蘿卜素的含量均無明顯差異(P < 0. 05)葉綠素a以24+6最好、葉綠素b以26+4最好。2. 4凈光合量的分析(0. OOOlg/株)日平均凈光合量反映了高羊茅每天所產生的有機物的多少，間接反映了植物對于 水分的利用，是植物生長狀況的重要指標。以玉米為配材其中，以26+4的配比中日平均單 株凈光合量為最大，對照組為最小。經檢驗無顯著差異(P < 0. 05)，表明此種配材的具有一 定的保水作用。2. 5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25+5和24+6組合中，草皮的基質與草坪植物根系的粘結度可 分達到93. 和97.0%，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4草皮的基質與草坪植物根系的粘結度(％ ) 3研制結論加入玉米后其萌發、生長、凈光合量均高于對照組從總體來看配比以27 3、 26 4最為適宜，發芽率、色素含量、單株日平均凈光合量等指標均變化不大。因此，總體來 講，在腐熟生活垃圾中加入一定量的玉米可以促進草坪植物(高羊茅)的生長。
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。混合組配玉米秸稈與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22°C，相對濕度為45%。約28日后刈割，測定。實施例2混合組配玉米秸稈與300nm垃圾微肥以重量份數比為1 9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25天日后刈割，測定種子 發芽率。實施例3混合組配玉米秸稈與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25天日后刈割，測定。實施例4混合組配玉米秸稈與300nm垃圾微肥以重量份數比為4+26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45%。約28日后刈割，測定。日平均 單株凈光合量為最大，對照組為最小。經檢驗無顯著差異(P < 0. 05)，表明此種配材的具有 一定的保水作用。實施例5混合組配玉米秸稈的粉碎物與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提高高羊茅色素含量方面的應用；其中混合的草皮基質為300nm垃圾微肥與玉米秸稈以重量份數比為28∶2、27∶3、26∶4、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，其中的高羊茅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高羊茅種子發芽率方面的應用；其中混合的 草皮基質為玉米秸稈與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提高垃圾堆肥與高羊茅根系粘結性方面的應用；其中混合 的草皮基質為300nm垃圾微肥與玉米秸稈以重量份數比為26 4或25 5組配。
全文摘要
本發明涉及混合組配的草皮基質在提高高羊茅色素含量方面的應用。結果表明玉米秸稈與細微化的生活垃圾組配有利于高羊茅的生長，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。因此，總體來講，在腐熟生活垃圾中加入一定量的玉米可以促進草坪植物(高羊茅)的生長，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C05F15/00GK101880191SQ201010191218
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