專利名稱：一種采用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪礦質營養吸收的方法
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使用。更具體的說 是一種采用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪植物礦質營養吸收的方法。
背景技術：
草坪對城市綠化、環境保護和生態平衡起著重要的作用。草坪草的種植和保養需 要大量的水分；而草坪對灌溉用水的大量需求使得草坪的養護成本極高，這對于淡水資源 相對貧乏的中國來說無疑是一個承重的負擔，也限制了草坪業的發展。一般情況下，植物礦質營養的增加，有利于植物的節水，因此，提高植物礦質營養 的方法，對節水具有重要的實踐意義。草坪傳統節水方式是通過抗旱品種的選育、草坪經 濟灌溉量及灌溉方式的選擇等方法；目前，草坪節水技術有了新的發展保水肥料的引進 在一定程度上促進了草坪的節水能力。焦晉川等研究了鉀肥對黑麥草抗旱性的影響，以黑 麥草種子的發芽率、葉片厚度和根冠比為評價指標，來篩選出適宜草坪草生長的鉀肥施量， 提高其抗旱能力。王生銀等研究了硅肥對草地早熟禾抗旱性的效應及機制影響。薛波等 (2008)研究了氯化鈣、水楊酸和保水劑對珙桐幼苗抗旱性的影響。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。有關這一方法目前國內外尚無文獻報 道。
發明內容
本實驗采用葉面噴灑堆肥浸提液的方法研究了其對水分脅迫下草坪植物生長的 影響，實驗結果表明葉面噴施不同粒徑堆肥有利于草坪植物對礦質元素的吸收，主要對4 種細微堆肥在土壤干旱條件下，對生活垃圾堆肥浸提液葉面噴撒對干旱脅迫下草坪草礦質 營養吸收的調控進行研究。為實現上述目的，本發明提供了一種采用細微垃圾堆肥浸提液 提高草坪礦質營養吸收的方法，主要包括(1)將生活垃圾堆肥先去除各類雜物，然后在105°C條件下烘干至恒重，采用不同 孔徑的標準篩進行篩分，篩分出1700nm粒徑的堆肥；將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下 粉碎，制備出300nm、240nm和IOOnm不同粒徑的垃圾微肥；(2)用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和IOOnm粒徑堆肥進行淋洗，每個處理重復3次，淋洗后收集的淋洗液作為噴灑液；(3)盆栽試驗采用直徑7cm，高IOcm的塑料盆，每盆150g 土壤，播種草坪植物 0. 5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期后按田 間持水量的55% -65%脅迫程度進行噴灑，以后每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫 范圍內；實驗持續60d，然后將草坪植物齊根剪下，測定各指標。其中的草坪植物為高羊茅 或黑麥草；其堆肥中有機質含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%，飽 和含水量66. 58%，全氮0. 57%,全磷0. 34%,全鉀1. 21%.本發明更加詳細的方法如下1研制材料與方法1. 1實驗材料本實驗選自北方比較常見的多年生高羊茅(Festuca-arundinacea L.)實驗材 料。實驗采用杯栽的方法，杯子規格為250ml。供試垃圾堆肥取自天津市小淀生活垃圾堆 肥處理廠，先由人工撿去垃圾堆肥中的各類木頭、塑料、玻璃、金屬等雜物，然后在105°C條 件下烘干8h至恒重，采用不同孔徑的標準篩進行篩分，選出粒徑為60目的堆肥。其基本 理化性質為有機質含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%，飽和含水 量66. 58 %，全氮0. 57 %，全磷0. 34 %，全鉀1. 21 %。供試土壤取自天津師范大學實驗地 0 20cm深的表層土壤。其土壤性質為pH7. 44，有機質含量4. 68%，全氮0.21%，有效磷 22. 03mg. kg、飽和含水量0. 58ml. g—1，土壤質地為壤土。1.2實驗細微堆肥制備本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、6min、9min，以制備出不同粒徑的堆肥。所得堆肥經處理后粒徑分別為 300歷、240歷和lOOnm，為了便于文中表述，按照堆肥粒徑從大到小的順序，分別將上述3個 粒徑堆肥簡稱為堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒徑堆肥作為對照(CK)。選用籽粒飽滿、 均勻的多年生黑麥草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea L.)種子為 實驗材料。1.3實驗方法首先用蒸餾水以15 1的比例對堆肥4、堆肥5和堆肥6和對照進行淋洗，具體方 法為將3g不同粒徑堆肥置于事先鋪有濾紙的大漏斗中，用45g蒸餾水對堆肥進行淋洗，直 到各漏斗中的溶液不在向下滲漏為止，每個處理重復3次。淋洗后收集的淋洗液作為噴灑 試齊LU1.4草坪培植盆栽試驗采用直徑7cm，高IOcm的塑料盆，草坪基質為每盆150g 土。播種量為 0. 5g/盆，每個處理重復3次。實驗共持續60天。播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利 萌發和幼苗初期生長，兩個星期后按照脅迫程度定量進行噴灑。田間持水量為55% -65%, 以后每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫范圍內。采用浸蘸的方法代替葉面噴施，進行 噴施時把植物葉片浸入盛有不同粒徑堆肥淋洗液的大燒杯中3秒鐘，然后取出。實驗持續 60d，然后測定各指標。1.5環境條件
植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的 時間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21.4°C，最低溫度為14.6°C。平 均濕度為36. 2%，平均最大濕度為42.4%，平均最小濕度為32.7%。平均光量子密度為 600-800umol. πΓ2· s人1. 6指標測定準確稱量樣品，每份各0. Ig,采用HNO3濕法并用微波快速消解系統WX-4000進行 消化。先將樣品放入標準罐中，加入3mL HNO3,控制罐中加入4mL HNO3,調整消解條件，第一 步壓強為15atm，溫度為150°C，時間4min，第二步壓強為18atm，溫度為180°C，時間4min， 最后消化液用的HNO3溶解、定容到25mL的容量瓶中，采用TAS-990原子吸收分光光度 計測定其中Cd、Cr、Pb的含量。堆肥背景值測量方法同樣品測量方法。1. 6數據處理數據分析采用EXCEL和SPSS12. 0分析軟件進行處理。2研制結果分析2. 1對錳吸收的影響不同粒徑堆肥有助于草坪植物對錳的吸收，高羊茅莖葉部分積累的錳元素超過根 部，而黑麥草則是根部積累量高于莖葉部分(圖1)。高羊茅在噴施堆肥4時明顯促進對錳 元素的吸收，莖葉部分含量超過對照21. 6%，根部含量超過對照47. 7%，均與對照產生明 顯差異(P < 0. 05)。而在噴施堆肥6時，黑麥草對錳的吸收效果最好，錳在黑麥草體內的含 量達到最高，莖葉和根部的含量分別高于對照13. 3%和9. 5%。2. 2對鉀吸收的影響無論是高羊茅還是黑麥草，莖葉部分對鉀的積累量明顯的超過根部(圖2)。高 羊茅在噴施堆肥5時，體內鉀含量最高，莖葉部分最高為38. 89mg. g—1，根部最高含量為 33. 27mg. g—1，分別超過對照23. 3%和1. 81 %，莖葉和根部都沒有達到顯著(P > 0. 05)。對 于黑麥草，噴施堆肥5時效果最好，鉀含量在莖葉部分和根部的含量都最高，分別比對照高 16. 和8. 07%，但都為達到顯著水平(P > 0. 05)。2. 3對鎂吸收的影響鎂是組成葉綠素的重要元素，在地上部分的含量明顯高于地下部分的含量。本實 驗也證明了這一點，高羊茅和黑麥草莖葉中鎂含量明顯高于根部的含量(見圖3)。高羊茅 在噴施堆肥5時，鎂含量最高，莖葉和根部分別比對照高20. 1 %和60%，都和對照產生明顯 差異(P < 0. 05)。黑麥草體內鎂含量在噴施堆肥4時效果最好，莖葉和根部分別比對照高 11. 和 69. 5%。2. 4對鋅吸收的影響草坪植物體內鋅的含量主要集中在根部，莖葉部分較少(圖4)。高羊茅體內鋅含 量以噴施堆肥5效果最好，莖葉中含量高出對照85.7%，根部高出17.4%。黑麥草以噴施 堆肥6時含量最高，莖葉中含量超出對照95%，根系中含量超過對照22. 7%，且在莖葉中的 含量達到顯著水平(P < 0. 05)。2. 5對鈣吸收的影響鈣在高羊茅莖葉中的含量以噴施堆肥5時效果最好，噴施堆肥4時次之，和對照相 比差異不明顯(P >0.05)，但分別比對照高7. 2%和4.1% (見圖5)。在根重的含量以噴 施堆肥5時含量最高，比對照高出2. 6%。黑麥草莖葉和根部中鈣含量以噴施堆肥4效果最
5好，分別比對照高出3. 6%和20. 3%，且和對照相比根部吸收達到顯著水平(P > 0. 05)。2. 6對銅吸收的影響草坪植物體內銅的含量主要集中在根部，莖葉部分較少(圖6)。高羊茅體內銅含 量以噴施堆肥4時最高，莖葉含量高出對照33. 3%，且與對照相比差異顯著(P < 0. 05)，根 部高出14.5%。黑麥草中莖葉以噴施堆肥6時含量最高，高出對照24. 2%，根部則以噴施 堆肥4時含量最高，比對照高出11.5%，且與對照相差異顯著(P<0. 05)。4研制結論葉面施肥，也是為植物施肥的一種途徑，本部分研究結果表明，葉面施加鈰同樣也 能達到促進草坪植物生長的結果。實驗研究了葉面噴施不同粒徑堆肥對草坪植物高羊茅 和黑麥草的礦質元素吸收的影響。結果表明噴施堆肥5時最能促進高羊茅對大量元素的 吸收，噴施此粒徑堆肥，高羊茅地上部分與地下部分的鈣、鉀、鎂的含量最高，而大量元素在 黑麥草地上部分與地下部分含量則是在噴施堆肥堆肥4和堆肥5時含量最高，均與對照產 生明顯差異。高羊茅莖葉部分與黑麥草莖葉部分銅的含量都是在噴施堆肥6時含量最高； 鋅在草坪植物體內的分布是地下部分明顯高于地上部分，高羊茅體內鋅含量以噴施堆肥5 效果最好，莖葉中含量高出對照85.7%，根部高出17.4%。黑麥草以噴施堆肥6時含量最 高，莖葉中含量超出對照95%。高羊茅體內銅含量以噴施堆肥4時最高，莖葉含量高出對照 33. 3%，根部高出14. 5%。黑麥草中莖葉以噴施堆肥6時含量最高，高出對照24. 2%，根部 則以噴施堆肥4時含量最高，比對照高出11.5%。施不同粒徑堆肥對草坪植物錳的吸收規 律與對銅的吸收規律基本一致。總之，葉面噴施不同粒徑堆肥有利于草坪植物對礦質元素 的吸收。
圖1為不同粒徑堆肥處理下草坪植物對錳吸收的影響；圖2不同粒徑堆肥處理下草坪植對鉀吸收的影響；圖3不同粒徑堆肥處理下草坪植物對鎂吸收的影響；圖4不同粒徑堆肥處理下草坪植物對鋅吸收的影響；圖5不同粒徑堆肥處理下草坪植對鈣吸收的影響物；圖6不同粒徑堆肥處理下草坪植物對銅吸收的影響。
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(1)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,6min,9min,以制備出不同粒徑的堆肥。所得堆肥經處理后粒徑分別為300nm、240nm 和lOOnm，為了便于文中表述，按照堆肥粒徑從大到小的順序，分別將上述3個粒徑堆肥簡 稱為堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒徑堆肥作為對照(CK)。選用籽粒飽滿、均勻的多 年生黑麥草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festucaarundinacea L.)種子為實驗材料。其中堆肥中有機質含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%,飽和含水量 66. 58%，全氮 0. 57%，全磷 0. 34%，全鉀 1. 21%.(2)用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和IOOnm粒徑堆肥進 行淋洗，每個處理重復3次，淋洗后收集的淋洗液作為噴灑液；(3)采用直徑7cm，高IOcm的塑料盆，按草坪基質為每盆150g 土壤(壤土)，播 種草坪植物黑麥草0. 5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生 長，兩個星期后按田間持水量的55%脅迫程度進行堆肥6噴灑，以后每一至兩天進行稱重 噴灑堆肥6，以維持在脅迫范圍內；實驗持續60d，然后將草坪植物黑麥草齊根剪下，測定各 指標。黑麥草中莖葉以噴施堆肥6時含量最高，高出對照24. 2%，根部則以噴施堆肥4時含 量最高，比對照高出11.5%。植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的時 間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21. 4°C，最低溫度為14. 6°C。平均濕度
為36. 2%，平均最大濕度為42. 4%，平均最小濕度為32. 7%。平均光量子密度為800umol.
-2 -1 m . s ο實施例2其他同實例1。用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和IOOnm
粒徑堆肥進行淋洗，每個處理重復3次，淋洗后收集的淋洗液作為噴灑液；(3)采用直徑7cm，高IOcm的塑料盆，按草坪基質為每盆150g 土壤(壤土)，播種 草坪植物(黑麥草或高羊茅)0. 5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼 苗初期生長，兩個星期后按田間持水量的55%脅迫程度進行噴灑堆肥6，以后每一至兩天 進行稱重噴灑堆肥6，以維持在脅迫范圍內；實驗持續60d，然后將草坪植物齊根剪下，測定 各指標。黑麥草莖葉以噴施堆肥6時含量最高，高出對照24. 2%,植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的時 間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21. 4°C，最低溫度為14. 6°C。平均濕度
為36. 2%，平均最大濕度為42. 4%，平均最小濕度為32. 7%。平均光量子密度為600umol.
-2 -1 m . s ο實施例3其他同實例1。用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和IOOnm
粒徑堆肥進行淋洗，每個處理重復3次，淋洗后收集的淋洗液作為噴灑液；(3)采用直徑7cm，高IOcm的塑料盆，按草坪基質為每盆150g 土壤(壤土)，播種 高羊茅植物0. 5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩 個星期后按田間持水量的55%脅迫程度進行噴灑堆肥5，以后每一至兩天進行稱重噴灑堆 肥5，以維持在脅迫范圍內；實驗持續60d，然后將高羊茅齊根剪下，進行測定。噴施堆肥5 時最能促進高羊茅對大量元素的吸收，噴施此粒徑堆肥，高羊茅地上部分與地下部分的鈣、 鉀、鎂的含量最高。植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的時 間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21. 4°C，最低溫度為14. 6°C。平均濕度為
36. 2%，平均最大濕度為42. 4%，平均最小濕度為32. 7%。平均光量子密度為800umolm_2.
-1 S O
權利要求
一種采用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪礦質營養吸收的方法，其特征在于，(1)將生活垃圾堆肥先去除各類雜物，然后在105℃條件下烘干至恒重，篩分出170nm粒徑的堆肥；將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，制備出300nm、240nm和100nm不同粒徑的垃圾微肥；(2)用蒸餾水以重量分數比為15∶1的比例對300nm、240nm和100nm粒徑堆肥進行淋洗，每個處理重復3次，淋洗后收集的淋洗液作為草坪植物葉面噴灑液；(3)盆栽試驗采用直徑7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g土壤，播種草坪植物0.5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期后按田間持水量的55％-65％脅迫程度進行噴灑，以后每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫范圍內；實驗持續60d，然后將草坪植物齊根剪下，測定各指標。
2.權利要求1所述的采用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪礦質營養吸收的方法，其中的 土壤質地為壤土。
3.權利要求1所述的采用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪礦質營養吸收的方法，其中的 草坪植物為高羊茅或黑麥草。
全文摘要
本發明涉及一種采用細微垃圾堆肥提高草坪礦質營養吸收的方法。它是將垃圾堆肥預處理，將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，制備出300nm、240nm和100nm不同粒徑的垃圾微肥；用蒸餾水以重量分數比為15∶1的比例對粒徑堆肥進行淋洗，收集淋洗液作為葉面噴灑液；按草坪基質為每盆150g土壤，播種草坪植物0.5g/盆，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期后按田間持水量的55-65％脅迫程度進行噴灑，以后每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫范圍內；實驗持續60d，然后測定各項指標，實驗結果表明不同粒徑堆肥浸提液葉面噴施有利于草坪植物對礦質元素的吸收。
文檔編號A01G1/00GK101884279SQ20101019130
公開日2010年11月17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