一種適用于草坪草的混合栽培基質及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于草坪草的混合栽培基質及其應用。適用于草坪草的混合栽培基質，它由污泥堆肥、土和煤矸石組成；污泥堆肥、土和煤矸石的質量比為2～4：10～12：4～7。混合栽培基質應用于草坪草的栽培，包括如下步驟：將其鋪設于地面上，將草坪草的種子播種到適用于草坪草的混合栽培基質內，培養即得到草坪草。本發明具有以下優點：混合栽培基質代替壤土進行草坪草種植可節約土地資源，緩解城市綠化對土壤的需求壓力；用污泥堆肥提供草坪草所需的養分，能節省肥料，也能有效利用污泥，同時防止有毒成分進入食物鏈；原料來源豐富，成本低，制備方法簡單，種植草坪的成坪時間短，且草坪草栽培效果良好，播種前無需預處理，可大面積推廣。
【專利說明】一種適用于草坪草的混合栽培基質及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于草坪草的混合栽培基質及其應用，屬于環境工程領域。
【背景技術】
[0002]近年來，城市生態文明建設備受重視，綠化成為衡量城市環境質量的重要指標，草坪建植在城市綠化中占有極其重要的位置。傳統的草坪栽培不僅占用大量耕地，而且在草皮生產過程中，2挪以上的壤土被鏟走，肥沃的壤土遭到破壞。同時，由于壤土肥力有限，需施加大量化肥以保證草坪草生長所需養分，由此帶來嚴重的環境污染問題。此外，草坪培植周期長，草皮較重，運輸不便。
[0003]我國年廢水排放總量約400多億噸，年干污泥排放總量為550?600萬噸，且不斷增加。若城市污泥未妥當處理便進入環境，可能會影響生態環境和人類健康。所以，污泥的處理處置問題引起了人們的廣泛關注。
[0004]煤矸石是成煤過程中的伴生廢石，是碳質、泥質和砂質頁巖的混合物，具有低發熱值。中國煤矸石年排放量為1.2?1.8億噸，預測全國煤矸石累積堆存量34億噸，占地約1.3萬公頃，是中國工業固體廢物中產量和累積存量最大的固體廢物。煤矸石物理性質與土壤接近，有機質含量為15?40%，如何在農業領域利用煤矸石，由此減少其累積存量，越來越引起人們的重視。
[0005]污泥堆肥的制備方法為:向污泥中加入一定比例的綠化廢物，綠化廢物為園林綠化中落葉、枝干等廢棄物，利用微生物群落在好氧環境下對多種有機物進行氧化分解，使有機物轉化為類腐殖質的過程稱為污泥堆肥化。污泥經高溫好氧堆肥處理后，物理性狀改善，孔隙度增加，粒度更加均勻細致，病原菌和寄生蟲卵等幾乎全部被殺死，同時營養成分含量增加，重金屬含量較低，污泥的可利用性增加，是一種很好的土壤改良劑和肥料。
[0006]近年來，施加污泥堆肥的土壤備受關注，施用污泥堆肥能有效改善土壤結構、土壤的水力學性質、土壤的化學性質以及生物學性質，改善的土壤對作物起到明顯的增產效果。但直接施用污泥堆肥，其中的重金屬等污染物可能造成產品品質不良。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種適用于草坪草的混合栽培基質及其應用，本發明成本低、制備方法簡單；能節約土地資源，節省肥料；用于草坪成坪時間短，適用性強、可大面積推廣使用。
[0008]本發明提供的適用于草坪草的混合栽培基質，它由污泥堆肥、土和煤矸石組成；
[0009]所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石的質量比可為2?4:10?12:4?7。
[0010]本發明中所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石的質量比具體可為1:5.6:3.4。
[0011]上述的混合栽培基質，其特征在于:所述污泥堆肥為污水處理廠脫水后的污泥與綠化廢物進行共堆肥制得。
[0012]上述的混合栽培基質，其特征在于:所述污泥堆肥為由質量比可為2?3:1的所述污水處理廠脫水后的污泥與所述綠化廢物進行共堆肥制得，具體可由質量比為1:2的所述污水處理廠脫水后的污泥與所述綠化廢物進行共堆肥制得；
[0013]所述污泥堆肥的堆制過程如下:⑴將質量比可為2?3:1的所述污水處理廠脫水后的污泥與所述綠化廢物在混料機中混勻得到混合物；(2)所述混合物采用如下1)或2)步驟進行堆肥:1)將所述混合物于滾筒式堆肥反應器中堆肥，采用連續通風方式進行好氧發酵，在堆肥過程中由堆體下側鼓入空氣進行通風，所述空氣自滾筒上側排出，所述堆體的溫度保持55?651，進行堆制3?5天，得到所述污泥堆肥；2〉所述混合物通過條垛式堆肥進行好氧發酵，采用人工翻堆方式進行通風，翻堆的周期為3?4天，所述堆體的溫度為55?651，進行堆制5天以上，得到所述污泥堆肥；
[0014]所述污水處理廠脫水后的污泥的質量含水率可為75?90%，具體可為82.87%，粒徑為1.70?4.00臟；
[0015]所述綠化廢物的質量含水率可為15?30%，具體可為22.10%，粒徑為2?3(3111。
[0016]上述的混合栽培基質，其特征在于:所述污泥堆肥的質量含水率可為5?15%，具體可為9.14% ；
[0017]所述污泥堆肥的粒徑可為1?3111111，具體可為1.70111111 ；
[0018]所述污泥堆肥中有機質的質量含量大于70%，具體可為72.18% ；
[0019]每敁所述污泥堆肥中，總氮的質量含量可為15?258，磷的質量含量可為20?308，鉀的質量含量可為15?258 ；每敁所述污泥堆肥中，總氮的質量含量具體可為20.98，磷的質量含量具體可為24.58，鉀的質量含量可為19.00邑。
[0020]上述的混合栽培基質，其特征在于:所述土為地表20(^1以下的土壤，具體可為土壤層20^之外、不用于耕種的粘性土，不含或僅含少量砂石；
[0021]所述土的粒徑可為0.5?3.0。111 ；
[0022]所述土中有機質的質量含量小于10%，具體可為9.34% ；
[0023]每敁所述土中，總氮的質量含量可為0.5?1.08，磷的質量含量可為0.15?0.258，鉀的質量含量可為7.0?8.08 ；每敁所述土中，總氮的質量含量具體可為0.778，磷的質量含量可為0.18&鉀的質量含量可為7.38^ ；
[0024]所述煤矸石的粒徑可為0.5?3.00111；
[0025]所述煤矸石中有機質的質量含量可為15?40%，具體可為37.33% ；
[0026]每敁所述煤矸石中，總氮的質量含量可為2.0?3.08，磷的質量含量可為0.1?0.58，鉀的質量含量可為4.0?5.；每敁所述煤矸石中，總氮的質量含量具體可為2.888，磷的質量含量可為0.268，鉀的質量含量可為4.708。
[0027]本發明中，所述煤矸石指的是采煤過程中或洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石，其主要成分是八1203、3102，另外還含有數量不等的？6203、0^0、啦0、似20、？205、303和微量稀有元素。
[0028]本發明中，所述適用于草坪草的混合栽培基質的制備方法，包括如下步驟:將所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石均勻混合，即得到所述適用于草坪草的混合栽培基質。
[0029]本發明還提供了草坪草的栽培方法，包括如下步驟:將上述適用于草坪草的混合栽培基質鋪設于地面上，將所述草坪草的種子播種到所述適用于草坪草的混合栽培基質內，培養即得到所述草坪草；本發明草坪草的播種和日常管理方法均采用本領域常用的方法。
[0030]上述的方法，所述適用于草坪草的混合栽培基質鋪設的厚度可為10?15^。
[0031]上述的方法，所述草坪草可為果嶺草、天堂草、馬尼拉草和/或高羊茅草；
[0032]每平方米所述適用于草坪草的混合栽培基質上所述草坪草的播種密度可為30?508，具體可為每平方米所述適用于草坪草的混合栽培基質上所述草坪草的播種密度508。
[0033]上述的方法，還包括所述草坪草的播種日至所述草坪草的種子出苗后的7?10(1，在所述適用于草坪草的混合栽培基質上覆蓋土工膜的步驟，用所述土工膜覆蓋以達到保水保溫的作用。
[0034]上述的方法，還包括所述草坪草的播種后每天澆水，使所述適用于草坪草的混合栽培基質的質量含水率不小于80% (如使混合栽培基質的質量含水率為80% )的步驟。
[0035]本發明所述草坪草的栽培方法中，在所述草坪草的種子播種以后，可及時拔出雜草；所述草坪草的種子培養得到的所述草坪草進行修剪，使所述草坪草的株高不超過5(3！！！。
[0036]利用本發明中草坪草的栽培方法，既能將所述草坪草直接播種于需要綠化的地面，栽培得到草坪，又能將得到的所述草坪草連同所述混合栽培基質鏟下，即得所述草坪，所述草坪質輕，便于運輸，運輸至需要綠化的地面鋪設即可。
[0037]本發明具有以下優點:
[0038]1、使用本發明適用于草坪草的混合栽培基質代替壤土進行草坪草種植可以節約土地資源，可解決由于大面積的草坪培育而帶來的土壤資源浪費問題，緩解城市綠化對土壤的需求壓力。
[0039]2、用污泥堆肥提供草坪草所需的養分，可促進草坪草生長，能節省肥料，也為污泥堆肥的利用提供了新途徑，同時防止有毒成分進入食物鏈。
[0040]3、本發明的原料來源豐富，成本低，制備方法簡單，且草坪草栽培效果良好，播種前無需預處理，可大面積推廣。
[0041]4、本發明用于草坪生產期間病蟲害少，成坪時間短，草坪質量輕，便于運輸；踐踏后易于復蘇，全年常青，具有適應性強，生長勢強，成坪快等諸多優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1為本發明適用于草坪草的混合栽培基質栽培草坪草的流程圖。
【具體實施方式】
[0043]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0044]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0045]下述實施例中，容重:按照《土壤檢測第4部分:土壤容重的測定》(階/11121.4-2006)測定；比重:按照《森林土壤比重的測定》(68 7844-1987)測定；總孔隙度:應用容重與比重計算得出，公式為:總孔隙度(％) = (1 一容重/比重)^100?^飽和含水率:應用孔隙度與容重計算得出，公式為:飽和含水率)=總孔隙度/容重；有機質含量:按照《土壤檢測第6部分:土壤有機質的測定》(階/1 1121.6-2006)測定；邱:將基質和蒸餾水按照1:5混合，采用邱計測定；電導率(￡0:將基質和蒸餾水按照1:5混合，采用電導率儀測定；陽離子交換量￠￡0:采用氯化鋇-硫酸強迫交換法測定；全氮:按照《土壤全氮測定法(半微量開氏法)》(階/1153-1987)和《有機肥料》(階525-2012)測定；全磷:按照《土壤全磷測定法》(^/1 88-1988)和《有機肥料》(階525-2012)測定；全鉀:按照《土壤全鉀測定法》(^/1 87-1988)和《有機肥料》(階525-2012)測定；附:按照《土壤質量鎳的測定火焰原子吸收分光光度法》(⑶八17139-1997)測定；。、:按照《土壤質量銅、鋅的測定火焰原子吸收分光光度法》(⑶八17138-1997)測定抑、0(1:按照《土壤質量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》(⑶八17141-1997)測定；取:按照《土壤質量總汞的測定冷原子吸收分光光度法》(￠8/1 17136-1997)測定；0:按照《土壤總鉻的測定火焰原子吸收分光光度法》(町491-2009)測定如:按照《土壤質量總砷的測定二乙基二硫代氨基甲酸銀》(68/1 17134-1997)測定。
[0046]實施例1、適用于草坪草的混合栽培基質栽培果嶺草
[0047](一 )適用于草坪草的混合栽培基質的制備
[0048]污泥堆肥按照如下過程進行堆制:
[0049]由質量比為2:1的污水處理廠脫水后的污泥(質量含水率為82.87%，粒徑^1.70^4.00.)與綠化廢物(指的是園林綠化中落葉、枝干等廢棄物，質量含水率為22.10%，粒徑為2?3(^)進行混合，得到堆體；將所述混合物于滾筒式堆肥反應器中堆肥，在連續通風方式進行好氧發酵，在堆肥過程中由堆料下側鼓入空氣，然后空氣自滾筒上側排出，堆體的溫度保持55?651:，進行堆制3?5天，即得到質量含水率為9.14%的污泥堆月巴，污泥堆肥過10目篩，粒徑為1.污泥堆肥中有機質的質量含量為72.18%；每敁污泥堆肥中，總氮的質量含量為20.908，磷的質量含量為24.508，總氮的質量含量為19.008。
[0050]土為地表20(3111以下的土壤，即土壤層之外的粘性土，不含或僅含少量砂石；土經過簡單敲碎，粒徑為0.5?3.00111 ；土中有機質的質量含量為9.34% ；每敁土中，總氮的質量含量為0.778，磷的質量含量為0.1如，鉀的質量含量為7.388。
[0051]煤矸石經過簡單敲碎，粒徑為0.5?3.0挪；煤矸石中有機質的質量含量為37.33% ；每敁煤矸石中，總氮的質量含量為2.888，磷的質量含量為0.268，鉀的質量含量為 4.70。
[0052]將上述質量比為1:5.6:3.4的污泥堆肥、土和煤矸石進行均勻混合，即得到適用于草坪草的混合栽培基質。
[0053]為評價本發明適用于草坪草的混合栽培基質的品質，測定了混合栽培基質的如下參數，其結果如下所示:
[0054]基質物理性質包括比重、容重、總孔隙度及飽和含水率，基質比重為2.16?2.22^/^,容重為0.86?0.938/挪3，總孔隙度為58.27?59.95 %，飽和含水率為62.98%?69.59% ；
[0055]基質化學性質包括邱、電導率郵)、陽離子交換量細0和有機質等，基質邱為 5.45 ?5.95，此為 0.311 ?0.3751118/0111, 020 為 40.07 ?50.4511101/^,有機質含量為26.75 ?31.80% ；
[0056]基質的營養元素包括總氮、磷和鉀等，其總氮、磷和鉀的質量含量分別為3.50?
5.43呂八呂、3’ 64 ?5.07呂八呂、7’ 64 ?8.90^/1? ；
[0057]基質的重金屬主要包括鎳(附)、銅(011)、鋅(211)、鉛姊)、鎘(0(1)、汞(?)、鍺(01-)和砷(八8)，其含量分別為 33.89 ?34.07^/^,40.08 ?45.58^/^,95.47 ?133.70呢八邑、29? 00 ?32.4811^/^^0.28 ?0.3311^/^^0.05 ?0.0611^/^^69.45 ?71.44呢八邑和15.35?15.70呢八邑。
[0058]由上述各項品質指標的測定數據可知，本發明適用于草坪草的混合栽培基質的各項指標均達到《花丼栽培基質標準》(0811/1 770-20101
[0059]( 二 )果嶺草的栽培
[0060]如圖1所示，為本發明適用于草坪草的混合栽培基質栽培草坪草的流程圖。
[0061]將上述(一)中制備的適用于草坪草的混合栽培基質均勻鋪在平整的地面上，鋪設的厚度為15挪，將果嶺草的種子播種到混合栽培基質內，果嶺草的種子播種密度為508/III2。播種后，為保水保肥，在混合栽培基質上覆蓋土工膜，直至果嶺草的種子出苗后7(1將土工膜取下。同時，在播種后，每天澆水保證混合栽培基質濕潤，使混合栽培基質的質量含水率達到80%，以滿足果嶺草的發芽和生長需要水分。播種后草坪管理為及時拔出雜草，從出苗后一個月左右，適時進行草坪修剪，保持果嶺草的株高不超過5挪，得到草坪。
[0062]本發明中對草坪草栽培效果的各指標按照如下方法測定:
[0063]出苗時間:從播種開始，每天觀測出苗情況直到80%種子發芽為止。
[0064]密度:實測法，樣方為10(?^ 10(3111，每個基質取3個樣方，記錄樣方內草坪草株數，計算100挪2內平均草坪草株數。
[0065]葉綠素:丙酮提取法。
[0066]生物量:地上生物量采用樣方刈割法，地下生物量采用土鉆法。
[0067]本發明適用于草坪草的混合栽培基質對果嶺草的栽培效果:
[0068]采用栽培的果嶺草的生長指標包括出苗時間、生長密度、葉綠素含量、地上生物量、地下生物量和成卷時間等進行測定。與對比例1相比，果嶺草種子的出苗時間為7天左右；出苗后20天生長密度為214.12?244.73株/100(^,是農耕土的1.45?1.66倍；葉綠素含量為1.702?1.885呢/仏是農耕土的1.28?1.42倍；出苗后30天地上生物量為343.81?391.098?2，地下生物量為447.51?513.02^,分別是農耕土的2.89?3.29，
6.79?7.78倍；成卷時間為69?70天。上述生長的測定指標與農耕土基本一致，說明本發明方法能達到栽培草坪草的目的，能較好的。
[0069]對比例1、
[0070]按照實施例1中(二)果嶺草的栽培方法，不同的是將適用于草坪草的混合栽培基質替換為農耕土。農耕土有機物含量為10.21 %，每敁農耕土總氮、磷、鉀含量分別0.98、0.31 和 3.27。
[0071]果嶺草種子的出苗時間為6天左右；出苗后20天生長密度為147.72株
[0072]葉綠素含量為1.300?1.350呢4 ；出苗后30天地上生物量為115?1258?2，地下生物量為61?718/?2；成卷時間為69?70天。
【權利要求】
1.一種適用于草坪草的混合栽培基質，其特征在于:它由污泥堆肥、土和煤矸石組成； 所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石的質量比為2?4:10?12:4?7。
2.根據權利要求1所述的混合栽培基質，其特征在于:所述污泥堆肥為污水處理廠脫水后的污泥與綠化廢物進行共堆肥制得。
3.根據權利要求2所述的混合栽培基質，其特征在于:所述污泥堆肥為由質量比為2?3:1的所述污水處理廠脫水后的污泥與所述綠化廢物進行共堆肥制得； 所述污水處理廠脫水后的污泥的質量含水率為75?90%，粒徑為1.70?4.0Omm ; 所述綠化廢物的質量含水率為15?30%，粒徑為2?3cm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的混合栽培基質，其特征在于:所述污泥堆肥的質量含水率為5?15% ; 所述污泥堆肥的粒徑為I?3mm ; 所述污泥堆肥中有機質的質量含量大于70% ; 每Kg所述污泥堆肥中，總氮的質量含量為15?25g，磷的質量含量為20?30g，鉀的質量含量為15?25g。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的混合栽培基質，其特征在于:所述土為地表20cm以下的土壤； 所述土的粒徑為0.5?3.0cm ； 所述土中有機質的質量含量小于10% ； 每Kg所述土中，總氮的質量含量為0.5?1.0g，磷的質量含量為0.15?0.25g，鉀的質量含量為7.0?8.0g ; 所述煤矸石的粒徑為0.5?3.0cm ； 所述煤矸石中有機質的質量含量為15?40% ; 每Kg所述煤矸石中，總氮的質量含量為2.0?3.0g,磷的質量含量為0.1?0.5g，鉀的質量含量為4.0?5.5g。
6.一種草坪草的栽培方法，包括如下步驟:將權利要求1-6中任一項所述適用于草坪草的混合栽培基質鋪設于地面上，將所述草坪草的種子播種到所述適用于草坪草的混合栽培基質內，培養即得到所述草坪草。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于:所述適用于草坪草的混合栽培基質鋪設的厚度為10?15cm。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于:所述草坪草為果嶺草、天堂草、馬尼拉草和/或高羊茅草； 每平方米所述適用于草坪草的混合栽培基質上所述草坪草的播種密度為30?50g。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的方法，其特征在于:還包括所述草坪草的播種日至所述草坪草的種子出苗后的7?10d，在所述適用于草坪草的混合栽培基質上覆蓋土工膜的步驟。
10.根據權利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于:還包括所述草坪草的播種后每天澆水，使所述適用于草坪草的混合栽培基質的質量含水率不小于80%的步驟。
【文檔編號】C05G3/00GK104496693SQ201410842965
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月30日 優先權日:2014年12月30日
【發明者】王洪濤, 郭香麟, 尚浩冉, 張遠澄 申請人:清華大學