CN101248747B - 一种无土草皮栽培基质及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无土草皮栽培基质，是利用城市垃圾堆肥和沙子制成。本发明通过将城市垃圾堆肥和沙子混合制备无土草皮生产基质，不仅可以避开食物链，而且还可以为我国城市固体废弃物垃圾指明一条新的处理途径。

Description

一种无土草皮栽培基质及其应用

技术领域

本发明涉及城市固体废弃物资源化利用，具体地，涉及一种包含城市垃圾堆肥的栽培基质在无土草皮栽培中的应用。

背景技术

目前，我国的草皮生产面积已经超过10000hm²，仅北京周围就有5000hm²左右的草皮生产基地。在传统的草皮生产中，为保证草皮质量，每完成一次草皮生产过程，至少要铲去2cm以上的熟土，在同一地块连续生产3～4茬草皮之后，肥沃的农田即遭到破坏，造成土壤退化等生态和环境问题，而且失去肥沃的表土后，紧实的犁底层将会使草皮草难以扎根，严重影响草皮质量，甚至阻碍草皮的持续生产。改变传统的有土草皮生产模式，开发新的草皮生产方式势在必行。

人们从20世纪40年代起就开始寻求新的草皮生产方式——无土草皮。泥炭、岩棉和蛭石等是目前世界上应用最广泛的无土栽培基质。但是，岩棉使用后难以处理，严重污染环境；天然泥炭资源有限，短期内不可再生；蛭石易破碎，一般使用1～2次就需要更换。因此，寻求目前常用无土栽培基质的替代品将是今后一段时间无土栽培基质研究特别是无土草皮栽培基质研究的热点。

近年来，随着我国经济的快速发展，城市人口的急剧膨胀以及人们生活水平的不断提高，城市固体废物垃圾的产量不断增加。如今，我国每年排放垃圾1.5×10⁸t。但是目前我国不少城市垃圾的处置未达到减量化、稳定化、无害化、资源化的要求，存在着潜在的二次污染问题，给城市环境带来了极大的隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用城市垃圾开发的无土草皮栽培基质。

根据本发明人的研究结果，采用处理后的城市垃圾所得的堆肥生产草皮基质，不仅解决废弃物污染问题，实现废弃物资源化，还可以提供大量有机质和肥料，减少化肥的使用，改良土壤理化性质。另外，由于城市垃圾堆肥的有机物含量很高，吸水性较强，而沙子的物理化学性质稳定，通水透气性好，杂质含量低，与城市垃圾堆肥在物理化学性质上可以很好地互补。为保证草皮生产质量，将城市垃圾堆肥与沙子混合，生产本发明所涉及的无土草皮栽培基质。

为了实现本发明的目的，本发明的无土草皮栽培基质包含城市垃圾，且所述的城市垃圾原料应满足以下要求：

a)密度：适用于堆肥的垃圾密度一般为350～650kg/m′；

b)组成成分(湿重)％：其中有机物含量不少于20％；

c)含水率：适合堆肥的垃圾含水率为40％～60％；

d)碳氮比(C/N)：适合堆肥的垃圾碳氮比为20∶1～30∶1；

e)堆肥温度(静态堆肥工艺)：＞55℃持续5天以上；

f)蛔虫卵死亡率：95％～100％；

g)粪大肠菌值：10^-1～10^-2。

将城市垃圾进行堆肥处理，堆肥过程包括垃圾筛分，生物除臭，发酵等，此技术是本领域技术人员可以获知的，也可以由垃圾处理厂完成。堆肥的产品质量应达到以下标准(以干基计)：

a)粒度：山林果园用堆肥产品粒度不大于50mm，

b)含水率：≤35％，

c)pH值：6.5～8.5，

d)全氮(以N计)：≥0.5％，

e)全磷(以P₂O₅计)：≥0.3％，

f)全钾(以K₂O计)：≥1.0％，

g)有机质(以C计)：≥10％，

h)重金属含量：

总镉(以Cd计)：≤3mg/kg

总汞(以Hg计)：≤5mg/kg

总铅(以Pb计)：≤100mg/kg

总铬(以Cr计)：≤300mg/kg

总砷(以As计)：≤30mg/kg

具体的包括：1)城市垃圾堆肥和沙子，二者重量百分比为城市垃圾堆肥10～90％、沙子90～10％；

对各栽培基质进行聚类分析得出：优选的城市垃圾堆肥为30～70％、沙子70～30％。

2)将城市垃圾堆肥和沙子按上述比例混合。

本发明所涉及的栽培基质所用的城市垃圾经过合理的堆肥后是植物良好的生长介质，不仅解决废弃物污染问题，实现废弃物资源化，还可以提供大量有机质和肥料，减少化肥的使用，改良土壤理化性质。

作为无土草皮生产基质，不仅可以避开食物链，保证草皮生产质量。而且还可以为我国城市固体废弃物垃圾指明一条新的处理途径。

附图说明

图1聚类分析图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

高羊茅(F.arundinacea Schreb.)，品种为猎狗5号(Houndog5)作为草种子制备草皮，草种子由丹农国际种子公司(DLF InternationalSeeds)提供，发芽率≥85％。

试验地位于北京海淀区东北旺园艺场北京林业大学草坪实验站。

本实施例所用的城市垃圾堆肥由北京怀柔垃圾综合处理厂提供；沙子为市售中沙。

本实施例所用城市垃圾堆肥、沙子、大田土壤的基本理化性状见表1。

表1供试基质基本理化性状

本实施例采用城市垃圾堆肥和市售中沙不同体积混合(见表2)，作为草皮栽培基质，并以大田土壤为对照，具体基质配比方案见表2。播种时间为2006年4月26日，播种量为35g/m²。

表2基质配比方案

对采用表2配方的不同基质与对照大田土壤栽培得到的草皮的质量指标进行了对比研究，结果如下：

1、对草皮新鲜度的影响

草坪草的新鲜度是影响草皮质量的重要因素。草皮的新鲜度采用测定植株含水量的方法测定，具体测定方法参照GB/T 18247.7-2000和GB/T 19369-2003，草坪草植株含水量越高说明草坪草的新鲜度等级越高，草皮的质量就越好；反之，草坪草植株含水量越低说明草坪草的新鲜度等级越低，草皮的质量就越差。

各基质和对照栽培的高羊茅草皮新鲜度对比结果见表3。

表3各基质栽培的高羊茅草皮新鲜度(％)

2、对草皮韧性的影响

草皮韧性是指单位面积草皮所能承受静拉力的大小，采用草皮强度计测定单位宽度(50cm)草皮所能承受的静拉力大小来表示草皮卷和草皮块抗外力撕拉的性能。它是草皮生产中最重要的特征指标之一。草皮生产者往往就是根据草皮的韧性和草皮的密度盖度来决定草皮是否成熟。在草皮生产中，如果草皮的根系、地下茎或者匍匐茎还没有充分发育，则其韧性就达不到要求，草皮就无法铲起，进行装卸和移栽。

各基质和对照栽培的高羊茅草皮韧性对比结果见表4。

表4各基质栽培的高羊茅草皮韧性(N)

3、对病虫侵害度的影响

草坪草的病虫侵害度是草皮产品等级划分的重要指标，根据国家标准GB/T 18247.7-2000和GB/T 19369-2003，利用盖度仪测定病虫害侵害度，草皮生产者尤其要重视草皮生产地的病虫害情况。

各基质和对照栽培的高羊茅病虫侵害度对比结果见表5。

表5各基质栽培的高羊茅病虫侵害度(％)

4、不同栽培基质对草皮生产周期的影响

草皮生产周期是指从草皮繁殖到草皮达到出圃条件所需的时间。缩短草皮的生产周期可以直接降低草皮的生产成本和增加单位面积草皮栽培地的产量。

各基质和对照栽培的高羊茅草皮生产周期对比结果见表6。

表6各基质栽培的高羊茅草皮生产周期(d)

5、对草皮质量影响的聚类分析

根据上述1-4不同栽培基质对高羊茅草皮质量的影响，对各栽培基质用最短距离法作聚类分析。聚类图见附图1。

聚类分析结果表明，试验所采用的11种栽培基质共可以分为3大类：T1、T2为一类，T8、T9、T10为一类，T3、T4、T5、T6、T7、CK为一类。

结合表3至表6可以看出，整体来说栽培基质T1、T2，T8、T9、T10栽培的高羊茅草皮质量不及T3、T4、T5、T6、T7、CK栽培的高羊茅草皮质量。

通过分析不难得出，T1、T2基质沙子比重过大，基质中的有机物比较少，没有充足的养分供草坪草生长；而T8、T9、T10基质垃圾堆肥比重过大，有机物含量过高，通水透气性较差，而且由于垃圾来源十分广泛，其中难免有些抑制草坪草生长的物质，如：重金属等。

因此，城市垃圾堆肥和沙子混合开发无土草皮栽培基质较适宜的基质配比为垃圾堆肥含量在30％～70％之间。

在现实栽培过程中，当草皮栽培基质中的垃圾堆肥含量在0～20％之间时，可以通过添加无机肥料来调节基质肥力以提高草皮质量。当垃圾堆肥含量超过70％时，可以通过控制垃圾堆肥质量等方法提高草皮质量。

实施例2

本实施例所用的草种为高羊茅，品种为猎狗5号(Houndog5)。

本实施例利用城市垃圾堆肥制备的无土草皮栽培基质栽培高羊茅，栽培步骤如下：

(1)、制备基质

如果基质过厚则会增加草皮生产成本及运输成本(重量)，同时基质中重金属含量也会较多。如果基质过薄则基质保水保肥能力差，管理成本增加，同时基质较轻，草坪草种容易被冲散，坪床易被冲不平。具体厚度应视情况而定。

将重量百分比为60％城市垃圾堆肥和40％沙子混合，平摊在在坪床上，适当镇压或者浇水使其自然沉降，制备厚度为2.5～5cm的栽培基质。

(2)、播种

按照用量为30～40g/m²的标准，将猎狗5号草种用播种机播种在步骤(1)的基质上。

忌种植过密，影响分蘖；忌播量太小，影响草坪草密度和盖度，进而影响草皮生产周期。草坪草幼苗发育阶段对盐碱最敏感，如果基质含盐量较多则可以增加播量或播前进行种子抗盐碱处理。

播完种后，用细齿耙往返拉松表层基质，使种子与表层基质均匀混合，然后适度镇压，防止种子外露，最后在坪床上覆盖无纺布或植物秸秆。这样可以避免草坪草种被冲散，以保出苗均匀；防止厚度较薄、重量较轻的基质被冲不平。

(3)灌溉

播种完成后，进行灌溉，一天喷灌1～2次，等出苗两周后1天灌溉1次。

苗期最好采用喷灌，喷灌要遵循少量多次的原则，要始终保持苗圃基质湿润，忌漫灌(特别是在种子发芽之前，因为无土草皮栽培基质通常较薄，而垃圾堆肥较轻，草坪草种容易被冲散，导致出苗不均匀，同时坪床也易被冲不平，)；忌浇水过多，影响根系生长，应当保持适当的干旱。

(4)修剪

高羊茅无土草皮修剪高度保持在4～8cm。

忌留茬过高，影响分蘖；但是也忌留茬过低，影响生根。草皮出圃前一个月至半个月时，应适当降低留茬高度。其他草坪草的留茬高度可参考《草坪学》(孙吉雄，2004，第二版，p180)常见草坪草标准留茬高度。

(5)当高羊茅草皮覆盖均匀致密，草皮平整，高度适宜，根系发达，草块成型，同时又无杂草无病斑时即认为草皮成坪，将每块草皮卷起来进行移植。

在栽培的过程中，要坚持预防为主的原则。生长季内可视病虫害发生规律，预先施药预防。病虫害高发的高温高湿季节，应有针对性地喷施药剂进行预防。以垃圾堆肥为基质作无土草皮栽培基质时，重点要在夏季防治夏斑病、褐斑病，秋季防治锈病。同时夏季重点防治蛴螬和地老虎。

由于垃圾堆肥含有一定数量的重金属，而重金属污染治理一直是国内外研究的热点和难点。因此，在利用垃圾堆肥开发无土草皮生产基质时一定要本着安全性第一，草皮生产第二的原则。要求试验材料提供方提供各季度的产品安全性检测报告，自己也要对试验材料进行不定时的抽样检测，对于污染环境或潜在污染环境的垃圾堆肥，坚决不予采用。草屑要科学处理，不可饲用，没有经检测的草屑不可随意乱扔、乱倒，要统一收集，统一处理。

实施例3

本实施例利用城市垃圾堆肥制备的无土草皮栽培基质栽培多年生黑麦草，栽培步骤如下：

(1)制备基质

将重量百分比为60％城市垃圾堆肥和40％沙子混合，平摊在在坪床上，适当镇压或者浇水使其自然沉降，制备厚度为2.5～5cm的栽培基质。

如果基质过厚则会增加草皮生产成本及运输成本(重量)，同时基质中重金属含量也会较多。如果基质过薄则基质保水保肥能力差，管理成本增加，同时基质较轻，草坪草种容易被冲散，坪床易被冲不平。具体厚度应视情况而定。

(2)播种

按照25-50g/m²的标准，将多年生黑麦草草种用播种机播种在步骤(1)的基质上。它的种子比较轻且小，所以整理基质要精细，防止播种后因地块大而影响全苗。

播完种后，用细齿耙往返拉松表层基质，使种子与表层基质均匀混合，然后适度镇压，防止种子外露，最后在坪床上覆盖无纺布或植物秸秆。这样可以避免草坪草种被冲散，以保出苗均匀；防止厚度较薄、重量较轻的基质被冲不平。

(3)灌溉

播种完成后，进行灌溉，一天喷灌1～2次，等出苗两周后1天灌溉1次。

苗期最好采用喷灌，喷灌要遵循少量多次的原则，要始终保持苗圃基质湿润，忌漫灌(特别是在种子发芽之前，因为无土草皮栽培基质通常较薄，而垃圾堆肥较轻，草坪草种容易被冲散，导致出苗不均匀，同时坪床也易被冲不平，)；忌浇水过多，影响根系生长，应当保持适当的干旱。

(4)修剪

多年生黑麦草无土草皮修剪高度保持在8cm左右。

忌留茬过高，影响分蘖；但是也忌留茬过低，影响生根。草皮出圃前一个月至半个月时，应适当降低留茬高度。具体留茬高度也可参考《草坪学》(孙吉雄，2004，第二版，p180)常见草坪草标准留茬高度。

(5)当多年生黑麦草覆盖均匀致密，草皮平整，高度适宜，根系发达，草块成型，同时又无杂草无病斑时即认为草皮成坪，将每块草皮卷起来进行移植。

在栽培的过程中，要坚持预防为主的原则。生长季内可视病虫害发生规律，预先施药预防。病虫害高发的高温高湿季节，应有针对性地喷施药剂进行预防。以垃圾堆肥为基质作无土草皮栽培基质时，重点要在夏季防治夏斑病、褐斑病，秋季防治锈病。同时夏季重点防治蛴螬和地老虎。

实际过程中，各种草坪草，如草地早熟禾、匍匐剪股颖等也可以利用城市垃圾堆肥制备的无土草皮栽培基质栽培，其第2步的播种，第4步的修剪可以参考《草坪学》(孙吉雄，2004，第二版)。

Claims (5)

1.一种无土草皮栽培基质，其包括城市垃圾和沙子；其中所述城市垃圾经过堆肥处理，其重量百分比为30～70％、沙子的重量百分比为70～30％。

2.如权利要求1所述的栽培基质，其特征在于，所述的城市垃圾堆肥粒度不大于50mm；以N计，全氮：≥0.5％；以P₂O₅计，全磷：≥0.3％；以K₂O计，全钾：≥1.0％；以C计，有机质：≥10％；以N计，水解氮：≥60mg/kg；以P₂O₅计，速效磷≥60mg/kg；以K₂O计，速效钾≥80mg/kg。

3.如权利要求1或2所述的栽培基质，其特征在于，所述的城市垃圾堆肥的重金属含量为：以Cd计，总镉≤3mg/kg；以Hg计总汞≤5mg/kg；以Pb计，总铅≤100mg/kg；以Cr计，总铬≤300mg/kg；以As计，总砷≤30mg/kg。

4.权利要求1或2所述的栽培基质在无土草皮栽培中的应用。

5.权利要求3所述的栽培基质在无土草皮栽培中的应用。

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