CN101869033A

CN101869033A - 一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法

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Publication number: CN101869033A
Application number: CN201010191291A
Authority: CN
Inventors: 多立安; 赵树兰
Original assignee: Tianjin Normal University
Current assignee: Tianjin Normal University
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: CN101869033B

Abstract

本发明涉及一种采用细微垃圾堆肥提高草坪抗旱性的方法。它是将城市生活垃圾堆肥预处理，将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，制备出300nm、240nm和100nm不同粒径的垃圾微肥；用蒸馏水以重量分数比为15∶1的比例对粒径堆肥进行淋洗，收集淋洗液作为植物叶面喷洒液；盆栽试验采用直径7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g土壤，播种草坪植物0.5g/盆，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55％-65％胁迫程度进行叶面喷洒，以后每一至两天进行称重，以维持水分在胁迫范围内；实验持续60d，然后将草坪植物齐根剪下，测定各项指标。实验结果表明不同粒径堆肥浸提液叶面喷洒能缓解干旱胁迫对草坪植物的伤害，起到了抗旱保水的作用。

Description

一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及城市生活垃圾堆肥的合理使用。更具体的说是一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法。

背景技术

草坪对城市绿化、环境保护和生态平衡起着重要的作用。草坪草的种植和保养需要大量的水分；而草坪对灌溉用水的大量需求使得草坪的养护成本极高，这对于淡水资源相对贫乏的中国来说无疑是一个承重的负担，也限制了草坪业的发展。施肥处理是草坪养护管理体系中最重要的管理手段之一，为了及时补充草坪土壤中养分供应的不足，常常以施肥来使草坪质量保持在一个较高的水平。但城市人工草坪不像自然草地那样耐旱，尤其是耐渴能力很差。草坪根系较浅，不足以在土壤中吸收足够的水分，只能靠人工浇灌。在旱季草坪每天要浇一次水，即使在雨季，每月至少也要浇两次水。一旦缺水会导致草坪生长不良。尤其是在我国北方城市，每年要消耗大量的水，年灌水量大约为0.6-1.0m³/m²。所以每年每平方米草坪的用水成本为4.5元左右。草坪水分管理的高成本往往使得我国北方城市草坪水分不足，使得草坪的质量下降。长期供水不足，草坪就会慢慢的退化，从而导致草坪失去了原有的价值和功能，这个时候人们的选择只能是放弃草坪。因此，在人类面临水资源匮乏的今天，水资源的调配与利用将是草坪建植和管理上人们面临的最大挑战。在城市绿地上如何经济合理地利用水资源已成为一个热点研究问题。当今城市草坪绿地面积不断增长，其用水问题也就越来越受到关注，草坪绿地均面临不同程度的水分胁迫。保水剂和保水肥料的使用能在一定程度上缓解水分胁迫草坪植物的伤害，但不能从根本上解决草坪的干旱问题。

草坪传统节水方式是通过抗旱品种的选育、草坪经济灌溉量及灌溉方式的选择等方法；目前，草坪节水技术有了新的发展：保水肥料的引进在一定程度上促进了草坪的节水能力。焦晋川等研究了钾肥对黑麦草抗旱性的影响，以黑麦草种子的发芽率、叶片厚度和根冠比为评价指标，来筛选出适宜草坪草生长的钾肥施量，提高其抗旱能力。王生银等研究了硅肥对草地早熟禾抗旱性的效应及机制影响。薛波等(2008)研究了氯化钙、水杨酸和保水剂对珙桐幼苗抗旱性的影响。

目前，城市生活垃圾堆肥作为基质用于草坪建植的研究有一定的报道。此外，未经处理的城市生活垃圾粗堆肥在草坪抗旱中应用已有报道，但效果不佳，没有从根本上解决问题。从已有的研究来看，以前对于垃圾堆肥的研究多集中在粗堆肥的整体利用上，这样粗放的做法如果长期应用于土壤或植物的生长，不但会破坏土壤的微环境，而且对于提高资源的利用效率也是不利的。如果将生活垃圾堆肥经过粉碎机处理形成不同的粒径，从而去除堆肥某些粒径中积累过多的有害物质，保留为植物生长提供养分以及改善土壤理化性质的堆肥颗粒，将经过处理的堆肥用于草坪抗旱节水，可以发挥堆肥特定颗粒中有机质和营养元素丰富的优势，调节土壤的物理结构，达到优化土壤理化性质，改良土壤的作用，或许会起到抗旱节水的作用。有关这一方法目前国内外尚无文献报道。

发明内容

本实验采用叶面喷洒堆肥浸提液的方法研究了其对水分胁迫下草坪植物生长的影响，实验结果表明：叶面喷洒不同粒径堆肥能缓解干旱胁迫对草坪植物的伤害，起到了抗旱保水的作用。更有利于缓解水分胁迫对草坪植物的影响。为实现上述目的，本发明提供了一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，主要包括：

(1)将生活垃圾堆肥先去除各类杂物，然后在105℃条件下烘干至恒重，将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，制备出300nm、240nm和100nm不同粒径的垃圾微肥；

(2)用蒸馏水以重量分数比为15∶1的比例对300nm、240nm和100nm粒径堆肥进行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为喷洒液；

(3)盆栽试验采用直径7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g土壤，播种草坪植物0.5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55％-65％胁迫程度进行喷洒，以后每一至两天进行称重喷洒，以维持在胁迫范围内。

本发明更加详细的方法如下：

1研制材料与方法

1.1实验材料

本实验所用堆肥先去除其中的各类木头、塑料、玻璃、金属等杂物，然后在105℃条件下烘干至恒重，筛分出1700nm粒径的堆肥。将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，时间分别为3min、6min、9min，以制备出不同粒径的堆肥。所得堆肥经处理后粒径分别为300nm(堆肥4)、240nm(堆肥5)和100nm(堆肥6)，为了便于文中表述，按照堆肥粒径从大到小的顺序，分别将上述3个粒径堆肥简称为：堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒径堆肥作为对照(CK)。选用籽粒饱满、均匀的多年生黑麦草(LoliumperenneL.)和高羊茅(Festuca arundinaceaL.)种子为实验材料。

1.2实验方法

首先用蒸馏水以15∶1的比例对300nm(堆肥4)、240nm(堆肥5)和100nm(堆肥6)和对照(1700nm粒径堆肥)进行淋洗，具体方法为：将3g不同粒径堆肥置于事先铺有滤纸的大漏斗中，用45g蒸馏水对堆肥进行淋洗，直到各漏斗中的溶液不在向下渗漏为止，每个处理重复3次。淋洗后收集的淋洗液作为喷洒试剂。

1.3草坪培植

盆栽试验采用直径7cm，高10cm的塑料盆，草坪基质为每盆150g土壤。播种量为0.5g/盆，每个处理重复3次。实验共持续60天。播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按照胁迫程度定量进行喷洒。田间持水量的55％-65％，以后每一至两天进行称重喷洒，以维持在胁迫范围内。实验持续60d，然后测定各指标。

1.4环境条件

植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的时间为7-8h。室内平均温度为18℃，平均最高温度为21.4℃，最低温度为14.6℃。平均湿度为36.2％，平均最大湿度为42.4％，平均最小湿度为32.7％。平均光量子密度为600-800umol.m^-2.s^-1。

1.5指标测定

发芽后每20d测定一次植株高度，整个实验周期为60d，最后一次刈割后测定植株的鲜重和叶绿素含量。具体方法为：将草坪植物齐根剪下，用电子天平称量鲜重，叶绿素含量的测定参考《植物生理生化实验原理和技术》(李合生，2000)：即取0.02g植物叶片(干)于研钵中，加少量石英砂和碳酸钙以及少许80％丙酮，充分研磨成糊状，暗处静置3～5min，然后用滤纸过滤，定容于25ml容量瓶中，用分光光度计在波长为633nm和645nm下测量吸光值，并根据以下公式计算叶绿素含量。

Chl a＝12.7×A₆₆₃-2.59×A₆₄₅ Chl b＝22.9×A₆₄₅-4.67×A₆₆₃

Chl a+b＝Chl a+Chl b

叶绿色含量计算公式(mg·g^-1)

生物量的测定，将植物分地上与地下两部分放至烘箱，80℃烘至恒重，称取干重。

1.6数据处理

数据分析采用EXCEL和SPSS12.0分析软件进行处理。

2研制结果分析

2.1叶面喷洒不同粒径堆肥对水分胁迫下草坪植物株高的影响

叶面施加不同粒径堆肥有利于增进草坪植物株高的生长(见图1)。随着堆肥粒径的变小，草坪植物株高所表现出的趋势是逐步上升，缓解了水分胁迫对植物的伤害。总体来看，堆肥6效果最好，黑麦草和高羊茅的株高都达到了最高，喷施此堆肥后，高羊茅株高比对照高出4.2％，黑麦草高出14.5％，高羊茅和黑麦草中各处理与对照相比均未达到显著水平(P＞0.05)。不同粒径堆肥对水分胁迫下草坪植物株高的影响因堆肥粒径不同而异。

2.2叶面喷洒不同粒径堆肥对水分胁迫下草坪植物地上生物量的影响

叶面喷施不同粒径堆肥有利于草坪植物对生物量的积累(见图1)，黑麦草地上干重随着堆肥粒径的不同表现出先上升后下降的趋势，喷施堆肥5后地上干重达到最高，超出对照49.4％，且与对照相比方差分析达到显著水平(P＜0.05)。高羊茅地上干重依堆肥粒径不同表现出先下降后升高的趋势，施加堆肥6后高羊茅地上干重达到最高，超出对照50％，与对照差异不显著(P＞0.05)。

2.3叶面施加不同粒径堆肥对水分胁迫下草坪植物根系的影响

堆肥能明显增加干旱胁迫下草坪植物根系的生长(见表1)。当喷施堆肥4时，黑麦草根重、根长及须根数都达到最高值，分别超过对照50％、24.6％和14.3％，但各处理间差异不显著(P＞0.05)。对于高羊茅来说，喷施堆肥5最能促进根系生长，喷施此堆肥后，根重超过对照28.6％，根长和须根数分别超过对照24.3％和21.4％，且与对照相比差异显著(P＜0.05)，根冠比不显著。这表明，叶面喷洒不同粒径堆肥能缓解干旱胁迫对草坪植物的伤害，起到了抗旱保水的作用。

表1 不同粒径堆肥对草坪植物根系生长的影响

注：300nm(堆肥4)、240nm(堆肥5)和100nm(堆肥6)

2.4不同粒径堆肥对水分胁迫下草坪植物叶绿素含量的影响

叶绿素含量是草坪草的评价指标和重要的质量指标，它反映草坪的观赏质量，也反映草坪的生长状态。不同粒径堆肥能增加草坪植物叶绿素的含量(见表4.2)，不同粒径堆肥对黑麦草叶绿素a及总叶绿素含量都有明显的促进作用，叶绿素b含量增加则不明显。喷施堆肥6时叶绿素a含量及总叶绿素含量都最高，叶绿素a比对照高出22.1％，总叶绿素含量高出14.2％。喷施堆肥4时，高羊茅叶绿素a和总叶绿素含量都最高，分别比对照高出47.2％，22.1％。黑麦草叶绿素a/b的比值在施加堆肥4和堆肥5时比值比较高；高羊茅叶绿素a/b的比值在施加堆肥5时最高，且比对照相比达到显著水平(P＜0.05)，明显的增加草坪植物对光能的吸收和转化效率。

表2 不同粒径堆肥对草坪植物叶绿素含量的影响(mg·g^-1)

注：300nm(堆肥4)、240nm(堆肥5)和100nm(堆肥6)

3研制结论

本实验采用叶面喷洒堆肥浸提液的方法研究了其对水分胁迫下草坪植物生长的影响，实验结果表明：随着堆肥粒径的变小，草坪植物株高所表现出的趋势是逐步上升，缓解了水分胁迫对植物的伤害。总体来看，喷施堆肥6效果最好，黑麦草和高羊茅的株高都达到了最高，喷施此堆肥后，高羊茅株高比对照高出4.2％，黑麦草高出14.5％。黑麦草地上干重随着堆肥粒径的不同表现出先上升后下降的趋势，喷施堆肥5后地上干重达到最高。而高羊茅地上干重依堆肥粒径不同表现出先下降后升高的趋势，施加堆肥6后高羊茅地上干重达到最高，超出对照50％。对于黑麦草根系的影响，以喷施堆肥5效果最好，根重、根长及须根数都达到最高值，分别超过对照50％、24.6％和14.3％。高羊茅则以喷施堆肥6最能促进根系生长，根重超过对照28.6％，根长和须根数分别超过对照24.3％和21.4％。这表明，叶面喷洒不同粒径堆肥能缓解干旱胁迫对草坪植物的伤害，起到了抗旱保水的作用。不同粒径堆肥对黑麦草叶绿素a及总叶绿素含量都有明显的促进作用，叶绿素b含量增加则不明显。喷施堆肥5时黑麦草叶绿素a含量及总叶绿素含量都最高，叶绿素a比对照高出22.1％，总叶绿素含量高出14.2％。喷施堆肥4时，高羊茅叶绿素a和总叶绿素含量都最高，分别比对照高出47.2％，22.1％。

总之，叶面喷施不同粒径堆肥有利于缓解水分胁迫对草坪植物的影响。

附图说明：

图1-1，图1-2为不同粒径堆肥对草坪植物株高的影响。

具体实施方式：

为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的细节影响对本技术方案的描述。以下结合实例对本发明做进一步的说明。

实施例1

(1)先去除其中的各类木头、塑料、玻璃、金属等杂物，然后在105℃条件下烘干至恒重，筛分出1700nm粒径的堆肥。将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，时间分别为3min、6min、9min，以制备出不同粒径的堆肥。所得堆肥经处理后粒径分别为300nm、240nm和100nm，为了便于文中表述，按照堆肥粒径从大到小的顺序，分别将上述3个粒径堆肥简称为：堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒径堆肥作为对照(CK)。选用籽粒饱满、均匀的多年生黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festucaarundinacea L.)种子为实验材料。其中堆肥中有机质含量22.00％，容重0.79g.cm^-3，pH值7.62，孔隙度67.98％，饱和含水量66.58％，全氮0.57％，全磷0.34％，全钾1.21％。

(3)按草坪基质为每盆150g土壤，播种草坪植物黑麦草0.5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55％胁迫程度进行堆肥6喷洒，以后每一至两天进行称重喷洒堆肥6，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后将草坪植物黑麦草齐根剪下，测定各指标。喷施堆肥6时叶绿素a含量及总叶绿素含量都最高，叶绿素a比对照高出22.1％，总叶绿素含量高出14.2％。

植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的时间为7-8h。室内平均温度为18℃，平均最高温度为21.4℃，最低温度为14.6℃。平均湿度为36.2％，平均最大湿度为42.4％，平均最小湿度为32.7％。平均光量子密度为800umol.m^-2.s^-1。

实施例2

其他同实例1。用蒸馏水以重量分数比为15∶1的比例对300nm、240nm和100nm粒径堆肥进行淋洗，每个处理重复3次，淋洗后收集的淋洗液作为喷洒液；

按草坪基质为每盆150g土壤(壤土)，播种草坪植物(黑麦草或高羊茅)0.5g/盆，播种初期，每盆充分浇水，保证种子能顺利萌发和幼苗初期生长，两个星期后按田间持水量的55％胁迫程度进行喷洒堆肥6，以后每一至两天进行称重喷洒堆肥6，以维持在胁迫范围内；实验持续60d，然后将草坪植物齐根剪下，测定各指标。喷施堆肥6效果最好，黑麦草和高羊茅的株高都达到了最高，喷施此堆肥后，高羊茅株高比对照高出4.2％，黑麦草高出14.5％。

植物在实验室内培养，放在靠实验室阳面的窗户前，每天植物能接受到光照的时间为7-8h。室内平均温度为18℃，平均最高温度为21.4℃，最低温度为14.6℃。平均湿度为36.2％，平均最大湿度为42.4％，平均最小湿度为32.7％。平均光量子密度为600umol.m^-2.s^-1。

实施例3

Claims

1.一种采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，其特征在于，

2.权利要求1所述的采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，其中的土壤质地为壤土。

3.权利要求1所述的采用细微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，其中的草坪植物为高羊茅或黑麦草。