CN101880189B - 混合草皮基质在促进黑麦草发芽率方面的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合组配的草皮基质在促进黑麦草发芽率方面的应用。通过对其萌发率、生长高度、单株净光合量、干鲜比以及细胞色素中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素等指标进行了测定与比较。结果表明混合草皮基质为300nm垃圾微肥与重量百分数为1-12％的水稻秸秆的粉碎物组配相对较好。可提高基质的性能并具有一定的营养效用，并可使草皮的基质与草坪植物根系有较好的粘结效果。

Description

混合草皮基质在促进黑麦草发芽率方面的应用

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、安全使用方法。更具体的说是混合组配的草皮基质在促进黑麦草发芽率方面的应用。

背景技术

近年来，随着生活水平的提高，生活垃圾的回收处理与再利用问题已成为环境保护中最有前景的领域，和研究的热点。随着人们生活水平的不断提高，生活垃圾的数量也相应的增长，因此造成了大量的垃圾不合理的堆置于城市的边缘而且会占用大量的土地资源，既不利于城市的美观又对人体健康带来极其不利的影响。

将生活垃圾应用于草坪草的种植，既有利于美化环境使我们赖以生存的空间得到改善，又可达到生活垃圾的回收与利用的目的。同时，生活垃圾应用于草坪的种植，还可以节约出大量可耕作土壤，使农业生态系统买遭破坏。但生活垃圾有其自身的缺点，对草坪的生长有其不利的影响。通过与其他物质进行组配，可以削弱垃圾本身对草的影响。此外，由于组配基质具有保水作用、可以减少总用水量，达到节约用水的目的。并具有一定的养分，可以自身提供营养物质。对于我国北方干旱、半干旱的气候下，黑麦草的生长具有很大的现实意义。因此，选用何种配材与垃圾进行组配，按照何种比例进行组配，对生活垃圾于草坪基质的应用和黑麦草的生长的状况之间的关系有着十分重要的意义。

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。

鉴于上述情况，本发明人开展了利用垃圾废弃物进行地毯式草皮生产的环境生态工程的研究(赵树兰，多立安等，生活垃圾堆肥与园土基质草皮建植体系的生长参数比较.生态学杂志，2008，27；以生活垃圾堆肥为基质的废弃物铺网草皮建植研究.西北植物学报，2007，27)。这些研究表明：生活垃圾堆肥从生长营养需求的角度看，能满足草坪植物生长的要求，但最大的问题是：垃圾堆肥质地松散，这使基质很难与黑麦草根系结合在一起，而这样的结果也使这项技术无法在实践获得应用，也就是说，这一技术瓶颈无法突破，就意味这一好的想法就将永远束之高阁。而为了解决这一关键问题，本发明人又展开了利用豆秸，以及利用椴木和桦木混合的锯末木屑等与城市生活垃圾堆肥组配草坪基质的研究，目的以使垃圾堆肥组配的基质能很好地与黑麦草根系结合在一起。这些研究结果表明：①当利用豆秸与城市生活垃圾堆肥组配草坪基质时，黑麦草生长初期有较好的表现{廉菲，赵树兰，多立安，城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)与豆秸复合用作草坪基质及黑麦草的生态响应，农业环境科学学报，2007，26)}，但黑麦草生长后期，需要黑麦草建立庞大根系时候的，根系生长受到抑制，这种现象在其他研究中，也曾经出现过类似情况，如水稻秸秆残体对某类水稻秸秆的抑制作用，其机理复杂，这可能与他感作用有关，另外，200目筛过筛的生活垃圾堆肥基质仍有极容易从草坪植物的根系中脱落下来的想象；而这一研究结果最终预示着，利用作物秸秆与城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)组配草坪基质的技术路线将可能难以行通。②当利用椴木和桦木混合的锯末木屑与城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)组配草坪基质(多立安，赵树兰，生活垃圾生产地毯式草皮环境生态工程基质选配研究.应用生态学报，2000，11)；也出现了与“利用豆秸和城市生活垃圾堆肥组配草坪基质时”出现的结果相类似，其机制不得而知，而这一研究结果同样也表明，利用混合的锯末木屑等与城市生活垃圾堆肥(以200目筛过筛)组配草坪基质的办法将可能难以行通。

总之，上述系列研究结果给我们一个结论：如果找不到解决垃圾堆肥质地松散问题，也就无法解决基质难与黑麦草根系结合在一起的问题；同样如果找不到适宜的垃圾堆肥草坪基质的配材，基质的性能也无法得到提高。垃圾堆肥在草坪机制中的应用技术也就无法在实践中获得应用。总之，由于上述利用豆秸和城市生活垃圾堆肥组配草皮基质时，应用效果不佳，似乎给出了利用秸秆组配垃圾堆肥草皮基质的路是行不通的。

发明内容

针对这种情况，本发明是以垃圾处理工程与绿化工程相结合的全新环境生态工程的基础，具有重要的理论意义和实际应用价值。本发明旨在找出最佳配比，为生活垃圾应用于草皮基质提供材料。为实现上述目的本发明公开了如下的技术方案：

混合组配的草皮基质在促进黑麦草发芽率方面的应用；其中混合草皮基质为300nm垃圾微肥与重量百分数为1-12％的水稻秸秆组配。

本发明所述的应用，其中水稻秸秆的粉碎物的加入量为300nm垃圾微肥的1-3％(重量)。

本发明所述的应用，其中的300nm垃圾微肥是指：将垃圾堆肥去除杂物在105℃条件下烘干至恒重，筛分出1700nm粒径的堆肥，然后将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，制备出粒径300nm垃圾微肥。

本发明进一步公开了混合组配的草皮基质在提高垃圾堆肥与黑麦草根系粘结性方面的应用；其中混合草皮基质为300nm垃圾微肥与重量百分数为9-12％的水稻秸秆组配。

本发明的研究发现：将腐熟生活垃圾进行常规的处理，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，以制备出粒径的300nm垃圾微肥。利用微细城市生活垃圾堆肥粒径加入一定量的水稻秸秆可以促进黑麦草的生长，说明这配材能提高基质的保水性能并具有一定的营养效用。本发明的下方法如下：

1研制方法

1.1试验材料

水稻秸秆取自天津农学院试验田，地理位置为：北纬39.13°东经117.2°附近。黑麦草选择为我国北方常用的黑麦草；生活垃圾堆肥来自天津小淀堆肥厂；土壤为天津师范大学校园内的土壤。

1.2试验方法

1.2.1混合堆肥制备

基质组配：首先将垃圾中较大的土块压碎后进行8小时以上烘干至恒重，以200目筛过筛，用200目的筛子过滤，用锤子将筛除的垃圾大块砸碎后复筛，使垃圾中的成分得到有效利用。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，以制备出粒径的300nm垃圾微肥，并用S4800场发射扫描电镜(S4800，JAPAN)微细城市生活垃圾堆肥粒径分析。

将水稻秸秆粉粹烘干，将300nm垃圾微肥筛选烘干，按照水稻比堆肥为1％、2％、3％、6％、9％、12％的比例进行混合各配制100g。纯土与纯堆肥用于对照使用。

1.2.2混合堆肥制备理化性质的测量

1.2.2.1混合堆肥容重的测定

用容积为25ml的铝质容重盒测量混合堆肥容重，纯土与纯堆肥用于对照使用，每种比例混合堆肥4次重复试验。

1.2.2.2混合堆肥电导率的测量

将混合堆肥按照样品比水为1∶5进行混合，单位样品重量为8g，搅拌后静置30min后取浸出液，用电导率测量仪进行测量。纯土与纯堆肥浸出液用于对照使用，每种比例堆肥4次重复试验。

1.2.2.3混合堆肥pH值得测定

将土样和水按照土样比水为1∶5的比例进行混合，每种比例混合堆肥5g，搅拌3min，静置30min后取浸出液，用电子pH值检测仪测量。纯土与纯堆肥浸出液用于对照使用，每种样品4次重复试验。

1.3混合堆肥对黑麦草种子萌发的影响

1.3.1混合堆肥培植黑麦草

各比例混合堆肥各配制40g，按照混合堆肥比水为1∶1.5的比例，每种比例混合堆肥加入60ml水，搅拌15min，静置30min后取浸出液。纯堆肥，纯水，纯堆肥分别为3组对照，把黑麦草种子用浸出液泡置24h后，用蒸馏水将种子洗净，每个培养皿中垫上滤纸，放入处理好的50粒种子并浇水。每种比例混合堆肥4次重复试验处理后等待观察。

1.3.2黑麦草种子萌发水分管理与指标测定

1.3.2.1萌发率测定

每天统计的发芽种子粒数，用它除以种子总数所得百分数。

1.3.2.2萌发水分管理

种子处理后第二天，9:00am补水；4:30pm再补水，加盖(因为培养皿内水分蒸发过快)，第三天种子开始萌发记为1d，3:00pm浇水。数种时，标准按照培根长到种子大小的一半开始记数。2d-7d 3:00pm浇水并记录数据。

由于种子自身就有一定的萌发率，7d时各比例混合堆肥浸出液处理种子的萌发率也基本超过90％，并于6d的数据基本一致，故认为萌发结束，试验数据记录结束。

1.4草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力测定

待个指标测定完毕后，继续进行草皮的培植管理，并正常给水，直至成皮后，再进行草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力的测定。

其草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力可用粘结度(％)来表示，其公式为：

C＝(M2/M1)×100％

上试中C为粘结度，其值越大，表示草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力就越强；M1代表草皮起皮时的重量；M2代表草皮起皮后抛到3米高的运输车辆上，再由运输车辆将草皮抛到地面，草皮散落基质后的草皮重量。

2研制结果分析

2.1施加水稻秸秆对混合堆肥理化性质的影响

通过对各项理化性质测量研究表明：容重指标各比例混合堆肥间以及与对照相比差异显著，土壤容重指数最大，纯堆肥次之，其余处理样品随着混合堆肥中水稻秸秆含量的增加而减小；电导率指标纯堆肥最高且与3％混合堆肥差异不大，土壤次之，其余处理样品随着混合堆肥中水稻秸秆含量的增加而减小，但差异不显著；pH值指标土壤最高，纯堆肥最小且与3％混合堆肥间差异不大，其余处理样品随着混合堆肥中水稻秸秆含量的增加而增大。详细结果见表1。

表1混合样理化性质

2.2水稻秸秆混合堆肥对黑麦草萌发的影响

通过对最后一天萌发率的数学统计表明(表2)，1-3％比例的混合堆肥草种的萌发率最高，与堆肥和水无显著差异性，土壤次之，随着混合比例的增大萌发率逐渐减小，比例达到12％时已于3％的比例存在明显差异性。通过对7天里每天萌发率的统计表明，各处理样品萌发率每天都有所增加，其中1-3％比例的混合堆肥始终高于其他混合堆肥和对照组，且其余混合堆肥的萌发率也在随着混合比例的增大而减小。

通过发芽指数测定，得到了与萌发率相似的结论。最后一天发芽指数的测定表明(表2)，1-3％比例的混合堆肥草种的发芽指数最高，与堆肥和水无显著差异性，土壤次之，随着混合比例的增大发芽指数受到抑制作用，比例达到12％时已于1-3％的比例存在明显差异性。通过对7天里每天发芽指数的统计表明，各处理样品发芽指数每天都有所减小，其中1-3％比例的混合堆肥始终高于其他混合堆肥和对照组，且其余混合堆肥的发芽指数也在随着混合比例的增大而受到抑制。

表2多年生黑麦草种子萌发测定

2.3草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力分析

由下表可以看出，在当配材比例6％以上，草皮的基质与草坪植物根系的粘结度可分达到88.7％，表明垃圾草皮的基质与草坪植物根系的粘结能力已达到了较高的水平。

表3草皮的基质与草坪植物根系的粘结度(％)

基质比例

C

1％	61.3
		3％	81.8
6％	88.7
		9％	95.5
12％	96.6
		土壤	98.8
纯堆肥	60.6

3研制结论

在目前的各种研究中，已经有人开始关注水稻秸秆种子萌发阶段的生物学特性，通过以前的各项研究资料显示：低浓度的盐、碱处理刺激了碱地肤种子的发芽，促进了幼苗的生长，对其种子的萌发表现出明显的增效效应。

本试验对于混合样本对种子的初期萌发做了检测，发现结果与后者比较接近。秸秆中各种盐分以及农药残留物，在较低浓度下会刺激水稻秸秆初期的萌发，但超过最适浓度后会降低种子的萌发率，使种子处于休眠状态。因此，在种子萌发的初级阶段，可以采用浓度较低的外源水稻秸秆的粉碎物和堆肥的混合物进行栽培。

实施例1

将水稻秸秆粉粹烘干，按照水稻比堆肥为1％、2％、3％、的比例进行混合各配制100g。

首先将垃圾中较大的土块压碎后进行8小时以上烘干至恒重，以200目筛过筛，用200目的筛子过滤，用锤子将筛除的垃圾大块砸碎后复筛，使垃圾中的成分得到有效利用。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，以制备出粒径的300nm垃圾微肥，并用S4800场发射扫描电镜(S4800，JAPAN)微细城市生活垃圾堆肥粒径分析(以下相同)。

混合组配：每100g混合组配土中含3g的水稻秸秆。将100粒种子均匀的撒在配基质中，放在生物培养台上进行培养，自然通风，统一定量浇水，至实验结束为止。每日测定温度、湿度，温度为22℃，相对湿度为45％。约28日后刈割，测定种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。

实施例2

混合组配：将水稻秸秆的粉碎物与堆肥土以水稻秸秆比例为2％的比例进行混合。将100粒种子均匀的撒在配基质中，放在生物培养台上进行培养，自然通风，统一定量浇水，至实验结束为止。每日测定温度、湿度，温度为23℃，相对湿度为56％。约28日后刈割，测定种子发芽率。种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。

实施例3

混合组配：将水稻秸秆的粉碎物与堆肥土以水稻秸秆的粉碎物比例为3％的比例进行混合。将100粒种子均匀的撒在配基质中，放在生物培养台上进行培养，自然通风，统一定量浇水，至实验结束为止。每日测定温度、湿度，温度为23℃，相对湿度为56％。约28日后刈割，测定种子发芽率及发芽势与土壤的最为相似。

Claims (1)

1.混合组配的草皮基质在提高垃圾堆肥与黑麦草根系粘结性方面的应用；其中混合草皮基质指的是：300nm垃圾微肥与重量百分数为9-12％水稻秸秆的组配；所述的300nm垃圾微肥是指：将垃圾堆肥去除杂物在105℃条件下烘干至恒重，筛分出1700nm粒径的堆肥，然后将1700nm粒径堆肥在24000转/分下粉碎，制备出粒径300nm垃圾微肥。