CN104496693A - 一种适用于草坪草的混合栽培基质及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于草坪草的混合栽培基质及其应用。适用于草坪草的混合栽培基质，它由污泥堆肥、土和煤矸石组成；污泥堆肥、土和煤矸石的质量比为2～4：10～12：4～7。混合栽培基质应用于草坪草的栽培，包括如下步骤：将其铺设于地面上，将草坪草的种子播种到适用于草坪草的混合栽培基质内，培养即得到草坪草。本发明具有以下优点：混合栽培基质代替壤土进行草坪草种植可节约土地资源，缓解城市绿化对土壤的需求压力；用污泥堆肥提供草坪草所需的养分，能节省肥料，也能有效利用污泥，同时防止有毒成分进入食物链；原料来源丰富，成本低，制备方法简单，种植草坪的成坪时间短，且草坪草栽培效果良好，播种前无需预处理，可大面积推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于草坪草的混合栽培基质及其应用，属于环境工程领域。
背景技术
近年来，城市生态文明建设备受重视，绿化成为衡量城市环境质量的重要指标，草坪建植在城市绿化中占有极其重要的位置。传统的草坪栽培不仅占用大量耕地，而且在草皮生产过程中，2cm以上的壤土被铲走，肥沃的壤土遭到破坏。同时，由于壤土肥力有限，需施加大量化肥以保证草坪草生长所需养分，由此带来严重的环境污染问题。此外，草坪培植周期长，草皮较重，运输不便。
我国年废水排放总量约400多亿吨，年干污泥排放总量为550～600万吨，且不断增加。若城市污泥未妥当处理便进入环境，可能会影响生态环境和人类健康。所以，污泥的处理处置问题引起了人们的广泛关注。
煤矸石是成煤过程中的伴生废石，是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值。中国煤矸石年排放量为1.2～1.8亿吨，预测全国煤矸石累积堆存量34亿吨，占地约1.3万公顷，是中国工业固体废物中产量和累积存量最大的固体废物。煤矸石物理性质与土壤接近，有机质含量为15～40％，如何在农业领域利用煤矸石，由此减少其累积存量，越来越引起人们的重视。
污泥堆肥的制备方法为：向污泥中加入一定比例的绿化废物，绿化废物为园林绿化中落叶、枝干等废弃物，利用微生物群落在好氧环境下对多种有机物进行氧化分解，使有机物转化为类腐殖质的过程称为污泥堆肥化。污泥经高温好氧堆肥处理后，物理性状改善，孔隙度增加，粒度更加均匀细致，病原菌和寄生虫卵等几乎全部被杀死，同时营养成分含量增加，重金属含量较低，污泥的可利用性增加，是一种很好的土壤改良剂和肥料。
近年来，施加污泥堆肥的土壤备受关注，施用污泥堆肥能有效改善土壤结构、土壤的水力学性质、土壤的化学性质以及生物学性质，改善的土壤对作物起到明显的增产效果。但直接施用污泥堆肥，其中的重金属等污染物可能造成产品品质不良。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于草坪草的混合栽培基质及其应用，本发明成本低、制备方法简单；能节约土地资源，节省肥料；用于草坪成坪时间短，适用性强、可大面积推广使用。
本发明提供的适用于草坪草的混合栽培基质，它由污泥堆肥、土和煤矸石组成；
所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石的质量比可为2～4：10～12：4～7。
本发明中所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石的质量比具体可为1：5.6：3.4。
上述的混合栽培基质，其特征在于：所述污泥堆肥为污水处理厂脱水后的污泥与绿化废物进行共堆肥制得。
上述的混合栽培基质，其特征在于：所述污泥堆肥为由质量比可为2～3：1的所述污水处理厂脱水后的污泥与所述绿化废物进行共堆肥制得，具体可由质量比为1：2的所述污水处理厂脱水后的污泥与所述绿化废物进行共堆肥制得；
所述污泥堆肥的堆制过程如下：(1)将质量比可为2～3：1的所述污水处理厂脱水后的污泥与所述绿化废物在混料机中混匀得到混合物；(2)所述混合物采用如下1)或2)步骤进行堆肥：1)将所述混合物于滚筒式堆肥反应器中堆肥，采用连续通风方式进行好氧发酵，在堆肥过程中由堆体下侧鼓入空气进行通风，所述空气自滚筒上侧排出，所述堆体的温度保持55～65℃，进行堆制3～5天，得到所述污泥堆肥；2)所述混合物通过条垛式堆肥进行好氧发酵，采用人工翻堆方式进行通风，翻堆的周期为3～4天，所述堆体的温度为55～65℃，进行堆制5天以上，得到所述污泥堆肥；
所述污水处理厂脱水后的污泥的质量含水率可为75～90％，具体可为82.87％，粒径为1.70～4.00mm；
所述绿化废物的质量含水率可为15～30％，具体可为22.10％，粒径为2～3cm。
上述的混合栽培基质，其特征在于：所述污泥堆肥的质量含水率可为5～15％，具体可为9.14％；
所述污泥堆肥的粒径可为1～3mm，具体可为1.70mm；
所述污泥堆肥中有机质的质量含量大于70％，具体可为72.18％；
每Kg所述污泥堆肥中，总氮的质量含量可为15～25g，磷的质量含量可为20～30g，钾的质量含量可为15～25g；每Kg所述污泥堆肥中，总氮的质量含量具体可为20.9g，磷的质量含量具体可为24.5g，钾的质量含量可为19.00g。
上述的混合栽培基质，其特征在于：所述土为地表20cm以下的土壤，具体可为土壤层20cm之外、不用于耕种的粘性土，不含或仅含少量砂石；
所述土的粒径可为0.5～3.0cm；
所述土中有机质的质量含量小于10％，具体可为9.34％；
每Kg所述土中，总氮的质量含量可为0.5～1.0g，磷的质量含量可为0.15～0.25g，钾的质量含量可为7.0～8.0g；每Kg所述土中，总氮的质量含量具体可为0.77g，磷的质量含量可为0.18g，钾的质量含量可为7.38g；
所述煤矸石的粒径可为0.5～3.0cm；
所述煤矸石中有机质的质量含量可为15～40％，具体可为37.33％；
每Kg所述煤矸石中，总氮的质量含量可为2.0～3.0g，磷的质量含量可为0.1～0.5g，钾的质量含量可为4.0～5.5g；每Kg所述煤矸石中，总氮的质量含量具体可为2.88g，磷的质量含量可为0.26g，钾的质量含量可为4.70g。
本发明中，所述煤矸石指的是采煤过程中或洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素。
本发明中，所述适用于草坪草的混合栽培基质的制备方法，包括如下步骤：将所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石均匀混合，即得到所述适用于草坪草的混合栽培基质。
本发明还提供了草坪草的栽培方法，包括如下步骤：将上述适用于草坪草的混合栽培基质铺设于地面上，将所述草坪草的种子播种到所述适用于草坪草的混合栽培基质内，培养即得到所述草坪草；本发明草坪草的播种和日常管理方法均采用本领域常用的方法。
上述的方法，所述适用于草坪草的混合栽培基质铺设的厚度可为10～15cm。
上述的方法，所述草坪草可为果岭草、天堂草、马尼拉草和/或高羊茅草；
每平方米所述适用于草坪草的混合栽培基质上所述草坪草的播种密度可为30～50g，具体可为每平方米所述适用于草坪草的混合栽培基质上所述草坪草的播种密度50g。
上述的方法，还包括所述草坪草的播种日至所述草坪草的种子出苗后的7～10d，在所述适用于草坪草的混合栽培基质上覆盖土工膜的步骤，用所述土工膜覆盖以达到保水保温的作用。
上述的方法，还包括所述草坪草的播种后每天浇水，使所述适用于草坪草的混合栽培基质的质量含水率不小于80％(如使混合栽培基质的质量含水率为80％)的步骤。
本发明所述草坪草的栽培方法中，在所述草坪草的种子播种以后，可及时拔出杂草；所述草坪草的种子培养得到的所述草坪草进行修剪，使所述草坪草的株高不超过5cm。
利用本发明中草坪草的栽培方法，既能将所述草坪草直接播种于需要绿化的地面，栽培得到草坪，又能将得到的所述草坪草连同所述混合栽培基质铲下，即得所述草坪，所述草坪质轻，便于运输，运输至需要绿化的地面铺设即可。
本发明具有以下优点：
1、使用本发明适用于草坪草的混合栽培基质代替壤土进行草坪草种植可以节约土地资源，可解决由于大面积的草坪培育而带来的土壤资源浪费问题，缓解城市绿化对土壤的需求压力。
2、用污泥堆肥提供草坪草所需的养分，可促进草坪草生长，能节省肥料，也为污泥堆肥的利用提供了新途径，同时防止有毒成分进入食物链。
3、本发明的原料来源丰富，成本低，制备方法简单，且草坪草栽培效果良好，播种前无需预处理，可大面积推广。
4、本发明用于草坪生产期间病虫害少，成坪时间短，草坪质量轻，便于运输；践踏后易于复苏，全年常青，具有适应性强，生长势强，成坪快等诸多优点。
附图说明
图1为本发明适用于草坪草的混合栽培基质栽培草坪草的流程图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，容重：按照《土壤检测第4部分：土壤容重的测定》(NY/T1121.4-2006)测定；比重：按照《森林土壤比重的测定》(GB 7844-1987)测定；总孔隙度：应用容重与比重计算得出，公式为：总孔隙度(％)＝(1－容重/比重)×100％；饱和含水率：应用孔隙度与容重计算得出，公式为：饱和含水率(％)＝总孔隙度/容重；有机质含量：按照《土壤检测第6部分：土壤有机质的测定》(NY/T 1121.6-2006)测定；pH：将基质和蒸馏水按照1:5混合，采用pH计测定；电导率(EC)：将基质和蒸馏水按照1:5混合，采用电导率仪测定；阳离子交换量(CEC)：采用氯化钡-硫酸强迫交换法测定；全氮：按照《土壤全氮测定法(半微量开氏法)》(NY/T153-1987)和《有机肥料》(NY 525-2012)测定；全磷：按照《土壤全磷测定法》(NY/T 88-1988)和《有机肥料》(NY 525-2012)测定；全钾：按照《土壤全钾测定法》(NY/T 87-1988)和《有机肥料》(NY 525-2012)测定；Ni：按照《土壤质量镍的测定火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 17139-1997)测定；Cu、Zn：按照《土壤质量铜、锌的测定火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 17138-1997)测定；Pb、Cd：按照《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》(GB/T 17141-1997)测定；Hg：按照《土壤质量总汞的测定冷原子吸收分光光度法》(GB/T 17136-1997)测定；Cr：按照《土壤总铬的测定火焰原子吸收分光光度法》(HJ 491-2009)测定；As：按照《土壤质量总砷的测定二乙基二硫代氨基甲酸银》(GB/T 17134-1997)测定。
实施例1、适用于草坪草的混合栽培基质栽培果岭草
(一)适用于草坪草的混合栽培基质的制备
污泥堆肥按照如下过程进行堆制：
由质量比为2:1的污水处理厂脱水后的污泥(质量含水率为82.87％，粒径为1.70～4.00mm)与绿化废物(指的是园林绿化中落叶、枝干等废弃物，质量含水率为22.10％，粒径为2～3cm)进行混合，得到堆体；将所述混合物于滚筒式堆肥反应器中堆肥，在连续通风方式进行好氧发酵，在堆肥过程中由堆料下侧鼓入空气，然后空气自滚筒上侧排出，堆体的温度保持55～65℃，进行堆制3～5天，即得到质量含水率为9.14％的污泥堆肥，污泥堆肥过10目筛，粒径为1.70mm，污泥堆肥中有机质的质量含量为72.18％；每Kg污泥堆肥中，总氮的质量含量为20.90g，磷的质量含量为24.50g，总氮的质量含量为19.00g。
土为地表20cm以下的土壤，即土壤层之外的粘性土，不含或仅含少量砂石；土经过简单敲碎，粒径为0.5～3.0cm；土中有机质的质量含量为9.34％；每Kg土中，总氮的质量含量为0.77g，磷的质量含量为0.18g，钾的质量含量为7.38g。
煤矸石经过简单敲碎，粒径为0.5～3.0cm；煤矸石中有机质的质量含量为37.33％；每Kg煤矸石中，总氮的质量含量为2.88g，磷的质量含量为0.26g，钾的质量含量为4.70g。
将上述质量比为1：5.6：3.4的污泥堆肥、土和煤矸石进行均匀混合，即得到适用于草坪草的混合栽培基质。
为评价本发明适用于草坪草的混合栽培基质的品质，测定了混合栽培基质的如下参数，其结果如下所示：
基质物理性质包括比重、容重、总孔隙度及饱和含水率，基质比重为2.16～2.22g/cm3，容重为0.86～0.93g/cm3，总孔隙度为58.27～59.95％，饱和含水率为62.98％～69.59％；
基质化学性质包括pH、电导率(EC)、阳离子交换量(CEC)和有机质等，基质pH为5.45～5.95，EC为0.311～0.375mS/cm，CEC为40.07～50.45mol/g，有机质含量为26.75～31.80％；
基质的营养元素包括总氮、磷和钾等，其总氮、磷和钾的质量含量分别为3.50～5.43g/kg、3.64～5.07g/kg、7.64～8.90g/kg；
基质的重金属主要包括镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、锗(Cr)和砷(As)，其含量分别为33.89～34.07mg/kg、40.08～45.58mg/kg、95.47～133.70mg/kg、29.00～32.48mg/kg、0.28～0.33mg/kg、0.05～0.06mg/kg、69.45～71.44mg/kg和15.35～15.70mg/kg。
由上述各项品质指标的测定数据可知，本发明适用于草坪草的混合栽培基质的各项指标均达到《花卉栽培基质标准》(DB11/T 770-2010)。
(二)果岭草的栽培
如图1所示，为本发明适用于草坪草的混合栽培基质栽培草坪草的流程图。
将上述(一)中制备的适用于草坪草的混合栽培基质均匀铺在平整的地面上，铺设的厚度为15cm，将果岭草的种子播种到混合栽培基质内，果岭草的种子播种密度为50g/m2。播种后，为保水保肥，在混合栽培基质上覆盖土工膜，直至果岭草的种子出苗后7d将土工膜取下。同时，在播种后，每天浇水保证混合栽培基质湿润，使混合栽培基质的质量含水率达到80％，以满足果岭草的发芽和生长需要水分。播种后草坪管理为及时拔出杂草，从出苗后一个月左右，适时进行草坪修剪，保持果岭草的株高不超过5cm，得到草坪。
本发明中对草坪草栽培效果的各指标按照如下方法测定：
出苗时间：从播种开始，每天观测出苗情况直到80％种子发芽为止。
密度：实测法，样方为10cm×10cm，每个基质取3个样方，记录样方内草坪草株数，计算100cm2内平均草坪草株数。
叶绿素：丙酮提取法。
生物量：地上生物量采用样方刈割法，地下生物量采用土钻法。
本发明适用于草坪草的混合栽培基质对果岭草的栽培效果：
采用栽培的果岭草的生长指标包括出苗时间、生长密度、叶绿素含量、地上生物量、地下生物量和成卷时间等进行测定。与对比例1相比，果岭草种子的出苗时间为7天左右；出苗后20天生长密度为214.12～244.73株/100cm2，是农耕土的1.45～1.66倍；叶绿素含量为1.702～1.885mg/g，是农耕土的1.28～1.42倍；出苗后30天地上生物量为343.81～391.09g/m2，地下生物量为447.51～513.02g/m2，分别是农耕土的2.89～3.29，6.79～7.78倍；成卷时间为69～70天。上述生长的测定指标与农耕土基本一致，说明本发明方法能达到栽培草坪草的目的，能较好的。
对比例1、
按照实施例1中(二)果岭草的栽培方法，不同的是将适用于草坪草的混合栽培基质替换为农耕土。农耕土有机物含量为10.21％，每Kg农耕土总氮、磷、钾含量分别0.98、0.31和3.27g。
果岭草种子的出苗时间为6天左右；出苗后20天生长密度为147.72株/100cm2；
叶绿素含量为1.300～1.350mg/g；出苗后30天地上生物量为115～125g/m2，地下生物量为61～71g/m2；成卷时间为69～70天。
Claims (10)
1.一种适用于草坪草的混合栽培基质，其特征在于：它由污泥堆肥、土和煤矸石组成；
所述污泥堆肥、所述土和所述煤矸石的质量比为2～4：10～12：4～7。
2.根据权利要求1所述的混合栽培基质，其特征在于：所述污泥堆肥为污水处理厂脱水后的污泥与绿化废物进行共堆肥制得。
3.根据权利要求2所述的混合栽培基质，其特征在于：所述污泥堆肥为由质量比为2～3：1的所述污水处理厂脱水后的污泥与所述绿化废物进行共堆肥制得；
所述污水处理厂脱水后的污泥的质量含水率为75～90％，粒径为1.70～4.00mm；
所述绿化废物的质量含水率为15～30％，粒径为2～3cm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的混合栽培基质，其特征在于：所述污泥堆肥的质量含水率为5～15％；
所述污泥堆肥的粒径为1～3mm；
所述污泥堆肥中有机质的质量含量大于70％；
每Kg所述污泥堆肥中，总氮的质量含量为15～25g，磷的质量含量为20～30g，钾的质量含量为15～25g。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的混合栽培基质，其特征在于：所述土为地表20cm以下的土壤；
所述土的粒径为0.5～3.0cm；
所述土中有机质的质量含量小于10％；
每Kg所述土中，总氮的质量含量为0.5～1.0g，磷的质量含量为0.15～0.25g，钾的质量含量为7.0～8.0g；
所述煤矸石的粒径为0.5～3.0cm；
所述煤矸石中有机质的质量含量为15～40％；
每Kg所述煤矸石中，总氮的质量含量为2.0～3.0g，磷的质量含量为0.1～0.5g，钾的质量含量为4.0～5.5g。
6.一种草坪草的栽培方法，包括如下步骤：将权利要求1-6中任一项所述适用于草坪草的混合栽培基质铺设于地面上，将所述草坪草的种子播种到所述适用于草坪草的混合栽培基质内，培养即得到所述草坪草。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述适用于草坪草的混合栽培基质铺设的厚度为10～15cm。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述草坪草为果岭草、天堂草、马尼拉草和/或高羊茅草；
每平方米所述适用于草坪草的混合栽培基质上所述草坪草的播种密度为30～50g。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于：还包括所述草坪草的播种日至所述草坪草的种子出苗后的7～10d，在所述适用于草坪草的混合栽培基质上覆盖土工膜的步骤。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于：还包括所述草坪草的播种后每天浇水，使所述适用于草坪草的混合栽培基质的质量含水率不小于80％的步骤。
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