用不同粒径生活垃圾堆肥制备抗拉性草皮基质的方法

摘要

本发明涉及用不同粒径生活垃圾堆肥制备抗拉性草皮基质的方法。它是将生活垃圾堆肥采用标准筛进行筛分，筛分后的堆肥颗粒在105℃条件下烘干8h至恒重，再将处理后的不同粒径生活垃圾堆肥用1000－2000ml pH值4－6.5的HCl+CaCl

说明书

技术领域

本发明涉及城市垃圾堆肥基质草皮，更具体的说是采用不同粒径生活垃圾堆肥制备抗拉性草皮基质的方法与应用。

背景技术

21世纪伴随我国经济的不断腾飞，草坪业作为社会发达进步的重要标志之一，在人们的社会生活中越来越发挥着重大作用。随着全国城市大面积兴建各种不同功能用途的草坪(高尔夫球场、足球场、公园绿地等)，进而推动了我国草坪业的迅速发展，草坪绿化规模与水平已成为衡量现代化城市环境质量的重要标准。其中的草皮又是建植草坪绿地的重要材料之一，使草皮基质的需求量急剧增加。草皮基质特点是能够快速建成并实现绿色覆盖。近年来，随着农村产业结构的调整，发展草皮生产已经开始成为农村多种经营生产中的一项新内容，也是农民脱贫致富的新途径。目前普通草皮生产：是将土地仔细翻耕后，直接播种草籽，平整压实，待草长成后，连土带草铲成草皮卷，送到城市铺种。但该方法生产的草皮基质，每次需要带走3-5mm的土表层，多次种植后使土壤的有机成分含量减少，土壤损失明显加大。为了节省有效的土地资源，开发土壤的替代基质以及通过不同材料与土壤形成混合基质来培植草皮植物是节约土地资源的有效途径。多立安等(2001)进行了不同材料与生活垃圾堆肥混合制备基质来建植草皮的研究，证明了垃圾堆肥制备基质建植草皮的可行性。但目前应用的城市生活垃圾堆肥，主要以堆肥成品或整体的形式来应用。堆肥成品或整体应用制备草皮基质，不仅方法较为粗放，而且由于垃圾堆肥颗粒大小不均，基质体系比较松散，物理性状低劣，使生活垃圾堆肥制备基质的草皮的粘性不够，抗拉性差等成为了主要的技术障碍，因此，这项技术至今尚未实现推广应用；而本技术发明可有效地解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有草皮基质抗拉性差等制备技术上的缺点与不足，提供一种采用不同粒径生活垃圾堆肥制备抗拉性草皮基质的方法。

本发明是将生活垃圾堆肥进一步进行筛分，采用不同粒径堆肥颗粒经过酸化处理，制备草皮基质，以提高草皮的粘性及抗拉性，为实现生活垃圾堆肥科学有效利用及城市草坪建植体系中的堆肥细化利用提供科学依据。鉴于上述指导思想完成了本发明的各项试验工作，为今后大面积的将生活垃圾堆肥用于制备草皮基质和深入研究提供理论参考和数据支持。因此，本发明提供的具体技术方案如下：

不同粒径生活垃圾堆肥制备草皮基质的方法，它包括如下的步骤：

(1)将不同粒径生活垃圾堆肥采用标准筛进行筛分，筛分后的堆肥颗粒在105℃条件下烘干8h至恒重；

(2)将处理后的不同粒径生活垃圾堆肥分别用1000-2000ml pH值4-6.5的HCl+CaC1₂溶液淋洗；

(3)将淋洗后(2)的垃圾堆肥制备草皮基质；

(4)在制备的草皮基质上，播撒黑麦草20-30g/m²，在自然光照下生长，每天喷撒适量水，以保持基质持水量，定期进行除杂，

(5)从幼苗生长10d起，每20d刈割1次，播种后45～55天刈割，成坪出圃。

本发明所述的不同粒径包括：3～1.6mm、0.8～1.6mm、0.4～0.8mm、0.2～0.4mm或0.1～0.2mm。优选为0.4～0.8mm、0.2～0.4mm或0.1～0.2mm。

本发明所述的5个颗粒等级制备基质1为：3～1.6mm粒径；制备基质2为：0.8～1.6mm粒径；制备基质3为：0.4～0.8mm粒径；制备基质4为：0.2～0.4mm粒径；制备基质5为：0.1～0.2mm粒径。

本发明进一步公开了各制备草皮基质在实际方面的应用包括：

(1)制备草皮基质提高有机质、全氮、全磷、全钾方面的应用；其中所用的制备草皮基质为基质1-5。

(2)制备草皮基质在提高草皮草地上生物量方面的应用；其中所述的草皮草地上生物量指的是二茬、三茬草皮草在地上生物量的积累；所用的制备草皮基质为基质1或基质2。

(3)制备草皮基质在提高草皮密度方面的应用；其中所用的制备草皮基质为基质1或基质2。

(4)制备草皮基质在提高草皮草叶绿素含量方面的应用；其中所用的制备草皮基质为基质1或基质2。

(5)生活垃圾堆肥在制备所述制备方法在制备生活垃圾堆肥抗拉性草皮基质方面的应用方面的应用；其中所用的制备草皮基质为基质1或基质2。

实验结果表明：生活垃圾堆肥草皮基质粘性增强。草坪植物地下生物量越多，贮藏的营养物质越多，有利于地上部茎叶的生长和再生，同时在上层基质形成致密的根系，增强了生活垃圾堆肥草皮基质的抗拉性，同时根系多而分布广，也会更有利于草坪植物的生长。

为了能更加清楚的说明本发明的使用方法及应用方面的实际效果，下面通过具体的实验进一步阐述本发明的实验方法及应用效果：

1技术发明研制材料与方法

1.1试验材料

供试垃圾堆肥取自天津市小淀生活垃圾堆肥处理厂，其基本理化性质为：有机质含量22.00％，容重0.79g·cm^-3，pH值7.62，全氮0.57％，全磷0.34％，全钾1.21％，Ca含量30.62g·kg^-1，Fe 19.95g·kg^-1，Mg 5.78g·kg^-1，Cu 546.15mg·kg^-1，Zn 534.53mg·kg^-1，Mn 324.59mg·kg^-1。

1.2草皮基质制备

(1)将不同粒径生活垃圾堆肥采用标准筛进行筛分，筛分后的堆肥颗粒在105℃条件下烘干8h至恒重；

(2)将处理后的不同粒径生活垃圾堆肥分别用2000ml pH值5的HCl+CaC1₂溶液进行淋洗；

(3)将淋洗后草皮制备基质；共设土壤(CK)、制备基质1(＞1.6mm)、制备基质2(0.8～1.6mm)、制备基质3(0.4～0.8mm)、制备基质4(0.2～0.4mm)、制备基质5(0.1～0.2mm)共计5个处理。

(4)在草皮制备基质上，播撒黑麦草20-30g/m2，在自然光照下生长，每天喷撒适量水，以保持基质持水量，定期进行除杂，

(5)从幼苗生长10d起，每20d刈割1次，播种后45～55天刈割，成皮出圃。

1.3研究方法

1.3.1草皮培植与管理

盆栽试验采用直径为20cm，高为30cm的塑料盆。供试草种为多年生冷季型黑麦草(Lolium perenne L.)爱神(Accent)，每盆均匀地播洒种子2g。盆中对照与各制备基质的重量均为2kg，每个处理设2次重复。试验在温室植物培养台上进行：试验期间温度为20～26℃，相对湿度为40％～70％，光照为投入室内的自然光。播种后根据草皮管理的要求(韩烈保，1994)对各盆定期进行同样的除杂(定期手工去除杂草以及基质表面盐类物质)和浇灌(早晚给水，保持基质表面湿润)。

根据试验目的和内容定期观测并记录数据。从幼苗生长10d起，每20d刈割1次，修剪高度为2cm，共刈割3次，每次刈割后称鲜重，最后一次刈割后用自来水洗根，并烘干后称根系的干重，取一定量的基质烘干后保存供其它指标测定使用。从播种到实验结束，整个实验历时70d。

2结果与讨论

2.1不同粒径堆肥制备基质对黑麦草株高的影响

从表1可以看出，不同粒径的堆肥制备基质明显提高了黑麦草的生长速度，各基质生长期内对黑麦草生长的促进作用都显著高于对照，其中基质1和基质2在生长期内黑麦草的株高均与对照差异显著(P＜0.05)。其它处理对黑麦草株高的影响与对照相比不是非常明显，这可能是由于加入了粒径细小的堆肥颗粒改变了制备基质的理化性质，从而引起基质肥效释放缓慢所致，但从第二个生长阶段后期，随着制备基质肥效的逐渐释放，对黑麦草生长的促进作用越来越明显，表明制备基质有利于黑麦草养分的供给，促进叶片的生长，尤其生长后期对于植物生长的促进作用更加明显。

表1不同制备基质黑麦草株高

2.2不同粒径堆肥制备基质对黑麦草生物量的影响

从表2中可以看出，基质1、基质2对提高黑麦草地上生物量的作用非常明显，与对照相比差异显著(P＜0.05)。二茬草、三茬草所有制备基质的地上生物量均高于对照，且三茬草所有堆肥处理与对照相比差异显著(P＜0.05)。Tester(1989)的两次研究都表明随着堆肥施肥量的增加，草皮地上生物量也增加。从促进黑麦草快速生长的角度看，基质1、基质2对提高黑麦草的生长效果最佳，其整个生长期内地上生物总量分别是对照的153.49％和150.77％，而且到生长后期，所有制备基质随着堆肥肥效的释放，均表现出与对照相比的优势。分析认为，制备基质不仅含有较高的有机质，而且氮和磷等营养元素含量丰富，施用后明显改善了基质的理化性质，并能有效地提供养分，促进黑麦草的生长，而且堆肥中养分的释放是一缓慢过程，尤其表现在显著促进黑麦草后期生长上。Sikora(1980)研究认为堆肥的施用能增加草皮植物的地上生物量，尤其以堆肥加氮素加磷素的处理为最好，这与本研究的结论一致。

表2不同制备基质黑麦草生物量

在黑麦草收获后，通过对地下生物量(根系)的方差分析表明(表3)，基质1、基质2的地下生物量明显高于对照(P＜0.05)，其它处理地下生物量也都高于对照。与地上生物量相对应，说明基质1、基质2能够促进黑麦草的根系生长，提高草皮植物的抗性。生长期内，两种基质地下生物量分别是对照的222.16％和211.34％。有研究表明：地下生物量越多，贮藏的营养物质越多，有利于地上部茎叶的生长和再生，同时在上层形成致密的根系，增加抗拉能力。

2.3不同粒径堆肥制备基质对黑麦草颜色和密度的影响

草坪植物的颜色可以反映草坪植物的生长状况和管理水平，同时在很大程度上决定观赏性能。从图1可以看出，各制备基质中黑麦草的颜色普遍优于对照，且差异显著(P＜0.05)。说明随着堆肥的加入提高了基质的养分含量，改善了草坪植物的色泽，其中基质1、基质2的黑麦草在整个生长期内颜色深绿且光泽油亮，明显优于对照。张如莲等(2003)研究发现随着氮肥施用量的增加，草坪颜色逐渐加深，这说明氮肥含量的高低决定着草坪植物颜色的好坏。所以制备基质对比土壤相对较高的氮素含量是促进草坪植物色泽改善的关键因素。

草皮密度是指单位面积上草坪植物个体或枝条的数量，它与强度、耐践踏性、弹性等使用特性密切相关。从表5可以看出，各制备基质黑麦草的密度都高于对照，表明堆肥的加入促进了黑麦草的分蘖密度，其中基质1、基质2和基质5中黑麦草的密度与对照相比差异显著(P＜0.05)。基质1和基质2处理不但植株个体数量较多，而且植株的质量也相对较好。而基质5虽然植株的数量较多，但是每个植株的外观纤细，植株质量相对较差。所以，基质1和基质2处理与密致草皮的标准相关性更高。

表3不同制备基质黑麦草密度

2.4不同粒径堆肥制备基质对黑麦草叶绿素含量的影响

叶绿素含量是草坪植物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。本研究结果表明，制备基质中草坪植物叶绿素含量均高于对照(表4)。这说明制备基质有利于草坪植物进行光合作用，提高草坪的质量和观赏价值，增强其生长能力。特别是基质1、基质2的叶绿素含量显著高于其它处理，其叶绿素总量是对照的149.06％和133.02％，而且叶片色泽深绿鲜亮，草皮基质的抗拉性明显提高，这对提高草坪植物品质的作用尤其突出。

表4不同制备基质黑麦草叶绿素含量

2.5不同粒径堆肥基质草皮抗拉性变化

草皮抗拉性是草皮的评价指标和重要的质量指标，它反映草皮的质量。本研究结果表明，制备基质中草皮草皮的抗拉性得到明显改善，其均高于原堆肥基质(表5)。草皮基质抗拉性的明显提高，对提高草皮品质发挥了重要作用。

表5不同粒径堆肥基质草皮抗拉性变化率(％)

3.结论

粒径分选生活垃圾堆肥制备草皮基质不仅能够提高有机质、全氮、全磷、全钾等养分的含量，而且可显著提高草皮基质的粘性及抗拉性。堆肥制备基质含有较高的有机质，而且氮和磷等营养元素含量丰富，施用后明显改善了基质的理化性质，并能有效地提供养分，促进黑麦草的生长，明显地提高生物量和植株高度，改善草坪植物的色泽，促进黑麦草的分蘖。总之，小颗粒堆肥在促进植物生长、草皮基质的粘性及抗拉性、提高草坪质量和观赏性能方面作用更大。可以做为备选粒径尝试进一步使用。尤其以较小的堆肥粒径制备的基质效果更佳，这一结论对生活垃圾堆肥基质草皮的实际应用提供了科学依据。

附图说明：

图1不同制备基质黑麦草的颜色差异。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

原料来源：供试垃圾堆肥取自天津市小淀生活垃圾堆肥处理厂1-5个等级：制备基质1(3-1.6mm粒径)、制备基质2(0.8～1.6mm粒径)、制备基质3(0.4～0.8mm粒径)、制备基质4(0.2～0.4mm粒径)、制备基质5(0.1～0.2mm粒径)共计5个处理颗粒等级。草坪草选用我国北方比较常见的多年生黑麦草(Loliumperenne L.)、高羊茅(Festucaarundinacea L.)或草地早熟禾(Poa pratensis L.)。

实施例1

(1)选用＞0.4mm生活垃圾堆肥在105℃条件下烘干8h至恒重；

(2)将处理后的生活垃圾堆肥用1000ml pH值5的HCl+CaC1₂溶液淋洗1次，再用清水冲洗一次；

(3)将淋洗后制备草皮基质；

(4)在草皮制备基质上，播撒黑麦草30g/m²，在自然光照下生长，每天喷撒适量水，以保持基质持水量，定期进行除杂，

(5)从幼苗生长10d起，每20d刈割1次，播种后45天刈割，成皮出圃，实验结果证明：草皮基质的粘性及抗拉性显著高于普通土壤草皮基质。

实施例2

原料来源：同上。

(1)选用1.2mm生活垃圾堆肥在105℃条件下烘干8h至恒重；

(2)将处理后的生活垃圾堆肥用2000ml pH值6的HCl+CaC1₂溶液淋洗1次，再用清水冲洗一次；

(3)将淋洗后制备草皮基质；

(4)在草皮制备基质上，播撒黑麦草25g/m²，在自然光照下生长，每天喷撒适量水，以保持基质持水量，定期进行除杂，

(5)从幼苗生长10d起，每20d刈割1次，播种后45天刈割，成坪出圃，草皮基质的粘性及抗拉性显著高于普通土壤草皮基质。

实施例3

原料来源：同上。

(1)选用0.6mm生活垃圾堆肥在105℃条件下烘干8h至恒重；

(2)将处理后的生活垃圾堆肥用1500ml pH值4.5的HCl+CaC1₂溶液淋洗1次，再用清水冲洗一次；

(3)将淋洗后制备草皮基质；

(4)在草皮制备基质上，播撒黑麦草20g/m²，在自然光照下生长，每天喷撒适量水，以保持基质持水量，定期进行除杂，

(5)从幼苗生长10d起，每20d刈割1次，播种后45天刈割，成坪出圃，草皮基质的粘性及抗拉性显著高于普通土壤草皮基质。

在详细说明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。且本发明亦不受说明书中所举实例实施方式的限制。