草坪建植用基质材料的制作方法及制作草坪植生块的方法

摘要

本发明公开一种草坪建植用基质材料的制作方法及制作草坪植生块的方法，属于废物资源化利用和无土栽培领域。该方法包括：以城市垃圾堆肥为原料，通过脱盐处理、调配基质、制备粘结剂、压制基质块、压制种子块等几个主要操作步骤，将城市垃圾堆肥制成草坪植生块。该方法能够规模化处理垃圾堆肥，制成的草坪植生块不需要土壤即可建植草坪，且便于运输和施工管理，因此能够极大地提高草坪建植的效率和应用范围。

说明书

技术领域

本发明涉及废物资源化利用和无土栽培领域，特别是一种利用城市垃圾堆肥制作草坪建植用基质材料的方法及制作草坪植生块的方法。

背景技术

城市垃圾产生量巨大，成为潜在的环境污染源。目前，垃圾处理以焚烧、填埋和堆肥为主。其中堆肥处理以其综合成本低，可资源化利用等优势成为比较适合国情的处理方式。垃圾堆肥经适当分类，一部分用于焚烧或填埋，一部分用于园林绿化，少量用于农作物施肥，但由于垃圾的产生量较大，制出的堆肥往往供过于求，造成产品积压。目前，垃圾堆肥出路不畅已经成为垃圾处理行业发展的瓶颈。因此，为垃圾堆肥寻找新的出路意义重大。

在园林绿化行业通常用草皮卷进行草坪建植，而草皮卷生产会造成的表层土壤流失并占用大量耕地，因此近年来不断有人研究利用各种有机肥代替部分土壤进行草皮卷生产，取得了一定成效，但由于始终无法摆脱利用土壤进行生产的桎梏，这些成果对于保护耕地和土壤效果甚微。

在花卉苗木繁育、农作物育苗和设施栽培领域，人们广泛采用无土栽培技术，其中基质栽培是比较常见的方式。常用的栽培基质主要有草炭、泥炭藓、蛭石、珍珠岩等。这些材料也可以作为草坪建植的基质。然而，草炭和泥炭藓是有限的自然资源，过度开采会造成生态环境的破坏，而膨化蛭石和珍珠岩需要耗费大量的能源。显然，在提倡节能减排、保护环境的今天，采用草炭、珍珠岩等为栽培基质不是长远之计。

而以各种有机废弃物堆肥、例如以城市垃圾堆肥为栽培基质成为研究的热点，但一般要求，栽培基质的盐分含量应低于1000mg kg^-1，电导率超过1.25mS.cm^-1时应淋洗脱盐，以免对植物产生渗透压胁迫。然而，城市垃圾堆肥的电导率可达7mS.cm^-1以上，且未充分腐熟的情况下还会含有大量的小分子有机酸，对植物根系有显著的抑制作用，因此，目前的城市垃圾堆肥无法直接作为草坪建植的基质使用。

发明内容

基于上述现有技术所存的问题，本发明实施方式提供一种草坪建植用基质材料的制作方法及制作草坪植生块的方法，以城市垃圾堆肥为原料制作成适合植物根系生长的草坪植生块，其工艺简单，适合规模化生产，且制得的草坪植生块方便运输及施工管理。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种草坪建植用基质材料的制作方法，包括：

a、脱盐处理：以垃圾堆肥为原料，将所述垃圾堆肥与水按体积比1∶2～1∶3的比例混合后，浸泡48小时，用挤压法去除重力水，并进行风干；

b、调配基质：向上述脱盐处理并风干后的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾，各组分加入量为：按每立方米的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙600～1000g、硫酸亚铁60～120g、尿素80～125g、硫酸钾100～150g，加入各组分后得到堆肥基质；

c、制备粘结剂：将烧碱溶于50℃的水中制成质量浓度为1.7～2.0％的烧碱溶液，将所述烧碱溶液加入到粒度不小于100目的玉米面粉中形成质量浓度为16～18％的玉米面粉溶液，充分搅拌使玉米面粉溶液糊化得到糊化液，向所述糊化液中加入质量浓度为30％的过氧化氢溶液，加入的所述过氧化氢溶液与所述糊化液体积比为1∶50～1∶60，搅拌均匀，在50℃温度下保温1小时，制成改性玉米面粉粘结剂；

d、压制基质块：用水将上述制成的改性玉米面粉粘结剂稀释，得到粘合剂稀释液，将所述粘合剂稀释液以喷雾形式向步骤b得到的堆肥基质上喷洒湿润，使喷洒湿润后的堆肥基质的含水率为55～65％，将喷洒湿润后的所述堆肥基质压制成成基质块，对基质块进行风干、晒干或烘干处理，即得到含水率为30～40％的草坪建植用基质材料。

所述脱盐处理步骤具体包括：

采用孔径1～1.5cm滚筒筛或振动筛，用转鼓方式或震动方式将垃圾堆肥过筛得到筛下物作为原料的垃圾堆肥，将筛后得到的垃圾堆肥中按该垃圾堆肥体积加入2～3倍的水，浸泡48小时，浸泡过程中搅拌2～3次；

将浸泡后的垃圾堆肥用孔径小于等于60目的尼龙网过滤，并挤压将所述垃圾堆肥中的重力水脱除，脱除重力水后进行风干处理。

所述调配基质步骤包括：

向脱盐处理后的垃圾堆肥中加入过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾时，过磷酸钙直接掺混至垃圾堆肥中，硫酸亚铁、尿素和硫酸钾用水溶解成水溶液后，以喷雾方式加入到垃圾堆肥中。

所述压制基质块步骤具体包括：

用清水将制成的改性玉米面粉粘结剂稀释50倍得到粘结剂稀释液，将所述粘结剂稀释液以喷雾形式向调配基质步骤制得的堆肥基质上喷洒湿润，使喷洒湿润后的所述堆肥基质的湿润度含水率为55～65％，用模具将喷洒湿润后的堆肥基质压制成型形成基质块，将压制成型后形成的基质块风干、晒干或烘干，即得到含水率为30～40％的制作草坪植生块的基质材料。

所述模具为：由PVC板或不锈钢板制成的长宽高为150cm×100cm×20cm的方形框。

所述用模具将喷洒湿润后的堆肥基质压制成型形成基质块包括：

将模具框置于平整的平面上，将喷洒粘结剂稀释液润湿后的堆肥基质填充到模具内，将填充后的堆肥基质表面压制平整，压制后将模具取走，即得到厚度为18～20cm的基质块。

本发明实施方式还提供一种制作草坪植生块的方法，包括：

a、脱盐处理：以垃圾堆肥为原料，将所述垃圾堆肥与水按体积比1∶2～1∶3混合后，浸泡48小时，用挤压法去除重力水，并进行风干；

b、调配基质：向上述脱盐处理中风干后的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾，各组分加入量为：按每立方米的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙600～1000g、硫酸亚铁60～120g、尿素80～125g、硫酸钾100～150g，加入各组分后得到堆肥基质；

c、制备粘结剂：将烧碱溶于50℃的水中制成质量浓度为1.7～2.0％的烧碱溶液，将所述烧碱溶液加入粒度不小于100目的玉米面粉中形成质量浓度为16～18％的玉米面粉溶液，充分搅拌使玉米面粉溶液糊化得到糊化液，向所述糊化液中加入质量浓度为30％的过氧化氧2溶液，加入的所述过氧化氧溶液与糊化液的体积比为1∶50～1∶60，搅拌均匀，在50℃温度下保温1小时，制成改性玉米面粉粘结剂；

d、压制基质块：用水将上述制成的改性玉米面粉粘结剂稀释，得到粘合剂稀释液，将所述粘合剂稀释液以喷雾形式向步骤b得到的堆肥基质上喷洒湿润，使喷洒湿润后的堆肥基质的含水率为55～65％，将喷洒湿润后的所述堆肥基质压制成基质块，对基质块进行风干、晒干或烘干处理，即得到含水率为30～40％的草坪建植用基质材料；

e、压制种子块：将高羊茅与早熟禾以4∶1质量比掺混均匀，按照8～10kg/m³的比例与粉碎至60目的上述制得的基质材料混合均匀，将混合后的混合物在平底托盘中平铺成厚度为5mm的薄片，将上述制成的改性玉米面粉粘结剂用水稀释50倍得到粘合剂稀释液，用所述粘结剂稀释液将平底托盘上的所述薄片喷洒湿润至含水率为55～60％，将喷洒湿润后的所述薄片压平整得到厚度为3mm的种子块；将平底托盘连同得到的种子块在温度为35～40℃的鼓风干燥机中烘干，烘干后得到含水率低于15％的种子块；

将上述得到的种子块叠加在上述步骤d制成的所述基质块上即成为草坪植生块。

所述压制种子块步骤具体包括：

将高羊茅与早熟禾的种子以4∶1质量比掺混均匀，按照8～10kg/m³的比例与粉碎至60目的步骤b所述的堆肥基质材料混合均匀，将混合后的混合物在平底托盘中平铺成厚度为5mm的薄片状材料，将上述制成的改性玉米面粉粘结剂用水稀释50倍后成为改性玉米面粉粘结剂稀释液并喷洒湿润在平底托盘中的薄片上，使薄片的含水率为60％，用木板将喷洒湿润后的薄片按压平整，制成厚度为3mm的薄片状材料；将平底托盘连同薄片状材料迅速置于温度为35～40℃的鼓风干燥机中烘干，烘干后得到薄片状的含水率低于15％的种子块。

通过本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中通过脱盐处理、调配基质、制备粘结剂、压制基质块处理，降低了垃圾堆肥中的盐分含量并调节了垃圾堆肥的养分平衡和酸碱度，使制得的基质材料适合植物根系生长。通过该方法可将城市垃圾堆肥制成作为草坪建植的基质使用。该方法工艺简单，适合规模化生产，制成的基质材料方便运输和施工管理。本发明不仅为垃圾堆肥找到了新的消纳途径，而且有利于保护土壤和耕地资源。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的草坪植生块用基质材料的制作方法流程图；

图2为本发明实施例1提供的制作草坪植生块用基质材料所用模具的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的制作草坪植生块用基质材料所用模具的压板示意图；

图4为本发明实施例1提供的制作草坪植生块的方法流程图；

图5为本发明实施例2提供的制作草坪植生块的具体流程图；

图6为本发明实施例2提供的制得草坪植生块的剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种用城市垃圾堆肥制作基质材料及草坪植生块的方法，该方法由堆肥脱盐、基质调配、制备粘结剂、压制基质块、压制种子块等5个主要操作步骤，具体按下述步骤进行：a、堆肥脱盐：将堆肥以2～3倍体积的水浸泡48小时，挤压脱除重力水，风干备用；b、基质调配：向脱盐后的堆肥中添加适量的过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾，以调节基质的酸碱度及矿质营养平衡，各组分加入量为：按每立方米的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙600～1000g、硫酸亚铁60～120g、尿素80～125g、硫酸钾100～150g；c、制备粘结剂：以研磨至不小于100目的玉米面粉为主料，加入质量浓度为1.7～2％的烧碱溶液糊化，再加入适量过氧化氢溶液改性，于50℃保温1小时，制成改性玉米面粉粘结剂；d、压制基质块：以稀释50倍的改性玉米面粉粘结剂将调配好的堆肥喷淋湿润至含水率为55～65％，用模具压成基质块并干燥至含水率为30～40％，即制得基质材料；在此基础上，加入步骤e、压制种子块：将调配好的堆肥基质粉碎至60目以上，把适量草种与之混合并平铺于平底托盘上，喷洒稀释50倍的改性玉米面粉粘结剂并用木板压成3mm厚的薄片，然后在35～40℃的烘箱中快速烘至含水率低于15％，制得种子块，使用时将种子块叠加在基质块上即形成草坪植生块。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种草坪建植用基质材料的制作方法，可以垃圾堆肥为原料(如：城市垃圾制成的垃圾堆肥)，制成用于草坪植生块的基质材料，如图1所示，该方法包括：

步骤a、脱盐处理：以垃圾堆肥为原料，将垃圾堆肥与水按体积比1∶2～1∶3混合后，浸泡48小时，用挤压法去除重力水，并进行风干，风干后备用；

上述步骤a中的脱盐处理具体包括：采用孔径1～1.5cm滚筒筛或振动筛，用转鼓方式或震动方式将垃圾堆肥过筛得到筛下物作为原料的垃圾堆肥，将筛后得到的垃圾堆肥中按该垃圾堆肥体积加入2～3倍的水，浸泡48小时，浸泡过程中搅拌2～3次；

将浸泡后的垃圾堆肥用孔径小于等于60目的尼龙网过滤，并挤压将所述垃圾堆肥中的重力水脱除，脱除重力水后进行风干处理。脱出的废水可以用于堆肥过程的水分调节，也可作为液体肥料经适当稀释后用于浇灌植物；

步骤b、调配基质：向上述脱盐处理中风干后的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾，各组分加入量为：按每立方米的所述垃圾堆肥中加入过磷酸钙750g、硫酸亚铁120g、尿素125g、硫酸钾150g，加入各组分后得到堆肥基质；

上述步骤b中的调配基质具体包括：

向脱盐处理后的垃圾堆肥中加入过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾时，过磷酸钙直接掺混至垃圾堆肥中，硫酸亚铁、尿素和硫酸钾溶于水成为水溶液后(用水量不宜过多，能够将硫酸亚铁、尿素和硫酸钾完全溶解并方便后续喷入垃圾堆肥即可)，以喷雾方式加入到垃圾堆肥中。

步骤c、制备粘结剂：将烧碱溶于50℃的水中制成质量浓度为1.7％的烧碱溶液，将5L所述烧碱溶液加入1000g粒度不小于100目的玉米面粉，充分搅拌使玉米面粉糊化得到糊化液，向所述糊化液中加入100ml的质量浓度为30％的H₂O₂溶液，搅拌均匀，在50℃保温1小时，制成改性玉米面粉粘结剂；

上述步骤c中的制备粘结剂具体包括：

称取85g烧碱，溶于5L的50℃热水中，将烧碱溶液加入1000g粒度不小于100目的玉米面粉，充分搅拌使玉米面粉糊化，向糊化液中加入100ml质量浓度为30％的H₂O₂溶液，搅拌均匀，在50℃保温1小时，即制成改性玉米面粉粘结剂。

步骤d、压制基质块：用水将上述制成的改性玉米面粉粘结剂稀释50倍得到粘合剂稀释液，将所述稀释液以喷雾形式向步骤b处理后的堆肥基质上喷洒湿润，使喷洒湿润后的堆肥基质的含水率为60％，将所述堆肥基质压制成基质块，将成型后的所述基质块进行风干、晒干或烘干处理，即得到含水率为30％的用于草坪建植的基质材料。

上述步骤d中的压制基质块具体包括：

用清水将制成的改性玉米面粉粘结剂稀释50倍得到粘结剂稀释液，将所述粘结剂稀释液以喷雾形式向调配基质步骤制成的堆肥基质上喷洒，使所述堆肥基质的湿润度达到含水率为60％，用模具将堆肥基质压制成型，将压制成型后形成的基质块风干、晒干或烘干，即得到含水率为30％的制作草坪植生块的基质材料。

上述压制基质块时所用模具10如图2所示，是由PVC板或不锈钢板制成的长(L)×宽(W)×高(H)分别为150cm×100cm×20cm的方形框；将堆肥基质压制成型具体是：将模具框置于平整的平面上，将喷洒粘结剂稀释液润湿后的堆肥基质填充到模具内，将填充后的堆肥基质表面用压板11(如图3所示)压制平整，压制后将模具取走，即得到厚度为18～20cm的基质块。

实施例2

本实施例提供一种用城市垃圾堆肥制备草坪植生块的方法，主要是采用堆肥脱盐技术和基质栽培技术制备草坪植生块，该方法的处理流程如图4所示，包括：步骤a脱盐处理、步骤b调配基质、步骤c制备粘结剂、步骤d压制基质块和步骤e压制种子块，其中的步骤a脱盐处理、步骤b调配基质、步骤c制备粘结剂和步骤d压制基质块与实施例1中制作草坪建植用基质材料的方法基本相同，在此不在重复说明。而在上述制作基质材料的方法的基础上，在步骤d的压制基质块之后，增加步骤e的压制种子块步骤即可形成一种制作草坪植生块的方法，步骤e具体为：

步骤e、压制种子块：将高羊茅与早熟禾以4∶1质量比混合均匀，按照8～10kg/m³的比例与粉碎至60目的上述制得的基质材料掺混均匀，在平底托盘(平底托盘的长宽尺寸与基质块的长宽一致)中平铺为厚度5mm的薄片状材料，将上述制成的改性玉米面粉粘结剂用水稀释50倍得到粘结剂稀释液，用所述粘结剂稀释液将平底托盘上的所述薄片状材料喷洒湿润至含水率为60％，用木板按压平整，使最终厚度为3mm；将托盘连同薄片状材料放置于温度为35～40℃的鼓风干燥机中烘干，使薄片状材料的含水率低于15％，烘干后即得到种子块(可置于阴凉干燥的环境中储存)，将所述种子块叠加在上述制成的所述基质块上即成为草坪植生块。

上述压制种子块的过程具体包括：

将高羊茅与早熟禾的种子以4∶1质量比混合均匀，按照8～10kg/m³的比例与粉碎至60目的堆肥基质掺混均匀，并在平底托盘(与基质块的长宽一致)中平铺为厚度约5mm的薄片状材料，用稀释50倍的改性玉米面粉粘结剂喷洒湿润，至含水率约60％，用木板按压平整，使薄片状材料的厚度为3mm；将托盘连同薄片状材料迅速置于温度约35～40℃的鼓风干燥机中烘干，使薄片状材料的含水率低于15％，烘干后即得到种子块，将所述种子块叠加在上述制成的所述基质块上即成为草坪植生块。

下面结合图5所示的流程，对上述方法作进一步具体包括：

步骤a、堆肥脱盐：将垃圾堆肥过1cm孔径筛，加3倍体积水浸泡48h，捞入60目孔径的尼龙网，轻轻挤压脱水，风干备用。脱出的废水储存于100L容积的大塑料桶中，用于后期浇灌施肥；

步骤b、基质调配：向脱盐后的堆肥中加入过磷酸钙、硫酸亚铁、尿素、硫酸钾，加入的量分别为过磷酸钙750g/m³，硫酸亚铁120g/m³，尿素125g/m³，硫酸钾150g/m³，除过磷酸钙单独掺混外，其余肥料依次溶于水，混合后用喷雾器以喷雾方式加入堆肥。

步骤c、制备粘结剂：称取85g烧碱，溶于5L 50℃热水，将烧碱溶液加入1000g粒度100目以上的精细玉米面粉，充分搅拌使玉米面粉糊化，再向糊化液中加入100ml 30％ H₂O₂溶液，搅拌均匀，50℃保温1h，制成改性玉米面粉粘结剂；

步骤d、压制基质块：将上述改性玉米面粉粘结剂用清水稀释50倍，以喷雾形式将调配好的堆肥基质喷洒湿润(至含水率约60％)，再采用模具将堆肥基质压制成型。模具为150cm×100cm×20cm的PVC板框(见附图1)；压制步骤为：将模具框置于平整的水泥地面上，添加用粘结剂润湿了的堆肥基质，用压板将基质压制平整，厚度至18～20cm时，将模具框提起拿走，将形成的基质块置于烘箱中烘干，使含水率达到30％左右；

步骤e、压制种子块：将高羊茅与早熟禾以4∶1质量比混合均匀，然后按照8～10kg/m³的比例与粉碎至60目的堆肥基质掺混均匀，并在平底托盘(平底托盘的尺寸与基质块的长宽一致)中平铺为厚度约5mm的薄片，用稀释50倍的改性玉米面粉粘结剂喷洒湿润，至含水率约60％，用木板按压平整，使最终厚度约3mm。将托盘连同种子块迅速置于温度约35℃的鼓风干燥机中烘干，使种子块含水率低于15％。

步骤f、建植草坪：将拟建植草坪的地块清理平整，铺一层基质块，然后再铺一层种子块，形成的建植草坪的剖视图如图6所示，最后在地块上架设喷灌系统浇水。注意掌握浇水时机，保持草坪植生块湿润。在气温合适的情况下，草坪植生块1周内种子发芽，幼苗出土，1个月以内达到初步绿化效果，2～3个月达到覆盖度90％，3个月以后草坪草生长旺盛，覆盖度达到100％，符合观赏草坪的质量要求。此后，结合灌溉将上述堆肥脱盐产生的废水用于草坪草施肥，最终达到全部利用，且草坪草生长正常。

综上所述，本发明实施例中通过堆肥脱盐、基质调配、制备粘结剂、压制基质块、压制种子块等操作步骤，将垃圾堆肥转化为适用于草坪建植的草坪植生块并实现了工艺废水的回用，极大的提高了草坪建植的效率，同时也拓展了垃圾堆肥的适用范围，提高了垃圾堆肥的利用价值，达到了废物资源化的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。