一種採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法
2023-10-08 04:43:44 2
專利名稱：一種採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法
技術領域：
本發明屬於環境保護技術領域，涉及城市生活垃圾堆肥的合理使用。更具體的說 是一種採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法。
背景技術：
草坪對城市綠化、環境保護和生態平衡起著重要的作用。草坪草的種植和保養需 要大量的水分；而草坪對灌溉用水的大量需求使得草坪的養護成本極高，這對於淡水資源 相對貧乏的中國來說無疑是一個承重的負擔，也限制了草坪業的發展。施肥處理是草坪養 護管理體系中最重要的管理手段之一，為了及時補充草坪土壤中養分供應的不足，常常以 施肥來使草坪質量保持在一個較高的水平。但城市人工草坪不像自然草地那樣耐旱，尤其 是耐渴能力很差。草坪根系較淺，不足以在土壤中吸收足夠的水分，只能靠人工澆灌。在旱 季草坪每天要澆一次水，即使在雨季，每月至少也要澆兩次水。一旦缺水會導致草坪生長不 良。尤其是在我國北方城市，每年要消耗大量的水，年灌水量大約為0.6-1. 0m3/m2。所以每 年每平方米草坪的用水成本為4. 5元左右。草坪水分管理的高成本往往使得我國北方城市 草坪水分不足，使得草坪的質量下降。長期供水不足，草坪就會慢慢的退化，從而導致草坪 失去了原有的價值和功能，這個時候人們的選擇只能是放棄草坪。因此，在人類面臨水資源 匱乏的今天，水資源的調配與利用將是草坪建植和管理上人們面臨的最大挑戰。在城市綠 地上如何經濟合理地利用水資源已成為一個熱點研究問題。當今城市草坪綠地面積不斷增 長，其用水問題也就越來越受到關注，草坪綠地均面臨不同程度的水分脅迫。保水劑和保水 肥料的使用能在一定程度上緩解水分脅迫草坪植物的傷害，但不能從根本上解決草坪的幹 旱問題。草坪傳統節水方式是通過抗旱品種的選育、草坪經濟灌溉量及灌溉方式的選擇等 方法；目前，草坪節水技術有了新的發展保水肥料的引進在一定程度上促進了草坪的節 水能力。焦晉川等研究了鉀肥對黑麥草抗旱性的影響，以黑麥草種子的發芽率、葉片厚度和 根冠比為評價指標，來篩選出適宜草坪草生長的鉀肥施量，提高其抗旱能力。王生銀等研究 了矽肥對草地早熟禾抗旱性的效應及機制影響。薛波等(2008)研究了氯化鈣、水楊酸和保 水劑對珙桐幼苗抗旱性的影響。目前，城市生活垃圾堆肥作為基質用於草坪建植的研究有一定的報導。此外，未經 處理的城市生活垃圾粗堆肥在草坪抗旱中應用已有報導，但效果不佳，沒有從根本上解決 問題。從已有的研究來看，以前對於垃圾堆肥的研究多集中在粗堆肥的整體利用上，這樣粗 放的做法如果長期應用於土壤或植物的生長，不但會破壞土壤的微環境，而且對於提高資 源的利用效率也是不利的。如果將生活垃圾堆肥經過粉碎機處理形成不同的粒徑，從而去 除堆肥某些粒徑中積累過多的有害物質，保留為植物生長提供養分以及改善土壤理化性質 的堆肥顆粒，將經過處理的堆肥用於草坪抗旱節水，可以發揮堆肥特定顆粒中有機質和營 養元素豐富的優勢，調節土壤的物理結構，達到優化土壤理化性質，改良土壤的作用，或許 會起到抗旱節水的作用。有關這一方法目前國內外尚無文獻報導。
發明內容
本實驗採用葉面噴灑堆肥浸提液的方法研究了其對水分脅迫下草坪植物生長的 影響，實驗結果表明葉面噴灑不同粒徑堆肥能緩解乾旱脅迫對草坪植物的傷害，起到了抗 旱保水的作用。更有利於緩解水分脅迫對草坪植物的影響。為實現上述目的，本發明提供 了一種採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，主要包括(1)將生活垃圾堆肥先去除各類雜物，然後在105°C條件下烘乾至恆重，將1700nm 粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，製備出300nm、240nm和lOOnm不同粒徑的垃圾微肥；(2)用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和lOOnm粒徑堆肥進 行淋洗，每個處理重複3次，淋洗後收集的淋洗液作為噴灑液；(3)盆栽試驗採用直徑7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g 土壤，播種草坪植物 0. 5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按田 間持水量的55% -65%脅迫程度進行噴灑，以後每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫 範圍內。本發明更加詳細的方法如下1研製材料與方法1.1實驗材料本實驗所用堆肥先去除其中的各類木頭、塑料、玻璃、金屬等雜物，然後在105°C條 件下烘乾至恆重，篩分出1700nm粒徑的堆肥。將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎， 時間分別為3min、6min、9min，以製備出不同粒徑的堆肥。所得堆肥經處理後粒徑分別為 300nm(堆肥4)、240nm(堆肥5)和lOOnm(堆肥6)，為了便於文中表述，按照堆肥粒徑從大 到小的順序，分別將上述3個粒徑堆肥簡稱為堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒徑堆肥作 為對照(CK)。選用籽粒飽滿、均勻的多年生黑麥草(LoliumperermeL.)和高羊茅(Festuca arundinaceaL.)種子為實驗材料。1.2實驗方法首先用蒸餾水以15 1的比例對300nm(堆肥4)、240nm(堆肥5)和lOOnm(堆肥 6)和對照(1700nm粒徑堆肥)進行淋洗，具體方法為將3g不同粒徑堆肥置於事先鋪有濾 紙的大漏鬥中，用45g蒸餾水對堆肥進行淋洗，直到各漏鬥中的溶液不在向下滲漏為止，每 個處理重複3次。淋洗後收集的淋洗液作為噴灑試劑。1.3草坪培植盆栽試驗採用直徑7cm，高10cm的塑料盆，草坪基質為每盆150g 土壤。播種量為 0. 5g/盆，每個處理重複3次。實驗共持續60天。播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利 萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按照脅迫程度定量進行噴灑。田間持水量的55% -65%, 以後每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫範圍內。實驗持續60d，然後測定各指標。1.4環境條件植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的 時間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21.4°C，最低溫度為14.6°C。平 均溼度為36. 2%，平均最大溼度為42.4%，平均最小溼度為32.7%。平均光量子密度為 600-800umol. m-2. s人
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1.5指標測定發芽後每20d測定一次植株高度，整個實驗周期為60d，最後一次刈割後測定植 株的鮮重和葉綠素含量。具體方法為將草坪植物齊根剪下，用電子天平稱量鮮重，葉綠 素含量的測定參考《植物生理生化實驗原理和技術》(李合生，2000)即取0.02g植物葉 片(幹)於研缽中，加少量石英砂和碳酸鈣以及少許80%丙酮，充分研磨成糊狀，暗處靜置 3 5min，然後用濾紙過濾，定容於25ml容量瓶中，用分光光度計在波長為633nm和645nm 下測量吸光值，並根據以下公式計算葉綠素含量。
「_i旦、+曾八寸( -u葉綠素的濃度xmmmp,x稀釋倍葉綠色含裡計算公式(mg g )^ 樣品鮮重(或乾重)生物量的測定，將植物分地上與地下兩部分放至烘箱，80°C烘至恆重，稱取乾重。1. 6數據處理數據分析採用EXCEL和SPSS12. 0分析軟體進行處理。2研製結果分析2. 1葉面噴灑不同粒徑堆肥對水分脅迫下草坪植物株高的影響葉面施加不同粒徑堆肥有利於增進草坪植物株高的生長(見圖1)。隨著堆肥粒徑 的變小，草坪植物株高所表現出的趨勢是逐步上升，緩解了水分脅迫對植物的傷害。總體來 看，堆肥6效果最好，黑麥草和高羊茅的株高都達到了最高，噴施此堆肥後，高羊茅株高比 對照高出4.2%，黑麥草高出14.5%，高羊茅和黑麥草中各處理與對照相比均未達到顯著 水平(P>0.05)。不同粒徑堆肥對水分脅迫下草坪植物株高的影響因堆肥粒徑不同而異。2. 2葉面噴灑不同粒徑堆肥對水分脅迫下草坪植物地上生物量的影響葉面噴施不同粒徑堆肥有利於草坪植物對生物量的積累(見圖1)，黑麥草地上幹 重隨著堆肥粒徑的不同表現出先上升後下降的趨勢，噴施堆肥5後地上乾重達到最高，超 出對照49. 4%，且與對照相比方差分析達到顯著水平(P 0. 05)。2. 3葉面施加不同粒徑堆肥對水分脅迫下草坪植物根系的影響堆肥能明顯增加乾旱脅迫下草坪植物根系的生長(見表1)。當噴施堆肥4時，黑 麥草根重、根長及鬚根數都達到最高值，分別超過對照50%、24. 6%和14. 3%，但各處理間 差異不顯著(P > 0. 05)。對於高羊茅來說，噴施堆肥5最能促進根系生長，噴施此堆肥後， 根重超過對照28. 6%，根長和鬚根數分別超過對照24. 3%和21. 4%，且與對照相比差異顯 著(P < 0. 05)，根冠比不顯著。這表明，葉面噴灑不同粒徑堆肥能緩解乾旱脅迫對草坪植物 的傷害，起到了抗旱保水的作用。表1不同粒徑堆肥對草坪植物根系生長的影響
5 注:300nm(堆肥4)、240nm(堆肥 5)和 100nm(堆肥 6)2. 4不同粒徑堆肥對水分脅迫下草坪植物葉綠素含量的影響葉綠素含量是草坪草的評價指標和重要的質量指標，它反映草坪的觀賞質量，也 反映草坪的生長狀態。不同粒徑堆肥能增加草坪植物葉綠素的含量(見表4. 2)，不同粒徑 堆肥對黑麥草葉綠素a及總葉綠素含量都有明顯的促進作用，葉綠素b含量增加則不明顯。 噴施堆肥6時葉綠素a含量及總葉綠素含量都最高，葉綠素a比對照高出22. 1 %，總葉綠素 含量高出14.2%。噴施堆肥4時，高羊茅葉綠素a和總葉綠素含量都最高，分別比對照高出 47. 2 %，22. 1 %。黑麥草葉綠素a/b的比值在施加堆肥4和堆肥5時比值比較高；高羊茅葉 綠素a/b的比值在施加堆肥5時最高，且比對照相比達到顯著水平(P < 0. 05)，明顯的增加 草坪植物對光能的吸收和轉化效率。表2不同粒徑堆肥對草坪植物葉綠素含量的影響(mg g—1) 注:300nm(堆肥4)、240nm(堆肥 5)和 100nm(堆肥 6)3研製結論本實驗採用葉面噴灑堆肥浸提液的方法研究了其對水分脅迫下草坪植物生長的影響，實驗結果表明隨著堆肥粒徑的變小，草坪植物株高所表現出的趨勢是逐步上升，緩 解了水分脅迫對植物的傷害。總體來看，噴施堆肥6效果最好，黑麥草和高羊茅的株高都達 到了最高，噴施此堆肥後，高羊茅株高比對照高出4.2%，黑麥草高出14.5%。黑麥草地上 乾重隨著堆肥粒徑的不同表現出先上升後下降的趨勢，噴施堆肥5後地上乾重達到最高。 而高羊茅地上乾重依堆肥粒徑不同表現出先下降後升高的趨勢，施加堆肥6後高羊茅地上 乾重達到最高，超出對照50%。對於黑麥草根系的影響，以噴施堆肥5效果最好，根重、根長 及鬚根數都達到最高值，分別超過對照50%、24. 6%和14.3%。高羊茅則以噴施堆肥6最 能促進根系生長，根重超過對照28. 6%，根長和鬚根數分別超過對照24. 3%和21. 4%。這 表明，葉面噴灑不同粒徑堆肥能緩解乾旱脅迫對草坪植物的傷害，起到了抗旱保水的作用。 不同粒徑堆肥對黑麥草葉綠素a及總葉綠素含量都有明顯的促進作用，葉綠素b含量增加 則不明顯。噴施堆肥5時黑麥草葉綠素a含量及總葉綠素含量都最高，葉綠素a比對照高 出22. 1%，總葉綠素含量高出14.2%。噴施堆肥4時，高羊茅葉綠素a和總葉綠素含量都 最高，分別比對照高出47.2%,22. 1%0總之，葉面噴施不同粒徑堆肥有利於緩解水分脅迫對草坪植物的影響。
圖1-1，圖1-2為不同粒徑堆肥對草坪植物株高的影響。
具體實施例方式為了簡單和清楚的目的，下文恰當的省略了公知技術的描述，以免那些不必要的 細節影響對本技術方案的描述。以下結合實例對本發明做進一步的說明。實施例1(1)先去除其中的各類木頭、塑料、玻璃、金屬等雜物，然後在105°C條件下烘乾至 恆重，篩分出1700nm粒徑的堆肥。將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，時間分別為 3min,6min,9min,以製備出不同粒徑的堆肥。所得堆肥經處理後粒徑分別為300nm、240nm 和lOOnm，為了便於文中表述，按照堆肥粒徑從大到小的順序，分別將上述3個粒徑堆肥簡 稱為堆肥4、堆肥5和堆肥6，1700nm粒徑堆肥作為對照(CK)。選用籽粒飽滿、均勻的多 年生黑麥草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festucaarundinacea L.)種子為實驗材料。 其中堆肥中有機質含量22. 00%，容重0. 79g. cm—3，pH值7. 62，孔隙度67. 98%,飽和含水量 66. 58%，全氮 0. 57%，全磷 0. 34%，全鉀 1. 21%.(2)用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和lOOnm粒徑堆肥進 行淋洗，每個處理重複3次，淋洗後收集的淋洗液作為噴灑液； (3)按草坪基質為每盆150g 土壤，播種草坪植物黑麥草0. 5g/盆，播種初期，每盆 充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按田間持水量的55%脅迫程 度進行堆肥6噴灑，以後每一至兩天進行稱重噴灑堆肥6，以維持在脅迫範圍內；實驗持續 60d，然後將草坪植物黑麥草齊根剪下，測定各指標。噴施堆肥6時葉綠素a含量及總葉綠 素含量都最高，葉綠素a比對照高出22. 1%，總葉綠素含量高出14. 2%。
植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的時 間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21. 4°C，最低溫度為14. 6°C。平均溼度
7為36. 2%，平均最大溼度為42. 4%，平均最小溼度為32. 7%。平均光量子密度為800umol.
-2 -1 m . s o實施例2其他同實例1。用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和lOOnm
粒徑堆肥進行淋洗，每個處理重複3次，淋洗後收集的淋洗液作為噴灑液；按草坪基質為每盆150g 土壤(壤土)，播種草坪植物(黑麥草或高羊茅)0.5g/ 盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按田間持 水量的55%脅迫程度進行噴灑堆肥6，以後每一至兩天進行稱重噴灑堆肥6，以維持在脅迫 範圍內；實驗持續60d，然後將草坪植物齊根剪下，測定各指標。噴施堆肥6效果最好，黑麥 草和高羊茅的株高都達到了最高，噴施此堆肥後，高羊茅株高比對照高出4.2%，黑麥草高 出 14. 5%。植物在實驗室內培養，放在靠實驗室陽面的窗戶前，每天植物能接受到光照的時 間為7-8h。室內平均溫度為18°C，平均最高溫度為21. 4°C，最低溫度為14. 6°C。平均溼度
為36. 2%，平均最大溼度為42. 4%，平均最小溼度為32. 7%。平均光量子密度為600umol.
-2 -1 m . s o實施例3(1)將生活垃圾堆肥先去除各類雜物，然後在105°C條件下烘乾至恆重，將1700nm 粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，製備出300nm、240nm和lOOnm不同粒徑的垃圾微肥；(2)用蒸餾水以重量分數比為15 1的比例對300nm、240nm和lOOnm粒徑堆肥進 行淋洗，每個處理重複3次，淋洗後收集的淋洗液作為噴灑液；(3)盆栽試驗採用直徑7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g 土壤，播種草坪植物 0. 5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按田 間持水量的55% -65%脅迫程度進行噴灑，以後每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫 範圍內。
權利要求
一種採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，其特徵在於，(1)將生活垃圾堆肥先去除各類雜物，然後在105℃條件下烘乾至恆重，將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，製備出300nm、240nm和100nm不同粒徑的垃圾微肥；(2)用蒸餾水以重量分數比為15∶1的比例對300nm、240nm和100nm粒徑堆肥進行淋洗，每個處理重複3次，淋洗後收集的淋洗液作為噴灑液；(3)盆栽試驗採用直徑7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g土壤，播種草坪植物0.5g/盆，播種初期，每盆充分澆水，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按田間持水量的55％-65％脅迫程度進行噴灑，以後每一至兩天進行稱重噴灑，以維持在脅迫範圍內。
2.權利要求1所述的採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，其中的土壤質 地為壤土。
3.權利要求1所述的採用細微垃圾堆肥浸提液提高草坪抗旱性的方法，其中的草坪植物為高羊茅或黑麥草。
全文摘要
本發明涉及一種採用細微垃圾堆肥提高草坪抗旱性的方法。它是將城市生活垃圾堆肥預處理，將1700nm粒徑堆肥在24000轉/分下粉碎，製備出300nm、240nm和100nm不同粒徑的垃圾微肥；用蒸餾水以重量分數比為15∶1的比例對粒徑堆肥進行淋洗，收集淋洗液作為植物葉面噴灑液；盆栽試驗採用直徑7cm，高10cm的塑料盆，每盆150g土壤，播種草坪植物0.5g/盆，保證種子能順利萌發和幼苗初期生長，兩個星期後按田間持水量的55％-65％脅迫程度進行葉面噴灑，以後每一至兩天進行稱重，以維持水分在脅迫範圍內；實驗持續60d，然後將草坪植物齊根剪下，測定各項指標。實驗結果表明不同粒徑堆肥浸提液葉面噴灑能緩解乾旱脅迫對草坪植物的傷害，起到了抗旱保水的作用。
文檔編號C05G5/00GK101869033SQ20101019129
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者多立安, 趙樹蘭 申請人:天津師範大學