專利名稱：：一種無土草皮栽培基質(zhì)及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及城巿固體廢棄物資源化利用，具體地，涉及一種包含城巿垃圾堆肥的栽培基質(zhì)在無土草皮栽培中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：目前，我國的草皮生產(chǎn)面積已經(jīng)超過10000hm2，僅北京周圍就有5000hn^左右的草皮生產(chǎn)基地。在傳統(tǒng)的草皮生產(chǎn)中，為保證草皮質(zhì)量，每完成一次草皮生產(chǎn)過程，至少要鏟去2cm以上的熟土，在同一地塊連續(xù)生產(chǎn)34茬草皮之后，肥沃的農(nóng)田即遭到破壞，造成土壤退化等生態(tài)和環(huán)境問題，而且失去肥沃的表土后，緊實(shí)的犁底層將會使草皮草難以扎根，嚴(yán)重影響草皮質(zhì)量，甚至阻礙草皮的持續(xù)生產(chǎn)。改變傳統(tǒng)的有土草皮生產(chǎn)模式，開發(fā)新的草皮生產(chǎn)方式勢在必行。人們從20世紀(jì)40年代起就開始尋求新的草皮生產(chǎn)方式一一無土草皮。泥炭、巖棉和蛭石等是目前世界上應(yīng)用最廣泛的無土栽培基質(zhì)。但是，巖棉使用后難以處理，嚴(yán)重污染環(huán)境；天然泥炭資源有限，短期內(nèi)不可再生；蛭石易破碎，一般使用1~2次就需要更換。因此，尋求目前常用無土栽培基質(zhì)的替代品將是今后一段時(shí)間無土栽培基質(zhì)研究特別是無土草皮栽培基質(zhì)研究的熱點(diǎn)。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城巿人口的急劇膨脹以及人們生活水平的不斷提高，城巿固體廢物垃圾的產(chǎn)量不斷增加。如今，我國每年排放垃圾1.5xio叱但是目前我國不少城巿垃圾的處置未達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求，存在著潛在的二次污染問題，給城巿環(huán)境帶來了極大的隱患。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種利用城巿垃圾開發(fā)的無土草皮栽培基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明人的研究結(jié)果，釆用處理后的城巿垃圾所得的堆肥生產(chǎn)草皮基質(zhì)，不僅解決廢棄物污染問題，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化，還可以提供大量有機(jī)質(zhì)和肥料，減少化肥的使用，改良土壤理化性質(zhì)。另外,由于城巿垃圾堆肥的有機(jī)物含量很高，吸水性較強(qiáng)，而沙子的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，通水透氣性好，雜質(zhì)含量低，與城市垃圾堆肥在物理化學(xué)性質(zhì)上可以很好地互補(bǔ)。為保證草皮生產(chǎn)質(zhì)量，將城巿垃圾堆肥與沙子混合，生產(chǎn)本發(fā)明所涉及的無土草皮栽培基質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的無土草皮栽培基質(zhì)包含城巿垃圾，且所述的城巿垃圾原料應(yīng)滿足以下要求a)密度:適用于堆肥的垃圾密度一般為350-650kg/m';b)組成成分(濕重)。/。:其中有機(jī)物含量不少于20%;c)含水率:適合堆肥的垃圾含水率為40%~60%;d)碳氮比(C/N):適合堆肥的垃圾碳氮比為20:130:1;e)堆肥溫度(靜態(tài)堆肥工藝)》55'C持續(xù)5天以上；f)蛔蟲卵死亡率:95%~100%;g)糞大腸菌值:10"l(T2。將城巿垃圾進(jìn)行堆肥處理，堆肥過程包括垃圾篩分，生物除臭，發(fā)酵等，此技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以獲知的，也可以由垃圾處理廠完成。堆肥的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)(以干基計(jì))a)粒度:山林果園用堆肥產(chǎn)品粒度不大于50mm，b)含水率《35。/。，c)pH值:6.58.5,d)全氮(以N計(jì))X).5。/。，e)全磷(以P205計(jì))>0.3%,f)全鉀(以K20計(jì))>1.0%，g)有機(jī)質(zhì)(以C計(jì)):MO。/。，h)重金屬含量總鎘(以Cd計(jì))《3mg/kg總汞(以Hg計(jì))《5mg/kg總鉛(以Pb計(jì)):《100mg/kg總鉻(以Cr計(jì))<300mg/kg總砷(以As計(jì)):<30mg/kg具體的包括l)城市垃圾堆肥和沙子，二者重量百分比為城市垃圾堆肥10~90%、沙子90~10%;對各栽培基質(zhì)進(jìn)行聚類分析得出優(yōu)選的城巿垃圾堆肥為3070%、沙子7030%。2)將城巿垃圾堆肥和沙子按上述比例混合。本發(fā)明所涉及的栽培基質(zhì)所用的城巿垃圾經(jīng)過合理的堆肥后是植物良好的生長介質(zhì)，不僅解決廢棄物污染問題，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化，還可以提供大量有機(jī)質(zhì)和肥料，減少化肥的使用，改良土壤理化性質(zhì)。作為無土草皮生產(chǎn)基質(zhì)，不僅可以避開食物鏈，保證草皮生產(chǎn)質(zhì)量。而且還可以為我國城巿固體廢棄物垃圾指明一條新的處理途徑。圖l聚類分析圖。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例l高羊茅(F.arundinaceaSchreb.)，品種為獵狗5號(Houndog5)作為草種子制備草皮，草種子由丹農(nóng)國際種子公司(DLFInternationalSeeds)提供，發(fā)芽率>85%。試驗(yàn)地位于北京海淀區(qū)東北旺園藝場北京林業(yè)大學(xué)草坪實(shí)驗(yàn)站。本實(shí)施例所用的城巿垃圾堆肥由北京懷柔垃圾綜合處理廠提供；沙子為巿售中沙。本實(shí)施例所用城巿垃圾堆肥、沙子、大田土壤的基本理化性狀見表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實(shí)施例釆用城巿垃圾堆肥和巿售中沙不同體積混合(見表2)，作為草皮栽培基質(zhì)，并以大田土壤為對照，具體基質(zhì)配比方案見表2。播種時(shí)間為2006年4月26日，播種量為35g/m2。表2基質(zhì)配比方案<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>對采用表2配方的不同基質(zhì)與對照大田土壤栽培得到的草皮的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了對比研究，結(jié)果如下1、對草皮新鮮度的影響草坪草的新鮮度是影響草皮質(zhì)量的重要因素。草皮的新鮮度采用測定植株含水量的方法測定，具體測定方法參照GB/T18247.7-2000和GB/T19369-2003，草評草植株含水量越高說明草坪草的新鮮度等級越高，草皮的質(zhì)量就越好；反之，草坪草植株含水量越低說明草坪草的新鮮度等級越低，草皮的質(zhì)量就越差。各基質(zhì)和對照栽培的高羊茅草皮新鮮度對比結(jié)果見表3。表3各基質(zhì)栽培的髙羊茅草皮新鮮度(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2、對草皮韌性的影響草皮韌性是指單位面積草皮所能承受靜拉力的大小，釆用草皮強(qiáng)度計(jì)測定單位寬度(50cm)草皮所能承受的靜拉力大小來表示草皮卷和草皮塊抗外力撕拉的性能。它是草皮生產(chǎn)中最重要的特征指標(biāo)之一。草皮生產(chǎn)者往往就是根據(jù)草皮的韌性和草皮的密度蓋度來決定草皮是否成熟。在草皮生產(chǎn)中，如果草皮的根系、地下莖或者匍匍莖還沒有充分發(fā)育，則其韌性就達(dá)不到要求，草皮就無法伊起，進(jìn)行裝卸和移栽。各基質(zhì)和對照栽培的高羊茅草皮韌性對比結(jié)果見表4。表4各基質(zhì)栽培的髙羊茅草皮韌性(N)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3、對病蟲侵害度的影響草坪草的病蟲侵害度是草皮產(chǎn)品等級劃分的重要指標(biāo)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18247.7-2000和GB/T19369-2003，利用蓋度儀測定病蟲害侵害度，草皮生產(chǎn)者尤其要重視草皮生產(chǎn)地的病蟲害情況。各基質(zhì)和對照栽培的高羊茅病蟲侵害度對比結(jié)果見表5。表5各基質(zhì)栽培的髙羊茅病蟲侵害度(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>4、不同栽培基質(zhì)對草皮生產(chǎn)周期的影響草皮生產(chǎn)周期是指從草皮繁殖到草皮達(dá)到出圃條件所需的時(shí)間?？s短草皮的生產(chǎn)周期可以直接降低草皮的生產(chǎn)成本和增加單位面積草皮栽培地的產(chǎn)量。各基質(zhì)和對照栽培的高羊茅草皮生產(chǎn)周期對比結(jié)果見表6。表6各基質(zhì)栽培的髙羊茅草皮生產(chǎn)周期(d)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>5、對草皮質(zhì)量影響的聚類分析根據(jù)上述l-4不同栽培基質(zhì)對高羊茅草皮質(zhì)量的影響，對各栽培基質(zhì)用最短距離法作聚類分析。聚類圖見附圖l。聚類分析結(jié)果表明，試驗(yàn)所釆用的11種栽培基質(zhì)共可以分為3大類Tl、T2為一類，T8、T9、T10為一類，T3、T4、T5、T6、T7、CK為一類。結(jié)合表3至表6可以看出，整體來說栽培基質(zhì)Tl、T2，T8、T9、T10栽培的高羊茅草皮質(zhì)量不及T3、T4、T5、T6、T7、CK栽培的高羊茅草皮質(zhì)量。通過分析不難得出，Tl、T2基質(zhì)沙子比重過大，基質(zhì)中的有機(jī)物比較少，沒有充足的養(yǎng)分供草坪草生長；而T8、T9、T10基質(zhì)垃圾堆肥比重過大，有機(jī)物含量過高，通水透氣性較差，而且由于垃圾來源十分廣泛，其中難免有些抑制草坪草生長的物質(zhì)，如重金屬等。因此，城巿垃圾堆肥和沙子混合開發(fā)無土草皮栽培基質(zhì)較適宜的基質(zhì)配比為垃圾堆肥含量在30%~70%之間。在現(xiàn)實(shí)栽培過程中，當(dāng)草皮栽培基質(zhì)中的垃圾堆肥含量在0~20%之間時(shí)，可以通過添加無機(jī)肥料來調(diào)節(jié)基質(zhì)肥力以提高草皮質(zhì)量。當(dāng)垃圾堆肥含量超過70%時(shí)，可以通過控制垃圾堆肥質(zhì)量等方法提高草皮質(zhì)量。實(shí)施例2本實(shí)施例所用的草種為高羊茅，品種為獵狗5號(Hoimdog5)。本實(shí)施例利用城巿垃圾堆肥制備的無土草皮栽培基質(zhì)栽培高羊茅，栽培步驟如下(1)、制備基質(zhì)如果基質(zhì)過厚則會增加草皮生產(chǎn)成本及運(yùn)輸成本(重量)，同時(shí)基質(zhì)中重金屬含量也會較多。如果基質(zhì)過薄則基質(zhì)保水保肥能力差，管理成本增加，同時(shí)基質(zhì)較輕，草坪草種容易被沖散，坪床易被沖不平。具體厚度應(yīng)視情況而定。將重量百分比為60%城巿垃圾堆肥和40%沙子混合，平攤在在坪床上，適當(dāng)鎮(zhèn)壓或者澆水使其自然沉降，制備厚度為2.55cm的栽培基質(zhì)。(2)、播種按照用量為3040g/n^的標(biāo)準(zhǔn)，將獵狗5號草種用播種機(jī)播種在步驟(1)的基質(zhì)上。忌種植過密，影響分蘗；忌播量太小，影響草評草密度和蓋度，進(jìn)而影響草皮生產(chǎn)周期。草坪草幼苗發(fā)育階段對鹽堿最敏感，如果基質(zhì)含鹽量較多則可以增加播量或播前進(jìn)行種子抗鹽堿處理。播完種后，用細(xì)齒耙往返拉松表層基質(zhì)，使種子與表層基質(zhì)均勻混合，然后適度鎮(zhèn)壓，防止種子外露，最后在坪床上覆蓋無紡布或植物秸稈。這樣可以避免草坪草種被沖散，以保出苗均勻；防止厚度較薄、重量較輕的基質(zhì)被沖不平。(3)灌溉播種完成后，進(jìn)行灌溉，一天噴灌12次，等出苗兩周后l天灌溉1次。苗期最好釆用噴灌，噴灌要遵循少量多次的原則，要始終保持苗圃基質(zhì)濕潤，忌漫灌(特別是在種子發(fā)芽之前，因?yàn)闊o土草皮栽培基質(zhì)通常較薄，而垃圾堆肥較輕，草評草種容易被沖散，導(dǎo)致出苗不均勻，同時(shí)坪床也易被沖不平，)；忌澆水過多，影響根系生長，應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)母蓡巍?4)修剪高羊茅無土草皮修剪高度保持在48cm。忌留茬過高，影響分蘗；但是也忌留茬過低，影響生根。草皮出圃前一個月至半個月時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低留茬高度。其他草評草的留茬高度可參考《草坪學(xué)》(孫吉雄，2004，第二版，p180)常見草坪草標(biāo)準(zhǔn)留茬高度。(5)當(dāng)高羊茅草皮覆蓋均勻致密，草皮平整，高度適宜，根系發(fā)達(dá)，草塊成型，同時(shí)又無雜草無病斑時(shí)即認(rèn)為草皮成評，將每塊草皮卷起來進(jìn)行移植。在栽培的過程中，要堅(jiān)持預(yù)防為主的原則。生長季內(nèi)可視病蟲害發(fā)生規(guī)律，預(yù)先施藥預(yù)防。病蟲害高發(fā)的高溫高濕季節(jié)，應(yīng)有針對性地噴施藥劑進(jìn)行預(yù)防。以垃圾堆肥為基質(zhì)作無土草皮栽培基質(zhì)時(shí)，重點(diǎn)要在夏季防治夏斑病、褐斑病，秋季防治銹病。同時(shí)夏季重點(diǎn)防治鱭螬和地老虎。由于垃圾堆肥含有一定數(shù)量的重金屬，而重金屬污染治理一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，在利用垃圾堆肥開發(fā)無土草皮生產(chǎn)基質(zhì)時(shí)一定要本著安全性第一，草皮生產(chǎn)第二的原則。要求試驗(yàn)材料提供方提供各季度的產(chǎn)品安全性檢測報(bào)告，自己也要對試驗(yàn)材料進(jìn)行不定時(shí)的抽樣檢測，對于污染環(huán)境或潛在污染環(huán)境的垃圾堆肥，堅(jiān)決不予采用。草屑要科學(xué)處理，不可飼用，沒有經(jīng)檢測的草屑不可隨意亂扔、亂倒，要統(tǒng)一收集，統(tǒng)一處理。實(shí)施例3本實(shí)施例利用城巿垃圾堆肥制備的無土草皮栽培基質(zhì)栽培多年生黑麥草，栽培步驟如下(1)制備基質(zhì)將重量百分比為60%城巿垃圾堆肥和40%沙子混合，平攤在在坪床上，適當(dāng)鎮(zhèn)壓或者澆水使其自然沉降，制備厚度為2.55cm的栽培基質(zhì)。如果基質(zhì)過厚則會增加草皮生產(chǎn)成本及運(yùn)輸成本(重量)，同時(shí)基質(zhì)中重金屬含量也會較多。如果基質(zhì)過薄則基質(zhì)保水保肥能力差，管理成本增加，同時(shí)基質(zhì)較輕，草坪草種容易被沖散，坪床易被沖不平。具體厚度應(yīng)視情況而定。(2)播種按照25-50g/n^的標(biāo)準(zhǔn)，將多年生黑麥草草種用播種機(jī)播種在步驟(l)的基質(zhì)上。它的種子比較輕且小，所以整理基質(zhì)要精細(xì)，防止播種后因地塊大而影響全苗。播完種后，用細(xì)齒耙往返拉松表層基質(zhì)，使種子與表層基質(zhì)均勻混合，然后適度鎮(zhèn)壓，防止種子外露，最后在坪床上覆蓋無紡布或植物秸稈。這樣可以避免草坪草種被沖散，以保出苗均勻；防止厚度較薄、重量較輕的基質(zhì)被沖不平。(3)灌溉播種完成后，進(jìn)行灌溉，一天噴灌12次，等出苗兩周后l天灌溉1次。苗期最好釆用噴灌，噴灌要遵循少量多次的原則，要始終保持苗圃基質(zhì)濕潤，忌漫灌(特別是在種子發(fā)芽之前，因?yàn)闊o土草皮栽培基質(zhì)通常較薄，而垃圾堆肥較輕，草評草種容易被沖散，導(dǎo)致出苗不均勻，同時(shí)坪床也易被沖不平，)；忌澆水過多，影響根系生長，應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)母蓡巍?4)修剪多年生黑麥草無土草皮修剪高度保持在8cm左右。忌留茬過高，影響分蘗；但是也忌留茬過低，影響生根。草皮出圃前一個月至半個月時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低留茬高度。具體留茬高度也可參考《草坪學(xué)》(孫吉雄，2004，第二版，p180)常見草坪草標(biāo)準(zhǔn)留茬高度。(5)當(dāng)多年生黑麥草覆蓋均勻致密，草皮平整，高度適宜，根系發(fā)達(dá)，草塊成型，同時(shí)又無雜草無病斑時(shí)即認(rèn)為草皮成坪，將每塊草皮卷起來進(jìn)行移植。在栽培的過程中，要堅(jiān)持預(yù)防為主的原則。生長季內(nèi)可視病蟲害發(fā)生規(guī)律，預(yù)先施藥預(yù)防。病蟲害高發(fā)的高溫高濕季節(jié)，應(yīng)有針對性地噴施藥劑進(jìn)行預(yù)防。以垃圾堆肥為基質(zhì)作無土草皮栽培基質(zhì)時(shí)，重點(diǎn)要在夏季防治夏斑病、褐斑病，秋季防治銹病。同時(shí)夏季重點(diǎn)防治蠐螬和地老虎。實(shí)際過程中，各種草評草，如草地早熟禾、匍匍剪股穎等也可以利用城巿垃圾堆肥制備的無土草皮栽培基質(zhì)栽培，其第2步的播種，第4步的修剪可以參考《草評學(xué)》(孫吉雄，2004,第二版)。權(quán)利要求1、一種無土草皮栽培基質(zhì)，其主要成分包括城市垃圾和沙子。2、如權(quán)利要求l所述的栽培基質(zhì)，其特征在于，所述城巿垃圾是經(jīng)過堆肥處理的城巿垃圾堆肥。3、如權(quán)利要求2所述的栽培基質(zhì)，其特征在于，所述城巿垃圾的重量百分比為io卯y。、沙子的重量百分比為90~10%。4、如權(quán)利要求3所述的栽培基質(zhì)，其特征在于，所述城巿垃圾的重量百分比為3070%、沙子的重量百分比為70~30%。5、如權(quán)利要求3所述的栽培基質(zhì)，其特征在于，栽培基質(zhì)中的垃圾堆肥含量在1020%之間時(shí)，通過添加無機(jī)肥料來調(diào)節(jié)基質(zhì)肥力；當(dāng)垃圾堆肥含量為70~90%時(shí)，通過控制垃圾堆肥質(zhì)量來調(diào)節(jié)基質(zhì)肥力。6、如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的栽培基質(zhì)，其特征在于，所述的城巿垃圾堆肥粒度不大于50mm;全氮(N):>0.8°/。；全磷(？205):>0.8%;全鉀(&0):>1.0%;有機(jī)質(zhì)(以C計(jì))>1.0%;水解氮(N):》60mg/kg;速效磷(P2O5P60mg/kg;速效鉀(K20)>80mg/kg。7、如權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的栽培基質(zhì)，其特征在于，所述的城巿垃圾堆肥的重金屬含量為總鎘(以Cd計(jì))《3mg/kg;總汞(以Hg計(jì))《5mg/kg;總鉛(以Pb計(jì))<100mg/kg;總鉻(以Cr計(jì))<300mg/kg;總砷(以As計(jì))《30mg/kg。8、權(quán)利要求l-7任一項(xiàng)所述的栽培基質(zhì)在無土草皮栽培中的應(yīng)全文摘要本發(fā)明提供了一種無土草皮栽培基質(zhì)，是利用城市垃圾堆肥和沙子制成。本發(fā)明通過將城市垃圾堆肥和沙子混合制備無土草皮生產(chǎn)基質(zhì)，不僅可以避開食物鏈，而且還可以為我國城市固體廢棄物垃圾指明一條新的處理途徑。文檔編號A01G31/00GK101248747SQ200810104128公開日2008年8月27日申請日期2008年4月16日優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日發(fā)明者宋桂龍,肖昆侖,費(fèi)永俊,韓烈保申請人:長江大學(xué)