申请日2013.05.15
公开(公告)日2013.09.04
IPC分类号A01G1/00
摘要
本发明公开了一种采用风干污泥直接作为草坪草栽培基质的应用方法。它是以风干污泥、大豆秸秆及细河沙以2:2:1比例混合作为草坪草栽培基质，以达到提高城市污泥的土地利用效率，降低成本和避免土壤资源浪费的目的。实验结果表明：经自然风干处理污泥与豆秸、细沙的组配基质对草坪草的生长起到了一定的促进作用。基质中含有大豆秸秆有助于黑麦草地下部分的生长，而基质中含有细沙有助于黑麦草和高羊茅萌发和地上部分的生长。
权利要求书
1.一种风干污泥组配草皮基质，其特征在于它是由下述任一项重量份数的材料组成：
(1)风干污泥：大豆秸秆：细河沙=2:2:1或
(2)风干污泥：细河沙=3-7:1或
(3)风干污泥：大豆秸秆3-7:1;
其中所述的大豆秸秆是将豆秸放人烘箱，50℃条件下烘干至恒重24 h ，然后粉碎制成粉末以用作施配材料;细河沙为工业用沙，人工去除细沙中的贝壳、石子，自然风干含水率在1%以下留存;供试污泥采自天津纪庄子污水处理厂，采集后的污泥碾碎过2mm筛，平铺于塑料布放置于通风口处2～3天，自然条件下风干。
2.权利要求1所述的风干污泥组配草皮基质，其中风干后污泥的有机质含量为18.21%，全氮量1.41%，有效磷含量187 mg/kg，全钾量652.9 mg/kg，含水量为2.13%。
3.权利要求1所述风干污泥组配草皮基质在制备作为提高草坪草生长基质中的应用。
4.权利要求书3所述的应用，其中所述的草坪草生长指的是黑麦草萌发情况、株高、地上生物量以及叶绿素含量的生长。
5.权利要求书3所述的应用，其中所述的草坪草生长指的是高羊茅萌发情况、株高、地上生物量以及叶绿素含量的生长。
6.一种采用权利要求1所述风干污泥组配草皮基质提高草坪草生长的方法，其特征在于按如下的步骤进行：
(1)将风干过筛后的污泥与相应配材按重量分数比进行混合，每培养皿栽培基质总干重均为40g，混合培植基质置于培养皿中;
(2)选择籽粒饱满的黑麦草和高羊茅种子各100粒，均匀播于各培养皿，播种后及时浇灌水分，实验周期为30d;
(3)实验期间对基质进行充分浇水，保证种子萌发生长的正常需水量，萌发后保持基质70%持水量，试验于室内进行，将培养皿置于靠窗试验台，光线为射入室内的自然光，光照强度为450-700 μmol·m-2·s-1，湿度为30%-55%，温度为17℃-26℃;
(4)当种子开始萌发后，进行草坪植物的生长状况测定。
说明书
一种采用风干污泥作为草坪草栽培基质的应用方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及城市绿化，特别是一种采用风干污泥直接作为草坪草栽培基质的应用方法。
背景技术
早期，美国环保署(1994)对污泥的定义是污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物。世界水环境组织(Water Environment Federation，WEF)于1995年对污水污泥进行了重新定义，将污水污泥定义为“生物固体”(Biosolids)，这一概念重点强调了“生物固体”的资源化应用，更好的参与生态系统中的物质循环，人类社会与自然环境和谐共处、共同发展，同时也标志了人们对污水污泥处理与处置观念有了更深层认识。美国国家研究委员会(USNRC，United States National Research Council)(2002)为进一步提高污泥可利用的安全性和科学性，对“生物固体”从新定义为：经处理后符合503号文件中土地利用标准或其他类似标准的污泥(US Environmental Protection Agency，1993)。
我国多数研究者认为，城市污泥是城市污水处理厂在各级污水处理净化后所产生的含水量75%一99%的固体或者流体状物质。其固体成分主要包括有机残片、无机颗粒、细菌菌体、胶体及絮凝所用药剂等，它是一种以有机成分为主、组分复杂的混合物，其中包含有潜在利用价值的有机质、氮(N)、磷(P)、钾(K)和各种微量元素，同时也含有大量病原体、寄生虫(卵)、重金属和多种有毒有害有机污染物。
草坪对人类赖以生存的环境起着美化、保护和改善的良好作用。在城市绿地建设中，草坪成为绿地建设的重要部分，城市草坪需求量增加，也因此推动了以经营草坪事业为主的专业企业。目前国内草坪生产普遍采用成坪草皮卷直接铺设，可使业主在短期内获得成坪整齐的草坪，但这种方式会带走肥沃的表层土壤，造成了土壤耕作层的在传统的草皮生产中，为保证草皮品质，每完成一次草皮生产过程，至少要铲去2 cm以上的熟土，在同一地块连续生产3~4茬草皮之后，肥沃的农田即遭到破坏，土壤最肥沃的有机质层就被剥离干净，形成大量的低洼地，造成土地贫瘠;在一些地势低的地区，由于进一步下挖造成下部盐碱化。一座面积与北京相似的城市，一年草皮铺植面积为600万~700万m2，如果每次草皮出圃都起掉3cm厚土壤，其所使用的有土草皮一年就剥离土壤表土18万~21万m3，这给我们国家宝贵的土地资源造成了极大的浪费。草坪草栽培基质是草坪草生长的基础和介质，也是无土草皮种植成败的关键因素。
综上所述，由于城市污泥堆肥含有丰富的有机质和大量的植物生长所需营养元素，对污泥堆肥的园林绿地资源化利用已得到广泛报道。但对城市污泥利用于园林绿地的研究多集中于污泥经过有氧或无氧的堆肥发酵，形成腐熟堆肥，或单独施用污泥堆肥，或与其他废弃物，例如与垃圾堆肥、泥炭、珍珠岩、河沙等物质，按照相应比例混合后，形成植物的生长基质。
尽管如此，污泥堆肥化处理利用，存在耗时长，并需要大量的人类、物力和财力;同时，在处理工程中，污泥的营养成分也会存在损失。因此，污泥堆肥化处理利用，会大大增加了其利用成本，这也在很大程度上限制也高效和广泛的利用。可见，研制一种有效的低成本利用污泥的方法，已成为当务之急。
目前，在土壤替代基质研究中，国内一些学者对不同基质作为草皮土壤替代基质做了大量研究。邓蓉等通过研究表明，珍珠岩作为无土栽培基质效果最佳。王小山等对低成本无土草坪基质的理化特性及建坪效果研究表明，从生物量考虑低成本无土草坪基质均适合无土草皮卷生产，但综合考虑腐熟草质纤维+泥炭+炉渣为最佳混合处理。本发明将以风干污泥、大豆秸秆及细河沙以不同比例混合作为草坪草栽培基质，以达到提高城市污泥的土地利用效率，降低成本和避免土壤资源浪费的目的，这项技术在市场将有着广阔的应用空间。
发明内容
本发明公开了一种风干污泥组配草皮基质，其特征在于它是由下述任一项重量份数的材料组成：
(1)风干污泥：大豆秸秆：细河沙=2:2:1或
(2)风干污泥：细河沙=3-7:1或
(3)风干污泥：大豆秸秆3-7:1;
其中所述的大豆秸秆是将豆秸放人烘箱，50℃条件下烘干至恒重24 h ，然后粉碎制成粉末以用作施配材料;细河沙为工业用沙，人工去除细沙中的贝壳、石子，自然风干含水率在1%以下留存;供试污泥采自天津纪庄子污水处理厂，采集后的污泥碾碎过2mm筛，平铺于塑料布放置于通风口处2～3天，自然条件下风干。风干后污泥的有机质含量为18.21%，全氮量1.41%，有效磷含量187 mg/kg，全钾量652.9 mg/kg，含水量为2.13%。
本发明进一步公开了风干污泥组配草皮基质提高草坪草生长的方法，其特征在于按如下的步骤进行：
(1)将风干过筛后的污泥与相应配材重量分数比进行混合，每培养皿栽培基质总干重均为40g，混合培植基质置于培养皿中;
(2)选择籽粒饱满的黑麦草和高羊茅种子各100粒，均匀播于各培养皿，播种后及时浇灌水分，实验周期为30d;
(3)实验期间对基质进行充分浇水，保证种子萌发生长的正常需水量，萌发后保持基质70%持水量，试验于室内进行，将培养皿置于靠窗试验台，光线为射入室内的自然光，光照强度为450-700 μmol·m-2·s-1，湿度为30%-55%，温度为17℃-26℃;
(4)当种子开始萌发后进行植株生长状况的测定。
本发明更进一步公开了风干污泥组配草皮基质在制备作为提高草坪草生长基质中的应用。所述的草坪草生长指的是黑麦草萌发和地上部分的生长。以及高羊茅萌发情况、株高、地上生物量以及叶绿素含量的生长。
本发明更加详细的制备方法及试验情况如下：
1 研制材料和方法
1.1 试验材料
选用我国北方常见多年生黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea L.)为试验材料。大豆秸秆取秸秆选用最常见的大豆秸秆，将豆秸放人烘箱，50℃条件下烘干至恒重(约24 h)，然后粉碎制成粉末以用作施配材料。细河沙为工业用沙，人工去除细沙中的贝壳、石子，自然风干含水率在1%以下留存待用。
供试污泥采自天津纪庄子污水处理厂，采集后的污泥碾碎过2mm筛，平铺于塑料布放置于通风口处2～3天，自然条件下风干，风干后污泥的有机质含量18.21%，全氮量1.41%，有效磷含量187 mg/kg，全钾量652.9 mg/kg，含水量为2.13%。细沙：取自建筑工地，粒径较为均匀。
1.2 研制方法
实验设置5个处理，将风干过筛后的污泥与相应配材按S1：35g污泥+5g大豆秸秆，S2：30g污泥+10g大豆秸秆，S3：25g污泥+10g大豆秸秆+5g细沙，S4：35g污泥+5g细沙，S5：30g污泥+10g细沙的比例进行混合，每培养皿栽培基质总干重均为40g，每个样品设置3个重复，以40g纯污泥栽培基质作为对照。混合培植基质置于直径9 cm的培养皿中，选择籽粒饱满的黑麦草和高羊茅种子各100粒，每个草种均设5个处理，顺序排列，均匀播于各培养皿，播种后及时浇灌水分，实验周期为30d。各栽培组配基质见表1。
表1风干污泥、豆秸秆及细沙组配基质
组配基质名称 组配基质质量(g) 质量比 S1 污泥35g+大豆秸秆5g 7:1 S2 污泥30g+大豆秸秆10g 3:1 S3 污25g+大豆秸秆10g+细沙5g 2:2:1 S4 污泥35g+细沙 5g 7:1 S5 污泥30g+细沙 10g 3:1 CK 污泥40g ——
1.3 环境条件
实验期间对基质进行充分浇水，保证种子萌发生长的正常需水量。萌发后保持基质70%持水量。试验于室内进行，将培养皿置于靠窗试验台，光线为射入室内的自然光，光照强度为450~700 μmol·m-2·s-1，湿度为30%~55%，温度为17℃~26℃。
