申请日2013.05.15
公开(公告)日2013.09.11
IPC分类号A01G1/00; C05F7/00; A01G7/00
摘要
本发明公开了一种采用风干污泥提高草坪植物抗旱性的方法，它是在选取培养皿为草坪植物培植容器，装入污泥与土壤混合基质总重80g，风干污泥与土壤按比例1:7(w/w)混合，基质最大持水量为47.5%，每皿播种量按照10g/m2，播种前将种子浸泡于水中24h，使种子充分吸水膨胀后再进行播种。实验结果表明：添加风干污泥有效促进干旱条件下高羊茅地上生物量的积累，叶绿素含量的上升，同时SOD、POD活性增强，综合各个测定指标，认为干旱胁迫下施加风干污泥可有效缓解逆境对植物带来的损伤。
权利要求书
1.一种采用风干污泥提高草坪植物抗旱性的方法，其特征在于按如下的步骤进行：
(1)选取挑选籽粒饱满、均匀一致的高羊茅种子为试验材料;采集土壤放置于塑料布，摊平碾碎，过2mm筛，放置于通风口处2～3天，自然条件下风干，土壤有机质含量4.68%，全氮量0.21%，有效磷22.03 mg/kg，全钾量324.3 mg/kg，pH 7.44，饱和含水率0.58 ml/g;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，污泥有机质含量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%;
(2)选取直径9.5cm，高1.5cm的培养皿为草坪植物培植容器，装入污泥与土壤混合基质总重80g，风干污泥与土壤按比例1:7(w/w)混合，基质最大持水量为47.5%;
正常水分是基质的含水率保持在70%-80%，干旱胁迫采用称重水分，使基质含水量保持在35%~50%;
(3)每皿播种量按照10 g/m2，播种前将种子浸泡于水中24 h，使种子充分吸水膨胀后再进行播种，草坪生长初期，充分水分以保证植物的生长需求，培植3星期后按照胁迫程度进行定量给水，给水采用称重法，到达胁迫程度后，每一至两天称重水分，以保证基质含水量维持在胁迫范围内，干旱胁迫持续一周后，对各处理进行取样，各生理指标测定，干旱胁迫一周后进行复水，至对照水平，复水后第5天对照组和复水组进行取样测定;
(4)植物培养期间环境条件：温度为18℃，最高温度为20.7℃，最低温度为15.3℃;
平均相对湿度为37.1%，最大湿度为39.7%，最小湿度34.5%，光照强度400μmol·m-2·s-1;
(5)高羊茅培植3-4周，进行第一次株高测定，然后进行干旱胁迫，分别在胁迫第4天和最后一天进行株高的测定，胁迫一周后将草坪植物齐根刈割，地上部分和地下部分分别用蒸馏水冲洗干净，吸水纸吸干表面水分，放入烘箱中，在105℃下杀青1 h，80℃烘干至恒重进行测定。
2.权利要求1所述采用风干污泥提高草坪植物抗旱性的方法在制备干旱胁迫下缓解逆境对植物带来损伤方面的应用。
3.权利要求2所述的应用，其中解逆境对植物带来损伤指的是高羊茅地上生物量积累，叶绿素含量，丙二醛含量、脯氨酸含量，以及SOD、POD活性。
说明书
一种采用风干污泥提高草坪植物抗旱性的方法
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提高草坪植物抗旱性的方法。
背景技术
我国污泥产量与日俱增，如何妥善处置污水处理厂污泥，已成为各界人们所关注的问题。目前，我国城市污泥处理与处置的主要目的是达到污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥的处置方法有很多，我国常用方法有：卫生填埋、焚烧处理、水体消纳、堆肥处理和土地利用。卫生填埋是较为成熟的污泥处理方式，这种方式投资少、容量大且见效快，在一定基础上还可增加部分城市的建筑用地。但卫生填埋的基本处理方式只是将污泥简单灭菌然后直接倾倒于低地或谷地。但是卫生填埋的处理方式需要占用大面积土地，并且污泥中含有的有毒有害物质会随着雨水和渗透作用污染地下水。据美国环保局估计，在未来十几年里将有80%左右填埋厂关闭。
堆肥处理就是将城市污泥进行堆肥达到稳定化的处理方式。污泥的堆肥处理是污泥达到较高的稳定化、无害化水平，经处理的污泥无味、无害同时具有较高的肥效。有研究指出，污泥堆肥在城市园林绿地施用可促进树木、花卉及草坪的生长，同时污泥堆肥能够改善土壤的理化性质，例如：土壤的容重下降，持水量、孔隙度及渗水率增加;当施用量小于120 t/ ha，随污泥带入的盐分和重金属对植物并未产生危害，对环境质量影响很小。但堆肥过程需要较大面积的专用场地，同时需要较高运输以及处理费用。而我国人均耕地少、资金短缺的发展中国家，利用大批专门场地进行堆肥化处理并不利于可持续发展。
污泥堆肥处理土地利用被认为是最有发展潜力的处置方式。城市污泥土地利用可处理大量污泥且环境安全，是一条经济可行的处置方法。这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。在1984年，我国颁布了《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)，污泥的土地利用也随之定量化、标准化。污泥中含有大量有机质以及植物所需的营养物质，是有价值的生物资源，污泥科学合理的土地利用，能够降低污泥带来的负面效应，使其重新进入自然环境，参与自然的物质和能量循环。我国污泥土地利用，农用资源化理论研究与实践之间存在差距，但就北京、上海、天津等地，污泥应用于农田的历史也有二十年。目前常用的污泥土地资源化利用途径有农田施用、林地施用、园林绿化建设应用、受损土壤的改良和修复等。
污泥的农田利用研究显示，将污泥应用于农田有利于维持和提高土壤肥力，有利于土壤资源的可持续利用和农业可持续发展。同时，施用污泥或污泥堆肥栽种水稻、玉米、小麦、棉花、蔬菜等作物，植株的生长状况、产量和品质明显比不施肥好，与施用化肥或优质农家肥相当，甚至更好污泥或污泥堆肥的施用能明显改善土壤的物理性质，如有利于团粒的形成和提高团粒的水稳定性;可增加土壤的孔隙度，提高土壤的持水能力和保水能力等.施用污泥或污泥堆肥，还能明显改善土壤的化学性质，如能显著地提高土壤氮、磷、钾(全量和有效态)和有机质的含量等。
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。
因此本技术在反复实验的基础上，对污水处理厂处理后剩余的生污泥进行自然风干处理后的可利用进行研究。将污水处理厂的脱水污泥经过自然风干处理后，直接应用于草坪植物培植，既缩短了污泥再利用的时间，同时节约了大量的人力资源，降低了污泥再利用的成本;而这一技术方法，目前国内外尚无文献报道。
发明内容
本发明的主要目的在于利用风干污泥自身理化特性，以达到提高在水分胁迫条件下草坪植物抗旱性的目的。为此，本发明公开了一种采用风干污泥提高草坪植物抗旱性的方法，其特征在于按如下的步骤进行：
(1)选取挑选籽粒饱满、均匀一致的高羊茅种子为试验材料;采集土壤放置于塑料布，摊平碾碎，过2 mm筛，放置于通风口处2～3天，自然条件下风干，土壤有机质含量4.68%，全氮量0.21%，有效磷22.03 mg/kg，全钾量324.3 mg/kg，pH 7.44，饱和含水率0.58 ml/g;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，污泥有机质含量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%;
(2)选取直径9.5cm，高1.5cm的培养皿为草坪植物培植容器，装入污泥与土壤混合基质总重80g，风干污泥与土壤按比例1:7(w/w)混合，基质最大持水量为47.5%。，正常水分是基质的含水率保持在70%-80%，干旱胁迫采用称重水分，使基质含水量保持在35%~50%;
(3)每皿播种量按照10 g/m2，播种前将种子浸泡于水中24 h，使种子充分吸水膨胀后再进行播种。草坪生长初期，充分水分以保证植物的生长需求，培植3星期后按照胁迫程度进行定量给水，给水采用称重法，即80g基质含水量为13.3 g~19 g，加上培养皿的重量约40 g左右，总重应保持在140 g，到达胁迫程度后，每一至两天称重水分，以保证基质含水量维持在胁迫范围内，干旱胁迫持续一周后，对各处理进行取样，各生理指标测定，干旱胁迫一周后进行复水，至对照水平，复水后第5天对照组和复水组进行取样测定;
(4)植物培养期间环境条件：温度为18℃，最高温度为20.7℃，最低温度为15.3℃。平均相对湿度为37.1%，最大湿度为39.7%，最小湿度34.5%，光照强度400μmol·m-2·s-1;
(5)高羊茅培植3-4周，进行第一次株高测定，然后进行干旱胁迫，分别在胁迫第4天和最后一天进行株高的测定，胁迫一周后将草坪植物齐根刈割，地上部分和地下部分分别用蒸馏水冲洗干净，吸水纸吸干表面水分，放入烘箱中，在105℃下杀青1 h，80℃烘干至恒重进行测定。
本发明所述的干旱胁迫指的是给水采用称重法，即80g基质含水量为13.3 g~19 g，到达胁迫程度后，每一至两天称重水分，以保证基质含水量维持在胁迫范围内。
本发明进一步公开了采用风干污泥提高草坪植物抗旱性的方法在制备干旱胁迫下缓解逆境对植物带来损伤方面的应用。其中缓解逆境对植物带来损伤指的是高羊茅地上生物量积累，叶绿素含量，SOD、POD活性。
