專利名稱：鑭提高垃圾堆肥基質(zhì)黑麥草草皮抗低溫性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及以城市生活垃圾堆肥作為基質(zhì)培養(yǎng)黑麥草的方法。更具體的說是一種鑭提高垃圾堆肥基質(zhì)黑麥草草皮抗低溫性能的方法
背景技術(shù)：
目前我國草皮的生產(chǎn)存在著諸多問題，無法滿足城市草坪建植的需要，而其中草皮基質(zhì)的研制和供應(yīng)不足就是一個(gè)重要的限制因素。在草皮生產(chǎn)中，每完成一次草皮生產(chǎn)過程，至少要鏟去2 cm以上的熟土，連續(xù)的3 4次操作，肥沃的農(nóng)田即遭到破壞。要恢復(fù)表土肥力，短則需幾年，多則幾十年、上百年。為此，研制新的人工草坪基質(zhì)以代替肥沃的表土具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。城市生活垃圾堆肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，可用作草皮培養(yǎng)基質(zhì)，用于城市草坪建植。將城市生活垃圾堆肥用于草皮培養(yǎng)基質(zhì)，即解決了傳統(tǒng)草皮生產(chǎn)耗費(fèi)肥沃土壤的問題，節(jié)約農(nóng)用土地資源，緩解目前人口壓力大，土地資源緊張的現(xiàn)狀，又拓寬了垃圾堆肥的應(yīng)用途徑，減少垃圾處理的費(fèi)用以及垃圾堆肥向外地運(yùn)輸?shù)入y題，同時(shí)也有利于城市草坪建植體系的完善。但需要指出的是，堆肥也有含大量污染物，對(duì)草坪植物的生長(zhǎng)也會(huì)造成不利影響，因此，添加外源物質(zhì)，來改善堆肥這一性狀具有重要意義。在城市草坪建植中，各種逆境條件的脅迫(干旱脅迫、鹽脅迫、酸雨脅迫和低溫脅迫等)不利于草皮的培植及草坪建植。草坪缺水問題一直存在，因?yàn)槿斯げ萜焊递^淺，不足以在土壤中吸收足夠的水分，只能靠人工澆灌，尤其在我國北方城市，每年要消耗大量的水養(yǎng)護(hù)草坪，年灌水量大約為O. 6 1. O m3/m2。土壤鹽潰化是限制草坪草生長(zhǎng)的主要因素之一，鹽脅迫幾乎影響植物所有的重要生命過程，鹽脅迫下，植物細(xì)胞的代謝過程受阻，導(dǎo)致活性氧積累和離子失衡，植株生長(zhǎng)受抑制，嚴(yán)重時(shí)造成細(xì)胞死亡。酸雨污染的日趨嚴(yán)重越來越受到人們的廣泛關(guān)注，已成為當(dāng)代國際性的重大生態(tài)環(huán)境問題之一，對(duì)自然環(huán)境造成極大危害，影響草坪草的生長(zhǎng)。我國北方地區(qū)冬季寒冷，草坪草越冬困難，在春秋兩季又常受寒流侵襲而造成泛斑、春季發(fā)芽晚、秋季早衰、生長(zhǎng)不良等現(xiàn)象，影響草坪的美觀，降低草坪的利用價(jià)值。低溫脅迫已成為提高我國北方地區(qū)草坪使用價(jià)值的限制因子。因此，研究如何提高草坪草低溫脅迫下的抗性具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。另一方面，在土壤基質(zhì)的應(yīng)用中，近年來關(guān)于稀土提高植物抗性的研究很多。張險(xiǎn)峰等(2008)研究稀土鈰對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的影響，結(jié)果表明25100!^/!/1氯化鈰處理對(duì)黃瓜抗冷性有所改善，效果優(yōu)于抗寒劑處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的試驗(yàn)在培養(yǎng)皿中以垃圾堆肥為基質(zhì)培養(yǎng)草坪草，然后在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行冷脅迫處理，通過測(cè)定葉綠素、丙二醛、脯氨酸和相對(duì)電導(dǎo)率的變化來探討稀土鑭對(duì)黑麥草抗性的影響，為稀土進(jìn)一步應(yīng)用于草坪建植提供理論依據(jù)，推進(jìn)城市草坪綠化體系的優(yōu)化。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案
一種鑭提高垃圾堆肥基質(zhì)黑麥草草皮抗低溫性能的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)
行
(I)堆肥選自垃圾堆肥廠發(fā)酵后的垃圾堆肥；
(2)在培養(yǎng)皿中加入上述堆肥70g,稱取黑麥草種子I.5g、黑麥草種子I. 2g,播于培養(yǎng)皿中，于室溫下萌發(fā)及初期生長(zhǎng)；
(3)萌發(fā)及初期生長(zhǎng)期間室內(nèi)溫度為18 28°C，相對(duì)濕度為40%飛0%，播種后16天向堆肥培養(yǎng)基質(zhì)中加入O. 2-0. 4 g · kg—1濃度的硝酸鑭；
(4)加入硝酸鑭后繼續(xù)培養(yǎng)6天，然后將培養(yǎng)皿移入光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行冷脅迫處理，溫 度設(shè)定為晝夜15 10°C，光照時(shí)間為9h，光照強(qiáng)度為100，實(shí)驗(yàn)周期為34天，在冷脅迫的3-9天進(jìn)行各項(xiàng)抗逆指標(biāo)的測(cè)定。本發(fā)明同時(shí)也公開了所述方法在制備稀土鑭緩解低溫脅迫下對(duì)黑麥草和黑麥草傷害方面的應(yīng)用。其中稀土鑭的用量為O. 2-0. 4 g · kg—1。本發(fā)明更加詳細(xì)的步驟如下
I材料與方法
I.I實(shí)驗(yàn)材料
本實(shí)驗(yàn)選用兩種冷季型草坪草黑麥草perenne L.)。稀土元素為硝酸鑭(La(NO3)3 ·6Η20)。垃圾堆肥來自天津市小淀垃圾堆肥廠，垃圾堆肥源為城市日常生活提供服務(wù)活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物，也包含可回收垃圾、有害垃圾和其他如取暖煤灰等廢棄物。堆肥制備與處理采用德國工藝技術(shù)與設(shè)備，堆肥前將城市生活垃圾中的塑料、金屬、玻璃紙張等可回收利用物質(zhì)進(jìn)行分選后，剩余的物質(zhì)作為堆料。堆肥過程為好氧發(fā)酵，堆料含水率為45% 60%，在pH為6. 5-7. 5，溫度為45- 55°C條件下，通風(fēng)供氧，發(fā)酵30 d。發(fā)酵后的垃圾堆肥在利用前要進(jìn)行篩選以進(jìn)一步去除各類塑料、金屬、碎玻璃及磚瓦石塊等雜物，然后對(duì)垃圾堆肥背景進(jìn)行分析。垃圾堆肥主要理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)12. 12%，pH 7. 62，飽和含水量
O.76 mL /g，容重 0.85g /mL，全氮 5. 18%，有效磷 77.92 mg /kg，全鉀 I. 21%，Ca 含量 30. 62g /kg,Fel9. 95 g /kg, Mg 5. 78 g /kg,Cu 546.15 mg /kg,Zn 534.53 mg /kg,Pb 163.62mg /kg, Cr 89.87 mg /kg, Ni 76.26 mg /kg，Cd 2. 06 mg /kg, Mn 324.59 mg /kg。I. 2實(shí)驗(yàn)方法
在直徑9 cm的培養(yǎng)皿中加入堆肥70 g。選擇籽粒飽滿的黑麥草種子，稱取黑麥草種子I. 2g，分別播于各培養(yǎng)皿中，于室溫下萌發(fā)及初期生長(zhǎng)。萌發(fā)及初期生長(zhǎng)期間室內(nèi)溫度為18 28°C，相對(duì)濕度為40%飛0%。播種后16天向堆肥培養(yǎng)基質(zhì)中加入不同濃度水平的硝酸鑭。硝酸鑭設(shè)3個(gè)濃度水平，為O、O. 2、Ojg^kg-1。加入硝酸鑭后繼續(xù)培養(yǎng)6天，然后將培養(yǎng)皿移入光照培養(yǎng)箱(SPX-B-G型)內(nèi)進(jìn)行冷脅迫處理，溫度設(shè)定為晝夜15 10°C，光照時(shí)間為9h，即8:0(Γ17:00，光照強(qiáng)度為100。在冷脅迫的0、3、9天進(jìn)行各項(xiàng)抗逆指標(biāo)的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)3次重復(fù)，共18皿，實(shí)驗(yàn)周期為34天。I. 3指標(biāo)測(cè)定
(I)生物量的測(cè)定
將草坪植物齊根刈割，地上部分和地下部分分別用蒸餾水沖洗干凈，吸水紙吸干表面水分，放入烘箱中，在105°C下殺青I h，80°C烘干至恒重，測(cè)量其地上部分和地下部分的干重,視為生物量。(2)葉綠素含量測(cè)定
葉綠素含量測(cè)定參考張志良等(2003)編寫的《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》(第三版)取 O.2g草坪植物地上部分置于研缽中，加入少量石英砂和80%丙酮，進(jìn)行充分研磨提取，將勻漿轉(zhuǎn)入離心管中，用適量80%丙酮洗滌缽體，一并轉(zhuǎn)入離心管中，定容至10ml，離心后棄沉淀取上清液，以80%丙酮作為對(duì)照，用SHIMADZU產(chǎn)UV-1700型紫外分光光度計(jì)分別測(cè)定在663nm、645nm波長(zhǎng)處的吸光度值。(3)丙二醛(MDA)含量的測(cè)定
參考張志良等(2003)的方法取O. 2g草坪植物葉片，用10%TCA研磨勻漿進(jìn)行提取，定容至10ml, 4000r · mirT1離心IOmin,取上清液2ml,加入2ml O. 6%的TBA沸水浴中反應(yīng)20min，迅速冷卻，離心，取上清液分別于532nm、450nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。對(duì)照以2ml水代替提取液。(4)脯氨酸含量的測(cè)定
參考李合生(2000)的方法。稱取O. 5g草坪植物葉片并將其剪碎，分別置于大試管中，然后向各管分別加入5ml 3%的磺基水楊酸溶液，在沸水浴中提取IOmin (提取過程要經(jīng)常搖動(dòng))，冷卻后3000 r · mirT1離心IOmin,吸取2ml提取液于另一干凈的帶塞試管中，加入2ml冰醋酸及2ml酸性茚三酮，在沸水中加熱30min，冷卻后加入4ml甲苯提取，振蕩30s，靜置一夜。以甲苯為空白對(duì)照，取上層液用SHIMADZU產(chǎn)UV-1700型紫外分光光度計(jì)在520nm波長(zhǎng)下測(cè)吸光值。(5)相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定
相對(duì)電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀法進(jìn)行測(cè)定(湯章成，1999):將10 ml的無離子水放入已編號(hào)的試管中，測(cè)定10。各樣品稱取葉片O. 2 8，剪成0.5 cm2的小塊置于試管中，準(zhǔn)確加入無離子水10 ml，浸泡24 h，用DDS-IlD直讀式電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)率為II。測(cè)定后將試管放在水浴鍋中沸水浴O. 5 h，殺死組織，于室溫下測(cè)12。計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率(%) = (11-10)/(12-10)X100%
(6)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析采用EXCEL和SPSS17. O分析軟件進(jìn)行處理。2結(jié)果與分析
2.I鑭對(duì)低溫脅迫下黑麥草地上和地下生物量的影響
由表I可知，鑭處理增加了低溫脅迫下黑麥草地上與地下生物量的積累，但差異不顯著im. 05)。對(duì)于黑麥草來說，鑭用量在O. 2 g · kg-1時(shí)，效果較好，地上和地下生物量分別比對(duì)照高出3. 5%和57. 9%O表I鑭對(duì)低溫脅迫下黑麥草生物量的影響
權(quán)利要求
1.一種鑭提高垃圾堆肥基質(zhì)黑麥草草皮抗低溫性能的方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行(I)堆肥選自垃圾堆肥廠發(fā)酵后的垃圾堆肥；(2)在培養(yǎng)皿中加入上述堆肥70g，稱取黑麥草種子I.5g，分別播于各培養(yǎng)皿中，于室溫下萌發(fā)及初期生長(zhǎng)；(3)萌發(fā)及初期生長(zhǎng)期間室內(nèi)溫度為18 28°C，相對(duì)濕度為40%飛0%，播種后16天向堆肥培養(yǎng)基質(zhì)中加入O. 2-0. 4 g · kg—1濃度的硝酸鑭；(4)加入硝酸鑭后繼續(xù)培養(yǎng)6天，然后將培養(yǎng)皿移入光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行冷脅迫處理，溫度設(shè)定為晝夜15 10°C，光照時(shí)間為9h，光照強(qiáng)度為100，實(shí)驗(yàn)周期為34天，在冷脅迫的3-9 天進(jìn)行各項(xiàng)抗逆指標(biāo)的測(cè)定。
2.權(quán)利要求I所述方法在制備稀土鑭緩解低溫脅迫下對(duì)黑麥草傷害方面的應(yīng)用。
3.權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中稀土鑭的用量為O.2-0. 4 g · kg'
4.權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中稀土鑭的用量為O.2 g*kg'
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鑭提高垃圾堆肥基質(zhì)黑麥草草皮抗低溫性能的方法，它是在培養(yǎng)皿中加入堆肥70g，稱取黑麥草種子1.5g分別播于各培養(yǎng)皿中，于室溫下萌發(fā)及初期生長(zhǎng)；萌發(fā)及初期生長(zhǎng)期間室內(nèi)溫度為18~28℃，相對(duì)濕度為40%~60%，播種后16天向堆肥培養(yǎng)基質(zhì)中加入0.2-0.4g·kg-1濃度的硝酸鑭；加入硝酸鑭后繼續(xù)培養(yǎng)6天，然后將培養(yǎng)皿移入光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行冷脅迫處理，溫度設(shè)定為晝夜15~10℃，光照時(shí)間為9h，光照強(qiáng)度為100，實(shí)驗(yàn)周期為34天，在冷脅迫的3-9天進(jìn)行各項(xiàng)抗逆指標(biāo)的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鑭處理能夠誘導(dǎo)垃圾堆肥基質(zhì)黑麥草對(duì)低溫脅迫產(chǎn)生抗性，減輕低溫對(duì)其傷害。
文檔編號(hào)A01G1/00GK102612944SQ20121008114
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者多立安, 李丹, 趙樹蘭 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)