一种采用碳强化纳米垃圾肥促进草坪草生长增效的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用碳强化纳米垃圾肥促进草坪草生长增效的方法。它是将垃圾堆肥加工成不同粒径，并按重量比添加0.3%的纳米碳，制成纳米强化垃圾堆肥应用于草坪植物，应用于草坪草生长的生长调控，以提高堆肥的利用效率，达到少量高效的目的。实验结果表明：加入质量比为0.3%的纳米碳制成相应的强化垃圾堆肥，地上鲜重和地上干重分别比对照高出74.63%和74.51%。将垃圾堆肥加工成纳米粒径施用于草坪基质，有助于提高堆肥的利用效率，加速养分的吸收利用，促进草坪植物生物量的积累及草坪质量的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，涉及一种采用碳强化纳米垃圾肥促进草坪草生长 增效的方法。
技术介绍
纳米科学技术（Nano-ST)是20世纪80年代末期崛起的一项新科技，它主要研究 结构尺度在（IO7-IO9Hi)范围内物质的性质及其应用。因为纳米材料具有界面表面界面 效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子尺寸效应等基本特征，所以，出现了许多传统 材料不具备的奇异特性。纳米材料在吸收、催化、磁效应和敏感特性方面都表现出不同于传 统材料的特性，可与多个领域高度交叉，包括物理、化学、电子学、材料科学和生物学，在高 科技应用上显示出广大的潜力，所以，纳米材料的应用已经愈来愈受到科学家的关注。我国 政府十分重视纳米技术的研究，并将纳米结构和纳米材料视为纳米技术的关键而加以优先 支持。2012年，中国工业和信息化部根据《国家"十二五"战略性新兴产业发展规划》的精 神，发布《新材料产业"十二五"发展规划》，将纳米材料列为前沿新材料领域，并明确指出： 中国将加大纳米技术研究，积极地推动纳米材料在新能源、环境治理、节能减排和生物医用 等领域的研究利用。 国外对于纳米材料的研究主要集中于对纳米材料安全性的研究，主要研究的五大 问题是：皮肤对纳米材料的吸收及其对皮肤的伤害；饮用含纳米颗粒水的后果；纳米颗粒 对动物肺部的影响；已变成水中沉积物的纳米颗粒对周围环境的影响2005年5月1日至4 日，欧共体内部在德国波恩举行"欧洲纳米生物效应会议"。会议讨论了纳米颗粒的形成、释 放，在环境中的运动和检测方法，它的急性毒害作用、慢性毒害作用以及细胞水平和分子水 平的影响，如对血细胞、肺部细胞、免疫细胞、DNA损伤、基因表达的影响等。国内还发展了 纳米材料对植物的影响，纳米肥料由中国农科院土壤肥料研究所张夫道研究员提出，并在 国家"863"项目中立项。纳米肥料是纳米生物科技的一个分支，是用纳米材料技术和医药 微胶囊技术构建改性而制成的全新肥料，分为纳米材料包膜、胶结缓释控释肥料与纳米结 构肥料。众所周知，滥用肥料导致的地下水污染已越来越严重，如何提高肥料利用率成为解 决问题的重点，纳米材料表面原子数目占完整粒子原子总数的80%以上，因为表面原子周 围缺少相邻的原子，含有许多悬空键，所以具有不饱和性，很容易与其他原子相结合而稳定 下来，从而表现出非常高的化学活性。与肥料结合能明显提高肥料的利用率，一方面是由于 纳米材料的磁效应，能够促进养分被植物吸收，刺激植物生长发育，并且还能提高植物体内 多种酶的活性。另一方面，是因为其表面效应，使纳米肥料表面能和表面结合能增大，帮助 其在土壤环境中被植物根系吸收，肥料使用的效果得到提高。有研究表明，添加纳米碳肥料 增效剂能有效减缓土壤有效养分的下降，提高水稻产量，增产幅度在1. 9% -3. 5%之问。纳 米碳对水稻产量与氮肥利用率的影响，也证明了施用纳米碳粉可显著提高水稻产量，同时， 在适宜施氮量条件下，加施纳米碳粉有助于水稻氮肥利用率的提高。纳米材料胶结包膜型 缓/控释肥料对作物产量和品质的影响，结果表明，纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料均有 助于小麦和玉米子粒产量和蛋白质产量的提高。目前研究的纳米肥料多数为纳米材料增效 肥或纳米材料包膜肥，而将肥料本身加工到纳米粒径应用于草坪植物逆境胁迫的研究，尚 无文献报道。 草坪建植体系是集生态调控、美化环境和文化娱乐等多种功能为一体的生态工 程。作为城市园林绿化的重要组成部分，草坪绿地是衡量经济发展程度的标准之一，也是衡 量现代化城市的标准之一，是现代城市社会发展与经济实力的一个有力体现，草坪建植体 系的构建对于改善城市投资环境、招商引资、促进旅游等各个方面都起着不可忽略的作用。 草坪在带来景观和美化效果的同时，在维系生态系统平衡方面也发挥着重要作用。首先，它 能够净化空气、杀菌消毒，草坪通过光合作用吸收CO2放出0 2保持空气中CO2和0 2的平衡， 草坪还能稀释、分解、吸收和固定大气中的有毒气体、致癌物质和某些重金属气体等有毒物 质，通过光合作用变害为利。其次，草坪能够保持水土、维持生态平衡。草坪能致密覆盖地 表的草层，并且密集的根系能有效固着表土，防止地表径流的形成，降低表土被带走的可能 性。另外，草坪还可以减缓太阳辐射，有效降低地表温度、增加空气湿度。 纳米肥料是一种特殊的高效肥料，其粒子的表面积、表面能及表面结合能都相对 较大，有助于其在土壤环境中被植物的根毛或根尖部分吸附，其特有性能有可能解决肥料 利用率、作物增产与植物抗性等问题。目前关于纳米肥料的研究多数为纳米材料增效肥或 纳米材料包膜肥，而将肥料本身加工到纳米粒径应用于草坪植物的研究，尚无文献报道。 纳米材料可提高肥料的有效性，纳米增效肥料是一种新型的含纳米碳肥料，是充 分利用纳米材料的表面效应和小尺寸效应，与植物所需的大量和微量营养元素结合而成。 碳，制备成纳米级的粒子，随着物质的超细化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生 了宏观物质材料所不具有的表面效应、小尺寸效应、吸附性等特殊性能。有研究表明，在常 规肥料中添加纳米碳能显著提高钾肥的利用率，促进烤烟植株生长发育，有利于烟株的早 发和快长。有研究表明，将纳米碳以〇. 3%比例添加到尿素中后，与普通尿素处理相比氮素 流失量显著降低，仅占普通尿素流失量的70. 6%-74. 3%，显著提高了水稻氮肥的利用效率。 但现有研究多集中于纳米碳材料与无机肥料组合对植物的影响，而将纳米碳添加到垃圾堆 肥应用于草坪建植的研究，尚无文献报道。
技术实现思路
本专利技术将垃圾堆肥加工成不同粒径，并按重量比添加0.3%的纳米碳，制成纳米强 化垃圾堆肥应用于草坪植物，应用于草坪草生长的生长调控，以提高堆肥的利用效率，达到 少量高效的目的。 为实现上述目的，本专利技术公开了如下的
技术实现思路
： ，其特征在于按如下的步骤进 行： (1) 将生活垃圾堆肥105°c烘干至恒重，得到堆肥1 ;采用高速万能粉碎机将堆肥1在 24000r/min下粉碎30min制成堆肥2,平均粒径约为60nm;将垃圾堆肥加工研磨制成纳米 堆肥3,平均粒径约为30nm;在堆肥1、堆肥2、堆肥3中分别加入质量比为0. 3%的纳米碳制 成相应的强化垃圾堆肥，供实验使用； (2) 强化纳米肥基质组配及草皮建植 强化纳米肥组配基质7个处理水平，每个处理4次重复； 1) 以100% 土壤为对照基质； 剩下处理基质均为土壤和堆肥按59 :1的比例混合 2) 土壤和堆肥1混合基质； 3) 土壤和堆肥2混合基质； 4) 土壤和堆肥3混合基质； 5) 土壤和强化堆肥1混合基质； 6) 土壤和强化堆肥2混合基质； 7) 土壤和强化堆肥3混合基质； 实验基质用量为9400gm2,基质厚度为15mm，高羊茅播种量为160gm2,种子浸泡24 小时后均匀播于基质表层，首先黑暗处理一周，充分浇水保证萌发，之后进行光照培养，光 照强度为400-650ymol.m2.s\期间早晚定期浇一次水，经常调换培养草皮的位置以保证 光照一致，室内的相对湿度为45-55%，温度为18°C-22°C，整个实验周期为47d; (3) 植株萌发后每IOd测定一次株高，选取每块草皮中最高的5株高羊茅测量株高，取 平均值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用碳强化纳米垃圾肥促进草坪草生长增效的方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）强化纳米肥基质组配及草皮建植：强化纳米肥组配基质以土壤和30nm纳米堆肥按体积比59：1的比例混合再加入质量比为0.3%的纳米碳制成；（2）强化纳米肥基质用量为9400 gm‑2，基质厚度为15 mm，高羊茅播种量为160 gm‑2，种子浸泡24小时后均匀播于基质表层，首先黑暗处理一周，充分浇水保证萌发，之后进行光照培养，光照强度为400‑650μmol.m‑2.s‑1，期间早晚定期浇一次水，经常调换培养草皮的位置以保证光照一致，室内的相对湿度为45‑55%，温度为18℃‑22℃，整个实验周期为47d；（3）植株萌发后每10d测定一次株高，选取每块草皮中最高的5株高羊茅测量株高，取平均值，生长47d后，将高羊茅齐根剪下，用电子天平测量地上鲜重，置烘箱中80℃烘干至恒重，测定地上部干重；（4）最后进行洗根，每块草皮中随机抽取10株的根，测量须根数及根长，然后置烘箱中80℃烘干至恒重，测定地下干重。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树兰，多立安，刘春湘，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津;12