產品列表
聯系方式
  • 地 址:蚌埠市經濟開發區大學
  •     科技園9號樓一層
  • 郵 編:233000
  • 營銷部:楊經理
  • 聯系電話:0552-3716821
  • 手機:13966071766
  • 電子郵箱:[email protected]
  • 研發中心:李經理
  • 聯系電話:0552-3716821
  • 手機:13966071766
  • 電子郵箱:[email protected]
學習園地
城市污泥用作草坪基質 目前有哪些研究進展?

來源:環境工程

  隨著城鎮化的快速發展,人們對草坪需求量和檔次要求日益提高,綠色城市建設需求提高。優質草皮的生產不僅與草品種有關,而且與草坪栽培基質的選擇也密切相關。傳統草坪生產基質一般取自農田,對土壤結構破壞嚴重,而且病蟲害和雜草難以控制,生產周期長。有些城市采用建筑垃圾作為種植土,但由于忽略園林綠化用土的標準和要求,營養物質匱乏,容重較大導致土壤質量普遍下降并出現植物長勢不良、養護管理困難等問題。為有效解決傳統草坪的弊病,無土草皮應運而生。常規的無土草坪栽培基質如蛭石、巖棉等雖具有理想的理化性狀,但因其養分不足、價格昂貴,在實際生產中并未得到推廣和普及。

  隨污水處理量的增加,污泥產量日益劇增,據估計2013年中國的污泥產量將達到3000萬噸。而堆肥資源化利用成為污泥處理的主要方式之一。與泥炭相比,污泥堆肥具有輕質、無害、富含氮磷等養分的特點,是一種潛在的理想草坪基質。用其生產草坪時稅后利潤和凈現值均為傳統生產模式的3.3倍,從經濟性上是顯著可行的。因此,用污泥堆肥替代土壤或無機栽培基質生產無土草坪可提高草坪品質,節約成本,還可以有效消納污泥,緩解園林基質匱乏的壓力,是一個極具應用價值,可持續的污泥資源化途徑。

  1 國內外的研究現狀

  國外研究較多的是將污泥堆肥與土壤或砂石等按一定比例混合建立草坪草,即將其作為中等肥料,調節劑或土壤改良劑使用的。我國以污泥堆肥為主的草皮栽培基質的開發起步較晚,一般是將污泥堆肥與生活垃圾,工農業廢棄物等混合進行草坪草的研究。如陳同斌等將城市污泥、秸稈等經堆肥化處理后加入蛭石、鉀肥等配料開發的地毯式草皮基質便得到了廣泛應用。

  2 目前污泥堆肥用作草坪基質存在的問題

  2.1污泥堆肥混合基質篩選

  污泥堆肥混合基質包括有機-有機,有機-無機兩種類型,這些復合基質綜合了各種組成物料優良的理化性質,有利于提高栽培效果。選擇能夠循環利用、就地取材,不污染環境、栽培效果好的陪選料是污泥堆肥混合基質草坪利用的發展方向。但是,組成物料的選擇必須具有科學性,并應根據不同基質材料理化性質及不同植物幼苗生物學特性進行配比,否則污泥堆肥混合基質生長效果不如單一基質。各地的氣候、資源等因素不同,使得各地對基質的要求不同,陪選料的選用地域性很強。長途調運不僅增加成本,而且一種陪選料在某一地區使用較好不代表其具有普遍適用性。如黑龍江省,可以重點發展以木屑、稻殼、秸稈、落葉、爐渣等陪選料為主的污泥堆肥混合基質。既避免了環境污染及資源浪費,又能產生更多的經濟效益、實現草業可持續發展。

  在草坪生產中,污泥堆肥對草種的發芽有一定的延遲作用。然而,摻入污泥堆肥利于促進草坪根系生長,顯著增加地上生物量,使成坪速度加快,從而縮短了成坪周期。因此,從污泥堆肥影響草坪草總生物量和生產周期的角度分析,無論其與何種陪選料混合,污泥堆肥的施用量都有一個最佳范圍。另外,由于城市污泥堆肥來源和處理程度差異較大,所以污泥堆肥混合基質不像廣泛的無土栽培基質那樣具有固定的理化性質,其與陪選料的準確配比也會因地而異。

  2.2發芽率低的問題

  對草坪而言,污泥堆肥中鹽分含量通常偏高,超過植物生長適宜范圍會抑制種子發芽。國內外學者認為隨著灌溉和降水,這種抑制作用會逐漸減小,發芽率最終會達到正常水平。另外,污泥堆肥的養分組成也可能存在不平衡的問題,甚至對植物根系造成直接傷害。雖可采用2~3倍水量淋洗的方法消除鹽分對幼苗的毒害。但這樣處理會消耗大量的水資源,方法可行但與目前節約用水的政策相悖。但也有研究發現,與園土相比,堆肥可增加土壤可溶解有機碳含量和土壤微粒結構,傾向于降低土壤的電導率,其在酸性土壤中具有一定的緩沖能力,有助于緩解土壤鹽堿度,而且不存在鹽分毒害問題。因此,關于鹽分是否毒害幼苗的問題需要進行進一步的論證。

  另外,其他因素對草坪草發芽及生長也會產生一定的影響,例如播種方式、播種位置等。而且從植物生理的角度來說,也可以采用生根粉,矮壯素等植物生長調節劑對草坪草的萌發及生長加以調節。

  2.3草種的篩選

  鹽脅迫是限制草坪草生長的主要環境因子,除了將污泥堆肥與其他物質混合加以調節外,選擇耐鹽草種也非常關鍵。而研究草坪草的抗鹽機理及其對鹽分的適應和調節機制,對于篩選適合不同城市污泥堆肥鹽濃度的草坪草種有重要的意義。例如,堿茅草對土壤中的Na+有較強的抗性,常用于鹽堿土地區草坪的建植和公路護坡,將其用作污泥堆肥基質生產無土草坪是一個不錯的選擇。劉一明在比較鹽脅迫下光合生理及根系蛋白的表達差異下,得出了抗鹽性與其較高的POD,APX活性及ATP合成能力有關的結論,為研究草坪草的抗鹽機理方面做出了積極貢獻。

  不同草種對污泥堆肥的敏感性大有不同。如最適合高羊茅無土草毯配方為50%污泥堆肥+20%河沙+30%珍珠巖和60%污泥堆肥+20%河沙+20%珍珠巖,而馬尼拉結縷草無土草毯優化配方為50%菇渣+20%河沙+30%污泥堆肥或40%菇渣+20%河沙+40%污泥堆肥。未來可全面系統地對各地的氣候、土壤等自然條件進行草坪草質資源剖析或者在逆境脅迫等惡劣條件下進行品種選育,不斷優化草種種質,使污泥堆肥混合基質無土草坪的應用范圍更加廣泛。

  2.4 用水量大的問題

  在水資源日益緊張的城市地區,無土草坪成坪過程中澆水次數頻繁,節約用水已是不可忽略的問題。建設節水型草坪已然成為草坪業的發展的一個重要方向。而污泥堆肥會增加土壤孔隙度及土壤的蓄水保水能力,并且隨污泥堆肥施用量的增加,土壤的水分含量和持水量明顯增加。因此,污泥堆肥不僅顯著增強了栽培基質的保水性能,還有利于提高隨后的抗旱能力。

  不同灌溉水平下,不同草坪草的耐旱能力不同。未來可加強在干旱條件下草坪草生理生化和耐旱機理的研究,以便于區分不同草坪草間的抗性差異,深入了解其抗性機理和外在表現之間的關系,從而根據草坪草外觀表現采取相應的栽培措施和灌溉方案。

  保水劑具有保水,保肥,刺激植物根系生長和發育,在干旱條件下保持較好長勢等功能。在草坪建植時,將保水劑和污泥堆肥進行混施可減少澆水次數,提高草坪草的出苗率,還可明顯降低草坪草的蒸散量。另外,采用先進的灌溉技術如膜下滴灌技術,也可為水資源匱乏地區人工草坪建植提供技術保障。

  2.5評價標準不一

  在污泥堆肥效果方面,由于污泥堆肥來源與處理方法差異較大。目前還沒有建立一個系統的數據化標準,只有感官標準,隨意性太大,產品質量不穩定,這些都不利于污泥堆肥混合基質用于草坪的工廠化生產和推廣。因此,我們需要同生產實踐相結合,根據基質產品的不同用途劃分產品類型,并制定相應的產品質量標準。分別對腐熟度、鹽分、重金屬和耗氧速率等進行規定,為基質產品的科學合理使用提供技術保障。

  在草坪綜合質量評價方面,國家還未建立全面系統、簡便易行的草坪質量評價體系。在做比較,判斷,決策時,密度,蓋度,質地,色澤等指標的重要性(即權重值問題)往往難以量化,這給應用一般的數學方法解決草坪質量評價問題帶來本質上的困難,由于目前沒有統一的參照標準,意見往往不一致,使權重值的確定帶有較大的主觀性??刹捎媚:P系矩陣和層次分析法原理結合構造數學模型綜合評價草坪質量。草坪質量評價體系是否合理直接影響到草坪整體性狀的評定,成坪后的經濟,社會及生態效益,也直接影響到基質優劣的篩選。因此,需要采用科學的方法對數據進行分析,盡量減少人為主觀因素的影響。

  由于草坪生產者和致力于污泥堆肥草地利用的研究人員考慮的出發點不同,對于污泥堆肥混合基質的篩選結果也會略有所不同??煞謩e從基質的理化性狀、基質選材成本、草坪整體質量、盡量使用污泥堆肥、草坪生產周期長短以及基質的理化性狀與草坪草的生長指標結合等角度來評價基質的優劣。

  2.6可能的環境問題

  污泥堆肥作為草坪基質最基本要求是對草坪草生長有益而無害。在植物性毒素對草坪草影響方面,國內外研究成果比較一致,污泥堆肥混合基質可顯著縮短草坪成坪時間,明顯提高草坪質量,高的重金屬含量對植物生長沒有負面影響,長期施用時植物沒有出現鎘、汞毒害等現象。

  由于重金屬具有難降解性和相對穩定性,人們普遍擔心重金屬會對環境和人類健康產生不良影響。針對此問題,國內外學者開展了大量研究,在堆肥過程中加入生物炭、石灰等鈍化劑可明顯降低重金屬的生物有效性。長期研究發現,污泥堆肥后有機質的礦化雖會增加重金屬活動性,但地面徑流和滲濾水中重金屬含量均未明顯增加,也未發現重金屬活性隨時間延長而增加的現象。污泥堆肥中高有機物含量也可促進植物對重金屬的吸收和固定,可根據不同草對重金屬的吸收特性選擇草種凈化污泥,減少污染物對土壤和地下水的負面效應,如利用超積累植物來清除基質中重金屬等。因此,為安全起見,通過采用各種規避措施,并且嚴格控制污泥堆肥的使用量,污泥堆肥將不會對地表水和地下水產生不良影響,其中的重金屬和有機污染物也不會對徑流和滲濾產生明顯的不良影響。

  污泥堆肥富含養分,草坪鋪設后,若這些營養未被草及時吸收,會增加淋溶和徑流損失造成地下水二次污染。研究發現,在嚴重干旱條件下,污泥堆肥基質中的微生物活動始終保持較高。在澆灌條件下,其中的脲酶、磷酸酶等酶活性以及微生物屬性被激發,可促進營養物質再利用。而且隨著灌溉和降雨表層土壤中全鹽量會明顯下降,即使堆肥用量較大,其表層土壤中全鹽量也可降至較低水平。另外,即使地下水中硝態氮的含量有可能超過地下水質標準,也可采用多次少量施用的方法解決營養成分過剩的問題。

  2.7其他方面

  傳統有土草坪雜草問題比較嚴重,針對此問題,國內學者對工程化污泥堆肥生產草坪中雜草問題進行了深入分析,摻入污泥堆肥會增加伴生雜草總量和密度。為顯著降低雜草密度,通常采用預噴施除草劑的方法,而適當增加污泥堆肥的施用深度或改變污泥堆肥施用方式也可達到相同的效果,如覆蓋處理能顯著抑制草坪雜草生長,抑制雜草率可達90%以上,這對有效解決雜草問題和指導草坪大規模生產有重要的意義。

  污泥堆肥混合基質用作生產草坪還停留在人工操作,甚至是實驗室短期試驗研發階段,并沒有深入開展機械化生產研究。一方面是計算機技術,遙感技術,地理信息系統技術等高新技術在草坪研究中應用較少。另一方面是缺乏對不同地區、不同品種的草坪栽培與養護的指導和操作規范。在未來的草坪生產中,需要不斷增加高新技術的投入,同時研究不同生物氣候帶城市中不同草種的水肥需求機制及相應的調控措施,以利于污泥堆肥混合基質草坪的產業化發展。

  3 結 語

  污泥堆肥用作草皮栽培基質可大幅度地緩解園林綠化基質匱乏的壓力,具有較好的經濟效益,環境效益和社會效益。為更加有效地促進產業化生產,需要加大高新技術的滲入。另外,污泥堆肥混合基質中堆肥與陪選料的配比,水肥管理,雜草、病蟲害防治以及草種的篩選等還需要在實驗以及生產中不斷探索和總結,而且對于一些病原菌、重金屬污染及其他可能的污染問題仍存在爭議,研究尚未得出確切結論,污泥的草地利用研究應該繼續深入,以便為污泥堆肥用作草坪基質提供確實的理論指導和技術支持。

發布時間:2017-01-13
极速十一选五是那里的