课题主持人王建湘(副教授)利用城市污泥与菇渣生产无土草坪的技术研究

课题主持人：王建湘（副教授）利用城市污泥与菇渣生产无土草坪的技术研究项目来源：湖南省科技厅（项目编号2010SK3058）报告内容一、课题界定二、研究目的及意义三、研究进展四、研究内容五、实验方案六、预期成果七、研究基础八、实验进度九、研究经费一、课题界定研究范围为长沙市污泥是指长沙市污水厂处理废水所产生的固态废弃物。污泥量约占污水总处理量的0.3～5%(含水率以75%)菇渣是长沙市种植草菇、香菇、蘑菇等食用菌后废弃的培养介质。无土草坪指在非耕地上，利用农作物秸杆、蘑菇废料、木屑、煤渣、珍珠岩、污泥等或其中几种按一定的体积配比而成的混合基质生产的草坪二、研究目的及意义1、草坪的非土壤基质化生产是未来发展的主流草坪是城市生态系统的组成部分，我国草坪业每年增长30%~50%。传统生产方式缺点：占耕地地，每次生产要带走2~3㎝的耕作层土壤。2、污泥处置的根本出路污泥的资源化利用污泥含有大量水分、营养元素，重金属及病原菌等有害物质，不加处理，对环境造成污染，2020年，长沙市区每年污泥产生量约为29万吨，污泥卫生填埋即每年占地约18km2。3、废渣处置必须资源化利用2010年，我省食用菌总产量达到100万吨，废渣是含有大量菌体蛋白、多种代谢产物及未被充分利用的养料，但处理不当会对环境造成污染。二、研究目的及意义菇渣和污泥含有丰富的有机质和养分，以其作无土草皮生产基质资源化利用菇渣和污泥，减少对环境污染减轻生产草坪对环境、耕地的压力为草坪的无土化生产提供了价廉物美的基质来源和保障，形成产业在屋顶绿化栽培基质和盆栽栽培基质方面也有着很好的前景三、研究进展1、污泥资源化利用是各国的重点项目：污泥资源化约30%-40%用于工业发电、建材、改性吸附剂，60%-70%农用直接农用：直接撒施在土壤中，成本低、不卫生、不稳定化，有重金属，农用污泥每年不得超过30t·hm-2，连续施用不得超过20年间接农用：通过堆肥化利用，干净卫生，稳定化，投资高，有重金属；均未能很好解决重金属，目前资源化利用集中在园林绿化的土壤改良，不进入食物链，未见用于草坪的生产2、菇渣作栽培基质方面的研究，主要用于蔬菜育苗：食用菌废料来源不一，没有标准化的生产工艺，质量缺乏稳定性，各批量间质量存在一定差异，尚没有提出栽培基质的标准化性状参数。基质的使用还存在经验性甚至盲目性。（1）最佳腐熟条件试验（2）复合基质配比筛选试验（3）无土草毯的配套生产技术（4）基质生产的标准参数确定四、研究内容污泥、菇渣理化性质的测定堆制腐熟腐熟后理化性质的测定复合基质配制及其理化性质的测定无土草毯的生产试验基质生产的标准参数制定配套的生产技术制定技术路线地点：湖南生物机电职业技术学院花卉基地.五、试验方案试验设计供试草种为佛甲草(Festucaarundinaceaschreb)、狗牙根(CynodondaaWonL)，高羊茅（F.arundinaceaSchreb.）。试验设计采用随机区组设计，将不同配比的菇渣与污泥混合基质直接辅于塑料大棚内的水泥板隔离层上，厚度为2cm、长1m、宽0.6m，播种量为15g/m2,，各处理重复3次。试验用的菌种为放线菌，菌剂用量为堆肥量的0.05%(重量百分比)，在堆制时均匀混于堆肥中.采用垛堆结构，堆的体积为2×l.6×0.6m3。每7d翻一次堆。每堆取5个点以上。样品立即混合均匀，四分法保留1kg，每处理各采3个平行样品。把温度计插于发酵堆中30cm深，经15-20min平衡后读数，同时测定场地的气温。基质的腐熟堆制比重用比重瓶法测定，容重用环刀法测定，吸湿水用烘干法测定，铵态氮用KCI浸提----靛酚蓝比色法测定，硝态氮用酚二磺酸比色法。有效磷用氢氧化钠-----草酸钠法浸提----铂锑抗比色法测定，速效钾用醋酸铵浸提-----火焰光度法,pH用蒸馏水浸提-----电位法,EC用乙酸钠------火焰光度计法.(具体见鲍士旦主编.土壤农化分析.第三版(土壤.农业化学.资源与环境专业用).中国农业出版,2005年)基质理化性质测定1、地上部与地下部生物量的测定在播种后第17天和第33天对各处理进行2次生物量的测定,测量时取10cm×10cm的样方,各处理重复3次。固定后,用剪刀紧贴基质面剪掉地上部并装入信封内,在60℃的烘箱中持续烘干24h,将干燥的样品从烘箱中取出,用0.0001g电子天平称量,。将10cm×10cm样方的地下部分全部取出,放入纱布袋中用自来水反复冲洗,洗净后放入信封内,在80℃的烘箱中持续烘干24h,将干燥的样品从烘箱中取出,用0.0001g电子天平称量。(中华人民共和国农业行业标准:草坪质量分级2003)2、成卷时间的测定把从播种后到将草皮从地上提起不被撕裂,卷起后草皮卷不出现裂缝的天数作为草皮成卷时间3、草皮卷重量测定当草皮卷的表层基质刚好出现轻微的干燥时进行草皮卷的重量测定,每个处理中取10cm×10cm的样方,取出后用0.01g电子天平称量,每个处理重复3次。分析项目与方法4、成坪速度(天):记载从播种到草坪盖度达90%所需天数。5、叶绿素含量用95%丙酮----乙醉水溶液浸提-----分光光度法测定,每月测定一次。6、密度:设置3个50cm×50cm的小样方，统计取每个小样方内草坪草的分枝数，取平均值。每月评定一次。(中华人民共和国农业行业标准:草坪质量分级2003)7、质地:以草坪草叶的最宽处的宽度来表示，草采用同叶龄并在相同部分着生的叶取样，每个处理选取30个以上的叶片进行测量统计，然后求其平均数。每月评定一次(中华人民共和国农业行业标准:草坪质量分级2003)8、草皮韧性:用拉力测定器测定，单位为千克每平方米(kg/m2)，重复3次，取其平均值。(中华人民共和国农业行业标准:草坪质量分级2003)分析项目与方法分析软件为SPSS14，MATLAB7.0数据处理六、预期成果通过本项目的系统研究，确定最佳腐熟条件，形成复合基质配方的标准化生产工艺，形成相应的无土草毯的配套生产技术，在国内核心期刊上发表相关论文2-3篇。项目负责人王建湘副教授多年来从事土壤和有机生态无土栽培方面的研究，并取得多项研究成果。公开发表论文十余篇，项目主要参与人张扬珠教授，先后主持和参与完成国家和省部级科研课题5项，取得国家级科研成果1项，省部级科研成果5项，公开发表科研论文80多篇。项目主要参与人周杰良博士从事花卉栽培研究多年且熟悉分析软件SPSS14，MATLAB7.0。项目组研究人员团队协作精神强，有6年无土草毯和2年无土佛甲草的生产经历，对堆肥腐熟、草坪栽培基质配制等相关技术非常熟悉，并在以前的科研工作中积累了丰富的经验。科题组已对长沙市部分污泥进行了分析，污泥用于无土草毯生产试验已成功，对菇渣栽培基质在多种园艺植物上栽培可行性进行了研究，已发表论文。七、研究基础2010年6月～2010年12月（1）收集资料；（2）对污泥和菇渣进行物理化学性质的分析；（3）进行下半年的堆制腐熟试验；2011年1月～2011年7月(1)利用二次通用旋转设计无土草坪的生产试验(2)进行上半年的堆制腐熟试验2011年9月～2012年9月（1）无土草坪的全年生产茬数的试验（2）撰写结题报告，发表论文，进行课题成果鉴定。八、实验进度科研业务费0.4万元实验材料费0.4万元仪器设备费0.2万元资料费0.12万元论文发表费0.3万元合计1.42万元九、研究经费教育厅项目经费：0.8万结合教学系部配套：0.2万学院配套经费：0.32万自筹：0.1万科研业务费0.8万元实验材料费0.8万元仪器设备费0.8万元资料费0.6万元论文发表费0.5万元合计3.5万元九、研究经费敬请各位领导、专家指导！