一種污泥混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種污泥混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法。所述的污泥稀土浸種液，它是由重量份數(shù)為1:1的污泥浸提液與稀土溶液組成；所述的污泥浸提液指的是污泥：蒸餾水的重量份數(shù)比為1:2混合后放置24h過(guò)濾，得到所需的污泥浸提液。稀土溶液指的是濃度為200-400mg.L-1的Ce(NO3)3·6H2O或La(NO3)3·6H2O水溶液。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：污泥和稀土浸種液處理能夠誘導(dǎo)幼苗體內(nèi)脯氨酸的積累并能在強(qiáng)光和熱激過(guò)程中保持較高的水平，從而增加了田間暑期高溫條件下高羊茅的生長(zhǎng)性能。
【專利說(shuō)明】一種污泥混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法
[0001] 本申請(qǐng)是發(fā)明名稱：一種污泥混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法，申請(qǐng) 日：2013. 05. 15,申請(qǐng)?zhí)?01310178218. 1的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及城市綠化，特別是一種污泥稀土混合浸種液 調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 近年來(lái)，稀土更是被譽(yù)為工業(yè)維生素，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航天、電子、新能源等領(lǐng) 域，稀土一方面能促進(jìn)根系的生長(zhǎng)，另一方面能促進(jìn)不定根的發(fā)生，對(duì)細(xì)胞的分裂和根系的 形成有極為重要的作用。它可以使植物葉綠素含量提高，葉色加深，可以使值物呼吸強(qiáng)度 提高，從而加快物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化。可以促進(jìn)林木種苗的生長(zhǎng)，促進(jìn)養(yǎng)分吸收及積累，因 而可獲得高質(zhì)量的苗木并可提高出圃后的成活率。促進(jìn)植物葉片及葉面積的增長(zhǎng)，促進(jìn)植 物的分蘗與分枝。稀土對(duì)植物根瘤菌的生長(zhǎng)具有促進(jìn)效應(yīng)，增強(qiáng)植物細(xì)胞質(zhì)膜對(duì)電解質(zhì)外 滲的控制能力，從而可提高植物對(duì)不利生長(zhǎng)環(huán)境抗性不同種類的作物對(duì)稀土的敏感度和需 要量不同，同一種作物不同的生育階段對(duì)稀土的敏感度和需求量也不同，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期一般 對(duì)稀土的反應(yīng)敏感，噴施量則相應(yīng)減少，生殖生長(zhǎng)期對(duì)稀土的需求量較大，施用量則適當(dāng)增 加。
[0004] 隨著我國(guó)工業(yè)化的推進(jìn)，我國(guó)城市污泥的年產(chǎn)量日益增加，其數(shù)量巨大、增長(zhǎng)迅 速，污泥中大量的有機(jī)物、重金屬以及病原菌等，不加處理任意排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污 染。已經(jīng)發(fā)展成為環(huán)境污染的一種新來(lái)源，如有機(jī)元素、氮、磷等，面對(duì)這種新型的污染源， 人們漸漸意識(shí)到，資源化利用才是最優(yōu)化的污泥處理辦法，尤其是把污泥資源化運(yùn)用在林 業(yè)、苗圃、園林綠化中。這樣符合可持續(xù)發(fā)展的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小。污泥是污水處 理后的附屬品，由于對(duì)污水排放要求的不斷提高和污水處理量的增加，所以相應(yīng)產(chǎn)生大量 污水污泥。污水處理對(duì)防治污水灌溉后引起的污染問(wèn)題起到了積極作用；但也存在一個(gè)潛 在的問(wèn)題，即產(chǎn)生的污泥的處置與處理問(wèn)題。大量的污水污泥任意排放和堆放帶來(lái)了不良 后果：一是環(huán)境的污染；二是污水污泥中含有的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得不到利用，造成資源浪費(fèi)。 污水污泥富含有機(jī)質(zhì)和N、P、K等植物有用的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。它能夠替代肥料并且提高作物產(chǎn) 量。適量施用對(duì)植物的生長(zhǎng)有較好的促進(jìn)作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益，增加經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)有關(guān)報(bào) 道顯示，我國(guó)大約有45%的污水污泥用作農(nóng)業(yè)利用。污泥的主要特性是含水率高，有機(jī)物含 量高，污泥是由污水處理過(guò)程中得到的固體有機(jī)物質(zhì)，并且可以特作為肥料通常與其他物 質(zhì)配合使用。
[0005] 在暑期高溫問(wèn)題已經(jīng)成為植物生長(zhǎng)的主要限制因素，由于全球溫室效應(yīng)的加劇而 呈擴(kuò)大趨勢(shì)。天津在2012年市區(qū)平均氣溫最高，為26. 8°C;平均相對(duì)濕度均超過(guò)70%全市 各區(qū)縣35°C以上高溫日有7天。高溫下，植物蒸騰作用加劇失水嚴(yán)重，高溫下，植物葉片茸 毛、氣孔數(shù)量、角質(zhì)層厚度及柵欄細(xì)胞的排列會(huì)發(fā)生變化。高溫下，植物的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)因高 溫受到不同程度的影響。如植物的根、葉等會(huì)因高溫脅迫受到影響。高溫逆境下，植物的葉 綠素及葉綠素確合成受阻含量下降。
[0006] 當(dāng)植物受到高溫脅迫時(shí)，活性氧等有害物質(zhì)大量積累、細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)發(fā)生變 化、個(gè)體及群體光合作用受到抑制、水分利用效率受到影響，最終導(dǎo)植物生長(zhǎng)發(fā)育受阻、形 態(tài)發(fā)生變化。為了抵御高溫對(duì)植物所造成的傷害，植物能相應(yīng)的做出一系列響應(yīng)，如氣孔調(diào) 控、滲透調(diào)節(jié)和抗氧化防御等抵抗高溫脅迫響應(yīng)，以減輕高溫所造成的傷害。高溫?zé)岷Σ粌H 影響著植物的生理生態(tài)過(guò)程，而且逐漸成為了限制植物分布、生長(zhǎng)和生產(chǎn)力的重要生態(tài)因 子。
[0007] 目前我國(guó)草坪植物的生產(chǎn)存在著諸多問(wèn)題，無(wú)法滿足城市草坪建植的需要，而其 中草坪植物的萌發(fā)率和在逆境條件下生存就是一個(gè)重要的限制因素。在草坪生產(chǎn)過(guò)程中加 入污泥浸提液和稀土元素混合浸種，主要是利用污泥浸提液和稀土元素具有增強(qiáng)植物種子 活力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物抗逆性的作用，將污泥浸提液和稀土元素應(yīng)用于草坪植物， 來(lái)提高草坪植物種子的活力、加快草坪植物的生長(zhǎng)、提高草坪植物的抗逆性的能力；而這方 面技術(shù)應(yīng)用尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。不僅可以拓寬城市污水污泥的使用途徑，還能夠降低草坪的生 產(chǎn)成本，是一條經(jīng)濟(jì)可行的途徑。草坪植物在城市綠地建設(shè)中起了很大的作用，在城市居民 區(qū)、公共綠地、道路護(hù)坡的綠化、封閉式觀賞草坪及水土保持方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。 為了使草坪植物健康生長(zhǎng)并具有優(yōu)良的質(zhì)量是草坪管理的最終目標(biāo)，它的景觀效應(yīng)、觀賞 價(jià)值和為人類提供舒適安全的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)場(chǎng)所等優(yōu)越性越來(lái)越受到人們重視。
[0008] 高溫已經(jīng)成為植物生長(zhǎng)的主要限制因素，且其影響由于全球溫室效應(yīng)的加劇而呈 擴(kuò)大趨勢(shì)。全球氣溫呈逐年上升趨勢(shì)，特別是在熱帶和亞熱帶過(guò)渡氣候區(qū)域，夏季氣溫均在 40°C以上。高溫脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)有害物質(zhì)的過(guò)多積累，致使膜結(jié)構(gòu)和功能以及蛋白質(zhì)等 受損，甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡。一些冷季型草坪植物如高羊茅等在這些地區(qū)存在越夏難的問(wèn)題。 目前，高羊茅作為一種冷季型草坪植物，已廣泛應(yīng)用于我國(guó)城市綠化建設(shè)中。但關(guān)于污泥稀 土浸提液對(duì)田間暑熱條件下高羊茅的影響還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)在田間條件下以污泥稀土浸 提液浸種高羊茅，通過(guò)測(cè)定葉綠素、丙二醛、脯氨酸和相對(duì)電導(dǎo)率的變化來(lái)探討污泥稀土浸 提液對(duì)高羊茅抗高溫的影響，為稀土進(jìn)一步應(yīng)用于草坪建植提供技術(shù)支持。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明公開(kāi)了一種污泥稀土浸種液，其特征在于它是由重量份數(shù)為1:1的污泥 浸提液與稀土溶液組成；其中所述的污泥浸提液指的是污泥：蒸餾水的重量份數(shù)比為1:2 混合后放置24h過(guò)濾，得到所需的污泥浸提液；稀土溶液指的是濃度為100-300 mg.I71的 Ce (NO3) 3 ? 6H20 或 La (NO3) 3 ? 6H20 溶液。
[0010] 本發(fā)明所述的污泥稀土浸種液，其中Ce(NO3)3 ? 6H20稀土溶液的濃度為200-400 mg. L、La(NO3)3 ? 6H20 稀土溶液的濃度為 200-400 mg. L、
[0011] 本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了污泥稀土浸種液在制備調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)中的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明更進(jìn)一步公開(kāi)了一種污泥稀土混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的，其 特征在于按如下的步驟進(jìn)行： (1) 將取來(lái)的污泥，在自然條件下風(fēng)干，用2-4 mm篩子篩去大塊顆粒備用； (2) 然后將污泥于蒸餾水以重量份數(shù)為1:2裝于容器中放置24h后，過(guò)濾，得到所需的 污泥浸提液；其中污泥浸提液中含 Cr: 0.5875 iigl-1，Cu: 3.3 iig.r1，Pb: 26.6 iig.r1， Zn: 36.9 iig.l'K: 1754.91^.1'PH 為 6. 5-6. 7。
[0013] (3)分別用蒸餾水將Ce(NO3)3 ? 6H20、La(NO3)3 ? 6H20溶解，然后再分別制成濃度 100-300 mg. I71的稀土溶液備用； (4) 將上述污泥浸提液和不同濃度的稀土溶液以1:1的比例混合，得到污泥和稀土浸 種液； (5) 采用盆栽的方法，所用容器為直徑15 cm，高12 cm的圓柱形塑料質(zhì)地容器，容器中 加入700g烘干后的園土，選擇籽粒飽滿的高羊茅種子，稱取高羊茅種子1. 5 g分別播于容 器中，于室溫下萌發(fā)及初期生長(zhǎng)，培養(yǎng)期間室內(nèi)溫度為22~28°C，相對(duì)濕度為449T67%，實(shí)驗(yàn) 初期均在室內(nèi)進(jìn)行，每盆充分澆水，以保證完全萌發(fā)。出苗穩(wěn)定后10 d放到田間深埋于土 中，以保持植物生長(zhǎng)環(huán)境播種后，保證每天所需水量，與試驗(yàn)地土壤環(huán)境一致；平均氣溫為 26. 8°C，35°C以上高溫日有7天，平均相對(duì)濕度均超過(guò)70% ; (6) 植物培養(yǎng)40 d后，將高羊茅齊根刈割，地上部分用蒸餾水沖洗干凈，吸水紙吸干表 面水份，放入烘箱中，在105°C下殺青I h，80°C烘干至恒重，測(cè)量其地上部分干重，視為生物 量。
[0014] 本發(fā)明更加詳細(xì)的制備方法及試驗(yàn)情況如下： 1研制材料與方法 1.1材料 本實(shí)驗(yàn)所用污泥取自天津市紀(jì)莊子污水處理廠，其主要理化性質(zhì)為：含水率4. 5%， 總氮 3. 25%，總磷 0? 94%，K: 14327. 5 ii g. g' Ca: 23509 ii g. g' Mg: 4410 ii g. g' Cd: 2. 01 u g. g \ Cr: I. 875 u g. g S Cu: 140 u g. g \ Pb: 203 u g. g S Zn: 1375.62 ug. g1,,
[0015] 選用我國(guó)北方常見(jiàn)的草坪植物多年生黑麥草L.)和高羊茅 aryflt/iaacea L.)。稀土元素為鋪和鑭，采用天津市凱通化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn) 的硝酸鈰，其分子式為=Ce(NO3)3 ? 6H20和天津市津科精細(xì)化工研究所生產(chǎn)的硝酸鑭，其分 子式為=La(NO3) 3 ? 6H20。
[0016] 1. 2污泥與稀土浸種液的制備 取來(lái)的污泥，在自然條件下風(fēng)干的污泥，用2 mm篩子篩去大塊顆粒。然后以污泥：蒸 餾水=1:2。裝于錐形瓶中放置24h后，然后過(guò)濾，得到所需的污泥浸提液。污泥浸提液 中污泥液中含 Cr: 0? 58751^1' Cu: 3.3 iig.r1，Pb: 26.6 iig.r1，Zn: 36.9 iig.l'K: 1754. g. I' PH 約為 6. 7。
[0017] 用蒸餾水將Ce(NO3)3 ? 6H20和La(NO3)3 ? 6H20溶解后，分別制成濃度為100、200、 300 mg. I71的溶液。然后將上述污泥浸提液和不同濃度的稀土溶液以1:1的比例混合得到 污泥和稀土浸種液。
[0018] 1.3研制方法 實(shí)驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理，分別為：蒸餾水、純污泥浸提液、100 mg. I71鈰+污泥浸提液、200 mg. I71鋪+污泥浸提液、300 mg. I71鋪+污泥浸提液、100 mg. I71鑭+污泥浸提液、200 mg. I71 鑭+污泥浸提液、300 mg. I71鑭+污泥浸提液，其中以蒸餾水浸種為對(duì)照組（CK)，實(shí)驗(yàn)為3 次重復(fù)。將黑麥草和高羊茅的種子分別放于直徑5. 5cm培養(yǎng)皿中，每皿50粒。加入上述溶液 直至沒(méi)過(guò)種子。避光浸種24 h后取出。用濾紙將種子表面的水吸干，然后將兩種草坪植物種 子分別播于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿(直徑5. 5 cm)中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上萌發(fā)，每天早晚各澆水1次， 待種子萌發(fā)出來(lái)后，經(jīng)常調(diào)換各培養(yǎng)皿的位置以保證光照一致。實(shí)驗(yàn)周期為30 d，培養(yǎng)期間 實(shí)驗(yàn)室溫度為22-25°C，濕度為40%-52%，光照為透入室內(nèi)的自然光，強(qiáng)度為460-720 ii mol. m-2 ? s-、
[0019] 出苗穩(wěn)定后10 d放到田間深埋于土中，以保持植物生長(zhǎng)環(huán)境播種后，保證每天所 需水量，與試驗(yàn)地土壤環(huán)境一致。田間溫度環(huán)境：平均氣溫為26. 8°C，35°C以上高溫日有7 天，平均相對(duì)濕度均超過(guò)70%。
[0020] 1. 4指標(biāo)測(cè)定 1. 4. 1種子萌發(fā)相關(guān)指標(biāo)測(cè)定 種子胚根長(zhǎng)出并超過(guò)種子長(zhǎng)度一半視為萌發(fā)，當(dāng)萌發(fā)第5 d時(shí)，測(cè)定發(fā)芽率和發(fā)芽指 數(shù)。發(fā)芽率Cr=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）X 100%。發(fā)芽指數(shù)02 (以，其中67 為發(fā)芽指數(shù)，G為在（日的發(fā)芽種子數(shù)，為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。種子活力指數(shù)計(jì)算公式為： X&其中KJ為活力指數(shù)，S為單株幼苗平均鮮重。
[0021] 1. 4. 2幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 發(fā)芽后每5 d測(cè)定1次株高，播種30 d后刈割，測(cè)定地上鮮重和干重、以及葉綠素。方 法為：將草坪植物齊根剪下，用電子天平稱量鮮重，80°C烘干至恒重，測(cè)量地上部的干重。葉 綠素含量的測(cè)定采用丙酮乙醇混合液法：準(zhǔn)確稱取〇. I g，剪碎（1-2 mm寬)，放入實(shí)驗(yàn)小黑 盒中，加丙酮-乙醇（比例為1:1)混合提取液IOml，蓋塞，在室溫下暗處放置24 h，直到材 料變白。然后在663nm和645nm波長(zhǎng)下測(cè)定光密度。按照公式計(jì)算。
[0022] Chl a=12. 71A663_2. 59A645 Chl b=22. 88A645_4. 67A663 Chl a+b= Chl a + Chl b=8. 04 A663+20. 29 A645

【權(quán)利要求】
1. 一種采用污泥稀土混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法，其特征在于按如下 的步驟進(jìn)行： (1) 將取來(lái)的污泥，在自然條件下風(fēng)干，用2-4 mm篩子篩去大塊顆粒備用； (2) 然后將污泥于蒸餾水以重量份數(shù)為1:2裝于容器中放置24h后，過(guò)濾，得到所需的 污泥浸提液； (3) 分別用蒸餾水將Ce (N03) 3 *640、!^ (N03) 3 *6H20溶解，然后再分別制成濃度200-400 mg. I71的稀土溶液備用； (4) 將上述污泥浸提液和不同濃度的稀土溶液以1:1的比例混合，得到污泥和稀土浸 種液； (5) 采用盆栽的方法，選用圓柱形塑料質(zhì)地容器，容器中加入700g烘干后的園土，選擇 籽粒飽滿的高羊茅種子，稱取高羊茅種子1. 5 g分別播于容器中，于室溫下萌發(fā)及初期生 長(zhǎng)，培養(yǎng)期間室內(nèi)溫度為22~28°C，相對(duì)濕度為449T67%，實(shí)驗(yàn)初期均在室內(nèi)進(jìn)行，每盆充分 澆水，以保證完全萌發(fā)；出苗穩(wěn)定后10 d放到田間深埋于土中，以保持植物生長(zhǎng)環(huán)境播種 后，保證每天所需水量，與試驗(yàn)地土壤環(huán)境一致；平均氣溫為26. 8°C，35°C以上高溫日有7 天，平均相對(duì)濕度均超過(guò)70% ;平均相對(duì)濕度均超過(guò)70% ; (6) 植物培養(yǎng)40 d后，將高羊茅齊根刈割，地上部分用蒸餾水沖洗干凈，吸水紙吸干表 面水份，放入烘箱中，在105°C下殺青1 h，80°C烘干至恒重，測(cè)量其地上部分干重，視為生物 量。
2. 權(quán)利要求1所述采用污泥稀土混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法，其中 Ce(N03)3 ? 6H20 稀土溶液的濃度為 200-400 mg. L'
3. 權(quán)利要求1所述采用污泥稀土混合浸種液調(diào)節(jié)暑熱環(huán)境高羊茅生長(zhǎng)的方法，其中 La(N03)3 ? 6H20 稀土溶液的濃度為 200-400 mg. L'
【文檔編號(hào)】A01P21/00GK104335805SQ201410523635
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】多立安, 趙樹(shù)蘭, 郭菲 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)