利用中药残渣生产草皮卷

刘树华 白冬梅 云宝庆

摘要:为节省土地资源,对以中药残渣为基质生产草坪的方法进行了研究。结果表明,利用中药残渣生产草皮卷具有出苗齐、成坪快、发势茁壮、抗病性强、节水省肥等优点。还对中药残渣的主要成分及发酵方法进行了试验。

关键词:中药残渣;基质;草坪;发酵

中图分类号:S688.4文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.06.019

Utilizing of Wastes of Chinese Traditional Medicine in Production of Turf Roll

LIU Shu-hua,BAI Dong-mei,YUN Bao-qing

(Tianjin Honggang Horticulture Compangy Limited,Tianjin 300400,China)

Abstract:The method on the turf production with the wastes of Chinese traditional medicine was studied for saving the soil resources. The results showed that the turfroll production with the wastes of Chinese traditional medicine had the advantage of good seedling emergency, growth fast and strong, resistance to disease and saving water and fertilization. In addition, main components of waster of Chinese traditional medicine and ferment method were experimented.

Key words:wastes of Chinese traditional medicine; medium; turf; ferment

草皮卷生产需要消耗大量土地资源,根据目前常见的草卷厚度2.5 cm计算,每生产1万 m²草皮卷需从农田移出250 m³熟化土壤,使0.133 hm²耕地丧失生产性能。这对耕地短缺的中国来说是一项奢侈的支出。但草坪绿地对城市绿化美化来说又是不可或缺的,草坪对城市景观、防尘降噪、减少城市“热岛效应”的效果远远优于其他植物材料。因此,寻找适于草皮生产的生物质废料作为草皮卷生长基质,实现草皮卷工厂化生产是草坪生产的发展方向之一。

利用农村农业废弃物生产草卷已有很多成功的尝试,利用秸秆、畜禽粪便配制的生长基质生产草卷已有很多相关报道。但秸秆多被用作造纸、化工等工业原料,且以秸秆作为生长基质的运费、加工费成本过高,难以形成商品草皮生产。根据这种情况,天津红港绿茵花草有限公司与中国林科院合作,开发、完成利用中药残渣生产草皮卷的研发项目,取得了较好效果

1生物质工业废料的种类

通过调查,天津地区生物质工业废料种类繁多,包括木材加工、纺织业、食品工业,中药工业等废料。其中尚未被利用的主要是中药工业废料。中药渣目前是中药产业难以处理的废物,由于数量大、堆积体积大、味道浓烈等原因难以在市区内或厂区堆放。天津的中药产业在全国居领先地位,中药残渣来源广,数量大,以其为原料加工草坪生长基质不仅可以解决环境问题,又可以减少草坪生产对农田的破坏,实现草皮卷生产的可持续发展。

2中药残渣的主要成分

95%以上的中药残渣为植物残体,富含木质素和纤维素,其余5%为贝壳等矿化物。供试中药残渣来源于天士力公司的中药厂。中药残渣的物理成分:(1)切片部分,厚2~8 mm,面积3~5 cm²,不规则,切片断面为棕红色,并有2~5个以髓为圆心的黑色环状条纹,是基质的主要成分,占总量近60%;(2) 茎秆渣,一种长2~50 mm的植物茎,茎粗2~6 mm,质地硬,但髓细胞松软;另一种茎秆坚硬,木质化程度高,两种茎秆渣的质量占全部基质近30%;(3)草质渣,穗状花序及茎、叶,占全渣质量约15%,体积较大;(4)贝壳等矿化物,不同批次残渣贝壳等矿化物含量不同,约占0~5%(5)其他成分,难以辨认的黑色糊状物,含量极少,见表1、2。中药残渣的化学成分依存放时间不同而异。

从上述养分分析结果来看,中药残渣的主要养分含量均高于或等于泥炭,所不同的是中药残渣的pH值与自然土壤相似,能够直接用于草坪基质。

3中药残渣发酵试验

对不同腐熟程度的中药渣进行盆栽发芽试验,新鲜、半腐熟、腐熟中药渣及对照(水洗砂)的高羊茅发芽率分别为0,30%,95%,95%。结果表明,新鲜的药渣不能直接用作生长基质,必须经过发酵处理。

在自然存放条件下,药渣发酵速度很慢,必须超过1年才能加以利用。采取强通风或封闭增温等强制发酵方式可以大大提高发酵速度。在发酵试验中,给予强制发酵条件的药渣大约40 d可以达到基本腐熟阶段。

图1显示,药渣发酵产生的温度与碳水化合物分解速度呈正相关,发酵前期碳水化合物分解速度也很快。6 d后温度达到峰值,碳水化合物降低至总含量的一半。10 d后出现二次升温,碳水化合物含量再次快速下降,发酵40 d后温度和碳水化合物含量趋于稳定。这种变化曲线可能与药渣中碳水化合物的存在形式有关,发酵前期由于低碳糖快速分解导致温度快速升高,而10 d以后结构较复杂的多碳糖开始分解引起温度的二次升高。

4种植试验

中药渣发酵后,在北辰科技园区红港公司试验田内进行了腐熟中药渣种植草坪试验。为了排除土壤因素干扰,采用塑料膜将药渣基质与土壤隔离,种植面积4 000 m²,基质厚度3.5 cm,对照为沙植草坪,沙土厚5 cm。

通过种植试验和田间观察,以中药渣为基质的草坪明显优于沙植草坪。

(1)出苗快、出苗齐。中药渣基质有利于保持土壤温度和水分的稳定,种植后7 d即可达到全苗,对照沙植草坪受气温、水分变化影响较大,播种后12 d出苗仅70%。

(2)养分充足、长势壮。中药渣基质含有丰富的有机质和速效养分,在不施肥的情况下仍能保证草坪的正常生长,草坪长势茁壮,颜色深绿。相邻的沙植草坪对照在基施磷酸二铵375 kg/hm²,追施尿素300 kg/hm²的条件下仍表现色淡苗弱。

(3)根系发育旺盛,成坪快。据调查,中药渣为基质的草坪播种后1个月根系即在基质上形成交织,播后50~60 d即可成坪。普通土壤和沙植草坪则需要100~110 d才可以成坪。

(4)节水省肥、降低成本。中药渣基质具有很强的保水性和养分释放能力,耗水量仅为普通土壤的1/2,沙植草坪的1/3。同时,中药渣基质养分含量全且丰富,用于建植草坪绿地可以起到明显的改土作用,有效防止土壤盐渍化。

(5)质量轻、用途广。沙植草坪和普通土壤草坪每平方米质量30 kg以上(含水量20%),中药渣基质草坪在相同含水量情况下质量仅12~15 kg。由于质量轻,可以用于屋顶绿化、立体绿化、迎宾道路和庆典场所的临时绿化。

(6)具有明显的抗病性。通过田间观察,中药渣基质草坪具有明显的抗病性。2008年夏季高温多湿,普通土壤上生产的草坪褐斑病、腐霉病等病害严重,而以中药渣为基质的草坪仅有点片病斑,发病程度极轻。分析原因可能是由于中药渣基质经过中药萃取过程中的高温,消灭了土传病原菌。此外,由于中药渣含有昆虫甲壳和贝壳,分解这些甲壳和贝壳的酶类对抑制病原物生长繁殖有一定的作用。

5结果与讨论

用中药渣加工草坪基质有助于实现草坪的工厂化生产。试验表明,中药渣生产草坪不仅可以节约土地资源,减少环境污染,同时也可以扩大草坪应用范围,具有广阔的应用前景。对中药渣的抗病性形成机制和快速发酵处理方法有待于进一步研究。特别是中药渣基质养分含量丰富,不仅仅可以用为草坪生产,同时也可用于高档花卉和无公害蔬菜生产。在园林绿化工程上可以代替草炭改良土壤,值得进一步开发利用。

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