2种植物提取废弃物基质草毯特性研究

谢奇霖， 杨知建， 向佐湘

(湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128)



2种植物提取废弃物基质草毯特性研究

谢奇霖， 杨知建*， 向佐湘

(湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128)

[目的]探索植物提取废弃物的综合利用及降低无土草毯生产成本的方法。[方法]采用茶叶提取废弃物和玉米须渣废弃物为基质，以泥炭土基质为对照，研究不同基质草毯的基质理化性状、生物学特性及坪用性状。[结果]茶叶提取废弃物和玉米须渣提取废弃物与草毯常用的泥炭土物理性状相似，疏松多孔，质地较轻，吸水保肥能力强，具备草毯基质的基本特征；无土草毯坪用性状得分在3.25～3.75，草坪质量中等，1年可多次生产。[结论]茶叶提取废弃物和玉米须渣提取废弃物为优质草毯基质，其中茶叶渣基质草毯重量更轻，结构均匀，运输方便表现更好。

植物提取废弃物；无土草毯；生产成本；物理性状；坪用性状

近年来，随着植物化学分离技术和分析技术的不断进步，我国植物提取物开发利用的研究与产业开发取得迅速发展，利用天然植物提取物的化学特性和生物活性开发的各种精细化学品、天然保健品和药品、营养品、化妆品、食品添加剂、生物农药等层出不穷，产生了显著的社会效益和经济效益[1]。无土草毯是采用基质代替天然土壤进行草皮生产的一种方法[2]。无土草毯无需大量优质耕地，生产周期短、运输方便、价值高，具有优质、清洁、节水、保土、可持续生产、实用范围广等优点，是一项具有广阔前景的技术含量较高的草皮生产技术[3]。美国、加拿大和澳大利亚等国家在园林植物废弃物收集利用方面已有一定积累。美国利用城乡废弃物如枯枝落叶、工厂下脚料、生活垃圾等生产再生土、堆肥来替代自然土壤，用于城市绿化用土和土壤改良。我国对此也进行了大量研究。张桂馥[4]在江苏太湖地区进行了脲醛泡沫塑料废弃物生产地毯式无土草皮,该技术易掌握、操作简便、投资少、成本低。丁朝华等[5]利用无纺织物做基质，培育地毯式草皮,结果表明，该无土草皮各方面性能均优于土培草皮。针对草皮卷生产的弊端,近年来国内学者以锯末[6]、煤渣[6]、非织造布[7]、生活垃圾[8]等为基质对无土草皮卷做了大量研究。刘建秀等[9]研究了利用生活垃圾肥生产无土草毯,结果表明，不同基质上建植的草坪草,生长速度存在极显著差异,草坪草品种与基质间亦存在显著的互作效应。因此，利用植物提取废弃物生产无土草毯具有广阔的应用前景。笔者分别利用玉米须渣和茶叶的提取废弃物作为基质，生产无土草毯，探索植物提取废弃物的综合利用效果，以期为废弃物的综合利用及降低无土草毯生产成本提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 采用康宝莱蕾硕(湖南)天然产物有限公司的植物提取物废弃物为无土草毯基质，废弃物主要有两大类型，一类是切碎的茶叶提取废弃物，另一类是未经切碎的玉米须渣提取废弃物。切碎的植物提取废弃物，纤维长短一致，结构匀称，物理状态较好；未经切碎的植物提取废弃物，纤维长短不一，稍显凌乱，物理状态较差。选用适宜草毯生长的泥炭土作为对照，供试草种选择海浪海滨雀稗(Seashorepaspalum)。

1.2 坪床准备 试验在湖南农业大学第二运动场西边沙质坪床中进行，试验地有完善的喷灌系统，清除场地杂草杂物，进行平整，场地铺设园艺地布作为阻隔材料，用红砖分隔成1 m×1 m的试验小区。

1.3 试验设计 设3个处理。处理①：茶叶提取废弃物；处理②：玉米须渣提取废弃物；处理③:泥炭土(CK)。采用随机区组设计，3次重复，小区面积为1 m2，基质厚度为2.5 cm。海浪海滨雀稗采用草茎播种，于7月上旬播种，播种量为1 kg/m2,播种后覆盖无纺布，浇透水，草茎成活后除去无纺布，按草毯要求常规管理。

1.4 测定项目与方法 测定地上生物量、地下生物量、成坪天数及草毯鲜重、密度、盖度、色泽、均一性、质地、草坪强度、总孔隙度、pH、基质质量含水量及容重等。其中，pH采用pHB-4便携式pH计测定，含水量用烘干法测定，容重用环刀法测定。坪用性状评分标准见表1。

1.5 数据分析 利用Excel、DPS等软件整理数据并作图分析。

表1 坪用性状评分标准

2 结果与分析

2.1 基质理化性状 由图1可知，处理①的质量含水量为418%，显著高于处理②(101%)和CK(138%)。说明茶叶提取废弃物的吸水性和保水能力最强，其次为泥炭土，玉米须渣提取废弃物的吸水性和保水能力相对较弱。从图2可见，处理①的容重为0.01 g/cm3,显著低于处理②(0.21 g/cm3)和处理③(0.23 g/cm3)。说明茶叶提取废弃物疏松多孔，结构良好；玉米须渣提取废弃物的容重和泥炭土的容重差异不显著，结构层次不如茶叶提取废弃物，但符合草毯基质要求。

基质的酸碱度对草坪草的生长尤为重要，草坪草适宜的pH为5.5～6.5。从图3可见，处理①的pH为4.25，显著低于处理②(5.26),也低于CK，但二者差异不显著。这说明茶叶提取废弃物和玉米须渣提取废弃物与草毯常用的泥炭土物理性状相似，疏松多孔，质地较轻，吸水保肥能力强，具备草毯基质的基本特征，其中茶叶提取废弃物，经过剪碎，结构均匀，吸水性超强，是良好的草毯基质。

注：不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。 Note: Different lowercases stand for significant difference(P<0.05). 图 1 不同处理草毯基质质量含水量Fig.1 Water content of different grass carpet substrates

注：不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。 Note:Different lowercases stand for significant difference(P<0.05).图2 不同处理草毯基质容重Fig.2 Bulk density of different grass carpet matrix

图3 不同处理草毯基质pHFig.3 The pH value of different grass carpet substrate

2.2 生物学特性 由表2可知，各处理的草毯鲜重从大到小依次为CK、处理②、处理①，处理①的草毯鲜重是处理②的37.17%，是CK的33.03%。可见，茶叶提取废弃物草毯重量轻，运输方便，铺地容易，可大大减轻劳动强度、节约运费和节省铺植时间，表现良好；而玉米须渣提取废弃物和泥炭土的草毯较重，运输较困难，加大了劳动强度。各处理的地上生物量从大到小依次为CK、处理①、处理②，地上生物量的大小与草坪的密度和抗杂草能力呈正相关，泥炭土和茶叶提取废弃物的地上生物量较大，则草坪致密，杂草种子不易接触基质，发芽困难，杂草植株生长受限，草坪抗杂草能力强；玉米须渣提取废弃物基质的地上生物量相对较小，草坪抗杂草能力相对较弱。各处理的地下生物量从大到小依次为CK、处理①、处理②，地下生物量大，表明草坪地下根系发达，贮藏的营养物质多，草坪的耐践踏能力、耐修剪能力、抗击打能力、抗旱能力和越冬能力强。茶叶提取废弃物的地下生物量较玉米须渣提取废弃物大，说明其草坪耐践踏能力、耐修剪能力、抗击打能力、抗旱能力和越冬能力相对较强，铺有泥炭土的草坪地下生物量最大，说明抗性最好。

2.3 坪用性状依据表3的测定结果和表2的各指标评价标准，对3个处理的坪用性状进行打分，结果见表4。由表4可知，3个处理的草坪坪用性状得分在3.25～3.75，草坪质量中等。处理①的总分为27，平均分为3.34；处理②的总为26，平均分为3.25；处理③的总分为30，平均分为3.75。草坪色泽评分均为4分，3个处理的草坪均为深绿色，表现优秀；3个处理的草坪密度和草坪强度打分均偏低；盖度由于测得相对较晚，所以打分均偏高；草坪均一性CK为5分，非常均一，处理①为4分，均一，处理②为3分，较均一；3个处理的草坪绿色期均为4分，为较长，超过250 d；就成坪速度来说，3个处理的草毯成坪速度都非常快，在42～50 d，打分均为4分。

表2 不同处理生物学特性

表3 不同处理坪用性状

表4 不同处理坪用性状评分结果

3 结论与讨论

(1)该研究表明，茶叶提取废弃物和玉米须渣提取废弃物与草毯常用的泥炭土物理性状相似，疏松多孔，质地较轻，吸水保肥能力强，具备草毯基质的基本特征，其中茶叶提取废弃物处理经过切碎，结构均匀，吸水性超强，是良好的草毯基质。以茶叶提取废弃物为基质的无土草毯重量轻，重量只有玉米须渣的37.17%，泥炭土的33.03%，运输方便，铺植容易，可大大减轻劳动强度、节省运费和铺植时间，表现良好。3个处理草坪坪用性状得分在3.25～3.75，草坪质量中等；在适宜季节成坪速度42～50 d，成坪速度快 ，1年可生产4～6次，而有土草皮在湖南1年最多生产2次。

(2)利用植物提取废弃物生产无土草毯解决了废弃物堆积污染环境的问题，植物提取废弃物可以循环利用，提高了自然资源的综合利用水平。植物提取废弃物生产无土草毯以其低成本、生产周期短、运输方便、草坪质量好等优点必将拥有更为广阔的市场前景。通过该试验可知，同一草种在不同无土草毯基质上生长表现不同；在生长过程中要及时清除草毯杂草，避免杂草生长过多对试验结果造成影响。笔者选取了色泽、密度、质地、均一性、盖度、绿色期、草坪强度、成坪速度8个指标，通过质量评定方法评价无土基质草坪草，而该草坪质量综合评价体系不够完善，并在权重分配上还存在些主观性。因此，今后应不断完善，以制订出客观、公证、公平的适合湖北地区气候特点的草坪评价体系。

[1] 杨磊，夏禄华，张衷华,等.植物提取生产中固形废弃物生态化利用的现状及发展趋势[J].现代化工，2008，28(4):14-17,19.

[2] 张黎，张银霞．无土草坪建植试验初报[J].草业科学，2004，21(9)：71-73．

[3] 刘自学.走近草坪:草皮生产技术[M].北京：中国林业出版社，1999.

[4] 张桂馥.脲醛泡沫塑料生产地毯式草皮的初步研究[J].江苏农业科学,1989(3):31-32

[5] 丁朝华,康宁,武显维,等.无土地毯式草皮的研究[J].武汉植物学研究,1994,12(3): 263-269.

[6] 邓蓉,向清华,张定红.无土栽培中不同基质对草坪草生长的影响[J].贵州农业科学,2000,28(1):12-14.

[7] 李建强,叶汶祥,康翠珍,等.丙纶非织造布基质人工草坪的开发研究[J].武汉科技学院学报,2002,15(3):19-22.

[8] 多立安,赵树兰.生活垃圾生产地毯式草皮环境生态工程基质选配研究[J].应用生态学报,2000,11(5):767-772.

[9] 刘建秀,郭爱桂,郭海林,等.利用生活垃圾肥生产无土草毯的研究[J].污染防治技术,2004,17(1):26-29.

Study on Production of Soilless Grass Carpet by Using Wastes Extracted from Two Kinds of Plant

XIE Qi-lin, YANG Zhi-jian*, XIANG Zuo-xiang

(College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128)

[Objective] To explore the comprehensive utilization of waste extraction from plants and reduce production cost of soilless grass carpet. [Method] Using waste of tea leaves and corn silk as substrate, with peat as control to study physical and chemical properties, biological characteristics and turf traits of grass carpet. [Result] The physical properties of grass carpet with waste of tea leaves and corn silk as substrate were similar to that of peat, performed as loose porous, light texture, strong ability to absorb water and fertilizer, with basic characteristics of grass carpet matrix; turf traits of soilless grass carpet were 3.25-3.75, turf quality was medium, which can be produced for several times within a year. [Conclusion]The waste of tea leaves and corn silk are high-quality grass carpet matrix, wherein the waste of tea leaves grass carpet matrix is lighter, uniform and easy to transport

Waste extraction from plants; Soilless grass carpet; Production cost; Physical properties; Turf traits

谢奇霖(1991- )，男，湖南永州人，硕士研究生，研究方向：饲用牧草。*通讯作者，教授，博士，博士生导师，从事饲用牧草的研究。

2016-10-28

S 688.4

A

0517-6611(2016)36-0107-03