一种以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯的制作方法

1.本发明涉及城市绿化技术领域，尤其涉及一种以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯。


背景技术：

2.随着城镇化进程的加快、人们生活水平的提高、饮食结构的调整以及农业生产技术的不断革新，我国果蔬行业迅速发展，果蔬产品加工厂下脚料、城市农贸市场及生鲜超市等产生的果蔬废弃物产量日益增多，若处理不当会对人的居住环境造成各类负面影响。
3.果蔬废弃物的处置和资源化利用是“无废城市”、“绿色城市”建设的关键之一，传统的果蔬废弃物处理方式包括焚烧、填埋、好氧堆肥和厌氧消化等。其中，焚烧及填埋易对空气环境及土壤环境带来二次污染，难以在绿色发展的时代背景下成为主流；厌氧消化在技术理论上日趋完善，但在应用时仍面临着边际条件模糊、处理工序复杂、投入成本巨大和盈利模式不成熟等诸多问题；好氧堆肥是目前技术比较成熟的处理方式，但其末端产物在城市销路不通，多用于乡村农业种植，运输成本较高，盈利水平尚不稳定。
4.另一方面，“海绵城市”建设是我国城市建设的重头戏，城市绿化能够收纳、净化雨水，是解决雨水面源污染和水体循环的关键一环，同时，城市绿化面积扩增能够有效降低城市废气、尘埃、噪声等负面环境影响。快速城镇化带来的影响是地面可绿化面积有限，“海绵城市”在完善地面绿化的基础上需大力发展立体绿化，屋顶绿化为优选的切入点。
5.目前常用的屋顶绿化技术是铺设传统的草坪砖，在草坪砖凹槽中填入单一材料的栽培基质，并将培育好的草苗移栽至草坪砖中。这种方式中铺设的草坪砖质量大且难降解，长期使用易对建筑屋顶造成压力；培育、移栽草苗的过程占用了大面积土地资源、破坏原栽培土地的生态条件，且人力成本较高；使用的栽培基质以单一的木屑、稻壳、蛭石等为主，养分含量较低，无有效的防病虫手段，草坪存活率一般。
6.因此，亟需提供一种将果蔬废弃物处理与屋顶绿化建设相结合的方案，以同时解决传统果蔬废弃物处理和使用草坪砖进行屋顶绿化时存在的问题。


技术实现要素：

7.本发明目的是提供一种以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯，以解决上述问题。
8.本发明解决技术问题采用如下技术方案：
9.一种以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯，形成为多层结构，从底部往上依次为隔离层、保水层、有机基质层、植草层和覆盖基质层；所述隔离层、保水层、有机基质层、植草层和覆盖基质层分别占植草毯总质量的百分比为：隔离层10％～15％，保水层15～25％，有机基质层35～50％，植草层5～10％和覆盖基质层5～10％。
10.进一步，所述隔离层包括以下质量百分比的组分：椰壳纤维40％，甘蔗渣纤维20％，竹纤维20％，秸秆纤维10％和卡拉胶10％。
11.进一步，所述椰壳纤维、甘蔗渣纤维、竹纤维、秸秆纤维和卡拉胶经过混合处理后，压制成固定的毯状结构。
12.进一步，所述保水层包括以下质量百分比的组分：吸水树脂85％～90％，卡拉胶5％～10％和大量元素液体肥3％～5％。
13.进一步，所述吸水树脂、卡拉胶和大量元素液体肥混合后平铺于隔离层上压制形成保水层，且所述保水层与隔离层通过可降解纤维线缝合。
14.进一步，所述有机基质层包括以下质量百分比的组分：果蔬废弃物腐熟料 35％～45％，木屑和/或竹屑15％～25％，甘蔗渣10％～15％，硅藻土5％～10％，卡拉胶10％，植物生长调节剂5％，保水剂1％～2％和复合微生物菌剂1％～2％。
15.进一步，所述果蔬废弃物腐熟料通过以下方法进行制备：果蔬废弃物经人工分拣、破碎、水洗脱盐、压榨脱水、生物发酵仓好氧发酵、腐熟罐体二次发酵腐熟工艺处理后形成果蔬废弃物腐熟料。
16.进一步，所述植物生长调节剂为芸苔素、嘧啶醇和矮壮素中的一种或多种；所述保水剂为淀粉接枝丙烯酸盐保水剂和/或生物保水剂；所述复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、铜绿假单胞菌和哈茨木霉中的至少两种。
17.进一步，所述有机基质层通过以下方法制备：将果蔬废弃物腐熟料、木屑和/或竹屑、甘蔗渣、硅藻土和保水剂按比例充分搅拌混合后，再分别接种植物生长调节剂和复合微生物菌剂，将混合物均匀平铺于保水层上充分压制形成有机基质层；所述有机基质层与保水层通过可降解纤维线缝合。
18.进一步，所述植草层为不同草种的茎段、移栽苗或草籽，所述植草层种植在有机基质层上预先挖制的植草孔内，并用覆盖基质层进行覆盖。
19.进一步，所述覆盖基质层包括以下质量百分比的组分：果蔬废弃物腐熟料 30％～35％，木屑和/或竹屑65％～70％。
20.进一步，所述植草毯还包括定形网，所述定形网由植物纤维制成，用于对植草毯进行定形。
21.本发明具有如下有益效果：本发明中以果蔬废弃物作为主要原料制备屋顶绿化植草毯，为城市果蔬废弃物的资源化利用提供了有效途径，而且其工艺简单，可复制性较强，符合“无废城市”绿色低碳循环的基本理念；而且所制备的植草毯遵循天然环保可降解的原则，使用天然的环保材料和生物质材料，不会对房顶结构造成压力，而且也不会造成额外的环境影响；另一方面，植草毯兼具了保水、壮草、防病和防虫的功能，是一种多功能的生态型栽培载体。
附图说明
22.图1为本发明中植草毯的结构示意图。
23.图中标记示意为：1-隔离层；2-保水层；3-有机基质层；4-植草层；5-覆盖基质层；6-定形网。
具体实施方式
24.下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
25.实施例1
26.本实施例提供了一种以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯，以同时解决传统果蔬废弃物处理和使用草坪砖进行屋顶绿化时存在的问题。
27.一种以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯，形成为多层结构，从底部往上依次为隔离层1、保水层2、有机基质层3、植草层4和覆盖基质层5；所述隔离层1、保水层2、有机基质层3、植草层4和覆盖基质层5分别占植草毯总质量的百分比为：隔离层10％～15％，保水层15～25％，有机基质层35～50％，植草层5～10％和覆盖基质层5～10％。
28.在本发明的实施例中，所述隔离层、保水层、有机基质层、植草层和覆盖基质层均采用环保天然材料及可降解生物材料制成，其成本低、质地轻，对建筑屋顶压力小，不会对屋顶环境造成影响。
29.具体地，所述隔离层1包括以下质量百分比的组分：椰壳纤维40％，甘蔗渣纤维20％，竹纤维20％，秸秆纤维10％和卡拉胶10％。所述椰壳纤维、甘蔗渣纤维、竹纤维、秸秆纤维和卡拉胶经过物理化学混合处理后，压制形成固定的毯状结构，由此得到的隔离层柔韧性和强度较高，质地较轻，而且随着时间的推移降解，不会对建筑屋顶造成过多压力。
30.所述保水层2包括以下质量百分比的组分：吸水树脂85％～90％，卡拉胶5％～ 10％和大量元素(氮n、磷p、钾k)液体肥3％～5％，且所述吸水树脂、卡拉胶和大量元素液体肥均属于环保无毒成分。所述吸水树脂、卡拉胶和大量元素液体肥混合后平铺于隔离层上压制形成保水层，且所述保水层与隔离层通过可降解纤维线缝合。所述保水层能够有效保存水分并能够为草坪的生长持续提供水分及营养元素。
31.所述有机基质层3包括以下质量百分比的组分：果蔬废弃物腐熟料35％～ 45％，木屑和/或竹屑15％～25％，甘蔗渣10％～15％，硅藻土5％～10％，卡拉胶10％，植物生长调节剂5％，保水剂1％～2％和复合微生物菌剂1％～2％。
32.在本实施例中，所述果蔬废弃物腐熟料通过以下方法进行制备：果蔬废弃物经人工分拣、破碎、水洗脱盐、压榨脱水、生物发酵仓好氧发酵、腐熟罐体二次发酵腐熟工艺处理后形成果蔬废弃物腐熟料，制备得到的果蔬废弃物腐熟料的含水率为30％左右，且无明显异味，形似土壤。
33.所述植物生长调节剂为芸苔素、嘧啶醇和矮壮素中的一种或多种，其能够有效控制草坪的株高，减少修剪成本，促进植株分蘖，粗壮茎秆，叶色增绿，还能够有效增加植株耐旱耐涝能力。
34.所述保水剂为淀粉接枝丙烯酸盐保水剂和/或生物保水剂，用于抑制有机基质层中的水分蒸发，减少水分的渗透和流失，从而达到保水的目的。
35.所述复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、铜绿假单胞菌和哈茨木霉中的至少两种，其能够促进植株生长并有效抑制草坪生长过程中常见病虫害的发生。
36.所述有机基质层通过以下方法制备：将果蔬废弃物腐熟料、木屑和/或竹屑、甘蔗渣、硅藻土和保水剂按比例充分搅拌混合后，再分别接种植物生长调节剂和复合微生物菌剂，将混合物均匀平铺于保水层上充分压制形成有机基质层，并用所述有机基质层与保水层通过可降解纤维线缝合。优选地，压制成形后的有机基质层应根据不同设计需求挖制植草孔以提供植草空间。
37.所述植草层4为不同草种的茎段、移栽苗或草籽。所述植草层种植在有机基质层上预先挖制的植草孔内，并用覆盖基质层进行覆盖。
38.所述覆盖基质层5包括以下质量百分比的组分：果蔬废弃物腐熟料30％～ 35％，木屑和/或竹屑65％～70％。所述果蔬废弃物腐熟料与竹屑和/或木屑混合后铺设在植草层上形成覆盖基质层，用于填充和固定植草层，使用覆盖基质层覆盖相比于使用土壤覆盖，其透气性更好，更轻便，含有的有机质及养分更多，环保型更强。
39.在发明的实施例中，可以使用定形网6对制作完成的植草毯进行定形。所述定形网6由植物纤维制成，因此，定形后的植草毯在屋顶铺设完成好后，定形网6不会对环境造成影响。
40.另一方面，植草毯的隔离层、保水层、有机基质层、植草层和覆盖基质层通过压制连接、纤维缝合的方式固定连接，并通过定形网固定，从而使得经过压制连接、纤维线缝合和定形网固定的植草毯质地轻，且具有一定的柔韧性和延展性，方便运输和铺设操作。
41.本发明的以果蔬废弃物为原料制备的防病防虫屋顶绿化植草毯，提供了一种果蔬废弃物资源化利用的有效途径，能够减轻城市中日渐增多的果蔬废弃物给环境带来的压力。植草毯中有机基质层的主要原料为好氧发酵腐熟后的果蔬废弃物，其包含的有机物及养分被所植草坪充分利用，能够有效实现果蔬废弃物的资源化再利用；植草毯隔离层及用于植草毯整体结构固定的定型网均采用以植物纤维为主体的原材料制作，所述植物纤维主要以甘蔗渣纤维、椰壳纤维等为主，合理有效利用了果蔬加工后的废料：植草毯保水层吸水性强且能够持续保持草坪生长过程中的水肥供应，有效应对干旱或暴雨等极端天气的影响。有机基质层中除了富含有机质外还添加了多种功能菌剂植物生长调节剂，能够有效改善草坪的生长状况，增强其生命力及抗逆性。植草毯整体以可降解的轻质有机材料制作，质地轻，柔韧性好，易卷，便于运输。不同于草坪行业中常用的草坪砖，本发明的植草毯能够随着时间的推移逐渐降解，不会对建筑房顶结构带来长久的压力，是一种安全环保的屋顶绿化方式。
42.以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
43.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。