專利名稱：一種植物培育基體及其制造和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種植物培育基體及其制造和應(yīng)用，具體的說是涉及ー種添加聚天門冬氨酸類吸水樹脂的保種育苗基體及其制造和應(yīng)用方法，尤其是ー種利于干旱半干旱地區(qū)育苗固沙的方法。
背景技術(shù)：
土地荒漠化擴(kuò)展，沙塵暴肆虐是當(dāng)今人類面臨的全球性環(huán)境問題，嚴(yán)重影響著人類的正常生產(chǎn)和生活。為了改善和保護(hù)地球環(huán)境，世界各國積極開展了荒漠化和沙塵暴的研究和防治工作。用于防治土地荒漠化和沙塵暴的技術(shù)主要有物理固沙、化學(xué)固沙、生物固沙及綜合固沙技木。生物固沙技術(shù)又稱為植物固沙技木，是通過封育和栽種植物等手段，達(dá)到防治沙漠，穩(wěn)定綠洲，提高沙漠地區(qū)環(huán)境質(zhì)量和生產(chǎn)潛カ的一種技術(shù)措施。生物固沙技術(shù) 因具有很好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)作用及持久性而被視為標(biāo)本兼治的最為理想有效的固沙技木。但是在干旱、半干旱地區(qū)，由于惡劣的土壤及氣候水文條件，植物通常無法種植或種植后難以存活。例如在降雨量少的荒漠地和沙地，采用普通直播技術(shù)進(jìn)行植物固沙，由于風(fēng)沙大等氣候問題，播撒的種子極易被吹走或沙埋，由于缺少種子發(fā)芽的必須水分，種子不發(fā)芽或發(fā)芽率極低，由此造成植物成活率極低或生長不良等問題。同樣，采用普通植苗技術(shù)進(jìn)行植物固沙，由于植苗的根系發(fā)育不全，根細(xì)而短，水分吸收范圍狹小，尤其是在保水、持水性極差的荒漠地和沙地，植苗很難適應(yīng)干旱惡劣的土壤環(huán)境而極易枯死，植苗成活率因此得不到保障。為解決上述問題，有學(xué)者研究了一些種子的育苗器或適合植物生長發(fā)芽的育種盤，以此改善植物根系形態(tài)，實現(xiàn)植物固沙。利用育苗器或育種盤的植物固沙技術(shù)歸納起來包括育苗器或育種盤的制作和使用兩個過程。育苗器或育種盤制作過程可分為材料的混合、成形和干燥三個步驟。制作育苗器或育種盤的材料一般包括粘結(jié)劑、保水劑、土壌、月巴料、和水。材料的混合是按一定比例將上述成分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?。育苗器或育種盤的成形是利用一定形狀的成形模具，將上述混合好的材料成形為具有某些特定形狀的物體。育苗器或育種盤的干燥則是將制成的育苗器或育種盤在自然條件下晾干或在一定溫度條件下烘干。育苗器或育種盤的使用過程一般包括三個步驟1.將種子或植苗植入育苗器或育種盤；2.在種植地挖掘移栽坑穴；3.將載有種子或植苗的育苗器或育種盤放入移栽坑穴，覆土，拍實。上述第I步和第2步可以互換。專利CN01399866A “種子床及其制造方法和播種方法”，是將種子床所需原料月巴料、粘土、有機(jī)質(zhì)材料、親水性粘結(jié)劑、疏水性粘結(jié)劑、團(tuán)?；瘎┖瓦m量的水混合攪拌，然后團(tuán)?；?，并用成形器制成一處或多處設(shè)置有沿縱向貫通的孔的柱形物，干燥。使用時將多種樹木的種子和保水材料填入貫通孔，在貫通孔上下兩面用水溶性薄膜或樹脂膜密封，在柱狀物的側(cè)面用一種非通根性的降解性塑料薄膜包覆；然后在需要種植的位置挖掘播種坑，將種子床放置于播種坑的中央，將泥土回填，讓種子床的頭部有少許露出地面。該種子床可以助長導(dǎo)入樹木的根系像天然樹木那樣長得又長又深，能促進(jìn)植物發(fā)芽和初期生長，井能減少由于干燥所導(dǎo)致的幼苗的枯損，能使按栽植法無法實現(xiàn)的全年施工成為可能。但是該專利所采用的親水性粘結(jié)劑為淀粉類糊狀材料、羧甲基纖維素類或聚こ烯醇類化合物，所采用疏水性粘結(jié)劑為聚醋酸こ烯及其共聚物、丙烯酸聚合物及其共聚物、天然和合成橡膠類乳液或乳膠以及浙青乳劑等。該專利所采用的團(tuán)?；瘎榈矸叟c丙烯酸的接枝共聚物、聚丙烯酰胺及其衍生物以及雙氰胺甲醛縮聚物等。其中團(tuán)粒化劑及多數(shù)粘結(jié)劑都屬于不易降解材料，雖然粘結(jié)劑和團(tuán)粒化劑能夠粘結(jié)土壤改變種子的微環(huán)境，但是其持續(xù)作用時間長，一定程度上限制了植物根系的生長發(fā)育，同時所引入的不可降解的化學(xué)材料為以后生態(tài)發(fā)展留下隱患；另一方面，人為加入的肥料易隨著降雨而流失，污染地下水。該專利所用配料復(fù)雜、種類繁多，增加了種子床的成本。專利CN1956652A“植物培育床及育苗床用覆土材料”，是將非木質(zhì)纖維、棕櫚纖維、植物性淀粉、肥料、土壌、防霉劑、水質(zhì)凈化劑、適量的水按一定比例混合攪拌均勻，加壓成型為具有適當(dāng)?shù)暮穸鹊陌鍫畈牧?，然后利用沖壓模沖壓成圓形、方形、星形、心形及截錐形
等任意形狀的植物培育床本體，以及比育苗床本體薄，與普通覆土層具有相同厚度的墊狀多孔的育苗床用覆土材料，然后干燥。使用時將育苗床本體裝入箱中，在其表面做出切痕或打出小孔，加入種子群，覆蓋具有誘導(dǎo)孔的覆土材料。也可以直接將覆土材料覆蓋在由普通土壤構(gòu)成的育苗土上使用。該專利基本沒有采用不可降解的化學(xué)材料，但是所采用的植物纖維要在高溫下蒸煮進(jìn)行防霉除菌性預(yù)處理，而且還要額外添加防霉劑、水質(zhì)凈化劑，制作エ藝復(fù)雜，成本較高。采用非土壌性植物培育床種植植物，操作過程復(fù)雜，使用不方便。專利CN 101433167A “ー種用于林木種子育苗的土柱塊及土柱苗造林方法”，公開了一種土柱育苗及移栽造林方法，該專利是將粘土、秸桿堆肥、磷酸ニ銨、水混合后，采用模具壓制成圓柱形空心土塊。該方法能夠避免裸根苗移栽對樹木根系的傷害并使移栽苗木形成與自生樹木相似的根系形態(tài)，從而提高苗木成活率及對新環(huán)境的適應(yīng)性。但是該方法使用過程步驟較多，操作過程復(fù)雜，對環(huán)境條件要求較高，且土柱塊強(qiáng)度低、保水性能差，供水量不足，只適合在濕潤地區(qū)應(yīng)用，難以適應(yīng)干旱地區(qū)。上述專利雖然有助于導(dǎo)入植物的根系長得又長又深，能促進(jìn)植物發(fā)芽和初期生長，井能減少由于干燥所導(dǎo)致的幼苗的枯損，從而提高植物成活率，但是有的因種子床的配料中包含不易降解的化學(xué)材料，使用后為生態(tài)發(fā)展留下隱患；有的因人為加入的肥料易于隨著降雨而流失，污染地下水；有的配料多、制作過程復(fù)雜、施工成本較高。并且上述專利的使用過程都較為復(fù)雜，有的甚至需要十多個步驟，為應(yīng)用施工造成不便。針對上述問題，需要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)制造及使用過程簡單，所用原料品種少，既易于降解又具有一定穩(wěn)定性的植物培養(yǎng)基體，提高植物固沙的經(jīng)濟(jì)性和可實施性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種添加聚天門冬氨酸類吸水樹脂的植物培育基體，以及該基體的制造和應(yīng)用方法。該植物培育基體能夠以簡單的配料有效地保持土壌水分含量，并為植物生長提供充足的營養(yǎng)，同時可以固定種子、保護(hù)幼苗，使苗木形成與天然植物相似的又長又深的根系形態(tài)，從而提高植物成活率。該植物培育基體制造和應(yīng)用方法簡單，可以減少種植過程中對沙土表面的破壞，避免由于挖掘?qū)е碌纳惩了蓜硬⒃诖箫L(fēng)作用下形成風(fēng)蝕斑的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種植物培育基體，其特征在于所述植物培育基體以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為粘結(jié)劑、混合以沙土和水制成。該植物培育基體優(yōu)選為在軸心處設(shè)置有沿縱向貫通的孔的截錐體。優(yōu)選地，該孔是直徑為3 15cm的圓柱形孔洞。在一個實施例中，截錐體的錐面或其母線與在軸線方向的直線之間成3 15度角。所述植物培育基體優(yōu)選是上底面外徑為10 30cm，下底面外徑為5 25cm的截頭圓錐體；或者是上底面外接圓直徑為10 30cm，下底面外接圓直徑為5 25cm的截頭棱錐體。該植物培育基體的應(yīng)用方法包括將植物培育基體的四周和下底面用可降解性透水材料包裹，并在植物培育基體的縱向貫通孔中裝填植物培養(yǎng)基質(zhì)和植物種子或者植物幼苗的步驟；準(zhǔn)備移栽坑穴的步驟；將載有種子或植苗的植物培育基體放入坑穴并回填土壌的步驟；以及在植物培育基體上的覆土層表面噴灑聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑水溶液的步驟。具體操作可選擇遵循如下步驟 步驟一為了防止混合有種子的植物培養(yǎng)基質(zhì)從孔洞中間脫落，將植物培育基體的四周和下底面用可降解性透水材料，如回收廢舊紙、聚天門冬氨酸樹脂或者聚乳酸樹脂制成的薄膜包裹，然后在植物培育基體的縱向貫通孔中裝填植物培養(yǎng)基質(zhì)和植物種子；如果距離移栽時間較長，可適當(dāng)?shù)谋３挚锥粗械闹参锱囵B(yǎng)基質(zhì)的干燥，待到種植地點后再澆上適量的水。孔洞中也可以放入植物已發(fā)芽的種子或幼苗，此時應(yīng)盡快種植。上述過程中所述腐殖土沒有特殊的限制，利于植物生長即可；所述植物培養(yǎng)基質(zhì)包括聚天門冬氨酸類肥料、腐殖土和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑。聚天門冬氨酸類肥料是鏈狀低聚聚天門冬氨酸或聚天門冬氨酸作為主要原料與少量其他種類的氨基酸的聚合物，分子量在1000 10000之間，其添加量占所述腐殖土質(zhì)量的0.5% 3.0% ;聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的添加量占所述腐殖土質(zhì)量的0. I 5%，可以以固態(tài)或者液態(tài)的形式與腐殖土和聚天門冬氨酸類肥料混合。步驟ニ 清理選定的種植區(qū)地面的碎石等雜物，按照一定株距在移栽地點挖出適合放置植物培育基體的直徑約為10 45cm，深度約為5 40cm的截錐形坑穴，該坑穴的直徑應(yīng)比要移栽的截頭圓錐體的直徑或者截頭棱錐體的外接圓直徑大3 8cm，應(yīng)比要移栽的截錐體的高度大約3 8cm。步驟三將載有種子或植苗的植物培育基體緩慢放入坑穴中，使該植物培育基體上表面距離周圍地表面約2 3cm，回填土壌，并拍實。步驟四回填土壌之后，在植物培育基體上的覆土層表面噴灑聚天門冬氨酸類樹脂保水劑水溶液以形成防風(fēng)固沙保護(hù)膜。該聚天門冬氨酸類樹脂保水劑水溶液的濃度為0. I 0. 5wt%，噴灑面積大于植物培育基體上表面的面積，噴灑范圍應(yīng)可以完全覆蓋植物培育基體上表面。本發(fā)明還提供了ー種植物培育基體的制造方法，是以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為粘結(jié)劑、與沙土和水混合后，用模具壓制成形，并在室溫條件下自然干燥或者放置于烘箱內(nèi)于25 60°C條件下干燥，就可以制得具有較好的保水性、透水性，而且不易因遭遇降雨而發(fā)生崩解的植物培育基體。制造植物培育基體的沙土除含有一定量的植物生長所需的養(yǎng)分外，還具有一定的保肥性、保水性和透氣性，是植物生長所必須的材料，但對其沒有特殊的限制，可以是天然的土壌或者是蒙脫土、膨潤土等，也可以是幾種土壤的混合。所述聚天門冬氨酸類吸水樹脂是由天門冬氨酸及其衍生物縮聚交聯(lián)或者天門冬氨酸及其衍生物作為主要原料與其他種類的氨基酸縮聚交聯(lián)得到的具有多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的吸水性高分子交聯(lián)聚合物材料。所加入的聚天門冬氨酸類吸水樹脂可以是固體或者是液體狀態(tài)，只要能與土壌充分混合就好，聚天門冬氨酸類樹脂的加入量為干燥沙土質(zhì)量的
0.01 5%，可以根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境和氣候水文條件，以及植物培育基體存留時間的長短，調(diào)整聚天門冬氨酸類吸水樹脂的添加量，以改變植物培育基體的保水能力、抗壓強(qiáng)度和抗風(fēng)蝕能力。水可以直接加入到土壤和聚天門冬氨酸類樹脂的混合物中進(jìn)行混合，也可以先加入聚天門冬氨酸類吸水樹脂中，充分混合溶脹形成膠體溶液后再加入土壤進(jìn)行混合，水的加入量為干燥沙土質(zhì)量的10 40%。 聚天門冬氨酸是將天門冬氨酸進(jìn)行縮合聚合得到的高分子化合物，因其特殊的分子結(jié)構(gòu)，可以富集土壌中的微量營養(yǎng)元素供給植物根系，并能強(qiáng)化作物對氮、磷、鉀以及微量元素的全面吸收，從而提高肥料利用率，是很好的肥料增效劑，其本身也可用作植物的氮源。聚天門冬氨酸類吸水樹脂是由天門冬氨酸及其衍生物縮聚交聯(lián)或者天門冬氨酸及其衍生物與其他種類的氨基酸縮聚交聯(lián)得到的具有多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的ー種可降解性高分子吸水材料，具有良好的吸水性、保水性和固結(jié)性，較強(qiáng)的PH緩沖能力、抗鹽能力，以及較好的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性。以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為原料制造的植物培育基體與聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑配合使用能夠保證植物生長所需的水分和養(yǎng)分，即使在較為惡劣的土壤及氣候水文條件下，如沙漠或者鹽堿地區(qū)，以及晝夜溫差較大的環(huán)境條件下，也能夠為植物提供相對穩(wěn)定和有利的生長條件。在干旱地區(qū)，聚天門冬氨酸類吸水樹脂能夠有效收集降雨或其他來源的水分，并能長時間保持水分，為植物的發(fā)芽生長提供所需水分，而且聚天門冬氨酸類吸水樹脂和沙土混合后遇水強(qiáng)度變低，I 2年即可降解，并最終成為土壤中的ー種養(yǎng)分，利于植物根系的生長發(fā)育。隨著植物的生長，兩年之后，沙漠先鋒植物的根長約有2米左右，此時植物根已經(jīng)達(dá)到地下有水處，該植物就可以存活。當(dāng)沙漠先鋒植物存活后，可以很好的固定住該處的沙土，使沙土不再流動，同時增加有機(jī)質(zhì)量，使其土壌化。當(dāng)沙漠先鋒植物達(dá)到一定的覆蓋率后，在土壌種子庫作用下原來當(dāng)?shù)匚锓N會重新繁衍起來，這樣既達(dá)到綠化效果又不會破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和物種的平衡，對生態(tài)環(huán)境起到明顯改善作用。本發(fā)明的沙漠緑化技術(shù)具有簡單實用，成本低，無不可降解的材料等特點，并且對后期管理要求較低，不需精心維護(hù)和大量的水分，可以充分利用降雨以及聚天門冬氨酸類吸水樹脂的吸水性、保水性、固結(jié)性等有利于植物存活生長的各種特性，使植物在干旱及半干旱地區(qū)很好的存活和生長。


下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明圖I是實施例I所涉及的植物培育基體的立體圖；圖2是實施例I所涉及的植物培育基體在使用過程中的一個階段的剖面圖3是實施例I所涉及的植物培育基體在使用過程中的另ー個階段的示意圖；圖4是實施例3所涉及的植物培育基體的立體圖；圖5是實施例4所涉及的植物培育基體的立體圖；圖6中的照片是實施例I與對比 例I所涉及的培育基體用于培育植物的結(jié)果比較。
具體實施例方式下面將結(jié)合實施例并參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明，這些實施例和附圖僅起說明性作用，并不局限本發(fā)明的應(yīng)用范圍。根據(jù)本發(fā)明以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為粘結(jié)劑、混合以沙土和水，經(jīng)模壓成形及干燥制成ー種植物培育基體。該植物培育基體優(yōu)選為軸心處設(shè)置有沿縱向貫通孔的截錐體。圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的植物培育基體的立體圖。如圖I所示，該植物培育基體I是上底面外徑為10 30cm、下底面外徑為5 25cm的截頭圓錐體2，其軸心處可選擇性地設(shè)置直徑為3 15cm的沿縱向貫通的圓柱形孔洞3。截頭圓錐體2的錐面或其母線與在軸線方向的直線之間的夾角a可選擇性為3 15度。根據(jù)本發(fā)明所述的植物培育基體也可以是上底面外接圓直徑為10 30cm，下底面外接圓直徑為5 25cm的截頭棱錐體,其軸心處可選擇性的設(shè)置有直徑為3 15cm的沿縱向貫通的圓柱形孔洞。該植物培育基體可以是任意的截頭棱錐體。作為ー個例子，圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的植物培育基體I，其包括一個截頭三棱錐體2，及其軸心處所設(shè)置的沿縱向貫通的圓柱形孔洞3。作為另ー個例子，圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的另ー個實施例的植物培育基體1，其包括一個截頭六棱錐體2，及其軸心處所設(shè)置的沿縱向貫通的圓柱形孔洞3。圖2的截面圖顯示了本發(fā)明的一個實施例的植物培育基體在使用過程中的ー個階段。如圖2所示，該使用過程中先將植物培育基體I中的截頭圓錐體2的四周和下底面用可降解透水材料4封裏，然后將植物培養(yǎng)基質(zhì)5和植物種子6 —起放入上述貫通孔3中，并回填植物培養(yǎng)基質(zhì)5。其后續(xù)步驟是將載有植物種子6的植物培育基體I移栽到種植地點。圖3顯示出本發(fā)明的一個實施例的植物培育基體在使用過程中的另ー個階段。如圖3所示，植物培育基體I放置于種植地點的移栽坑穴8中，在移栽坑穴8和植物培育基體I之間裝填有沙土 9，在植物培育基體I中的截頭圓錐體2的軸心處沿縱向貫通的圓柱形孔洞3中，裝有植物培養(yǎng)基質(zhì)5，貫通孔中的植物7是由種子生長發(fā)育而成。為了考察本發(fā)明的植物培育基體的應(yīng)用效果，在本發(fā)明的一個實施例中，對根據(jù)本發(fā)明的植物培育基體用于培育植物的結(jié)果進(jìn)行分析，是在植物種植約4周或移栽約20天后，將植物培育基體和植物挖出，觀察植物培育基體、植物植株和根系的生長狀況。測定項目和方法如下發(fā)芽率發(fā)芽率)=種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)X 100苗長、根長用直尺測量。實施例實施例I :
將北京化工大學(xué)校園內(nèi)土壤(過篩)IOOOg與0. IOg固體聚天門冬氨酸類吸水樹脂粉末充分混合，再加入IOOml的水，攪拌混合均勻，將士壤團(tuán)粒化，裝入模具，模壓成形，制得如圖I所示的上底面外徑為IOcm,下底面外徑為5cm,高5cm,軸心設(shè)置有直徑為3cm的沿縱向貫通的圓柱形孔洞3的截頭圓錐體2，在室溫條件下，自然干燥3天，制得植物培育基體I。圖2顯示了上述植物培育基體在使用過程中的一個階段的剖面圖。如圖2所示，播種時，先用廢舊報紙4和淀粉漿糊封裹植物培育基體四周及下底面，然后將500g腐殖土，2. 5g聚天門冬氨酸類肥料粉末以及IOg的固體聚天門冬氨酸類吸水樹脂粉末混合制成植物培養(yǎng)基質(zhì)5，并將其加入圓柱形縱向貫通孔3內(nèi)，在距離上底面I 2cm處播下10粒早熟禾種子6，并用上述培養(yǎng)基質(zhì)5覆蓋。然后將上述制備好的載有植物種子的植物培育基體送到種植區(qū)，清理選定的種植區(qū)地面的碎石等雜物，在播種地點挖出直徑為13cm，深8cm截錐形坑穴，將載有植物種子的植物培育基體小心放入坑穴中央，澆入一定量的水，上表面用剛挖出的新土覆蓋2 3cm，用0. lwt%的聚天門冬氨酸類吸水樹脂水溶液噴灑覆土層上表面，噴灑范圍完全覆蓋植物培育基體上底面。 種植過程中3天澆一次水，在播種后第5天發(fā)芽率為20%，在播種后第10天發(fā)芽率達(dá)到80%，圖3是上述植物培育基體在使用過程中的另ー個階段的示意圖。4周后，在干燥條件下，將植物培育基體和植物小心挖出，并將植物洗浄，除去根部附帯的泥土，觀察植物培育基體、植物植株和根系的生長狀況。結(jié)果是培育基體沒有因為澆水或降雨而流失，基本維持其最初形狀；植物植株和根系的生長狀況如圖6所示，從圖6可以看出，實施例I中的植物生長發(fā)育狀況明顯優(yōu)于對比例1，其植物總長度均超過18cm，根系長度平均為7cm ;植物培育基體內(nèi)的根系成為植物地上部分的支持主根，該主根粗而長,沿著植物培育基體的貫通孔深深地伸長，并扎入到地下深處。說明本發(fā)明的植物培育基體具有較好的吸水、保水和固結(jié)性，與含有聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的植物培養(yǎng)基質(zhì)配合使用，可以促進(jìn)植物發(fā)芽生長，井助長植物的根系長得又粗又長。實施例2 將北京化工大學(xué)校園內(nèi)土壤(過篩)2000g與20. OOg固體聚天門冬氨酸類吸水樹脂粉末充分混合，再加入400ml的水，攪拌混合均勻，裝入模具，模壓成形，制得上底面外徑20cm,下底面外徑IOcm,高20cm,軸心設(shè)置有直徑為IOcm的沿縱向貫通的圓柱形孔洞的截頭圓錐體，將該截錐體放入烘箱，在30°C條件下干燥24h，制得植物培育基體。播種時，先用廢舊報紙和淀粉漿糊封裹植物培育基體四周及下底面，然后將IOOOg腐殖土，10. Og聚天門冬氨酸類肥料粉末充分混合，加入I. Og的聚天門冬氨酸類吸水樹脂制成的膠體溶液，攪拌混合均勻制成濕潤的植物培養(yǎng)基質(zhì)，并將其加入圓柱形縱向貫通孔內(nèi)，在距離上底面2 3cm處播下10粒早熟禾種子，用上述濕潤的植物培育基質(zhì)覆蓋，并在溫室內(nèi)培育發(fā)芽。觀察發(fā)芽率的結(jié)果是，實施例2在播種后第5天發(fā)芽率為30%，在播種后第10天發(fā)芽率達(dá)到100%。待植物發(fā)芽并且根沒有長出植物培育基體下底面之前，將其在5 6月之間移植到干旱的室外地區(qū)種植。清理選定的種植區(qū)地面的碎石等雜物，在播種地點挖出直徑為24cm，深24cm截錐形坑穴，并在種植坑內(nèi)澆適量的水之后，小心放入載有植物幼苗的植物培育基體，用挖出的新土回填拍實，噴灑0. 3wt%的聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的水溶液。移栽完成后，每7天澆一次水，約20天后，在干燥條件下，將植物培育基體和植物小心挖出，并將植物洗浄,除去根部附帶的泥土,觀察植物培育基體、植物植株和根系的生長狀況。結(jié)果是培育基體沒有因為澆水或降雨而流失，基本維持其最初形狀；植物總長度均超過25cm，根系長度平均為IOcm ;植物培育基體內(nèi)的根系成為植物地上部分的支持主根，該主根粗而長，沿著植物培育基體的貫通孔深深地伸長。說明隨著聚天門冬氨酸類吸水樹脂含量的増加，本發(fā)明的植物培育基體的吸水、保水和固結(jié)性增強(qiáng)，該植物培育基體與含有聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的植物培養(yǎng)基質(zhì)配合使用，可以促進(jìn)植物發(fā)芽生長，并助長植物的根系長得又粗又長。實施例3 將北京化工大學(xué)校園內(nèi)土壤(過篩)2000g與60. OOg固體聚天門冬氨酸類吸水樹脂粉末充分混合，再加入600ml的水，攪拌混合均勻，裝入模具，模壓成形，制得如圖4所示的上底面外接圓直外徑為20cm，下底面外接圓直外徑為15cm，高30cm，軸心設(shè)置有直徑為 8cm的沿縱向貫通的圓柱形孔洞3的截頭三棱椎體2，將該截錐體放入烘箱，在60°C條件下干燥18h，制得植物培育基體I。用廢舊報紙和淀粉漿糊封裹植物培育基體四周及下底面，然后將IOOOg腐殖土，10. Og聚天門冬氨酸類肥料粉末，I. Og的聚天門冬氨酸類吸水樹脂粉末混合攪拌均勻制成植物培養(yǎng)基質(zhì)，并將其加入圓柱形縱向貫通孔內(nèi)，在距離上底面4 5cm處放入10粒已發(fā)芽的早熟禾種子，并用上述植物培養(yǎng)基質(zhì)覆蓋。然后將上述載有植物幼苗的植物培育基體送到種植區(qū)，清理選定的種植區(qū)地面的碎石等雜物，在播種地點挖出直徑為26cm，深36cm截錐形坑穴，將載有植物幼苗的植物培育基體小心放入坑穴中央，澆入一定量的水，用挖出的新土回填并拍實，噴灑0. 3wt%的聚天門冬氨酸類吸水樹脂的水溶液。播種完成后，每7天澆一次水，約20天后，在干燥條件下，將植物培育基體和植物小心挖出，并將植物洗浄,除去根部附帶的泥土,觀察植物培育基體、植物植株和根系的生長狀況。結(jié)果是培育基體沒有因為澆水或降雨而流失，基本維持其最初形狀；植物總長度均超過22cm，根系長度平均為IOcm ;植物培育基體內(nèi)的根系成為植物地上部分的支持主根，該主根粗而長，沿著植物培育基體的貫通孔深深地伸長。說明隨著聚天門冬氨酸類吸水樹脂含量的増加，本發(fā)明的植物培育基體的吸水、保水和固結(jié)性增強(qiáng)，該植物培育基體與含有聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的植物培養(yǎng)基質(zhì)配合使用，可以促進(jìn)植物生長，并助長植物的根系長得又粗又長。實施例4 將由400. OOg聚天門冬氨酸類吸水樹脂和3200ml水制成的聚天門冬氨酸類吸水樹脂膠體溶液加入SOOOg北京化工大學(xué)校園內(nèi)土壌(過篩)混合攪拌均勻后，裝入模具，模壓成形，制得如圖5所示的上底面外接圓直外徑為30cm，下底面外接圓直外徑為25cm，高40cm，軸心設(shè)置有直徑為15cm的沿縱向貫通的圓柱形孔洞3的截頭六棱椎體2，在室溫條件下，自然干燥7天，制得植物培育基體I。用廢舊報紙和淀粉漿糊封裹該植物培育基體四周及下底面，然后將2000g腐殖土，60. Og聚天門冬氨酸類肥料粉末，100. Og的聚天門冬氨酸類吸水樹脂粉末混合攪拌均勻制成植物培養(yǎng)基質(zhì)，并將其加入圓柱形縱向貫通孔內(nèi)，在距離上底面5 IOcm處放入10棵早熟禾物幼苗，使植物幼苗從根部向上的第一片葉子高出植物培育基體5 10cm，并用上述植物培養(yǎng)基質(zhì)填實。然后將上述載有植物幼苗的植物培育基體送到種植區(qū)，清理選定的種植區(qū)地面的碎石等雜物，在 播種地點挖出直徑為38cm，深48cm截錐形坑穴，將載有植物幼苗的植物培育基體小心放入坑穴中央，澆入一定量的水，用挖出的新土回填并拍實，噴灑0. 5wt%的聚天門冬氨酸類吸水樹脂的水溶液。移栽完成后，每10天澆一次水，約20天后，在干燥條件下，將植物培育基體和植物小心挖出，并將植物洗浄,除去根部附帶的泥土,觀察植物培育基體、植物植株和根系的生長狀況。結(jié)果是培育基體沒有因為澆水或降雨而流失，基本維持其最初形狀；實施例4的植物總長度均超過40cm，根系長度平均超過18cm ;植物培育基體內(nèi)的根系成為植物地上部分的支持主根，該主根粗而長，沿著植物培育基體的貫通孔深深地伸長。說明隨著聚天門冬氨酸類吸水樹脂含量的増加，本發(fā)明的植物培育基體的吸水、保水和固結(jié)性增強(qiáng)，該植物培育基體與含有聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的植物培養(yǎng)基質(zhì)配合使用，可以促進(jìn)植物生長，井助長植物的根系長得又粗又長。對比例I與實施例I不相同的制造植物培育基體不采用聚天門冬氨酸類吸水樹脂粘合劑；所用植物培養(yǎng)基質(zhì)不含聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑；種植完成后，覆土層上表面不噴灑聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑水溶液。其余的條件與實施例I相同。對比例I的種植過程中，I天澆一次水。對比例I在播種后第5天發(fā)芽率為0，在播種后第10天發(fā)芽率只有50%。四周后，在干燥條件下，將植物培育基體和植物小心挖出，并將植物洗浄，除去根部附帯的泥土，觀察植物培育基體、植物植株和根系的生長狀況。結(jié)果是植物培育基體因澆水或降雨發(fā)生坍塌流失；植物植株和根系的生長狀況如圖6所示，從圖6可以看出，對比例I中的植物生長發(fā)育狀況明顯比實施例I差，其植物總長度為
10.5cm，根系長度為4cm，根系又短又細(xì)，扎入地下較淺，根系的伸長范圍也相對較小。說明對比例的植物培育基體的吸水性、保水性、固結(jié)性較差，供水時間較短，且沒有足夠的養(yǎng)分供給植物，不能助長植物根系的生長，對植物發(fā)芽生長也沒有明顯促進(jìn)作用。
權(quán)利要求
1.一種植物培育基體，其特征在于所述植物培育基體是以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為粘結(jié)劑、混合以沙土和水制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物培育基體，其特征在于所述植物培育基體為在軸心處設(shè)置有沿縱向貫通的孔的截錐體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植物培育基體，其特征在于所述植物培育基體是上底面外徑為10 30cm、下底面外徑為5 25cm的截頭圓錐體；或者是上底面外接圓直徑為10 30cm、下底面外接圓直徑為5 25cm的截頭棱錐體。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的植物培育基體的應(yīng)用方法，包括將植物培育基體的四周和下底面用可降解性透水材料包裹，并在植物培育基體的縱向貫通孔中裝填植物培養(yǎng)基質(zhì)和植物種子或者植物幼苗的步驟；準(zhǔn)備移栽坑穴的步驟；將載有種子或植苗的植物培育基體放入坑穴并回填土壤的步驟；以及在植物培育基體上的覆土層表面噴灑聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑水溶液的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用方法，其特征在于所述植物培養(yǎng)基質(zhì)包括聚天門冬氨酸類肥料、腐殖土和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用方法，其特征在于所述聚天門冬氨酸類肥料是鏈狀低聚聚天門冬氨酸或聚天門冬氨酸作為主要原料與其他種類的氨基酸的聚合物，分子量在1000 10000之間，其添加量占所述腐殖土質(zhì)量的0. 5% 3. 0% ;所述的聚天門冬氨酸類吸 水樹脂保水劑的添加量占所述腐殖土質(zhì)量的0. I 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用方法，其特征在于所噴灑的保水劑水溶液的濃度為0.I 0. 5wt%，噴灑面積大于植物培育基體上表面的面積。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的植物培育基體的制造方法，其特征在于所述植物培育基體是以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為粘結(jié)劑、與沙土和水混合后用模具壓制成形、并在室溫條件下自然干燥或者在25 60°C條件下于烘箱內(nèi)干燥而制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于所述聚天門冬氨酸類吸水樹脂的加入量為所述干燥沙土質(zhì)量的0. 01 5%,水的加入量為干燥沙土質(zhì)量的10 40%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于所述聚天門冬氨酸類吸水樹脂是由天門冬氨酸及其衍生物縮聚交聯(lián)或者天門冬氨酸及其衍生物作為主要原料與其他種類的氨基酸縮聚交聯(lián)得到的具有多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的吸水性高分子交聯(lián)聚合物材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物培育基體及其制造和應(yīng)用。該植物培育基體是以聚天門冬氨酸類吸水樹脂為粘結(jié)劑、混合以沙土和水，經(jīng)模壓成形和干燥制成，優(yōu)選為其軸心處設(shè)置有沿縱向貫通的孔的截錐體，可以配合使用含有聚天門冬氨酸類肥料和聚天門冬氨酸類吸水樹脂保水劑的植物培養(yǎng)基質(zhì)，用于植物保種育苗。該植物培育基體能夠有效的吸收并保持水分，不間斷的提供植物生長所必須水分和營養(yǎng)元素，既能達(dá)到綠化效果又不會破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和物種的平衡，特別適宜于干旱缺水地區(qū)的植樹造林、荒山綠化、荒漠化治理。
文檔編號A01G9/10GK102754572SQ20111011842
公開日2012年10月31日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者張文波, 李春玲, 王宇明, 薛茗元, 譚天偉, 魏軍 申請人:北京化工大學(xué)