專利名稱：一種抗旱生態(tài)墊及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)形分層抗旱生態(tài)墊及其制作方法，用于林木栽植中覆蓋地表土壤，具有減緩?fù)寥勒羯⑹?、蓄水保墑、提高造林成活率等功能，要求保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域是資源綜合利用和農(nóng)林栽培領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)屬于大陸性季風(fēng)氣候，西部屬干旱或半干旱地區(qū)，北部、中部、東部地區(qū)存在降雨時(shí)空分布不均、季節(jié)性降雨引起水土流失、嚴(yán)重季節(jié)性干旱等問(wèn)題，生態(tài)環(huán)境惡化和氣候變化導(dǎo)致部分地區(qū)干旱和荒漠化加劇，在造林或經(jīng)濟(jì)林栽植中，長(zhǎng)期存在由于干旱缺水導(dǎo)致成活率低，灌溉或降 雨補(bǔ)水后土壤快速蒸散消耗大量水資源的問(wèn)題，因此在生產(chǎn)中須采用蓄水保墑措施來(lái)保持土壤水分。傳統(tǒng)方法如覆草或覆植物枯落物、覆地膜、覆石子等，都是因地制宜的保墑方法，但使用上有條件限制，在造林中不能規(guī)?；瘧?yīng)用和推廣，如覆地膜在山地造林工作量大，需要大量人力，覆石子、覆草其材料不能充分利用且實(shí)施效率低。近年生態(tài)墊被使用在林業(yè)、園林綠化、水土保持方面，并發(fā)揮多種功能。生態(tài)墊有多種類型，水土保持方面應(yīng)用較多的是進(jìn)口馬來(lái)西亞生態(tài)墊，由油棕果架纖維制成的全植物纖維產(chǎn)品，用于覆蓋地面起保持水土、防風(fēng)固沙的作用，但生產(chǎn)時(shí)原材料有限制，且用于造林成本較高，故難以大面積使用。園林綠化方面，近兒年出現(xiàn)了以人工材料或椰絲纖維為主要原料，配合其他基質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)土、培養(yǎng)基、植物纖維等)制成的生態(tài)墊，用于工程建設(shè)中的坡岸保護(hù)、草坪護(hù)理和防沙治沙等方面，其制造原料要求高，成本較高；如專利號(hào)為200520075347.9的生態(tài)墊，由高分子材料形成的透氣透水層與植物生長(zhǎng)基質(zhì)組成，用于屋頂快速綠化，作為植物生長(zhǎng)的承載體，起植物生長(zhǎng)培養(yǎng)基的作用，與本發(fā)明的制造方法、使用領(lǐng)域不同，不能用于大田造林栽植苗木；如專利號(hào)為200710063776.8的生態(tài)墊，采用椰絲、椰殼、其他材料配合制成墊，其原材料要求較專一，還難以滿足林業(yè)上低成本的需求；如專利號(hào)為200410042896.6的生態(tài)墊，采用棕絲纖維加工成墊，并在內(nèi)層或外層復(fù)合人工集合物網(wǎng)格，主要用以坡地護(hù)土、恢復(fù)植被，不適宜造林用于植物根部的需水保墑；如專利號(hào)為200420096185.2的生態(tài)墊，由上下網(wǎng)層和中層纖維構(gòu)成，中層纖維包括玉米桿、秸桿、椰殼絲等，經(jīng)過(guò)機(jī)械化程序生產(chǎn)而成，與本設(shè)計(jì)在原材料配方、制作方法上不同。也有專注解決特殊環(huán)境快速綠化的生態(tài)墊，如專利號(hào)200810110591.2的生態(tài)墊，在纖維墊中植入包裹的植物種子，作為種子生長(zhǎng)的承載體，解決在使用時(shí)需單獨(dú)播種的問(wèn)題；也有采用竹原纖維為原料，經(jīng)發(fā)酵、熏蒸處理制成的生態(tài)墊，作為植物栽培的培養(yǎng)基，還可用于建筑、裝修，起改善人居環(huán)境的作用?？傊煌猛镜纳鷳B(tài)墊在材料、制作方法上不同，專注解決不同領(lǐng)域的問(wèn)題，而用于造林中抗旱保墑的生態(tài)墊需有低成本、實(shí)施方便等特征，才能在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。在生態(tài)墊的發(fā)展中，韌性纖維特別是棕絲、椰絲對(duì)生態(tài)墊的成型有重要作用，但其需求量大且成本較高，因此發(fā)展把普遍可得的農(nóng)林副產(chǎn)物用于制作造林生態(tài)墊的技術(shù)具有很大的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服傳統(tǒng)方法在造林中的不足而設(shè)計(jì)，通過(guò)尋求更加普遍、多樣的原材料，經(jīng)過(guò)特定的制作方法，解決植樹(shù)造林中的抗旱問(wèn)題，同時(shí)也達(dá)到對(duì)農(nóng)林副產(chǎn)物充分利用的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:I)以廣泛可得的原材料為主，結(jié)合其他材料配方加工:材料以大量植物材料及少量輔助材料構(gòu)成，植物材料可由木屑、樹(shù)皮、稻草、秸桿、谷殼、茶殼、麻絲、椰絲等材料制成不同規(guī)格，所采用原材料容易取得，在生產(chǎn)中大部分原材料可以當(dāng)?shù)毓?yīng)，避免材料和產(chǎn)品的長(zhǎng)途運(yùn)輸。2)生態(tài)墊結(jié)構(gòu)以原材料配比分為不同層次，充分發(fā)揮材料的特性:生態(tài)墊剖面結(jié)構(gòu)分為三層，上層以塊狀或條狀材料為主，如木屑或秸桿、樹(shù)皮等，與粉碎的植物材料混合填充；中層以粉碎的絲狀材料和植物顆粒為主，中間摻入麻絲或椰絲等韌性纖維；底層以植物顆粒為主，添加保水劑、緩釋肥料作為輔助材料。上層的粗糙特征有利于雨水下滲，并有防止輻射老化、延長(zhǎng)使用時(shí)間等作用；中層的韌性纖維配方有利于增強(qiáng)生態(tài)墊的強(qiáng)度；底層的材料配方有利于土壤表層形成溫濕小氣候。3)制作成型，使用簡(jiǎn)單方便:植物材料與淀粉膠混合后，壓制成內(nèi)環(huán)較小的環(huán)形生態(tài)墊，方便裝載運(yùn)輸，操作簡(jiǎn)單省力，大面積造林時(shí)可降低成本。本發(fā)明的有益效果是:抗旱生態(tài)墊在苗木根部土壤與外界增加阻隔，阻擋陽(yáng)光直射地面，延緩?fù)寥浪终羯⒉⒕徍偷乇頊囟茸兓?。該生態(tài)墊以一般農(nóng)林副產(chǎn)物作為原材料，擴(kuò)大了原材料的種類和范圍，減少了對(duì)特種韌性纖維的依賴，具有可規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用、適合農(nóng)林栽培的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用韌性纖維的量 較進(jìn)口馬來(lái)西亞生態(tài)墊降低80-85%，研究結(jié)果表明，生態(tài)墊的孔隙度為20-37%，飽和吸水率為160-350%，覆蓋生態(tài)墊后土壤5cm深的最高土溫與覆地膜處理相比降低10.7 °C、與裸地相比降低9.1 °C，旱季土壤20cm深的平均含水量與裸地相比提聞0.3-3.2% (與干旱持續(xù)時(shí)間關(guān)系較大)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的平面圖。圖2是本發(fā)明的縱剖面構(gòu)造圖，圖中的1、2、3分別表示該發(fā)明結(jié)構(gòu)所包含的上、中、下層。
具體實(shí)施例方式I)材料加工:生態(tài)墊的材料以植物粉碎材料及少量輔助材料構(gòu)成，植物材料包括4種類型，輔助材料包括粘合劑、保水劑、緩釋肥料。植物材料按大小及強(qiáng)度分成N、F、S、P類，N類材料為長(zhǎng)度0.5-4cm且體積0.2-1.5cm3的塊狀或條狀植物材料，主要以木屑或秸桿、枝條、樹(shù)皮等材料粉碎制得；F類材料為長(zhǎng)度5-20cm且體積0.0l-1cm3并具有較強(qiáng)韌性的絲狀纖維，如麻絲或椰絲、草本纖維、棕絲等，該類材料的體積因原材料屬性不同而差異較大；s類材料為長(zhǎng)度l_5cm且體積0.01-0.05cm3的絲狀植物材料，以稻桿、稻草或其他未木質(zhì)化禾本科或草本植物粉碎制得；P類材料為長(zhǎng)度0.1-0.8cm且體積不大于0.0lcm3的植物粉碎顆粒，如稻草或谷殼、秸桿、茶殼等粉碎制得。各種規(guī)格的材料特性如表1，N、S、P類材料都可通過(guò)生產(chǎn)中現(xiàn)有的粉碎機(jī)械加工而成，而實(shí)際生產(chǎn)中材料加工會(huì)出現(xiàn)原材料粉碎成大小不同的材料混合物，可通過(guò)過(guò)篩初步分離，以材料顆粒的平均體積和長(zhǎng)度分類。表1.不同類型植物材料特性表
權(quán)利要求
1.一種抗旱生態(tài)墊，以植物材料為主結(jié)合輔助材料配方夠成，其特征是:該生態(tài)墊的形狀為環(huán)形，結(jié)構(gòu)由上表面至下表面分為三層，主要材料包含由木本或草本植物加工成四種規(guī)格的植物材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)墊，其特征在于所述生態(tài)墊的形狀為內(nèi)環(huán)直徑5-15cm、外環(huán)直徑50_60cm的環(huán)形,厚度為3_4cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)墊，其特征在于所述生態(tài)墊三層結(jié)構(gòu)的上、中、下層厚度比為3:5:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)墊，其特征在于所述四種規(guī)格的植物材料是按大小及強(qiáng)度不同分為N、F、S、P類，各種規(guī)格材料的主要特性是N類材料為長(zhǎng)度0.5-4cm且體積0.2-1.5cm3的塊狀或條狀植物材料，F(xiàn)類材料為長(zhǎng)度5-20cm且體積0.0l-1cm3的韌性絲狀纖維，S類材料為長(zhǎng)度l-5cm且體積0.01-0.05cm3的絲狀植物材料，P類材料為長(zhǎng)度0.1-0.8cm且體積不大于0.0lcm3植物顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)墊，其特征在于生態(tài)墊各層植物材料的配比不同，上層以所述塊狀或條狀材料為主，中層以所述絲狀植物材料和韌性絲狀纖維為主，底層 以所述植物顆粒為主。
6.一種制造權(quán)利要求1所述生態(tài)墊的方法，不同纖維材料配比后分層加入模型中壓制成型，其特征在于纖維材料配比后經(jīng)吸水膨脹、兌入淀粉膠后用蒸汽蒸制軟化處理后壓制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗旱生態(tài)墊及其制作方法，尤其涉及一種由不同特性植物材料配比加工制成，主要用于農(nóng)林栽植中覆蓋地表，具有減緩?fù)寥勒羯⑹⑿钏劰δ艿纳鷳B(tài)墊。生態(tài)墊形狀為內(nèi)環(huán)直徑5-15cm，外環(huán)直徑50-60cm，厚度為3-4cm的環(huán)形，縱剖面分為3層，上、中、下層厚度比為3∶5∶2，各層由各種植物材料或纖維按不同配比構(gòu)成。生態(tài)墊采用的植物材料是由農(nóng)林收獲物制成的木本、草本材料，按大小及強(qiáng)度不同分為四種類型。本發(fā)明還涉及該生態(tài)墊的制作方法，不同植物材料按各層比例配方后吸水膨脹、加入淀粉膠、用蒸汽蒸制軟化，分層加入模型中制作成型。要求保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域是資源綜合利用和農(nóng)林栽培領(lǐng)域。
文檔編號(hào)A01G13/02GK103190318SQ20131008045
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者陳志鋼, 蘇淑釵, 馬履一, 周寅杰, 張凡兵, 李超 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)