CN100334940C - 一种节水节肥抗旱营养复合材料 - Google Patents

Abstract

一种节水节肥抗旱营养复合材料，包括隔水层、营养复合层、吸水树脂、透水层、植物生长调节素和精氮，隔水层设置在营养复合层的外表面，吸水树脂均匀地设置在营养复合层与透水层之间，营养复合层中含有氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素，透水层为过滤纸，植物生长调节素和精氮通过存于过滤纸上或吸水树脂中；这样的结构使它具有快速吸水、蓄水，缓释供水、供肥，促进作物健康生长等综合功能，不会污染环境，适用于干旱、半干旱地区的各类作物种植、栽培，将该材料用于在干旱、半干旱地区植树，其成活率可达95%以上，更适用于大棚经济植物的种植，对育秧、育苗、园艺绿化的种植与培植有很好的效果。

Description

一种节水节肥抗旱营养复合材料

技术领域：

本发明属于农业、林业、种植业用的材料，具体说是一种节水节肥促进植物健康生长的材料，适用于作物移栽和育苗。

背景技术：

在干旱、缺水地区要想改善生态环境，必须植树造林，然而如何提高在干旱、少雨地区植树的成活率呢？

我国的可耕地是有限的，如何在有限的土地上用最少的水和肥生产更多的粮食、蔬菜、花卉等经济作物以满足人们不断增长的要求；

土壤长期连作的结果，使得土传病虫害日益严重，土壤板积，降低作物产量和品质，大棚种植更为严重，怎样才能确保每茬都能获得优质、高产的无公害等经济作物呢……？

为解决上述问题，人们一直在研究探索，寻求解决上述问题的技术方案。

在公开日为2002年10月23日，公告号为CN1375186A的发明专利中公开了一种节水型苗木营养保水纸袋，这种节水型苗木营养保水纸袋采用两层纸质袋，吸水树脂置于两层纸质袋之间，缓释营养和植物生长调节剂置于内层袋内；也可用三层袋，吸水树脂置于中层袋与内层袋之间，植物生长调节剂置于内层与土壤混合，而缓释营养置于中层袋子与外层袋之间。这种节水型苗木营养保水纸袋由于内袋和外袋均为普通纸制成的，外袋不能较长时间隔水，而内袋又不能快速透水，当向袋内浇足水后，吸水树脂一方面不能快速吸足水分，易出现吸水树脂吸水假饱和现象，另一方面，袋外干燥的泥土必然会通过外袋强力吸收袋中水分和养分，由于袋外土壤中的水分挥发得很快，植于袋内土壤中的被移栽作物的根部还未能吸收到足够的水分和养分，袋中的水、肥已被挥发很多，这样必然影响作物成活和生长。同时这种节水型苗木营养保水纸袋只能适用于株状植物的种植和移植，对于散种植物如草坪、育秧、小麦、蔬菜等则无法使用，这种节水型苗木营养保水纸袋虽然对移栽植物能起到一定效果，但其的使用效果和使用范围受到一定限止。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种节水节肥抗旱营养复合材料，它能保证植物在干旱、半干旱条件下顺利成活并健康生长，它既适用于株状植物的种植与移植，又适用于散种种植。

本发明通过以下技术方案来达到发明目的：

一种节水节肥抗旱营养复合材料，包括隔水层、营养复合层、吸水树脂、透水层、植物生长调节素，所述隔水层设置在营养复合层的外表面，吸水树脂均匀地设置在营养复合层与透水层之间，隔水层与营养复合层之间固定连为一体，营养复合层与透水层之间粘接成一体，所述隔水层为可降解的防水胶或防水纸，所述营养复合层为含有氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素的营养复合纸，所述营养复合纸是由纸浆和氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素均匀混合后制成的专用纸制品，在每平方米的营养复合纸中含氮、磷、钾为4-800克；含锌、钼、钙、硼等元素为1-150克；植物生长调节素为复硝基酚钠、吲哚丁酸、萘乙酸钠、细胞分裂素等，所述透水层为过滤纸，植物生长调节素通过无水乙醇溶解后移至过滤纸上，或直接与吸水树脂混合，在本节水节肥抗旱营养复合材料中植物生长调节素的含量为：每平方米中含有复硝基酚钠、吲哚丁酸、萘乙酸钠、细胞分裂素等20-2400毫克，在本节水节肥抗旱营养复合材料中吸水树脂的含量为4-400克；所述隔水层、营养复合层及透水层均为可降解的纸。

作为对本发明的改进，在本节水节肥抗旱营养复合材料中还含有精氮，其含量为每平方米1-40克，精氮存于透水层或吸水树脂中。

作为对本发明的改进，在营养复合层的内侧均匀地设有凹坑，所述吸水树脂均匀地存放在上述凹坑内；

作为对本发明的改进，在营养复合层的内侧与吸水树脂之间设有隔离纸；在营养复合层中含有氨基酸。

吸水树脂的吸水速度、倍数与水质有关，不同土质中的水所含有的溶解质浓度是不同的，这必然直接影响到吸水树脂的吸水速度和倍数，本发明中的透水层为过滤纸，它能起过滤作用，使得吸水树脂能以最快的速度吸足水分，达到最大的吸水倍数；由于在营养复合层内含有氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等营养元素，在营养复合层的外侧又设有隔水层，在其内侧放有吸水树脂，在吸水树脂的内侧设有透水层，所述植物生长调节素和精氮都存储在透水层或吸水树脂内，这样的结构使得吸水树脂一方面能快速吸引水分，另一方面已吸收的水分不会被外界土壤吸收，营养复合层中的肥料可通过吸水树脂中的水缓释后被植物吸收，吸水树脂或透水层中所含有的植物生长调节素又能刺激种子发芽，促使作物长出新根，使植物提早成活，成活后的植物又能及时争得吸水树脂中的水分，吸水树脂受地表温度的影响，由于存在隔水层，水分只能朝作物方向扩散，其中的肥料养分被缓释放，供作物生长。而隔水层所用的防水胶或隔水纸、复合营养纸和透水层所用的过滤纸均为可降解的纸，降解后成为植物生长所需营养物质，不会污染环境。总之，该复合材料具有快速吸水、蓄水，缓释供水、供肥，促进作物健康生长等综合功能。具体地说本发明具有以下优点：

1、本发明所述节水节肥抗旱营养复合材料有极强的吸水和保水能力，同时它又具有缓慢释放水分的功能，在沙漠干旱、半干旱地区使用可减少水、肥渗漏与蒸发，同时能促使作物种子的快速发芽和生根，确保植物健康生长。

2、免除已被污染土壤作物生长的影响，疏松活化土壤，改善土壤团粒结构，提高土壤吸水、保水和透气性能；避免土壤连作障害，即使在同一土地上实施连续型多茬次种植，该地的土壤也不会板积。

3、根据作物在生长期对水肥及植物生长调节素的需求进行预先设定和控制，可用最少的水、肥和时间生产出清洁卫生、无污染、无公害，品质好的农产品，为大力发展生态农业、绿色农业和工厂化农业提供了有利的物质和技术条件。

3、所用材料均可降解，为绿色环保材料，对人、畜和植被无毒、无害，降解后还可成为作物生长所需的营养质。

4、适用范围广：本发明所述节水节肥抗旱营养复合材料不仅适用于种植株状植物如树苗、棉花、西瓜和花卉等，同样适用散种植物如玉米、小麦、育苗、水稻育秧、蔬菜等多种农业作物及经济作物；在干旱、半干旱地区使用本发明所述节水节肥型植物生长复合材料可确保植树造林的成活率；大幅度地提高所种植植物的产量和质量。

附图说明：

图1为本发明的一种结构示意图；图2为本发明的另一种结构示意图；

图中1-隔水层；2-营养复合层；3-吸水树脂；4-透水层；5-隔离纸；

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

一种节水节肥抗旱营养复合材料，包括隔水层1、营养复合层2、吸水树脂3、透水层4、植物生长调节素和精氮，所述隔水层1设置在营养复合层2的外表面，吸水树脂3均匀地设置在营养复合层2与透水层4之间，所述营养复合层2为含有氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素的营养复合纸，它是由纸浆和氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素均匀混合后制成的专用纸制品，在每平方米的营养复合纸中氮、磷、钾的含量为4-800克；锌、钼、钙、硼等元素的含量为1-150克；植物生长调节素为复硝基酚钠、吲哚丁酸、萘乙酸钠、细胞分裂素，所述透水层4为过滤纸，植物生长调节素和精氮通过无水乙醇溶解后移至过滤纸上；在本节水节肥抗旱营养复合材料中，每平方米含有复硝基酚钠、吲哚丁酸、萘乙酸钠、细胞分裂素的含量为20-2400毫克，精氮的含量为1-40克，吸水树脂3的含量为4-400克；在营养复合层2的内侧均匀地设有凹坑，所述吸水树脂3均匀地存放在上述凹坑内；所述隔水层1为可降解的防水胶，在营养复合层2的内侧与吸水树脂3之间设有隔离纸5；所述营养复合纸是由纸浆和氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素均匀混合后制成的专用纸制品，所述营养复合层2、透水层4和隔离纸5均为可降解的纸，它们彼此粘接成一体。

当然，将植物生长调节素和精氮直接与吸水树脂3均匀混和也是可以的，所述营养复合纸的内侧也可制成平板型或其它形状；要提高植物品质可在营养复合层中加入氨基酸。

这种节水节肥抗旱营养复合材料在实际种植中的使用方式是多种多样的，它既可直接剪成块状放在被种植物的下方，也可制成各式容器，还可将它剪成细条状直接插入植物根部旁边的土壤中……下面举例说明它在实际使用中的效果。

实例一：苗木移栽

本发明在加拿利海枣移栽中的试验：

加拿利海枣地栽苗，苗木健壮，姿态美观，价格昂贵，但直接移栽难度大，一般在春天进行，在土球好，养护也好的情况下，成活率可达60-75％。秋天移栽，即使养护得很好，成活率小于30％。冬天、夏天移栽成活率更低。

1.1试验材料

用本发明的节水节肥营养复合材料制成方形种植桶：规格：50×50×40cm在每平方米该营养复合材料中含有：

防水胶：12克；

常量元素：氮、磷、钾16克；微量元素：锌、钼、钙、硼3.3克；

吸水树脂：40目22克；

植物生长调理素：复硝基酚钠、吲哚丁酸、萘乙酸钠：1370毫克；

精氮：6克；

将福建漳州徐东方花卉种苗园艺场培育的加拿利海枣移栽到南京玄武湖居民小区广场内

苗木规格：头径26-30厘米 自然高度150-160厘米；

原培育地土壤类型：沙质土壤；定植地土壤类型为：板疆白土；

1.2试验时间：2001年3月12日苗木出土，于2001年3月20日入土。

1.3试验方法：

处理：出土土球规格：直径36-39cm。将土球放置纸桶内，在纸桶内浇透水，待20-30分钟后，将纸桶内空隙填上优质土与纸桶上口持平，再浇透水，在纸桶上口给泥土稍微加压，外加塑料袋作途中运输保护。

对照：出土土球规格：直径36-39cm。将土球装在塑料袋内，将塑料袋内空隙填上优质土与塑料袋上口持平，将塑料袋内浇透水。

1.4定植

在试验区内挖成60×60×50cm穴，将处理和对照塑料袋去掉分别放置穴内，填上优质泥土至离地表层5cm形成鸟窝形状，浇透水。定植处理6棵，对照为22棵。

2.1成活期观察

2.1.1 40天时观察

处理：3-4天作一次叶面喷水；对照：每日作一次叶面喷水，3-4天土层表层3-5厘米干土浇根；

处理：已处明显成活状，叶面舒展；对照：有萎缩三棵，其它有成活的迹象。

2.1.2 120天后观察

处理：根系快速生长，吸取水和养分和能力明显增强。

对照：有三棵枯死，另有一棵萎缩。

2.1.3 13月后观察

处理与对照比较，处理树高比对照平均增加10％，头径比对照增加8％，冠幅比对照增加17％，颜色深绿，叶片宽厚新生叶增加。芯淡黄、松软、毛多。长势强劲，与对照比有明显生长优势。

处理：成活率为100％，对照：成活16棵，枯死6棵，成活率72.72％

实例二：蔬菜连作种植试验

本发明在黄瓜连作障害生产上试验效果

1.1试验材料

用本发明的节水节肥营养复合材料制成方形种植桶：规格：10×10×10cm在每平方米该营养复合材料中含有：

防水胶：10克；

常量元素：氮、磷、钾660克；微量元素：锌、钼、钙、硼34克；

吸水树脂：60目20克；

植物生长调理素：复硝基酚钠、细胞分裂素600毫克；

精氮：1克；

品种选择：津春3号

1.2试验地点

金坛市徐塘村蔬菜大棚地，多年种植黄瓜，产量一茬比一茬少，4月份一茬品种津春3号，加上雨水较多，出现绝收。2001年8月选择60平方米作本次露天试验。

处理：营养土的配制：用6份肥沃田土加4份圈粪肥混合均匀，用20克64％杀毒矾，然后每立方米营养土中再加入草木灰10公斤，混匀过筛，放置种植盆内留2cm用作种子复土。

生长温度：白天25～36℃ 夜间：20～25℃

时间为8月2日，株距20厘米左右，行60厘米，在种植盆中央平摆3-4粒种子，放置穴内，种植盆口与垄土持平，上面盖2厘米厚营养土，压土浇透水。

1.3生长期

幼苗观察：幼苗3片叶时，每穴定植1棵，幼苗生长健壮，植株长势较强，茎粗，叶片肥大深绿，根系明显发达。

结瓜期观察：植株生长势强，株型紧凑，茎杆粗壮，株高2.2米以上，主侧蔓结瓜，瓜长棒形、深绿色，无黄色条纹，瘤小、无棱、白刺，具有节成性好、瓜码密、结瓜集中的优势。前期产量高，单瓜重400～600克，可上市产量53.3千克，其它6千克左右，比最好年份可上市黄瓜(产量390千克左右)增产50.89％，结瓜达50多天，质脆汁多，品质优良。

1.4总结：

黄瓜是主要的果菜类蔬菜之一，黄瓜喜光喜温，是典型的高产、高效蔬菜。解决连作障害可采用轮作、土壤消毒、农药灌根等措施。轮作处理时间长，土壤消毒和农药灌根等不仅造成农药残留多，而且成本高；使用本发明具有明显增产增效提高作物品质改良土壤的效果。

实例三：半干旱地区农作物散种品种试验

本发明在大田玉米生产上的试验效果

1.1试验材料：

用本发明的节水节肥营养复合材料制成8×8cm方形种植巾

在每平方米该营养复合材料中含有：

防水胶：12克；

肥料：常量元素：氮、磷、钾720克；微量元素：锌、钼、钙、硼40克；吸水树脂：80目80克；

植物生长调理素：复硝基酚钠、萘乙酸钠、细胞分裂：600毫克；

品种：玉米品种为四单16

1.2试验地点：

吉林公主岭农技实验区进行试验，2000年公主岭市遭受了有史以来罕见的旱灾。试验面积667m²，砂壤土，常年平均降水量488.5mm，蒸发量1457.5mm，试验时间为2000年5月至10月，试验期间的气象状况：

项目	5月	6月	7月	8月	9月	10月	合计	平均
									平均气温(℃)	16.5	23.3	25.0	23.2	17.3	5.5	110.8	18.5
降水量(mm)	17.1	23.8	54.4	46.1	11.7	36.9	198.1	31.7
									蒸发量(mm)	223.8	273.1	253.8	168.4	166.5	103.0	1188.6	198.1

1.3试验方法：

处理：采用高畦种植，畦宽1.5m，每畦植2行，株距30cm穴播，每穴铺垫种植巾一片播3粒玉米种，覆土2cm厚，每667平方米种植4000株。

对照：采用高畦种植，畦宽1.5m，每畦植2行，株距30cm穴播，播3粒玉米种，覆土2cm厚，每667平方米种植4000株。

2、试验结果与分析：

2.1促进玉米种子萌发，提高出苗率，有利于幼苗生长

试验表明，经处理能促使种子萌发，胚根、胚芽和真叶发生早，胚乳贮藏物质转化加快，处理比对照提高干物质转化率15.52％；处理种子的出苗率平均提高20％，提早2～3d出齐苗，促进幼苗生长。

2.2促进玉米茎叶生长，增加叶绿素含量和光合功能

从3叶至5叶期，处理株高比对照平均增加1.43cm，平均增加幅度为11.8％，外观亦表现为生长茁壮。在玉米8叶期时，测定叶片净光合效率、蒸腾强度、气孔扩张阻力和叶绿素含量，测定结果表明，处理的株高、茎叶干重、植株总干重和叶绿素含量、净光合效率、蒸腾强度分别比对照增加11.82％、12.93％、12.52％、9.44％、9.24％、13.37％；而处理的气孔扩散阻力比对照减少5.05％，说明处理的蒸腾强度增加，气孔扩散阻力减少，有利于叶片光合源和光合功能的提高，增加玉米植株体内干物质的积累，促进玉米的营养生长。

2.3促进玉米根系发达，扩大吸收水肥范围，增强抗旱和抗倒伏能力

种植巾中具有强力吸水保水能力，使种子周围土壤水分蒸发速度减慢，而供试验的土壤保水性很差，出苗后又逢持续高温天气，即使在补充水分后蒸发仍相当快，种子经处理后水分供应比对照优越，具有缓慢释水的能力，好似“土壤小水库”，从而使玉米根系生长良好，次生根根长和根量均有所增加。此时玉米处于幼苗期，叶少，制造的有机养分不多，根系是营养吸收的中心，苗期玉米根鲜重和根干重的增加，无疑有利于干物质积累，壮苗早发，为抗旱增产奠定物质基础。在玉米11叶时，根部性状的次生根数、根干重、根体积和根吸收表面积，处理比对照分别增加4.30％、5.50％、9.53％和12.50％。茎秆粗壮，根系(次生根)发达，加强了抗倒伏能力。

2.4改善产量性状，取得了增产增收效果

成熟期室内考种结果表明，种植巾处理的株高、茎粗、每m²株数、每m²成穗数、穗粒数、穗粒重和百粒重分别比对照增加3.41％、5.03％、1.78％、2.5％、12.54％、13.54％和0.98％。说明种植巾处理穗大、粒多、粒重，改善了产量的结构和性状，籽粒饱满，无秃尖，成熟度好，比对照提前3d成熟；抗病性增强、无病粒，提高了籽粒的品质。由于2000年底墒差(5月1日表层0～15cm土壤含水量11％)，春旱严重、春风大、跑墒快，处理田间观察玉米出苗整齐，叶色浓绿，达到全苗、匀苗、壮苗，充分说明种植巾蓄水保墒的功能。播种至6叶期降水量低于往年，抽雄期又逢伏旱，且持续时间长，种植巾植株保持无底叶枯黄，而对照区有2～4片底叶枯死。乳熟期，种植巾植株仍保持7～9片绿叶，而对照区植株片大都枯黄，仅顶部1～2片绿叶。由于处理区光合源的增加，对玉米获得好收成有直接作用。

3结论：

通过种植巾对玉米种子的处理，与对照形成了明显的差别，出苗期提前2～3d，出苗率提高20％；3叶期至5叶期，株高平均增加1.43cm，平均增加幅度为11.8％；次生根长度平均增加0.57cm/株，平均增加幅度为4.3％；次生根条数平均增加0.73条/株，平均增加幅度为9.1％；根鲜重平均增加0.43g/株，平均增加幅度为18.7％；根干重平均增加0.07g/株，平均增加幅度为23.7％，为抗旱增产奠定了物质基础。

本试验表明，在砂质土壤水分含量为10％～12％时，使用种植巾，保苗率也可提高20％以上，并能经受自然干旱的考验，减轻萎蔫，延长成活，遇雨后还能恢复生长，可减轻田间作业次数。

Claims (5)

1、一种节水节肥抗旱营养复合材料，其特征是：它包括隔水层(1)、营养复合层(2)、吸水树脂(3)、透水层(4)、植物生长调节素，所述隔水层(1)设置在营养复合层(2)的外表面，吸水树脂(3)均匀地设置在营养复合层(2)与透水层(4)之间，隔水层(1)与营养复合层(2)固定连为一体，营养复合层(2)与透水层(4)之间粘接成一体，所述隔水层(1)为可降解的防水胶或防水纸，所述营养复合层(2)为含有氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素的营养复合纸，所述营养复合纸是由纸浆和氮、磷、钾、锌、钼、钙、硼等元素均匀混合后制成的专用纸制品，在每平方米的营养复合纸中含氮、磷、钾为4-800克；含锌、钼、钙、硼等元素为1-150克；植物生长调节素为复硝基酚钠、吲哚丁酸、萘乙酸钠、细胞分裂素等，所述透水层(4)为过滤纸，植物生长调节素通过无水乙醇溶解后移至过滤纸上，或直接与吸水树脂(3)混合，在每平方米节水节肥抗旱营养复合材料中，含有植物生长调节素20-2400毫克，含吸水树脂(3)4-400克；所述营养复合层(2)及透水层(4)均为可降解纸。

2、根据权利要求1所述节水节肥抗旱营养复合材料，其特征是：在所述节水节肥抗旱营养复合材料中还含有精氮，每平方米节水节肥抗旱营养复合材料中含1-40克，精氮存于透水层(4)或吸水树脂(3)中。

3、根据权利要求1或2所述节水节肥抗旱营养复合材料，其特征是：在营养复合层(2)的内侧均匀地设有凹坑，所述吸水树脂(3)均匀地存放在上述凹坑内。

4、根据权利要求1或2所述节水节肥抗旱营养复合材料，其特征是：在营养复合层(2)的内侧与吸水树脂(3)之间还设有隔离纸(5)，营养复合层(2)、隔离纸(5)、透水层(4)间相互粘接成一体，在营养复合层(2)中还包括氨基酸。

5、根据权利要求3所述节水节肥抗旱营养复合材料，其特征是：在营养复合层(2)的内侧与吸水树脂(3)之间还设有隔离纸(5)，营养复合层(2)、隔离纸(5)、透水层(4)间相互粘接成一体，在营养复合层(2)中还包括氨基酸。

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