CN105050384A

CN105050384A - 种植植物的方法

Info

Publication number: CN105050384A
Application number: CN201480012726.5A
Authority: CN
Inventors: 弗兰克·亨德里克斯·彼得·扬森; P·J·L·H·布旺; 达恩·德库贝
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-11-11
Also published as: MX2015011489A; CA2902251C; US12052954B2; US11277982B2; AU2014224586B2; ES2714088T3; PL2964015T3; CA2902251A1; US20220167572A1; WO2014135681A1; EP2964015B1; US20150373924A1; EP2964015A1; SI2964015T1; RU2654247C2; MX364841B; RU2015142538A; AU2014224586A1

Abstract

本发明涉及由人造玻璃质纤维(MMVF)形成的连贯的繁殖生长基质产品(1)，该产品(1)具有顶面和底面这两个相对表面，并且具有至少一个在所述顶面上开口且由所述顶面延伸向所述底面的孔穴(2)，其中在所述孔穴(2)中设置有高吸水性聚合物(3)。

Description

种植植物的方法

技术领域

本发明涉及连贯的生长基质产品、繁殖种子或育苗的方法、种植植物的方法、以及制造生长基质产品的方法。

背景技术

商业中在户外(例如田间)在土壤中进行植物种植是众所周知的。相比于在温室中进行的种子萌发和植物繁殖，种植者对于在户外种植的种子的萌发以及植物的繁殖的控制程度较小。在户外环境中，商业化的种植者或者播种者对灌溉和光照的控制要少得多，因此种子的萌发和繁殖速度可能不同。由于这些植物的生长方式不一致，因此使得种植者难以同时收获其所有的农作物。

在一个地方进行育种或育苗，并将幼苗移植至别处以进行进一步生长从而得到作物是已知的。在本领域中，由人造玻璃质纤维形成的生长基质产品是人们所熟知的。在MMVF生长基质上进行育种和育苗并种植植物是已知的。例如，专利文献WO2012/001130A1披露了这样的MMVF生长基质，该生长基质具有相对的顶面和底面、以及由顶面延伸向底面的种孔，其中该生长基质的体积不大于150cm³，并且其中种床的宽度至少为5mm。该文献描述了利用MMVF生长基质来育种。该文献中并未建议将这种MMVF生长基质用于将幼苗移植至土地中。

土壤和MMVF生长基质的相对毛细管作用意味着当MMVF生长基质与土壤接触时，例如当将含有种子或幼苗的MMVF生长基质种植于土壤中时，水趋向于由MMVF生长基质排至土壤中。这意味着生长基质中可供种子或幼苗利用的水量大幅减少。需要用水使土壤饱和，以使MMVF基质能够从土壤中获取水。当在户外环境(如田间)中进行繁殖时，水易于从土壤中排至地下水位。这意谓着为了使土壤饱和并使MMVF生长基质从土壤中获取水，需要进行非常大量的灌溉。从环境方面的原因来看，不得不使用为获得这种灌溉程度所需的水量是不希望的。另外，为了实现水可被MMVF基质中的种子或幼苗利用这一目的而用水将土地饱和的做法是不实际的。

除高度灌溉之外的另一可供选择的情况是：种子和幼苗不从MMVF基质中获得足以进行最优生长的水。幼苗必须生长出根部穿过MMVF基质直至土壤中，以抵达可供利用的水。这意味着在幼苗的根部到达土壤之前，幼苗要经过一段亚标准生长阶段。这使得在幼苗生长成为植物的过程中会产生变化，这意味着在整个田间难以实现一致的生长。因此常规的MMVF生长基质并不是将幼苗移植至土地中的有用生长基质。

已知利用一些材料来维持土壤中植物的保湿。例如，专利文献US2009/0145025披露了在植物根系附近使用被亲水性聚合物包覆的物质，如沙子。其目的是随着植物的生长，缓解植物在每次灌溉之间的失水压力。需要大量的包覆基质以向植物提供足量的水，从而减轻每次灌溉之间的失水压力。需要大量的包覆物质以向植物提供足够的水来降低每次灌溉之间的失水压力。在商业化操作中，利用这种包覆物质代替大量土壤是不可取的。另外，将这种物质施加至植物根系附近耗时较长，并且难以实现物质施加的一致性。这种做法由于植物不会以一致的方式生长，因此使得种植者难以同时收获其全部农作物。

专利文献US4241537描述了呈单块的交联亲水性聚氨酯凝胶形式的凝胶土壤插塞。可通过诸如木头纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚烯烃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、纤维素纤维和聚乙烯醇纤维、矿物棉纤维和金属纤维之类的纤维强化该凝胶。由于这种插塞的密度低，因而易于损坏，因此难以将这种凝胶插塞中的幼苗移植。由于凝胶插塞的损坏会造成幼苗的损坏，因此尤其难于通过机器将其移植。这意味着难以实现这些凝胶插塞中的幼苗的均匀繁殖。此外，由于不存在通过凝胶的自由流动，因此难以在凝胶插塞中实现良好的营养物分布。这样可造成根部向营养物水平高的区域移动，从而产生非最佳根网。

专利文献US3973355披露了插入有亲水性植物生长基质的泡沫块。该生长基质为干燥的胶凝植物生长粒状材料混合物，其可包含纤维材料，如石棉、玻璃棉纤维、木纤维或泥炭藓。种子可能发芽，并且幼苗的根部可生长穿过该泡沫块。尚未公开这些块体在土地中的应用。使用这种泡沫块并将该泡沫块中的幼苗移植至土地中的不利之处在于：如果土地中的水含量较高，由于泡沫块会漂浮于水中，因此泡沫块会升至土地之外。这意味着幼苗将不会停留于其被种植之处。另外，泡沫块并不具有100％的开孔结构，因此其能够吸水的量有限。

需要一种控制育种和育苗的方式，以使得能够在同一时间收割全部农作物。另外，需要适于育种或育苗的生长基质，这种生长基质在与土地接触放置时能够保持水分。另外，需要这样一种生长基质，当将该生长基质与土地接触放置时，其能够使水分被幼苗利用。另外，需要这样一种生长基质，该生长基质所具有的弹性和机械强度使得幼苗能够被移植而不会发生损坏。另外，需要这样一种生长基质，如果土地中的水含量较高，则该生长基质不会漂浮。还需要提供在生产方面具有环境接受性和经济性的这种产品。本发明解决了上述问题。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种由人造玻璃质纤维(MMVF)形成的连贯的繁殖生长基质产品，该产品具有顶面和底面这两个相对表面，并且具有至少一个在所述顶面上开口且由所述顶面延伸向所述底面的孔穴，其中在所述孔穴中设置有高吸水性聚合物。

在本发明的第二方面中，提供了栽培植物的方法，包括：

通过提供在本发明第一方面中所述的产品，将种子置于所述孔穴中，灌溉所述生长基质产品，并且进行种子的萌发和生长以形成幼苗，从而进行种子的繁殖；

通过将所述生长基质产品置于土地上，从而移植所述幼苗；以及

灌溉所述生长基质产品并使所述幼苗生长，并且使所述幼苗扎根于土地中。

在本发明的第三方面中，提供了一种栽培植物的方法，包括：

提供在本发明第一方面中所述的产品，将幼苗置于所述孔穴中，灌溉所述生长基质产品，并且使所述幼苗生长；

在本发明的第四方面中，提供了一种制造如本发明第一方面中所述的生长基质产品的方法，该方法包括：提供MMVF的连贯块体，其具有相对的顶面和底面，并且在所述MMVF块体中形成有由所述顶面延伸向所述底面的孔穴；以及将高吸水性聚合物置于所述孔穴中。

本发明的详细描述

生长基质产品

本发明涉及由人造玻璃质纤维(MMVF)形成的连贯的繁殖生长基质产品，该产品具有顶面和底面这两个相对表面，并且具有至少一个在所述顶面上开口且由所述顶面延伸向所述底面的孔穴，其中在所述孔穴中设置有高吸水性聚合物。

本发明的生长基质产品由MMVF形成。该MMVF可为用于形成已知的MMVF生长基质的常规类型。其可以为玻璃棉或渣棉，但是通常为石棉。一般来说，石棉中氧化铁的含量为至少3％，碱土金属(氧化钙和氧化镁)的含量为10％至40％，其还包含矿物棉的其他常见氧化物成分。这些氧化物成分包括：氧化硅；氧化铝；含量通常较低的碱金属(氧化钠和氧化钾)；并且还可包括氧化钛和其他微量氧化物。总体而言，其可为常规已知用于制造生长基质的任何类型的人造玻璃质纤维。

与常规情况一样，纤维直径通常在3微米至20微米的范围内，尤其为5微米至10微米。

生长基质呈连贯块体形式。即，生长基质通常为人造玻璃质纤维的连贯基体，其可以原样生产，或者也可通过将石棉板形成颗粒并将颗粒状材料压实而形成。

MMVF生长基质通常包含粘结剂，其常常为有机粘结剂，该粘结剂通常为热固化性粘结剂。生长基质优选为通过固化粘结剂连接的MMVF连贯基体。粘结剂可为亲水性有机粘结剂，尤其可为已多年用于MMVF生长基质(以及其他MMVF类产品)中的常规的热固化性(热固性)亲水型粘结剂。这种粘结剂具有便利和经济方面的优势。由此，粘结剂优选为酚醛树脂或脲醛树脂，尤其为苯酚-尿素-甲醛(PUF)树脂。

粘结剂本身可具有亲水性。亲水性粘结剂无需使用润湿剂。然而可使用润湿剂以提高亲水性粘结剂的亲水性，这类似于润湿剂与疏水性粘结剂组合使用时的作用方式。这意味着MMVF基质的吸水量要大于不存在润湿剂时的吸水量。可使用任何亲水性粘结剂，例如专利文献WO2012/028650中所披露的粘结剂。

在粘结剂本身具有亲水性的情况中，通常并不使用润湿剂。当粘结剂具有疏水性时，为了确保基质的亲水性，MMVF基质中还会另外包含润湿剂。润湿剂可提高MMVF基质所能吸收的水量。将润湿剂与疏水性粘结剂组合使用得到亲水性的MMVF基质。润湿剂可为用于作为生长基质使用的MMVF基质中的任何已知润湿剂。例如，其可为非离子润湿剂，如TritonX-100或Rewopal。随着时间的延长，一些非离子润湿剂可能会被洗出MMVF基质。因此优选使用离子润湿剂，尤其是阴离子润湿剂，如直链烷基苯磺酸盐。这种润湿剂在同样情况下不会被洗出MMVF基质。

基于MMVF基质的重量，润湿剂的含量优选在0至5重量％范围内，尤其在0.01重量％至2重量％范围内，特别是在0.05重量％至0.5重量％范围内。

除了粘结剂和润湿剂外，MMVF生长基质可含有其他类型的常规添加剂，例如盐(如硫酸铵)和粘合促进剂(如硅烷)。

基于MMVF生长基质，粘结剂在基质中的含量通常为0.1重量％至10重量％，常常为0.5重量％至6重量％，最优选为1.5重量％至5重量％。

MMVF的平均总体密度优选为50kg/m³至140kg/m³，如65kg/m³至120kg/m³，更优选为80kg/m³至100kg/m³。该密度为MMVF本身的平均总体密度，即除孔穴外的MMVF的密度。当计算MMVF基质的密度时，并未将孔穴考虑进来。

在优选实施方案中，存在这样的围绕孔穴的区域，该区域的密度高于生长基质产品中其他区域的密度。该区域由孔穴表面处优选延伸至少0.5mm、优选延伸至少1mm，但是通常不超过2mm。该密实区域的密度优选比产品整体的平均密度大至少5％，更优选大至少10％。最优选的是，该密实区域的密度比产品整体的平均密度大10％至15％。围绕孔穴的区域的密度大于生长基质产品中其他区域的密度的有利之处在于：较高密度区域中的水含量将高于基质中其余MMVF部分的水含量。这便将水保持在集中于孔穴周围的MMVF基质部分。

可通过本领域技术人员所已知的用于制造MMVF生长基质产品方法来制造所述MMVF。一般而言，提供矿物料，将其在炉内熔融以形成矿物熔体。然后通过离心纤维化(例如，使用纺纱器或级联纺纱机)将该熔体形成为纤维，由此形成纤维云(cloudoffibres)。然后收集这些纤维并压实。在纤维化阶段中，通常通过将粘结剂和可任选的润湿剂喷洒至所形成的纤维云中从而将其加入。这些方法在本领域中是人们所熟知的。

优选的是，生长基质产品的体积在3cm³至1500cm³范围内，如5cm³至350cm³，优选为8cm³至350cm³。生长基质产品可呈常规已知作为插塞的产品的形式，或者呈常规已知作为块体的产品的形式。

生长基质产品的尺寸可为已知作为插塞类型的产品的常规尺寸。因此其高度可为20mm至35mm，常常为25mm至28mm，其长度和宽度可在15mm至25mm范围内，通常为约20mm。在这种情况中，基质通常基本上为圆柱体，该圆柱体的端面形成为生长基质的顶面和底面。

呈插塞形式的生长基质产品的体积优选小于等于150cm³。一般而言，呈插塞形式的生长基质产品的体积在3cm³至150cm³范围内，优选小于等于100cm³，更优选小于等于80cm³，尤其小于等于75cm³，最优选小于等于70cm³。

插塞的顶面与底面间的最小距离优选小于60mm，更优选小于50mm，尤其小于40mm。

插塞的另一实施方案的高度为30mm至50mm，通常为约40mm，其长度和宽度在20mm至40mm范围内，通常为约30mm。在这种情况中，生长基质常常为立方体形式。在第一种情况中，生长基质的体积通常为小于等于50cm³，优选小于等于40cm³。

或者，生长基质可为在本发明人的专利公开WO2010/003677中所描述的第一连贯MMVF生长基质的插塞类型。在该情况中，生长基质产品的体积最优选在10cm³至40cm³范围内。

生长基质产品的尺寸可为常见已知作为块体的产品的常规尺寸。因此其高度可为5mm至20mm，常常为10mm至15mm，其长度和宽度可在10mm至80mm范围内，通常为30mm至50mm。在这种情况中，基质通常基本上为立方体。呈块体形式的生长基质产品的体积优选在300cm³至1500cm³范围内。

所述高度为将生长基质以预期使用时的方式放置时的垂直高度，因此为顶面与底面之间的距离。顶面为将该产品以预期使用时的方式放置时朝向上方的表面，底面为将该产品以预期使用时的方式放置时朝向下方的表面(产品立于该表面上)。

一般而言，生长基质可为任何适合的形状，包括圆柱体、立方形和立方体。顶面和底面通常基本上为平面。

孔穴

孔穴优选为盲孔。孔穴优选延伸穿过生长基质的高度的20％至80％，优选为30％至75％，最优选为50％至70％。即，孔穴的深度优选为生长基质高度的20％至80％，优选为30％至75％，最优选为50％至70％。如果孔穴延伸穿过生长基质的路径小于20％，则可能没有足够的空间容纳足量的高吸水性聚合物以向种子或幼苗提供水。如果孔穴延伸穿过产品的路径大于80％，则可能存在高吸水性聚合物不会停留在产品中和/或产品的机械强度不足的可能性。

在另一实施方案中，孔穴可延伸穿过生长基质产品的高度上的全部距离，因此在底面以及顶面上均具有开孔。孔穴延伸穿过生长基质产品的全部高度路径的优点在于：幼苗的根部可直接通过并到达生长基质产品的外部。当孔穴延伸穿过生长基质产品的全部高度路径时，通过改变孔穴的横截面积以使得孔穴在生长基质产品的底部足够窄，从而防止高吸水性聚合物流出至孔穴以外，由此可将高吸水性聚合物保留在孔穴内。

孔穴的体积优选为生长基质产品体积的3％至60％，优选为10％至50％，优选为15％至40％。如果孔穴体积小于产品体积的3％，则存在这样的风险，即：将没有足够的空间容纳足量的高吸水性聚合物，从而当产品与土壤接触时，无法向产品中提供适量的水。如果孔穴的体积大于产品体积的50％，则存在产品机械强度不足从而无法利用机器进行操作的风险。生长基质产品的体积为假定不存在孔穴时(即，假定孔穴被MMVF代之填充时)构成该产品的MMVF的体积。

位于生长基质产品的顶面处的孔穴的开孔端可为任何形状，如圆形、椭圆形、正方形、矩形、或者任何其他形状。为了便于生产，位于顶端的孔穴形状优选为圆形。

优选的是，位于生长基质产品的顶面处的孔穴的开口端的截面积为生长基质产品的整个顶面的截面积的10％至80％，优选为20％至50％。生长基质产品的整个顶面的截面积包括位于生长基质产品的顶面处的孔穴的截面积。

孔穴在其深度方向上可具有基本上连续的截面积。“基本上连续”是指截面积的改变不超过10％，优选不超过5％，更优选不超过2％。孔穴具有基本上连续的截面积的优势在于：可容纳高吸水性聚合物的空间是一致的。对于制造商而言，具有这种构造的孔穴也是更为简单的。

孔穴的另一优选构造为倒锥形或倒锥台形。

位于生长基质产品的顶部的孔穴可具有较窄的截面积，而其余的各孔穴部分具有较宽的平均截面积。这种布置方式意味着降低了暴露于外部环境的高吸水性聚合物的量。这意谓着，在使用中，通过蒸发而损失的高吸水性聚合物中的水更少。其余的各孔穴部分具有较宽的平均截面积意谓着有更大的空间容纳高吸水性聚合物，因而可供种子或幼苗利用的水更多。

优选的是，单个的生长基质产品具有一个孔穴。这种布置方式的优势在于：其使得可将生长基质产品中的独立幼苗移植至土地中，并以这样的方式摆放，即使得幼苗之间存在用于使幼苗成长为植物的足够空间。

或者，每个生长基质产品可具有多个一个的孔穴，例如2至100个孔穴，优选为5至50个孔穴，优选为10至30个孔穴。这种类型的单个产品可用来培育多个种子。产品中具有多于1个孔穴的优点在于：通过将单个生长基质置于土地中，便可将多个幼苗移植至土地中。这减少了种植者需要移植的生长基质的数量。

或者，可提供这样的产品，其为由本发明生长基质产品相连接的阵列，这些生长基质产品通过(例如)凹槽相连，从而可徒手或者使用某些类型的刀片或其他适合的装置将各自含有单个孔穴的一个或多个生长基质产品分开。

高吸水性聚合物

高吸水性聚合物(或SAP)为能够吸收液体并在压力下保持该液体、并且不会溶解于所吸收的液体中的亲水性材料。所用的材料是人们所熟知的。这些材料通常都是通过两种方法中的一种而合成的。在第一种方法中，使水溶性聚合物交联，从而使其可在交联键之间溶胀而不溶解。在第二种方法中，使水溶性单体与非水溶性单体共聚为块体。最早的高吸水性材料为皂化淀粉接枝聚丙烯腈共聚物。合成的高吸水剂包括聚丙烯酸、聚马来酸酐-乙烯基单体高吸水剂、淀粉-聚丙烯酸接枝物、聚丙烯腈类聚合物、交联聚丙烯酰胺、交联磺化聚苯乙烯、交联正乙烯基吡咯烷酮或者乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、以及聚乙烯醇高吸水剂。这些聚合物能够吸收许多倍于其自身重量的水性液体。其他的高吸水性聚合物包括丙酸钠-丙烯酰胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯亚胺、多聚磷酸盐、聚氧化乙烯、乙烯醇与丙烯酰胺的共聚物、以及乙烯醇与丙烯酸酯的共聚物。

高吸水性聚合物吸收水分的能力取决于水中的离子浓度。相比于非蒸馏水，高吸水性聚合物通常会吸收更多的蒸馏水。优选的是，当本发明中所用的高吸水性聚合物在蒸馏水中完全与水结合时，其会溶胀至其干燥体积的2至10倍，优选为干燥体积的3至6倍。

关于待置于本发明生长基质产品的孔穴中的高吸水性聚合物的最适宜量的选取，其取决于所提供的高吸水性聚合物是否为干燥形式、含水的形式、或部分含水的形式。可将干燥形式、含水的形式、或部分含水的形式的高吸水性聚合物置于孔穴中。当SAP呈干燥形式时，其通常为粒状形式，其在干燥时通常可流动。“含水的形式”表示高吸水性聚合物已吸收了其所能够保持的最大水量的至少90％的水。“部分含水形式”表示高吸水性聚合物已吸收了一些水分，但是还能吸收更多的水。“干燥形式”表示SAP包含小于5重量％的水、优选包含小于3重量％的水，优选包含小于1重量％的水，优选不包含水。

当高吸水性聚合物含水时，优选的是，高吸水性聚合物占据孔穴体积的20％至100％，更优选为30％至95％，更优选为50％至80％。存在的含水的高吸水性聚合物越多，则可供种子或幼苗利用的水越多。优选的是，在含水的情况下，高吸水性聚合物不会溶胀超过孔穴的体积。这是为了确保种子或幼苗不会被推出至孔穴之外。

生长基质产品中所含的含水的SAP的体积可等于在抽吸压2下存在于插塞中的水的量。例如，如果生长基质产品的体积的30％为SAP，这表示该产品含有30％的水。优选的是，生长基质产品的体积的3％至60％为含水的SAP，优选为10％至50％，优选为15％至40％。这表示可通过含水的SAP的含量还控制可供种子或幼苗利用的水的量。

干燥SAP在含水时其体积可增加2至10倍，优选的是，干燥SAP在含水时其体积可增加3至6倍。因此可基于干燥SAP在溶胀时体积的增加来调节所需的干燥SAP的量。

繁殖方法

本发明提供了繁殖种子的方法，包括：提供上述产品，将种子置于孔穴中，灌溉生长基质产品，并且进行种子的萌发和生长以形成幼苗。

本发明提供了繁殖幼苗的方法，包括：提供上述产品，将幼苗置于孔穴中，灌溉生长基质产品，并且进行幼苗的生长。

优选将种子或幼苗置于高吸水性聚合物顶部之上。在放置种子或幼苗之前，高吸水性聚合物可呈干燥形式、含水的形式、或部分含水的形式。

可通过直接灌溉生长基质产品来进行灌溉，即，例如通过滴管、喷洒器或其他灌溉系统将水直接供给至生长基质产品。所需的灌溉量取决于高吸水性聚合物的状态。如果高吸水性聚合物呈干燥形式，则灌溉生长基质产品所需的水量要大于高吸水性聚合物呈部分含水形式或含水形式所需的水量。当高吸水性聚合物呈含水的形式时，灌溉生长基质产品所需的水量最小。

种子或幼苗会从产品中的高吸水性聚合物中获得水分。也可从产品的MMVF中获得一些水。由于高吸水性聚合物起到了储水器的作用，因此相比于不存在高吸水性聚合物的情况，灌溉种子或幼苗的频率可降低。

在将含有幼苗的生长基质产品移植至土壤之前，可每隔2天至21天对种子或幼苗进行一次灌溉。灌溉频率取决于所种植的植物和季节。例如，在夏季会需要更多次灌溉。

优选使种子或幼苗在生长基质产品中生长8天至100天，然后再将含有幼苗的生长基质产品移植至土壤中，优选为14天至70天。在将含有幼苗的生长基质产品移植至土壤之前的时间长度取决于所种植的植物和季节。例如，相比于冬季，在夏季会更早地进行移植。

本发明的生长基质产品尤其可用于种植黄瓜、番茄、小黄瓜(gherkin)、西瓜、卷心菜、辣椒、红辣椒、茄子、南瓜、花椰菜、椰菜、草莓和朝鲜蓟。

植物的栽培方法

本发明涉及栽培植物的方法，包括：

提供上述产品，将幼苗置于孔穴中，灌溉生长基质产品，并且使幼苗生长；

通过将生长基质产品置于土地上，从而移植幼苗；以及

灌溉生长基质产品并使幼苗生长，并且使幼苗扎根于土地中。

本领域的技术人员将会理解，在本发明中，土地包括土壤。

所述幼苗可由本发明生长基质产品中的种子生长得到。或者，可使种子在别处萌发，并且将所得的幼苗转移至本发明的生长基质产品中。

生长基质产品所具有的弹性和机械强度使得能够将幼苗移植至土地中而不会受到损坏。这对于通过人工移植幼苗而言是很重要的，而对于通过机器进行幼苗移植而言尤其重要。如果幼苗在移植至土地中的过程中受损，则意味着植物的生长会不均匀，由此种植者无法同时收获其所有作物。本发明的优势在于，在将幼苗移植至土地中时，幼苗得到了生长基质产品的保护而免于受损。这提高了植物生长的均匀性，并使得种植者能够同时收获其作物。

可将生长基质产品直接置于土地上，以仅使产品的底面接触土地。与将该产品埋在土地中相比，这使得在收割之后更易于将生长基质产品从土地中取出。

生长基质产品可完全埋在土地中，以使得产品的全部外表面均与土地接触。幼苗的至少一部分将位于土地之上。其优点在于：将生长基质产品固定于土地中，以使得其不易于如因刮风或地表水而偶然离开其在土地中的最初位置。

可将生长基质产品部分埋于土地中，以使产品的底面以及部分侧面与土地接触。其优点在于：将生长基质产品固定于土地中，以使得其不易于如因刮风或地表水而偶然离开其在土地中的最初位置。此外，与将该产品完全埋在土地中相比，这使得在收割之后易于将生长基质产品从土地中取出。

可通过直接灌溉生长基质产品来进行灌溉，即，例如通过滴管、喷洒器或其他灌溉系统将水直接供给至生长基质产品。所需的灌溉量取决于高吸水性聚合物的状态。如果高吸水性聚合物呈干燥形式，则灌溉生长基质产品所需的水量要大于高吸水性聚合物呈部分含水的形式所需的水量。当高吸水性聚合物呈含水形式时，灌溉生长基质产品所需的水量最小。

可通过间接灌溉生长基质产品来进行灌溉，例如，灌溉周围的土地。由于MMVF的毛细管作用小于土壤的毛细管作用，因此土壤需要非常湿润才能使MMVF从土壤中吸收水，因此这种方式是不优选的。

优选的是，为了使高吸水性聚合物含水，直接灌溉生长基质产品，然后将其置于土地上。

当土地含有小于40重量％的水、例如小于30重量％的水时，尤其可使用本发明的生长基质产品。这是因为当土地包含小于40重量％的水时，在生长基质产品的MMVF内的大多数水将从MMVF材料中排出。这是因为土壤和MMVF材料的相对毛细管作用使得水由MMVF材料被排出至土壤中。因此使本发明的生长基质含有高吸水性聚合物是尤其有用的，这是因为高吸水性聚合物中的水不会被排出至土壤中，因而这些水可得以保留并被种子或幼苗利用。当土壤含有更高的水含量时，例如含有50重量％的水时，仍可利用本发明的生长基质，这是因为高吸水性聚合物中有足够的水可供种子或幼苗利用。在土壤中的水含量发生改变的条件下，可使用本发明的生长基质产品，这是因为高吸水性聚合物以一致的方式向种子或幼苗提供水。这也有助于改善作物的一致性，这是因为无论田间的某一区域是更为干燥还是更为湿润，种子或幼苗获得的水量都是类似的。

本发明中所用的种子可为包衣种子或非包衣种子。将种子置于本发明的生长基质产品中，并可调整种子的位置。这优于由泥炭土制成的生长基质产品，这是因为非包衣种子会插入泥炭土中，从而难以再次调整位置。

优选将含有幼苗的生长基质产品移植至土地中，并生长至少5天，优选至少10天，如10至90天或更长时间。

尤其适合于在本发明的生长基质中生长的植物类型包括黄瓜、番茄、小黄瓜、西瓜、卷心菜、辣椒、红辣椒、茄子、南瓜、花椰菜、椰菜、草莓和朝鲜蓟。

生长基质产品的制造方法

本发明提供了上述生长基质产品的制造方法，该方法包括：提供MMVF的连贯块体，其具有相对的顶面和底面，并且在所述MMVF块体中形成有由所述顶面延伸向所述底面的孔穴；以及将高吸水性聚合物置于所述孔穴中。

所述孔穴优选通过冲孔或钻孔而形成。可通过如下方式形成孔穴阵列：将一个或多个MMVF的连贯块体固定于盘上，并通过冲孔或钻孔形成孔穴阵列。

当通过冲孔(即，并未除去产品中的材料、而是替换所述材料的一种方法)形成孔穴时，这会提高孔穴周围的材料密度。

冲孔设备通常具有尖端，并且可具有不同的形状，例如芯棒状。例如，冲孔设备的宽度可相当于所需孔穴的宽度。当在生长基质产品中生成孔穴时，可将冲孔设备压向生长基质产品的顶面中，从而使MMVF向外推替。如此，被推替出的材料使得生长基质产品中种孔周围的密度高于生长基质产品中其余部分的密度。

当通过钻孔形成孔穴时，可形成这样的孔穴，该孔穴在生长基质产品的顶部具有较窄的截面积，而整个余下的孔穴平均具有较宽的截面积。对于形成具有不均匀截面积的孔穴，钻孔具有更多的灵活性。与冲孔所施加的力相比，通过钻孔产生的施加于生长基质的力更易于控制，因此对生长基质产品造成的损伤更小。

在一个实施方案中，提供了配备有空心针的板，这些中空针与位于盘中的MMVF基质的数量相匹配。这些针通过用于传送SAP颗粒的管子而与送料斗相连。可使用称重装置从而获得管中正确量的颗粒，或者可使用视觉扫描(借助于照相机)、或经由管通过机器来装填并输送固定体积的颗粒。后者是优选的。然后使针在每个MMVF基质中至少冲压出一个孔，同时经由所述管通过空心针输送SAP至冲孔中。或者，可首先利用机器进行冲孔，然后通过机器将SAP颗粒经由中空管进行传输。在这两种情况中，可向MMVF基质的底部提供抽吸压力，从而将颗粒吸入孔穴的底部。

提供干燥粒状形式的SAP的优势在于：能够在孔穴中提供已知数量的颗粒。此外，提供干燥形式的SAP意味着向播种者提供了清洁无活性的生长基质产品。向播种者提供含水形式的SAP会增加在生长基质中生长不期望的微生物的风险。也可提供为干燥粉末的SAP。

或者，在孔穴中提供含水形式的高吸水性聚合物，并且优选将高吸水性聚合物挤入至孔穴中。提供含水形式的高吸水性聚合物意味着易于看到孔穴被高吸水性聚合物填充的程度，这是因为聚合物不会继续溶胀。或者，还可提供部分含水形式的高吸水性聚合物。

附图说明

图1示出了本发明的生长基质产品的垂直截面。

图2示出了本发明的另一生长基质产品的垂直截面。

图3示出了本发明的另一生长基质产品的垂直截面。

图4示出了本发明的又一生长基质产品的垂直截面。

图5示出了本发明的又一生长基质产品的俯视图。

图6示出了本发明的又一生长基质产品的透视图。

图7示出了与如下实施例1中所讨论的粉砂壤土相比，MMVF基质的持水能力。

附图描述

图1示出了本发明生长基质产品1的垂直截面。孔穴2具有呈矩形的垂直截面，并且延伸长度为产品高度的30％(孔穴的深度为产品高度的30％)。可通过对连贯MMVF基质进行钻孔或冲孔来形成这种孔穴。孔穴2被高吸水性聚合物3填充。可在孔穴2中放置种子或幼苗。

图2示出了本发明生长基质产品1的垂直截面。所示出的孔穴2具有呈矩形的截面，其延伸长度为产品高度的80％。可通过对连贯MMVF基质进行钻孔或冲孔来形成这种孔穴。孔穴2的底部具有若干干燥的高吸水性聚合物颗粒4。可在孔穴2中放置种子或幼苗。

图3示出了本发明生长基质产品1的垂直截面。孔穴2的孔穴顶部处的宽度小于孔穴下部的宽度。孔穴2的延伸长度为产品高度的70％。可通过对连贯MMVF基质进行钻孔来形成这种孔穴。孔穴2中部分填充有含水的高吸水性聚合物3。可在孔穴2中放置种子或幼苗。

图4示出了本发明生长基质产品1的垂直截面。所示出的孔穴2延伸穿过整个产品。孔穴顶部的宽度大于其底部的宽度。孔穴2容纳有若干干燥的高吸水性聚合物颗粒4，其存于孔穴2中靠下的部分，并且其尺寸足够大以至于不会掉出到孔穴2之外。可在孔穴2中放置种子或幼苗。

图5示出了本发明的又一生长基质产品的俯视图。所示出的孔穴2基本上位于圆柱状生长产品2的中心位置。

图6示出了本发明的又一生长基质产品的透视图。其示出了生长基质1具有孔穴2。

图7示出了MMVF基质和粉砂壤土的持水曲线。

具体实施方式

下面将参照非限制性实施例对本发明进行说明。

实施例1

根据EN13041–1999来测试MMVF基质和粉砂壤土的持水能力。MMVF基质为具有苯酚-尿素-甲醛(PUF)粘结剂和非离子表面活性剂润湿剂的石棉纤维产品。其结果示于图7中。

MMVF基质的最大水含量为90体积％。当MMVF基质释出水分时，其保持有约2体积％至5体积％的水。这表示MMVF基质的缓冲容量为85体积％至87体积％。这表明MMVF基质的最大水含量较高，并且持水能力较低。

粉砂壤土的最大水含量低于MMVF基质。粉砂壤土的毛细管作用远高于MMVF基质，这表明需要若干米的抽吸压来将水从粉砂壤土中抽出。这表明一旦粉砂壤土不再完全饱和，则该粉砂壤土将易于使水从MMVF基质中排出。这表明当土壤不饱和时，水将由MMVF基质排出至土地中。

实施例2

SAP(高吸水性聚合物)实例

提供了由石棉纤维产品制成的插塞，其具有固化的亲水性粘合剂。插塞是高度为28mm、直径为20mm的圆柱形。每个插塞均经过钻孔形成了高度为15mm且直径为5mm的圆柱形孔穴。在本发明的实施例中，在孔穴的底部放置有五个干燥的高吸水性聚合物颗粒。用营养液使插塞完全饱和。将番茄种子种植于每个插塞中。在生长14天后，将插塞种植于水含量为30％或50％的园林土壤混合物中。在进一步经过3天、7天、和14天之后，测量植株的重量。

参照例

参照例为由具有固化的亲水性粘合剂的石棉纤维产品制成的插塞。插塞是高度为28mm、直径为20mm的圆柱形。参照例中未形成孔穴，并且不含有SAP。用营养液使插塞完全饱和。将番茄种子种植于每个插塞中。在生长14天后，将插塞种植于水含量为30％或50％的园林土壤混合物中。在进一步经过3天、7天、和14天之后，测量植株的重量。

结果：

表1：种植于插塞中的番茄种子的概述

表1示出了与使用参照插塞相比，当使用SAP插塞时，可用植株的比例更高。

表2：植株的平均重量

表2表明，当土壤的水含量为30％时，在3天和7天之后，参照植株的表现似乎好于SAP植株。然而在14天之后，SAP植株的表现却好于参照植株。

表2表明，当土壤的水含量为50％时，在3天和7天之后，参照植株的表现似乎好于SAP植株。然而在14天之后，SAP植株的表现与参照植株大致相当。

实施例1表明，在水含量为约50％时，粉砂壤土和MMVF的抽吸压相等。这表明当土壤的水含量为50％时，水不会从MMVF插塞中排出。这意味着在SAP插塞和参照插塞中，MMVF基质内可供利用的水含量是一样的。因此当土壤中的水含量为50％时，SAP的作用可忽略不计。当土壤中的水含量为30％时，水将由MMVF排出至土壤中。

如通过土壤中水含量为30％时的数值与土壤中水含量为50％时的数值间的对比表明的，可利用的水量越大，则植株越大。这表明当土壤含有50％的水时，生长基质产品含有足量的水以维持植株，并且由于水被保持在插塞中的MMVF部分，因此SAP的作用可忽略不计。当土壤含有30％的水时，水由插塞中的MMVF部分排出，但是被保留在SAP中。这意味着种子和幼苗可获得SAP中的水，因而SAP对植株生长有积极作用。这显示出了因土壤具有更高的抽吸压，当使水由插塞中的MMVF部分排出至土壤中时，含有SAP的插塞所具备的优势。

因此这些结果表明，当土壤中的水含量低于MMVF的抽吸压时，本发明的插塞实现了向移植至土壤中的幼苗提供水源的目的。

本领域的技术人员将认识到，可将本发明的任何优选特征加以组合，以得到本发明的优选方法、产品或用途。

Claims

1.一种由人造玻璃质纤维(MMVF)形成的连贯的繁殖生长基质产品，该产品具有顶面和底面这两个相对表面，并且具有至少一个在所述顶面上开口且由所述顶面延伸向所述底面的孔穴，其中在所述孔穴中设置有高吸水性聚合物。

2.根据权利要求1所述的生长基质产品，其中所述孔穴的深度为所述生长基质的高度的20％至80％。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的生长基质产品，其中所述生长基质的体积在3cm³至150cm³范围内。

4.根据权利要求1或2所述的生长基质产品，其中所述生长基质的体积在300cm³至1500cm³范围内。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的生长基质产品，其中所述孔穴的体积为所述生长基质的体积的3％至60％，优选为所述生长基质的体积的10％至50％。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的生长基质产品，其中紧邻所述孔穴周围的所述MMVF的密度大于形成所述生长基质产品的所述MMVF其余部分的密度。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的生长基质产品，其中所述MMVF的平均密度为50kg/m³至140kg/m³。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的生长基质产品，其中所述孔穴的体积的20％至100％被含水的高吸水性聚合物填充。

9.根据前述权利要求中任意一项所述的生长基质产品，其中所述高吸水性聚合物为干燥粒状形式。

10.一种栽培植物的方法，包括：

提供根据权利要求1至9任意一项所述的产品，将种子置于所述孔穴中，灌溉所述生长基质产品，并使所述种子萌发并生长以形成幼苗，从而使种子繁殖；

通过将所述生长基质产品置于土地上，从而将所述幼苗移植；以及

11.一种栽培植物的方法，包括：

提供根据权利要求1至9中任意一项所述的产品，将幼苗置于所述孔穴中，灌溉所述生长基质产品，并使所述幼苗生长；

12.一种制造根据权利要求1至9中任意一项所述的生长基质产品的方法，该方法包括：提供MMVF的连贯块体，该连贯块体具有相对的顶面和底面，并且在所述MMVF块体中形成有由所述顶面延伸向所述底面的孔穴，以及将高吸水性聚合物置于所述孔穴中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述孔穴是通过冲孔或钻孔形成的。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过将一个或多个所述MMVF的连贯块体固定于盘上，并通过冲孔或钻孔形成阵列孔穴，从而形成孔穴阵列。

15.根据权利要求12至14中任意一项所述的方法，其中将呈干燥粒状形式的所述高吸水性聚合物置于所述孔穴中。

16.根据权利要求12至14中任意一项所述的方法，其中将呈含水形式的所述高吸水性聚合物置于所述孔穴中，并且优选将所述高吸水性聚合物挤出至所述孔穴中。