CN106134960A - 一种环保植生基质的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保植生基质的制备方法，用聚氨酯泡沫作为基质的框架结构，同时添加入保水剂和植物生长需要的营养物质，制备得到用于供植物生长的环保植生基质，可以根据原料配比、复合泡沫调节基质的强度、透水性及孔隙度。所述基质具有质量轻、可降解、养分缓释、保水等特点，适合多种环境使用，用于屋顶绿化、垂直绿化、边坡修复、草坪植建及室内绿化等工程，可以有效支撑植物生长，植物固定效果很好，植物不易倒伏，而且含有丰富的营养成分，具有较高的持水力，所述仿土海绵基质兼具有无机基质和有机基质的优势，能够满足立体绿化工程的需求；且所述仿土海绵基质能加工成多种形态，满足立体绿化中不同植物生长的需要，提高景观效果。

Description

一种环保植生基质的制备方法

技术领域

本发明涉及栽培基质技术领域，尤其涉及一种环保植生基质的制备方法。

背景技术

生态环境建设与保护已成为全球追求可持续发展的重要内容，也是实现人与自然和谐发展的前提，生态环境与经济、社会成为可持续发展不可或缺的三大支柱。城市化建设是保持经济持续健康发展的强大引擎，推动区域经济协调发展的有力支撑，也是促进社会全面发展的必然要求。

我国是世界上发展较快的发展中国家，也是人口最多的国家之一，人均占有绿地极少。随着经济快速发展，城市化进程加快，人口密度、建筑群密度日趋增大，城市人均绿地占有面积将越来越少。立体绿化是一种区别于普通的绿化模式，主要包括垂直绿化、屋顶绿化、边坡修复等，是提高城市绿化率的一种有效途径，也是改善城市生态环境，丰富城市绿化景观的有效方式之一。只有进行立体绿化才有可能增加绿化的空间，同时丰富城区园林绿化的空间层次结构，提高城市绿化景观艺术效果，从而进一步增加城市绿量、减少热岛效应，借助绿化空间达到吸尘、减少噪音和有害气体的作用，营造和改善城区生态环境。再者，绿化层还能起到保温、隔热的作用，节约能源；也可以滞留雨水，缓解城市下水、排水压力，为海绵城市建设提供设施保障。

固体基质可分为有机固体基质（天然的如锯末、树皮、非织布、秸秆纤维非织布等）、无机基质（颗粒状的如陶粒；泡沫状的如火山熔岩；纤维状的如岩棉、海棉；其他如硅胶）、配方基质（无机－无机型如陶粒+珍珠岩；有机－有机型如泥炭+泡花；无机－有机型如泥炭+珍珠岩）。无机基质基本不含营养物质，没有生物活性，一般无机基质孔隙度都较大，基本能满足植株生长所需束缚水的需要，在栽培中多作支持物或调节基质孔隙度容重等使用。西方国家在生产上使用的一些人工基质也多为无机基质，如颗粒凝胶、橡皮等，主要用作植物生长的支持物。有机基质含有丰富的营养成分，具有较强的缓冲能力和较高的持水力，常用作育苗的主要基质，其优点在于有团聚作用或成粒作用，保持混合物的疏松，稳定混合物的容重。

目前国内基质大都是颗粒或粉状，储存、运输及使用都不方便，而且用于立体绿化尤其是垂直绿化工程中，存在容易流失或跌落的问题。CN200910245012以脲醛树脂为原料，加入氮磷钾营养元素，提及微量元素，但是未涉及具体的材料的种类及功能。CN101798437A该技术利用甲醛与尿素反应，尿素通过三个阶段加入。发泡后将脱醛剂、亲水剂、钾盐，溶于水中喷涂于泡沫表面得到栽培基质。该类基质存在问题是脲醛树脂主要作为草坪基质，在花卉栽培方面，存在对生长较高的植株固定效果差，容易发生倒伏现象。不适合单独使用在边坡修复或者屋顶绿化方面。

因此，开发一种新型的、可应用立体绿化、经济环保、物美价廉的的环保植生基质，可以为立体绿化工程、海绵城市的建设提供物质保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保植生基质的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种环保植生基质的制备方法，包括以下步骤：

S1：取10-40质量份的聚氨酯组合料A和8-50质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入5-30质量份的营养组分和0.01-0.05质量份的保水剂，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌。

在一些具体的实施方式中，所述S1后还包括S2：向S1所得物料中加入10-30质量份的脲醛树脂溶液，搅拌发泡，得到环保植生基质。

在上述方案的进一步优选的实施方式中，所述S2的具体步骤为：向S1所得物料中加入10-30质量份的脲醛树脂溶液，混合均匀，将发泡过程中的物料放入模具中，得到成型的环保植生基质。

在另一些具体的实施方式中，所述S1后还包括S2：将S1所得物料搅拌发泡，将发泡过程中的物料放入模具中，得到成型的环保植生基质。

在一些具体的实施方式中，所述S1中所述组合料A和所述组合料B的质量比为1：0.8-1.5。

在一些具体的实施方式中，所述营养组分包括含硅物质，所述含硅物质为纳米硅藻土、纳米膨润土、纳米二氧化硅中的至少一种。

在上述方案的进一步优选的实施方式中，所述营养组分包括有机质。

在上述方案的进一步优选的实施方式中，所述有机质包括腐殖酸、草炭土、有机肥、秸秆废碎料、酒糟中的至少一种。

在上述方案的进一步优选的实施方式中，所述营养组分中包括氮肥、磷肥和钾肥。

在上述方案的进一步优选的实施方式中，所述营养组分包括含钙物质。

在上述方案的进一步优选的实施方式中，所述营养组分包括含镁物质。

本发明的有益效果是：

本发明利用聚氨酯泡沫作为基质的框架结构，同时添加入保水剂和植物生长需要的营养物质，制备得到用于供植物生长的环保植生基质，可以根据原料配比、复合泡沫调节基质的强度、透水性及孔隙度。所述环保植生基质具有质量轻、可降解、养分缓释、保水等特点，适合多种环境使用，用于屋顶绿化、垂直绿化、边坡修复、草坪植建及室内绿化等工程，可以有效支撑植物生长，植物固定效果很好，植物不易倒伏，而且含有丰富的营养成分，具有较高的持水力，本发明所述环保植生基质兼具有无机基质和有机基质的优势，能够满足立体绿化工程的需求；且本发明所述环保植生基质能够加工成多种形态，满足立体绿化中不同植物生长的需要，提高景观效果。

具体实施方式

实施例1：

取40质量份的聚氨酯组合料A和44质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入营养组分和0.01质量份的保水剂聚甲基丙烯酰胺，所述营养物质中包含有机质10g、尿素0.1g、磷酸一铵0.1g、硫酸钾0.1g、纳米硅藻土0.02g，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌，发泡，利用模具切割得到杯状的块状环保植生基质，基质的尺寸为直径为30mm、高50mm的圆柱体，一端顶端有深20mm的切缝，植物放在其中，利于植物固定。本实施例中采用聚氨酯泡沫作为基质的框架结构，同时添加入营养物质，得到环保植生基质，营养物质中包含纳米硅，纳米硅的表面积大、表面活性原子多，不饱和的原子具有很大的结合能，对氮磷钾的吸附能力增强，在提高肥料利用率的同时有利于减少基质施肥的次数及用量，节省劳动力，降低成本。在本实施例中采用纳米硅藻土，纳米硅藻土是矿石资源加工成纳米材料，具有养分功能，满足作物的生长需要，提高种植作物的品质，为建设海绵城市提供物质保障。

实施例2：

取35质量份的聚氨酯组合料A和45质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入营养组分和0.02质量份的保水剂聚甲基丙烯酰胺，所述营养物质中包含有机质20g、尿素0.2g、磷酸一铵0.1g、硫酸钾0.2g、纳米膨润土0.02g，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌，倒入直径50mm、高30mm的模具中直接发泡，发泡后得到环保植生基质。植物放在其中，利于植物固定。将固定植物的基质杯安装在墙体绿化中。

实施例3：

取25质量份的聚氨酯组合料A和32.5质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入营养组分和0.02质量份的保水剂聚甲基丙烯酰胺，所述营养物质中包含有机质23g、硝酸铵0.2g、磷酸二铵0.1g、氯化钾0.2g、硅酸钾0.1g，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌，加入脲醛树脂溶液20g，发泡，得到环保植生基质。利用模具切割得到杯状的块状基质，基质的尺寸为直径为30mm、50mm、高50mm的圆柱椎体，直径大的一端有深20mm的切缝，植物放在其中，利于植物固定。将固定植物的基质杯安装在垂直绿化中。本实施例中采用聚氨酯与脲醛树脂的复合泡沫作为基质的框架结构，同时加入植物生长所需要的有机质、氮磷钾等，来作为植物生长的基质，在聚氨酯泡沫中加入脲醛树脂既可以保证材料的强度，又可以调节材料的孔隙度。本发明所述环保植生基质能够加工成多种形态，可以是发泡制成环保植生基质后，加工成不同形状，也可以是发泡过程中置于不同形状的模具中，在模具中发泡制成不同形状，可以满足立体绿化中不同植物生长的需要，更利于提高景观效果。

实施例4：

取10质量份的聚氨酯组合料A和8质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入营养组分和0.01质量份的保水剂，所述营养物质中包含10质量份的腐殖酸、0.2质量份的硝酸铵、0.1质量份的磷酸二铵、0.2质量份的氯化钾、0.01质量份的硝酸钙、0.01质量份的硝酸镁、0.1质量份的纳米二氧化硅，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌，加入10质量份的脲醛树脂溶液，发泡，得到环保植生基质。

实施例5：

取40质量份的聚氨酯组合料A和50质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入营养组分和0.05质量份的保水剂，所述营养物质中包含30质量份的草炭土、0.4质量份的硝酸铵、0.3质量份的磷酸二铵、0.5质量份的氯化钾、0.02质量份的硝酸钙、0.02质量份的硝酸镁、0.4质量份的纳米二氧化硅，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌，加入30质量份的脲醛树脂溶液，发泡，得到环保植生基质。

对比例1：

参照专利CN101134803A，制备脲醛树脂，取有机质10g、尿素0.1g、磷酸一铵0.1g、硫酸钾0.1g、纳米硅藻土0.02g和0.01质量份的保水剂聚甲基丙烯酰胺，制备营养液，将脲醛树脂浸泡在营养液中得到基于脲醛树脂的泡沫基质。

对比例2：

参照专利CN101134803A，制备脲醛树脂，取有机质20g、尿素0.2g、磷酸一铵0.1g、硫酸钾0.2g、纳米膨润土0.02g和0.02质量份的保水剂聚甲基丙烯酰胺，制备营养液，将脲醛树脂浸泡在营养液中得到基于脲醛树脂的泡沫基质。

对比例3：

参照专利CN101134803A，制备脲醛树脂，取有机质23g、硝酸铵0.2g、磷酸二铵0.1g、氯化钾0.2g、硅酸钾0.1g和0.02质量份的保水剂聚甲基丙烯酰胺，制备营养液，将脲醛树脂浸泡在营养液中得到基于脲醛树脂的泡沫基质。

分别利用实施例1-3和对比例1-3制备得到的基质采用播种种子的方式种植三叶草分别考察三叶草的发芽率，得到结果如表1所示。从表1中可以看出，本发明所述环保植生基质

表1不同基质种植三叶草的发芽率对比

基质	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							发芽率%	98	97	98	95	94	95

分别利用实施例1-3和对比例1-3制备得到的基质采用扦插种植的方式种植佛甲草，分别考察佛甲草的覆盖率，得到结果如表2所示。

表2不同基质种植佛甲草的覆盖率对比

基质	实施例1	实施例2	实施例3	对比实施例1	对比实施例2	对比实施例3
							覆盖率%	95	96	98	91	90	93

利用基于聚氨酯的基质可以在坡度为45°的边坡流涎发泡，利用材料的粘结性与边坡表面结合，种植佛甲草。长势良好。而脲醛树脂无法现场发泡。同时，脲醛树脂容易粉化，而聚氨酯则强度相对较大，粘结性强。在材料中适当加入脲醛树脂则可调节基质的强度和孔隙度，同时含有氮源，为基质提供更大的氮养分的来源。

Claims (10)

1.一种环保植生基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：取10-40质量份的聚氨酯组合料A和8-50质量份的组合料B，组合料A为含有多异氰酸酯的组合料，组合料B为含有多元醇的组合料，向所述组合料B中加入5-30质量份的营养组分和0.01-0.05质量份的保水剂，将所述组合料A和所述组合料B混合搅拌。

2.根据权利要求1所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述S1后还包括S2：向S1所得物料中加入10-30质量份的脲醛树脂溶液，搅拌发泡，得到环保植生基质。

3.根据权利要求3所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述S2的具体步骤为：向S1所得物料中加入10-30质量份的脲醛树脂溶液，混合均匀，将发泡过程中的物料放入模具中，得到成型的环保植生基质。

4.根据权利要求1所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述S1后还包括S2：将S1所得物料搅拌发泡，将发泡过程中的物料放入模具中，得到成型的环保植生基质。

5.根据权利要求1所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述S1中所述组合料A和所述组合料B的质量比为1：0.8-1.5。

6.根据权利要求1所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述营养组分包括含硅物质，所述含硅物质为纳米硅藻土、纳米膨润土、纳米二氧化硅中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述营养组分包括有机质。

8.根据权利要求7所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述有机质包括腐殖酸、草炭土、有机肥、秸秆废碎料、酒糟中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述营养组分中包括氮肥、磷肥和钾肥。

10.根据权利要求6所述的环保植生基质的制备方法，其特征在于，所述营养组分包括含钙物质。