CN106718748B - 一种具有养分控释功能的育苗基质块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有养分控释功能的基质块。基质的配方为：椰糠70‑80%，泥炭5‑10%，珍珠岩5‑10%，蛭石5‑10%。椰丝为基质质量的5‑10%。胶黏剂是豆蛋白改性脲醛树脂胶黏剂，其质量为基质质量的32%‑50%。胶黏剂既能粘合基质成块，降解过程中也能为苗期提供养分，苗期至生育期不用施肥。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域的育苗基质及其加工技术，特别是一种具有养分控释功能的育苗基质块及其制备方法。
背景技术
在我国，蔬菜和经济作物的种植采用育苗移栽的种植方式，传统的育苗主要依靠人工作业、费工费时、效率低下。穴盘育苗省工、省力、效率高、无菌、无病虫害、便于优良品种推广和规范育苗管理。
目前市场上的育苗基质在机械化移栽过程中，即从育苗穴盘取出到移动到地面后覆土的过程中，由于机械手的抓取力度不当以及机械的物理振动，育苗基质会有不同程度的散落，从而造成根系的损伤，定植后作物缓苗时间长等现象。并且基质育苗过程中，育苗后期苗养分不足，需在育苗期间进行多次施肥，费时费工并且肥料的利用率不高。
为了解决盘根性差的问题，很多学者做了大量的研究。例如公开号为CN101781155A的专利文献公开了一种养分缓释型蔬菜育苗基质块，采用草炭、蛭石、珍珠岩、蘑菇渣、碎秸秆、包膜控释肥、包膜控释复合肥制得了养分缓释型育苗基质块，基质的养分由聚合物包膜控释肥提供，养分含量较普通基质提高10倍以上。公开号为CN105777354 A的专利文献则公开了一种采用牛粪蚯蚓堆肥育苗基质块及其制备方法，其通过压缩成型的方法实现幼苗移栽一体化。公开号为CN104761380A的专利公开了一种适用于水稻育苗基质块，将作物秸秆、营养剂、膨胀剂等采用热压成型。公开号为CN103621353A的专利公开了一种内外基质块，其中内基质块由堆肥的园林废弃物、蛭石、珍珠岩保水剂混合压块而成，外基质块加入缓释肥和菌块组成。
这些基质块一般都需另外混入缓释肥，需要热压成型，而且利用土坨育苗，由粘性较大的土壤压制而成，其通透性差，成活率低，在浇水以及移栽过程中容易破碎伤根。目前，采用既具有粘合性又具有养分释放功能的生物降解胶黏剂来辅助基质成块的研究尚未见报道。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种既能在机械化移栽过程中防止基质散落伤根，又能够在苗生长过程中按照苗的需求提供养分的基质块，其是通过如下方法实现的：
一种具有养分控释功能的育苗基质块，其特征在于，所述基质块包含如下组分：
(a)基质：以体积百分比计，椰糠70-80％，泥炭5-10％，珍珠岩5-10％，余下为蛭石；
(b)质量为基质质量5-10％的椰丝；
(c)质量为基质质量32-50％的胶黏剂。
一种如本发明所述具有养分控释功能的育苗基质块的制备方法，具体步骤如下：
(a)制备胶黏剂：
首先，配制1mol/L尿素和0.01mol/L的氢氧化钾混合水溶液中，95℃，加入豆蛋白，搅拌反应1h，冷却后出料，获得固含量为10-15％的水解蛋白；
其次，用氢氧化钾溶液调节甲醛pH为7.0-7.5，第一次加入尿素和步骤(a)获得的水解蛋白，升温至50℃后停止加热，当温度不再继续上升时，再升温至90℃，保温半小时；
再用草酸溶液调节pH至4.5-5，到雾点后，再用氢氧化钾溶液调pH至7.5；加入剩余尿素，降温至75℃，加入中量元素(钙镁硫)和微量元素(铁锰铜锌钼硼)，保温半小时；降温至35℃放料，即获得所述胶黏剂；
其中，所加入甲醛与当量尿素的摩尔比为1.2:1，水解蛋白加入量占胶黏剂干物质质量的10-15％；
(b)配制基质
按照体积百分比含量分别量取椰糠70-80％、泥炭5-10％、珍珠岩5-10％，余量为蛭石，混合均匀；
(c)加入分别占基质质量5-10％和32-50％的椰丝和胶黏剂，混合均匀；
(d)将材料装入穴盘中，60-80℃烘干1-3h成型，即获得所述具有养分控释功能的育苗基质块。
进一步，本发明所述中量元素为钙、镁和硫中的一种或多种，微量元素为铁、锰、铜、锌、钼和硼中的一种或多种；中量元素和微量元素的添加量分别为胶黏剂质量的0.1-0.5％和0.01-0.05％。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
(1)该基质块具有较好的抗压强度，根系也能够穿透，能够与基质形成牢固的根团，成苗后能够带块移栽，适合机械化作业，大大减少人工，提高工作效率，降低成本。
(2)本发明合理的选择了主料(基质)、辅料(椰丝)和胶黏剂，因此基质块理化性状科学合理，植株生长健壮，苗期至生育期不用施肥，胶黏剂降解过程中释放养分，甚至可以在定植后继续为植株提供养分，简化了人工对穴盘育苗的管理，适用于蔬菜、花卉、苗木等多个品种的育苗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1制备具有养分控释功能的育苗基质块
1、制备胶黏剂
配制终浓度分别为1mol/L尿素和0.01mol/L的氢氧化钾混合水溶液，加热到95℃，向其中加入大豆蛋白，加热搅拌1h，然后自然冷却出料，获得固含量为15％的水解蛋白(具体操作过程中，水解蛋白的固含量可以在10-15％范围内选择)；
将甲醛加入反应釜中，用(质量分数为20％)氧化钾溶液调pH＝7.0(具体操作过程中，pH的范围可以在7.0-7.5之间选择)；加入第一次尿素(本实施例中，第一次尿素的加入量为尿素总量的75％，具体实施过程中，可以在尿素总量70-75％之间选择)和水解蛋白，将温度升至50℃时停止加热，当温度不再继续上升后，再升温至90℃，在此温度下保温半小时；
然后用(质量分数为20％)草酸溶液调节pH＝4.5(具体实施过程中，pH值可以在4.5-5之间选择)，到雾点(即滴到水中后像白色雾状散开)后，用(质量分数为20％)氢氧化钾溶液调pH＝至7.5，再加入剩余尿素，降温至75℃，加入中量元素和微量元素，保温半小时后；自然降温至35℃后放料，即获得胶黏剂，其pH不小于7.0。
本实施例中，所加入甲醛与当量尿素的摩尔比为1.2：1，所加入水解蛋白占胶黏剂干物质质量的15％(具体实施过程中，水解蛋白加入量可以在胶黏剂干物质质量10-15％范围内选择)。
本实施例中，所加入的中量元素为等质量的钙元素(硝酸钙，添加量以钙元素计算，下同)、镁元素(硝酸镁)和硫元素(硫磺)，微量元素为等质量的铁元素(硫酸亚铁)、锰元素(氧化锰)、铜元素(氧化亚铜)、锌元素(氯化锌)、钼元素(钼酸钠)和硼元素(硼砂)，元素的添加量(所添加的化合物按照本领域常规方法换算成相应元素的质量)分别为胶黏剂质量的0.1％和0.02％；在具体实施过程中，中量元素和微量元素的加入量可以在胶黏剂质量0.1-0.5％和0.01-0.05％的范围内选择。
在具体实施过程中，可以按照本领域的常规方法选择含有上述中量元素和微量元素的化合物，如钙可以选择硝酸钙、碳酸钙、过磷酸钙等；镁可以选择硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、氧化镁等；硫可以选择生石膏、硫磺、硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、硫硝酸铵、硫酸锌等，铁可以选择硫酸亚铁、硫酸亚铁铵等；锰可以选择硫酸锰、氧化锰、氯化锰、碳酸锰等，铜可以选择硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜等，锌为硫酸锌、氧化锌、氯化锌等，钼可以选择仲钼酸铵、钼酸钠、三氧化钼等，硼可以选择硼砂、硼酸等。
2、制备基质
以体积百分比计，分别量取椰糠70％，泥炭10％，珍珠岩5％，余下为蛭石，混合均匀；
3、分别按照基质质量的10％和32％量取椰丝和胶黏剂，放入混合好的基质中，混合均匀；
4、将混合后的材料放入72孔数的穴盘中；将穴盘放入60℃的烘箱中，烘干时间2h成型，即获得所述具有养分控释功能的育苗基质块。
实施例2
1、制备基质
以体积百分比计，分别量取椰糠80％，泥炭5％，珍珠岩5％，余下为蛭石，混合均匀；
2、分别按照基质质量8％、50％量取椰丝和胶黏剂(实施例1制备)，放入混合好的基质中，混合均匀；
3、将混合后的材料放入72孔数的穴盘中；将穴盘放入60℃的烘箱中1h，烘干成型，即获得所述具有养分控释功能的育苗基质块。
实施例3
1、制备基质
以体积百分比计，分别量取椰丝70％，泥炭10％，珍珠岩10％，余下为蛭石，混合均匀；
2、分别按照基质质量10％、50％量取椰丝和胶黏剂(实施例1制备)，放入混合好的基质中，混合均匀；
3、将混合后的材料放入72孔数的穴盘中；将穴盘放入60℃的烘箱中，3h烘干成型，即获得所述具有养分控释功能的育苗基质块。
实施例4黄瓜育苗实验
未固化基质：出未添加胶黏剂外，其他制备方法与实施例1相同。
将实施例1-3获得的基质块均按照下述步骤进行黄瓜育苗，同时以未固化基质作为对照例：1、将穴盘中淋水至基质块全部润透，将黄瓜种子(新津春4号)放入基质块的中心部位，每个基质块中放入一粒黄瓜种子，覆盖1厘米厚的未固化的基质，控制温度25-30℃，苗期均不进行施肥，按照常规方法育苗，所得黄瓜种子的出苗率和达到定植标准生长天数如表1所示：
表1不同配方的基质块黄瓜出苗率和达到定植标准生长天数
待黄瓜苗成长达到定植标准为四叶一心时，检测实施例1基质块的理化性质，如表2所示：
表2基质块的基本理化性状
从表2中可以看出，普通基质块的养分含量为5.1％，普通基质为2.9％。基质块育苗后氮磷钾总量减少了43.13％，pH值基本不变。而普通的基质块养分只减少了34.48％。因此，加入的粘合剂既能粘合基质成块，降解过程中也能为苗期提供养分。
Claims (4)
1.一种具有养分控释功能的育苗基质块，其特征在于，所述基质块包含如下组分：
（a）基质：以体积百分比计，椰糠70-80%，泥炭 5-10%，珍珠岩5-10%，余下为蛭石；
（b）质量为基质质量5-10%的椰丝；
（c）质量为基质质量32-50%的胶黏剂；
所述胶黏剂是通过如下方法制备的：
（a）配制终浓度分别为1mol/L尿素和0.01mol/L的氢氧化钾混合水溶液，95℃，加入豆蛋白，搅拌反应1h，自然冷却后，获得固含量为10-15%的水解蛋白；
（b）用氢氧化钾溶液调节甲醛pH为7.0-7.5，第一次加入尿素以及步骤（a）获得的水解蛋白，升温至50℃后停止加热，当温度不再继续上升时，再升温至90℃，保温半小时；
用草酸溶液调节pH至4.5-5，到雾点后，再用氢氧化钾溶液调pH至7.5；加入剩余尿素，降温至75℃，加入中量元素和微量元素，保温半小时；降温至35℃，即获得所述胶黏剂；
其中，所加入甲醛与当量尿素的摩尔比为1.2：1，水解蛋白加入量占胶黏剂干物质质量的10-15%；
第一次加入尿素质量为所加入尿素总质量的70%-75%。
2.如权利要求1所述具有养分控释功能的育苗基质块的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（a）制备胶黏剂：
首先，配制1mol/L尿素和0.01mol/L的氢氧化钾混合水溶液中，95℃，加入豆蛋白，搅拌反应1h，冷却后出料，获得固含量为10-15%的水解蛋白；
其次，用氢氧化钾溶液调节甲醛pH为7.0-7.5，第一次加入尿素和步骤（a）获得的水解蛋白，升温至50℃后停止加热，当温度不再继续上升时，再升温至90℃，保温半小时；
再用草酸溶液调节pH至4.5-5，到雾点后，再用氢氧化钾溶液调pH至7.5；加入剩余尿素，降温至75℃，加入中量元素和微量元素，保温半小时；降温至35℃，即获得所述胶黏剂；
其中，所加入甲醛与当量尿素的摩尔比为1.2：1，水解蛋白加入量占胶黏剂干物质质量的10-15%；
（b）配制基质
按照体积百分比含量分别量取椰糠70-80%、泥炭 5-10%、珍珠岩5-10%，余量为蛭石，混合均匀；
（c）加入分别占基质质量5-10%和32-50%的椰丝和胶黏剂，混合均匀；
（d）将材料装入穴盘中，60-80℃烘干1-3 h，即获得所述具有养分控释功能的育苗基质块。
3.根据权利要求2所述具有养分控释功能的育苗基质块的制备方法，其特征在于，所述中量元素为钙、镁和硫中的一种或多种，微量元素为铁、锰、铜、锌、钼和硼中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述具有养分控释功能的育苗基质块的制备方法，其特征在于，中量元素和微量元素的添加量分别为胶黏剂质量的0.1-0.5%和0.01-0.05%。
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