CN1077869C - 生长介质及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种能支持植物生存的生长介质包括水分保持组分和土壤。该水分保持组分可为保持水分的谷粒磨料，糠或短矿棉纤维。一种制造该生长介质的方法包括如下步骤：提供水分保持组分和土壤，将水分保持组分施于土壤并将水分保持组分混入土壤中，以将水分保持组分分配在土壤中，从而改进土壤的水分保持能力。尤其在与动物排泄物混合时，植物体除缓慢释放养料外，还有助于生长介质的水分保持性能。

Description

生长介质及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种生长介质及制造该生长介质的方法。具体地说，本发明涉及一种包括与土壤混合的水分保持组分和缓释的富氮有机组分的生长介质。该水分保持组分可以为与各种植物纤维均匀混合的保持水分的合成物质，如切割成小片的短矿棉纤维。可少量加入谷粒磨料(polish)或糠以增加水分保持能力并作为养料。

发明背景

植物将根伸入土壤中以从中吸收用于植物生长的水和养料。土壤中的水可被植物吸收，受太阳或风的作用而蒸发，或被更深地吸收到根所不能达到的土壤中。蒸发或被更深地吸收到土壤中的水不能供给植物用于维持植物生长。在水供给有限或需要水土保持的环境中这尤为麻烦，因为大量供给土壤用于植物生长的水损失掉。

通常，希望耕种土壤不要靠近充裕的水供应。为完成这种耕种，土地通常由从远距离或深井取来的水灌溉。然而，因为该土壤不适于植物生长，所以存在水因从土壤蒸发或被更深地吸收到土壤中而被浪费和损失的较大趋势。

沙漠本身具有很少的水且通常为砂土，通常不适于耕种，而且常常不能支持植物的生存。刮风地区和多石地区也提供较差的生长条件且常常不能支持植物的生存。这种植物生命的不存在通常使土地不能被动物栖息。

农业行业需要改进的水土保持同时维持植物生长，且需要增加可用最少量的水支持植物生长的土地量。本发明满足了这些需要中的至少某一些。

发明概述

本发明涉及一种具有增强的供养植物的能力的生长介质。这一增强因该生长介质具有水分保持能力以使水易于被植物的根所得到而完成。该生长介质包括与水分保持组分混合的土壤，该水分保持组分可以是保持水分的谷粒磨料或糠，植被(vegetation)和矿棉短纤维。该生长介质中可存在动物排泄物和/或死植物体(dead vegetative matter)。可将谷粒磨料或糠加入该混合物中。

本发明也涉及一种制造具有增强的供养植物的能力的生长介质的方法，即提供可为保持水分的矿棉和死植物体如切断的植物茎和/或泥炭的水分保持组分，提供土壤，将水分保持组分施加于土壤以及混合水分保持组分和土壤以将水分保持组分分配在土壤中，从而改进土壤的水分保持能力。优选地，水分保持组分通过分配在其中待混入该水分保持组分的土壤上层而施用。

生长介质可以是水分保持组分与待施用到土壤的种子的混合物。在生长介质中也可存在与植物纤维如切断的植物茎，例如玉米或泥炭混合的氮源，优选缓释氮源如动物排泄物。

当需要降低施用于植物以供养植物所需水量时，该生长介质尤其有用。与缺乏水分保持组分的土壤相比，水的这一降低是维持植物生长的提高。

生长介质有用的环境包括发生缺水的环境，水土保持重要的环境和土壤不能按需要的那样很好地保持水分的环境。当土壤为砂和环境为沙漠环境时本发明尤其有用。该生长介质的各种组分降低了砂的孔隙度。

该生长介质可施用于多石地域以利于植物生长。在该情况下无需表土。

本发明的许多其他优点和特征将从本发明的如下详细描述变得容易明了。

优选实施方案的详细描述

尽管本发明容许许多不同形式的实施方案，但只说明本发明的优选实施方案。然而应明白的是本公开应认为是对本发明方法的举例而不是用来将本发明限制于所述实施方案。

本发明的生长介质包括与土壤混合的水分保持组分。该水分保持组分为保持水分的短矿棉纤维，植被和谷粒磨料或糠。该水分保持组分保持生长介质中的水。根延伸到该生长介质中的植物接近该水，因而得以被供养。

另外，该生长介质可以是水分保持组分，含氮有机组分和施用于土壤的种子的混合物。

该生长介质可通过将水分保持组分与土壤在能切断短矿棉纤维和植物茎的常规混合器中混合而制造。优选该生长介质为均相。然后可通过喷雾或散布而将该生长介质施用于土壤上层。

优选通过常规地将水分保持组分喷雾或散布于土壤上层而就地制造生长介质。然后用常规的农具如犁、耙、翻土机等将水分保持组分翻入土壤中以生产生长介质。选择水分保持组分混入土壤中的深度以提供所需厚度的生长介质层。

生长介质还可包括任意性可有可无的，优选干燥的组分如动物排泄物，死植物体，植物种子等。

水分保持组分包括短矿棉纤维和/或保持水分的植物体如切断的植物茎(如玉米，甘蔗和向日葵茎)中的至少一种。土壤，尤其是砂的孔隙度由水分保持组分和其他组分降低，尤其是当水分保持组分为切断的矿棉，植物体和/或谷粒磨料时。目前相信孔隙度的降低有助于生长介质的水分保持能力。

短矿棉纤维长度应使纤维具有很少缠结和纤维能与土壤和生长介质的其他任意性可有可无的组分混合。短矿棉纤维的聚集体是松散的，这使得生长介质相对松散和具有低密度。优选纤维不会引起生长介质的凝集，凝集要求额外的处理以分开凝块。若形成凝块，它们不会不利地影响水分保持或生长介质。适用于本文的矿棉代表是褐块石棉，玻璃棉等。

土壤可以是能或不能维持植物生长的任何土壤。不能维持植物生长的优选土壤是砂。

水分保持组分以有效增加土壤的水分保持的量存在于生长介质中。优选混合前水分保持组分的厚度与水分保持组分待混入其中的土壤的厚度之比为约1∶1至约1∶10，更优选厚度比为约1∶3至1∶8。水分保持组分与土壤的优选重量比为约1∶4至约1∶50，更优选该重量比为约1∶12至约1∶40。优选水分保持组分与土壤的比例在上述范围中的至少一个之中。

生长介质可用于植物界的活体部分。优选地，该植物为蔬菜，谷物，或用于美化或用于提供原料。

选择生长介质可含有的动物排泄物以在生长过程中给植物提供额外的养料并具有不会不利地影响植物生长的组成。不同植物具有不同的养料需求，动物排泄物可用来提供这些养料需求中的一些。排泄物可以与水分保持组分，土壤或生长介质混合。

适用于生长介质中的动物排泄物的代表是鸡粪，牛粪，污水淤渣肥料等。

生长介质的死植物体已用于促进动物排泄物的收集。例如，植物体可能已散布在动物栏的地面上。动物将排泄物排于植物体上且排泄物在其上干燥。该具有动物排泄物的植物体然后被收集并用于生长介质中。可将磷酸盐加入植物体和动物排泄物中。植物体可与排泄物或不与排泄物一起被切断，以利于与生长介质的剩余部分混合。植物体可用混合器浆叶切断。植物体可在其上无动物排泄物情况下使用。植物体可与水分保持组分，土壤或生长介质混合。植物体可被先堆制堆肥，以使土壤具有缓释的富氮有机物质，从而对植物提供优异的养料。这种天然肥料可生产出更好和更健康的作物。富氮的天然有机植物体可消除可能对土壤有害的化学肥料的使用。

适用于生长介质的死植物体的代表为稻草，干草，植物(如玉米)茎，泥炭等。

当就地生产生长介质且待播种于生长介质的植物种子较小时，极希望在施用于土壤上层前将水分保持组分与种子混合。该混合物可使用喷射泵施用。另外，种子可与土壤或生长介质混合。

代表性蔬菜包括西红柿，黄瓜，甜瓜，荚果，土豆，羽扇豆，鹰嘴豆等。代表性谷物包括大麦，小麦，大豆，玉米等。代表性美化植物包括草地，紫花苜蓿等。用于提供原料的代表性植物包括黄麻，棉花等。

在植物生长过程中不必给植物施用常规的化学肥料，杀虫剂，除草剂等，因为生长介质混合物可给土壤提供富足的天然有机养料。

约0.5-约5厘米(cm)厚的生长介质层可用于许多植物如草地，蔬菜，谷物等。这些植物的根将伸入生长介质。某些根能穿过生长介质伸入生长介质下面的土壤中，以为植物提供额外的稳定性。伸入土壤中的根的旁枝可吸收水并可向上传送至具有水的生长介质中。对于更大的植物如灌木，树等，需要较厚的生长介质层。

另外，当生长介质为水分保持组分与植物种子的混合物时，该生长介质可施用于土壤的上层而不必混入土壤中。这种方法在难以将生长介质混入土壤中的区域中尤其有用。优选该生长介质以约0.5至1cm的厚度施用。

使用由与粪肥混合的作水分保持组分的稻谷磨料与来自靠近Mansoura的埃及东北部沙漠的砂作土壤制成的生长介质进行试验。各试验的对照使用单独的砂或与肥料混合的砂进行。

在一个试验中，通过分别以1∶1cm，1∶3cm，1∶5cm，1∶7cm和1∶7cm的厚度比混合稻谷磨料和砂生产生长介质1，2，3，4和5。对照1仅为砂。将等量水引入各生长介质和对照1中。生长介质和对照1的暴露条件相同。三天过后，生长介质因较高浓度的湿稻谷磨料和较低浓度的潮稻谷磨料而在触摸时从湿至潮变化。对照1在触摸时是干燥的。该试验表明生长介质此砂更好地保持水分。

在另一试验中，通过分别以1∶3cm，1∶5cm和1∶7cm的厚度比混合稻谷磨料和砂，混合80wt％稻谷磨料和砂混合物，15wt％稻草和5wt％鸡排泄物以及种子来生产生长介质6，7和8。对照2通过混合砂，肥料和种子来生产。将生长介质6，7和8及对照2在相同条件下在外保持。以相同的时间间隔给生长介质6，7和8以及对照2提供水。分别使用1升和2升的水量测试生长介质6，7和8各自的两个样品。两个水量均导致种子的良好生长。用2升水处理对照2的一个样品，结果是种子生长不好。生长介质6，7和8的种子生长约比对照2好1.5倍。试验种子的代表包括西红柿，鹰嘴豆，茄，小麦，大麦，大豆，玉米，羽扇豆和黄麻。该试验表明生长介质可维持优越的植物生长。

若条件有利则生长介质可维持植物生长大于一个生长季节。使用生长介质获得一次以上种植的能力提高了成本有效性，因为购买和施用生长介质的成本可延伸超过一个以上生长季节。通过施用生长介质可能将不肥沃地永久地转化为肥沃地，只要良好地保持和补种该地。当植物的未收割部分犁入土地中时，它们可提供额外的氮以改善土地。与首次施加量相比，将来可将降低量的生长介质加到土地中以进一步提高水分保持性。

该生长介质使植物用较少水就能生长。使用较少的水维持植物生长的能力促进了水土保持并能使植物在诸如具有很少水且因此具有很小的维持植物生长能力的沙漠的环境中生长。该生长介质还可用于具有很少土壤的环境如多石环境中。通过将水分保持组分施于土壤上层或混入土壤中就地制备生长介质的方法提供了一种容易和经济的制造生长介质的方法。

本发明已用详细描述的具体实施方案进行说明，但应理解这些实施方案仅用于说明且本发明并不局限于此。在不背离本发明要旨的情况下各种修改和变化从本公开可显而易见且可进行，这一点将易于为本领域熟练技术人员所理解。因此，所公开产品的此类变化和修改被认为在本发明和下述权利要求书的范围之内。

Claims (16)

1、一种具有增加的供养植物的能力的生长介质，该生长介质包括：

土壤；

一种水分保持组分，其包括植被，该植被包括：

谷类磨料；和切断的植物茎；

所述水分保持组分厚度与土壤层厚度之比为1∶1至1∶10或其重量比为1∶4至1∶50，

其特征在于：所述切断的植物茎选自玉米茎、甘蔗茎和向日葵茎。

2、根据权利要求1的生长介质，其中所述水分保持组分进一步包括谷类糠。

3、根据权利要求1的生长介质，其中所述谷类为稻谷。

4、根据权利要求1的生长介质，其中所述水分保持组分进一步包括短矿棉纤维。

5、根据权利要求1的生长介质，其中所述水分保持组分进一步包括动物排泄物。

6、根据权利要求5的生长介质，其中所述动物排泄物为鸟排泄物。

7、根据权利要求1的生长介质，其中所述土壤为沙。

8、一种制造具有增加的供养植物的能力的生长介质的方法，其包括如下步骤：

提供一种水分保持组分，其包括谷类磨料和选自玉米、甘蔗和向日葵茎的植物；

提供土壤；

将水分保持组分施于土壤；和

将水分保持组分混入土壤以将水分保持组分分配在土壤中并生产生长介质：以及

待混合的水分保持组分与土壤以具有已知厚度的层且水分保持组分厚度与土壤厚度之比为1∶1至1∶10或以其重量比为1∶4至1∶50提供。

9、根据权利要求8的方法，其中所述水分保持组分进一步包括谷类糠。

10、根据权利要求8的方法，其中所述谷类为稻谷。

11、根据权利要求8的方法，其中所述水分保持组分进一步包括短矿棉纤维。

12、根据权利要求8的方法，其中所述水分保持组分进一步包括动物排泄物。

13、根据权利要求12的方法，其中所述动物排泄物为鸟排泄物。

14、根据权利要求8的方法，其中所述水分保持组分被施于土壤顶部。

15、根据权利要求8的方法，其中所述土壤为沙。

16、根据权利要求8的方法，其进一步包括如下步骤：

向生长介质中提供种子；以及

将种子混入水分保持组分或土壤的至少一种中，或同时混入水分保持组分和土壤两者之中。