CN110089234A - 一种退化草地修复用植被毯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,步骤如下:本复合植被毯采用非织造针刺技术将木棉纤维、废旧棉纤维、椰壳纤维制作的针刺毡作为储水层,生物质结皮作为种子层,湿法非织造技术将黄麻和废旧棉纤维制作的薄非织造布,最后利用稻草植物将储水层、种子层和湿法非织造布编结在一起制成。本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,该种植被毯不仅提高了植被毯的种子发芽率,而且非常有希望大规模应用于退化草地恢复工程,并为废旧棉纤维的处理与应用探索出一条新的道路。
Description
技术领域
本发明属于纺织科学与工程技术领域,具体涉及一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法。
背景技术
近年来,我国草原的植被覆盖率仍处于较低水平,对草地退化的综合整治工作仍存在较大压力。草地的退化不仅仅会导致地区的生态系统遭到一定程度的破坏,也会造成区域生产力退化、水土流失加剧等一系列问题。提高草原的植被覆盖率,解决草地退化问题,这正是我国经济可持续发展的必然趋势。
针对草地荒漠化引起的诸多生态问题,现阶段人工植被恢复技术是现阶段普及范围最广的方式之一。目前,国内研究者还鲜有将植被毯技术应用于退化草地恢复工程上来。国内外研究者的主要研究及产品应用都主要集中在边坡防护和公路绿化等项目上,且大部分的产品都是以不可降解的化学纤维或者可降解纤维与化学纤维混合制备而成。目前,少有研究者将植被毯这种性价比较高的工程技术应用到退化草地修复上来或者开发出一种完全可降解的植被毯产品。
植被毯对于退化草地的修复工程有着较大的优势。植被毯覆盖区域不仅能有效降低短时强降雨对地面的冲击力,有效避免水土流失、泥石流等自然灾害的发生,而且可以有效增加地面粗糙率,在水土保持中发挥重要作用,因此本方法将能够在一定程度上推广植被毯工程技术,并为退化草地恢复提供一种新颖的思路。
本发明将以木棉纤维、废旧棉纤维、椰壳纤维三种可降解纤维为原料,开发出一种复合型植被毯。该复合植被毯上下表层由稻草机织物组成,中间为湿法非织造布表层和含有生物质结皮层的种子层,种子层下为一层由多种纤维按照不同比例复合而成的非织造针刺储水层。该复合植被毯具有低成本、可降解、易安装等特点,因此用其制备的复合植被毯可以应用于退化草地恢复工程。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,这种植被毯具有低成本、可降解、易安装等特点,可以应用于退化草地恢复工程等方面,同时提高了废旧棉纤维的利用率。
本发明所采用的技术方案是,利用一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1:取稻草机织物,用稻草将所述的稻草机织物拧成绳状物,然后在木制框架上将所述的绳状物织造成草垫;
步骤2:取干燥废旧的棉纤维和脱胶后的黄麻纤维,将所述的棉纤维、所述的黄麻纤维与Na2CO3和H2O2混合,将上述混合后的原料与水混合后蒸煮,将蒸煮后的原料充分洗涤,后利用打浆机对所述的蒸煮后的原料进行打浆处理,得到浆料;将配置好的浆料进行成网加工,制得湿法非织造布表层;
步骤3:采集选取生物结皮,铲取结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子,然后将所述的结皮层粉碎,过筛网筛除杂质,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;
步骤4:采用木棉纤维、废旧的棉纤维和椰壳纤维三种纤维,采用不同纤维配比的方式混和均匀,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在所述的生物结皮种源中加入培养剂促进生物结皮种源的发育,所述的培养剂包含硝酸铵、葡萄糖、沙蒿胶;制备种子层,将所述的种子层均匀的铺在所述的储水层之上;结皮种源与所述的培养剂按质量1:1比例混合均匀制成薄层,均匀的铺在所述的湿法非织造布表层之下,所述的种子层之上。
进一步地,步骤1中所述的稻草长度范围为90-95cm;所述的稻草数量为8-10根;所述的的绳状物直径为1.2-1.4cm;所述的草垫大小为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm、重量为2000g/m2。
进一步地,所述步骤2中所述的的棉纤维为100g,所述的的黄麻纤维为5g,所述的Na2CO3为4.5g,所述的的H2O2为6.0g,将上述混合后的原料与水按照固液质量体积比为1:5混合后蒸煮165min;所述的浆料的打浆度为60°SR;所述的湿法非织造布表层的平方米克重为25-35g/m2。
进一步地,所述步骤3中所述的的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮。
进一步地,所述步骤3中所述的结皮层的厚度为1-10mm,所述的筛网为2mm筛。
进一步地,所述步骤4中木棉纤维为25mm×0.7dtex、棉纤维为32mm×2.1dtex、椰壳纤维为80mm×4.5dtex,木棉纤维与废旧棉纤维与椰壳纤维的配比为10:20:70或30:20:50或40:20:40。
进一步地,所述步骤5中所述的培养剂中的硝酸铵为6.4g/m2,葡萄糖为78g/m2,沙蒿胶为3.2g/m2;将50g/m2所述的结皮种源与所述的培养剂按质量1:1的比例混合均匀,制成3-5mm的薄层,所述的种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,所述的种子层的厚度为2-3mm。
有益效果
(1)本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,通过原料价格调查及合理预期,本发明制备的植被毯成本低廉,市场竞争大。
(2)本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,优选木棉纤维、废旧棉纤维和椰壳纤维三种可降解纤维,并结合人工生物质结皮技术加工而成。本发明采用的植被毯与人工生物质结皮交替储水的原理(即在前期植被毯起主要的储水作用,后期随着植被毯的逐步降解和人工生物质结皮的发育完善,生物质结皮起主要储水作用),有效避免了对被修复土壤存在的二次伤害风险。
(3)用本发明所提供的方法制备出的植被毯,安装便捷,易于推广,能够较好的节约安装过程中的人力成本,相较于其他性能相近的植被毯在安装过程中,往往分为“土地整理”“基层铺设”、“种子撒播”、“表层栅格结构安装”“植被养护”五个主要步骤,而按照本发明所制备出的产品仅需要“土地整理”、“植被毯铺设”、“植被养护”三个步骤即可完成,这大大降低了植被毯铺设过程中的人力成本,使大规模、高效率、低成本的退化草地恢复成为可能。
(4)本发明通过改良传统植被毯的种子层,将单层种子层改良为含有生物质结皮、湿法非织造布表层和种子层的三层结构,在改善土壤相容性的同时,提高了植被毯的种子发芽率。提高了植被毯土地相容性,有效解决了现有植被毯土地修复工程中长存在的植被毯难与土地相容的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为按照本发明“一种退化草地修复用植被毯的制备方法”生产的的植被毯的结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明,但本发明不受实施例的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确规定和限定,术语“制备”、“制成”、“采集”、“取得”、“加入”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下实施方式中所用原料、设备和方法,未经特殊说明,均为本领域常规仪器和方法,均可通过商业渠道获得。
实施例1
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:稻草机织物用8根稻草拧成直径为1.2cm的绳状,然后在木制框架上织造成规格为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm的草垫,草垫的重量为2000g/m2;
步骤2:取100g干燥废旧棉纤维,5g脱胶后的黄麻纤维,将其与4.5gNa2CO3、6.0gH2O2混合,将原料与水混合后(固液质量体积比为1:5)蒸煮165min;将蒸煮后的浆料充分洗涤,后利用打浆机分别对原料进行打浆处理,控制浆料的打浆度为60°SR;在废旧棉纤维原料均制备完成后,将配置好的浆料进行成网加工,最终制得平方米克重为32g/m2的表层用湿法非织造布;
步骤3:采集选取发育良好的生物结皮,铲取表层4mm厚的结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子等,粉碎,过2mm筛,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;所述的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮;
步骤4:采用木棉纤维25mm×0.7dtex/废旧棉纤维32mm×2.1dtex/椰壳纤维80mm×4.5dtex,按照木棉纤维/废旧棉纤维/椰壳纤维配比为10/20/70均匀混和,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在生物质结皮中加入培养剂硝酸铵(6.4g/m2)、葡萄糖(78g/m2)以及少量的沙蒿胶(3.2g/m2)促进生物质结皮的形成及发育。结皮种源(50g/m2)与培养剂按质量1:1比例混合均匀,制成3mm的薄层,均匀的铺在湿法非织造表层之下,种子层之上;种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,厚度在2mm左右,均匀的铺在储水层之上。
实施例2
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:稻草机织物用9根稻草拧成直径为1.3cm的绳状,然后在木制框架上织造成规格为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm的草垫,草垫的重量为2000g/m2;
步骤2:取100g干燥废旧棉纤维,5g脱胶后的黄麻纤维,将其与4.5gNa2CO3、6.0gH2O2混合,将原料与水混合后(固液质量体积比为1:5)蒸煮165min;将蒸煮后的浆料充分洗涤,后利用打浆机分别对原料进行打浆处理,控制浆料的打浆度为60°SR;在废旧棉纤维原料均制备完成后,将配置好的浆料进行成网加工,最终制得平方米克重为34g/m2的表层用湿法非织造布;
步骤3:采集选取发育良好的生物结皮,铲取表层6mm厚的结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子等,粉碎,过2mm筛,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;所述的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮;
步骤4:采用木棉纤维25mm×0.7dtex/废旧棉纤维32mm×2.1dtex/椰壳纤维80mm×4.5dtex,按照木棉纤维/废旧棉纤维/椰壳纤维配比为30/20/50均匀混和,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在生物质结皮中加入培养剂硝酸铵(6.4g/m2)、葡萄糖(78g/m2)以及少量的沙蒿胶(3.2g/m2)促进生物质结皮的形成及发育。结皮种源(50g/m2)与培养剂按质量1:1比例混合均匀,制成4mm的薄层,均匀的铺在湿法非织造表层之下,种子层之上;种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,厚度在3mm左右,均匀的铺在储水层之上。
实施例3
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:稻草机织物用10根稻草拧成直径为1.4cm的绳状,然后在木制框架上织造成规格为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm的草垫,草垫的重量为2000g/m2;
步骤2:取100g干燥废旧棉纤维,5g脱胶后的黄麻纤维,将其与4.5gNa2CO3、6.0gH2O2混合,将原料与水混合后(固液质量体积比为1:5)蒸煮165min;将蒸煮后的浆料充分洗涤,后利用打浆机分别对原料进行打浆处理,控制浆料的打浆度为60°SR;在废旧棉纤维原料均制备完成后,将配置好的浆料进行成网加工,最终制得平方米克重为34g/m2的表层用湿法非织造布;
步骤3:采集选取发育良好的生物结皮,铲取表层8mm厚的结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子等,粉碎,过2mm筛,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;所述的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮;
步骤4:采用木棉纤维25mm×0.7dtex/废旧棉纤维32mm×2.1dtex/椰壳纤维80mm×4.5dtex,按照木棉纤维/废旧棉纤维/椰壳纤维配比为40/20/40均匀混和,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在生物质结皮中加入培养剂硝酸铵(6.4g/m2)、葡萄糖(78g/m2)以及少量的沙蒿胶(3.2g/m2)促进生物质结皮的形成及发育。结皮种源(50g/m2)与培养剂按质量1:1比例混合均匀,制成5mm的薄层,均匀的铺在湿法非织造表层之下,种子层之上;种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,厚度在3mm左右,均匀的铺在储水层之上。
实施例4
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:稻草机织物用9根稻草拧成直径为1.4cm的绳状,然后在木制框架上织造成规格为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm的草垫,草垫的重量为2000g/m2;
步骤2:取100g干燥废旧棉纤维,5g脱胶后的黄麻纤维,将其与4.5gNa2CO3、6.0gH2O2混合,将原料与水混合后(固液质量体积比为1:5)蒸煮165min;将蒸煮后的浆料充分洗涤,后利用打浆机分别对原料进行打浆处理,控制浆料的打浆度为60°SR;在废旧棉纤维原料均制备完成后,将配置好的浆料进行成网加工,最终制得平方米克重为35g/m2的表层用湿法非织造布;
步骤3:采集选取发育良好的生物结皮,铲取表层10mm厚的结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子等,粉碎,过2mm筛,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;所述的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮;
步骤4:采用木棉纤维25mm×0.7dtex/废旧棉纤维32mm×2.1dtex/椰壳纤维80mm×4.5dtex,按照木棉纤维/废旧棉纤维/椰壳纤维配比为10/20/70均匀混和,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在生物质结皮中加入培养剂硝酸铵(6.4g/m2)、葡萄糖(78g/m2)以及少量的沙蒿胶(3.2g/m2)促进生物质结皮的形成及发育。结皮种源(50g/m2)与培养剂按质量1:1比例混合均匀,制成3mm的薄层,均匀的铺在湿法非织造表层之下,种子层之上;种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,厚度在3mm左右,均匀的铺在储水层之上。
实施例5
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:稻草机织物用10根稻草拧成直径为1.2cm的绳状,然后在木制框架上织造成规格为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm的草垫,草垫的重量为2000g/m2;
步骤2:取100g干燥废旧棉纤维,5g脱胶后的黄麻纤维,将其与4.5gNa2CO3、6.0gH2O2混合,将原料与水混合后(固液质量体积比为1:5)蒸煮165min;将蒸煮后的浆料充分洗涤,后利用打浆机分别对原料进行打浆处理,控制浆料的打浆度为60°SR;在废旧棉纤维原料均制备完成后,将配置好的浆料进行成网加工,最终制得平方米克重为30g/m2的表层用湿法非织造布;
步骤3:采集选取发育良好的生物结皮,铲取表层6mm厚的结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子等,粉碎,过2mm筛,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;所述的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮;
步骤4:采用木棉纤维25mm×0.7dtex/废旧棉纤维32mm×2.1dtex/椰壳纤维80mm×4.5dtex,按照木棉纤维/废旧棉纤维/椰壳纤维配比为30/20/50、均匀混和,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在生物质结皮中加入培养剂硝酸铵(6.4g/m2)、葡萄糖(78g/m2)以及少量的沙蒿胶(3.2g/m2)促进生物质结皮的形成及发育。结皮种源(50g/m2)与培养剂按质量1:1比例混合均匀,制成5mm的薄层,均匀的铺在湿法非织造表层之下,种子层之上;种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,厚度在2mm左右,均匀的铺在储水层之上。
实施例6
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:稻草机织物用10根稻草拧成直径为1.4cm的绳状,然后在木制框架上织造成规格为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm的草垫,草垫的重量为2000g/m2;
步骤2:取100g干燥废旧棉纤维,5g脱胶后的黄麻纤维,将其与4.5gNa2CO3、6.0gH2O2混合,将原料与水混合后(固液质量体积比为1:5)蒸煮165min;将蒸煮后的浆料充分洗涤,后利用打浆机分别对原料进行打浆处理,控制浆料的打浆度为60°SR;在废旧棉纤维原料均制备完成后,将配置好的浆料进行成网加工,最终制得平方米克重为33g/m2的表层用湿法非织造布;
步骤3:采集选取发育良好的生物结皮,铲取表层1mm厚的结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子等,粉碎,过2mm筛,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;所述的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮;
步骤4:采用木棉纤维25mm×0.7dtex/废旧棉纤维32mm×2.1dtex/椰壳纤维80mm×4.5dtex,按照木棉纤维/废旧棉纤维/椰壳纤维配比为40/20/40均匀混和,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在生物质结皮中加培养剂入硝酸铵(6.4g/m2)、葡萄糖(78g/m2)以及少量的沙蒿胶(3.2g/m2)促进生物质结皮的形成及发育。结皮种源(50g/m2)与培养剂按质量1:1比例混合均匀,制成5mm的薄层,均匀的铺在湿法非织造表层之下,种子层之上;种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,厚度在3mm左右,均匀的铺在储水层之上。
本发明一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,优选木棉纤维、废旧棉纤维、椰壳纤维三种可降解纤维通过合理的原料配比及工艺选择,并结合人工生物质结皮技术,制备出一种低成本、可降解、易安装的多层复合植被毯;制备出了一种以可降解废弃物为原料的植被毯,在开发出一种可降解植被毯的同时也为废旧棉纤维的处理与应用探索出一条新的道路;选用的棉纤维为纺织废料,可以减少资源的浪费,提高纺织废料的利用率,同时也可以避免纺织废料的填埋和燃烧造成对环境的污染;结合人工生物质结皮技术,探索出一条提高植被毯土地相容性的新方法,可以解决现有植被毯土地修复工程中长存在的植被毯难与土地相容的问题。通过改良传统植被毯的种子层,将单层种子层改良为含有生物质结皮、种子层及湿法非织造布表层的三层结构,在改善土壤相容性的同时,提高了植被毯的种子发芽率。
Claims (7)
1.一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1:取稻草机织物,用稻草将所述的稻草机织物拧成绳状物,然后在木制框架上将所述的绳状物织造成草垫;
步骤2:取干燥废旧的棉纤维和脱胶后的黄麻纤维,将所述的棉纤维、所述的黄麻纤维与Na2CO3和H2O2混合,将上述混合后的原料与水混合后蒸煮,将蒸煮后的原料充分洗涤,后利用打浆机对所述的蒸煮后的原料进行打浆处理,得到浆料;将配置好的浆料进行成网加工,制得湿法非织造布表层;
步骤3:采集选取生物结皮,铲取结皮层,放置于阴凉处风干,同时剔除土块、石子,然后将所述的结皮层粉碎,过筛网筛除杂质,充分搅拌均匀后制成生物结皮种源备用;
步骤4:采用木棉纤维、废旧的棉纤维和椰壳纤维三种纤维,采用不同纤维配比的方式混和均匀,非织造针刺形成储水层;
步骤5:在所述的生物结皮种源中加入培养剂促进生物结皮种源的发育,所述的培养剂包含硝酸铵、葡萄糖、沙蒿胶;制备种子层,将所述的种子层均匀的铺在所述的储水层之上;结皮种源与所述的培养剂按质量1:1比例混合均匀制成薄层,均匀的铺在所述的湿法非织造布表层之下,所述的种子层之上。
2.根据权利要求1所述的一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,步骤1中所述的稻草长度范围为90-95cm;所述的稻草数量为8-10根;所述的的绳状物直径为1.2-1.4cm;所述的草垫大小为50cm×50cm、网格大小为5cm×5cm、重量为2000g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,所述步骤2中所述的的棉纤维为100g,所述的的黄麻纤维为5g,所述的Na2CO3为4.5g,所述的的H2O2为6.0g,将上述混合后的原料与水按照固液质量体积比为1:5混合后蒸煮165min;所述的浆料的打浆度为60°SR;所述的湿法非织造布表层的平方米克重为25-35g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,所述步骤3中所述的的生物结皮包括藻结皮、苔藓结皮。
5.根据权利要求1所述的一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,所述步骤3中所述的结皮层的厚度为1-10mm,所述的筛网为2mm筛。
6.根据权利要求1所述的一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,所述步骤4中木棉纤维为25mm×0.7dtex、棉纤维为32mm×2.1dtex、椰壳纤维为80mm×4.5dtex,木棉纤维与废旧棉纤维与椰壳纤维的配比为10:20:70或30:20:50或40:20:40。
7.根据权利要求1所述的一种利用可降解纤维制备退化草地修复用植被毯的方法,其特征在于,所述步骤5中所述的培养剂中的硝酸铵为6.4g/m2,葡萄糖为78g/m2,沙蒿胶为3.2g/m2;将50g/m2所述的结皮种源与所述的培养剂按质量1:1的比例混合均匀,制成3-5mm的薄层,所述的种子层由200g/m2的营养土和1000粒/m2的黑麦草种子制成,所述的种子层的厚度为2-3mm。
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CN201910374107.5A Active CN110089234B (zh) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 一种退化草地修复用植被毯的制备方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110771439A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-02-11 | 西安工程大学 | 一种易铺设抗旱护坡型植被毯的制备方法 |
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CN1327719A (zh) * | 2001-07-30 | 2001-12-26 | 扬州市环境科学研究所 | 绿化草毡 |
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-
2019
- 2019-05-07 CN CN201910374107.5A patent/CN110089234B/zh active Active
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