CN110122307A - 一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘 - Google Patents

一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，属于农业用具技术领域。为解决现有生物质育秧盘无法提供充足养分的问题，本发明提供了一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，由下到上依次为载体纸、营养层、有机基质层和纸膜。载体纸为特性秸秆纸；营养层由淀粉、氮、磷、钾、锌、硅和吸水树脂组成；有机基质层由腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭组成；纸膜为秸秆原色纸，具有杀菌、保护种子、减少水分蒸发的保湿作用。本发明营养盘养分充足，多层结构具有更好的透气性和透水性。将本发明应用于农作物育秧和绿色蔬菜培育，解决了传统营养盘消耗土壤资源的问题，实现了秸秆再利用，具有重要的社会效益和经济效益。

Description

一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘
技术领域
本发明属于农业用具技术领域，尤其涉及一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘。
背景技术
传统的水稻育秧方式，即苗床土育秧消耗了大量的土地资源，大量水稻育苗壮秧剂、调酸剂及生根粉的使用造成盐分的积累，使根系受到损伤，危及水稻的蘖、叶及根系的生长。另外，现有常用的育秧盘为塑料盘，塑料盘不能直接进行机插，需要手工抛秧或二次移栽，费时费工；且塑料育秧盘不能自然降解，易分解出有毒物质，即产生白色污染破坏农田植被又危害环境。
现有生物质育秧盘将秸秆经多种工艺制成绿色育秧盘，虽然可以代替塑料育秧盘，但其结构单一，仍需要在育秧盘中填装土壤，且仍需要使用壮秧剂等化学制剂促进秧苗的生长，营养盘自身无法提供充足的养分。
发明内容
为解决现有生物质育秧盘结构简单，无法提供充足养分的问题，本发明提供了一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘。
本发明的技术方案：
一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，包括特性秸秆载体纸、营养层、有机基质层和秸秆原色纸膜，
所述特性秸秆载体纸上铺设有营养层，所述营养层由一定质量的淀粉、氮、磷、钾、锌、硅和吸水树脂混匀制成；
所述营养层上铺设有有机基质层，所述有机基质层由腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭按一定质量比组成；
所述有机基质层上铺设有秸秆原色纸膜；
所述多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘还包括多个育秧孔，所述育秧孔为贯穿特性秸秆载体纸、营养层、有机基质层和秸秆原色纸膜的通孔。
进一步的，所述特性秸秆载体纸的制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于90～100℃的水中浸泡4～6h，然后在50℃的水中继续浸泡6～8h，制浆，按所得浆液质量的2～8％向浆液中加入纸张湿强剂，成型、脱水制成特性秸秆载体纸，每平方米所述特性秸秆载体纸的质量为200～300g。
进一步的，每平方米所述营养层含有淀粉40～50g、总氮20～30g、五氧化二磷12～15g、氧化钾10～12g、锌0.1～0.5g、硅0.2～0.6g和吸水树脂2～4g。
进一步的，所述有机基质层中腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭的质量比为40～60:20～30:20～40。
进一步的，所述有机基质层中还包括按任意比例混合的糠醛渣-煤灰渣混合物，腐熟秸秆、秸秆生物炭、泥炭和糠醛渣-煤灰渣混合物的质量比为40～60:20～30:20～40:10～15。
进一步的，所述有机基质层中腐熟秸秆的粒径为0.3～0.5cm。
进一步的，所述有机基质层中秸秆生物炭的制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于炭化炉内，在8Mpa压力下，500℃无氧炭化处理4h，制得秸秆生物炭。
进一步的，所述秸秆原色纸膜制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于90～100℃的水中浸泡4～6h，然后在50℃的水中继续浸泡6～8h，制浆，所得浆液经成型、脱水制成秸秆原色纸膜，每平方米所述秸秆原色纸膜的质量为30～80g。
本发明的有益效果：
本发明提供的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘含有以秸秆为主要原料制备的多层结构，其中营养层和有机基质层为农作物秧苗的发育提供了充足的养分，包括农作物秧苗和绿色蔬菜生长所需有机质、氮、磷、钾、锌和硅，且各营养物质之间的比例能够促进农作物秧苗的发育和绿色蔬菜的生长，无需添加壮秧剂、调酸剂、生根粉或化肥等化学制剂，更加绿色环保；其中有机基质层使用的腐熟秸秆和秸秆生物炭等对农作物秧苗和绿色蔬菜的生长起到营养缓释的作用，保水、保肥、保温性能好；多层结构营养盘具有更好的透气性和透水性，保证农作物秧苗培育过程中根系氧含量充足，促进秧苗根系的发育。
本发明营养盘无需填装土壤，将其应用于农作物育秧和绿色蔬菜培育，解决了传统营养盘消耗土壤资源的问题。与此同时，营养盘重量轻，便于农作物播种时的运输，以秸秆为原料的营养盘可随农作物秧苗一同栽入田地，营养盘在土壤中能够快速降解，转化为有机质肥料进一步为作物提供养分。秸秆来源广泛，加工处理成本低，本发明制备的多层结构可降解营养盘降解率能够达到100％，在降解过程中不产生任何有害物质，对农田无污染，实现了秸秆的再利用和生物质的高效循环，具有重要的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明提供的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘的结构示意图，
图中：1、特性秸秆载体纸；2、营养层；3、有机基质层；4、秸秆原色纸膜；5、育秧孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
包括特性秸秆载体纸1、营养层2、有机基质层3和秸秆原色纸膜4，
所述特性秸秆载体纸1上铺设有营养层2，所述营养层2由一定质量的淀粉、氮、磷、钾、锌、硅和吸水树脂混匀制成；
所述营养层2上铺设有有机基质层3，所述有机基质层3由腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭按一定质量比组成；
所述有机基质层3上铺设有秸秆原色纸膜4；
所述多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘还包括多个育秧孔5，所述育秧孔5为贯穿特性秸秆载体纸1、营养层2、有机基质层3和秸秆原色纸膜4的通孔。
本实施例制备的营养盘的尺寸为27.5×57.5cm。
本实施例提供的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘无需填装土壤，解决了传统育秧方式消耗土壤资源的问题，营养盘重量轻，便于农作物播种时的运输。特有的多层结构具有更好的透气性和透水性，保证农作物秧苗培育过程中根系氧含量充足，促进秧苗根系的发育。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例中特性秸秆载体纸1的制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于90～100℃的水中浸泡4～6h，然后在50℃的水中继续浸泡6～8h，制浆，按所得浆液质量的2～8％向浆液中加入纸张湿强剂，成型、脱水制成特性秸秆载体纸，每平方米所述特性秸秆载体纸的质量为200～300g。
纸张湿强剂的主要成分为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，是一种水溶性、阳离子、热固性树脂，不含甲醛类聚合物，无毒无味，能够改善特性秸秆载体纸的表面强度和横向收缩率。
本实施例中的特性秸秆载体纸在制备过程中未使用胶合剂，所制备的营养盘具有更好的透气性和透水性，能够保证农作物秧苗培育过程中根系氧含量充足。同时特性秸秆载体纸可随农作物秧苗一同栽入田地并在土壤中能够快速降解，转化为有机质肥料进一步为作物生长提供养分，且其降解不产生有毒物质，不污染田地。
实施例3
本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例中每平方米所述营养层2含有淀粉40～50g、总氮20～30g、五氧化二磷12～15g、氧化钾10～12g、锌0.1～0.5g、硅0.2～0.6g和吸水树脂2～4g。
本实施例中营养层所含各营养元素配比合理，为农作物秧苗的发育和绿色蔬菜的生长提供快速营养，能够促进作物出苗，无需添加壮秧剂、调酸剂、生根粉或化肥等化学制剂，更加绿色环保。营养层中的吸水树脂使用市售各型号农用吸水树脂均可，吸水树脂能够在人工灌溉时快速吸收水分形成凝胶状，再缓慢释放供植物根部吸收生长，具有节水、抗旱作用。本实施例中营养层始终保持一定的含水率，有利于作物育秧和绿色植物的生长。
实施例4
本实施例与实施例3的区别仅在于，本实施例中有机基质层4中腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭的质量比为40～60:20～30:20～40。
将腐熟秸秆粉碎至粒径0.3～0.5cm即可作为有机基质层的主要原料，即为有机基质层提供了营养物质，又节约原材料，降低了生产成本。
秸秆生物炭的制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于炭化炉内，在8Mpa压力下，500℃无氧炭化处理4h，制得秸秆生物炭。
本实施例中有机基质层使用的腐熟秸秆和秸秆生物炭在作物生长过程中逐渐被微生物降解，对农作物秧苗和绿色蔬菜的生长起到营养缓释的作用，保水、保肥、保温性能好，本实施例充分利用农田废弃秸秆，既解决了秸秆焚烧处理带来的环境污染问题，又变废为宝，实现了秸秆的再利用和生物质的高效循环。
实施例5
本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例中有机基质层4中还包括按任意比例混合的糠醛渣-煤灰渣混合物，腐熟秸秆、秸秆生物炭、泥炭和糠醛渣-煤灰渣混合物的质量比为50:20:20:10。
本实施例在有机基质层中增加糠醛渣-煤灰渣混合物能够进一步提供有机基质层的保水、保肥、保温性能。
实施例6
本实施例与实施例5的区别仅在于，本实施例中秸秆原色纸膜5制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于90～100℃的水中浸泡4～6h，然后在50℃的水中继续浸泡6～8h，制浆，所得浆液经成型、脱水制成秸秆原色纸膜，每平方米所述秸秆原色纸膜的质量为30～80g。
本实施例中秸秆原色纸膜4的作用是为杀菌、保护种子、减少水分蒸发，当营养层2中的营养物质逐渐被秧苗或绿色蔬菜吸收的过程中，每平方米质量仅为30～80g的秸秆原色纸膜也逐渐被降解而进入有机基质层为秧苗或绿色蔬菜提供持续不断的营养供应，促进秧苗的发育或绿色蔬菜的生长，因此无需添加壮秧剂、调酸剂、生根粉或化肥等化学制剂即可满足秧苗或绿色蔬菜的营养需求，秧苗在有机营养的培育下，矮壮、茎基较宽、叶面积大、根数多、根冠比例协调。
实施例7
实施例6提供的营养盘的使用方法为：1、置床整平，浇透底水；2、将多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘平铺在苗床上；3、秸秆原色纸膜5上播种农作物或绿色蔬菜种子，芽种110g/盘；4播种后覆盖过筛细土0.5～1cm；按正常育苗或培育步骤浇水培养。
特性秸秆载体纸1在水稻苗床上，保证水稻根系不穿透特性秸秆载体纸，秧苗插入稻田后，特性秸秆载体纸降解为有机肥完成绿色有机循环。
实验例一
处理1：本实验例选用实施例6制备的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘按实施例7提供的使用方法培育水稻秧苗；
处理2：选用市售常规壮秧剂培育水稻秧苗；
种子种类、种植期间日照、水源和管理模式均相同，每组营养盘的出苗率以种子破土出苗数和种子总数的百分比计算，秧龄26天的水稻秧苗生长情况如表1所示。
表1
由表1中数据可知，与处理2使用的市售常规壮秧剂相比，实施例6提供的营养盘显著提高了水稻的出苗率，苗高、基茎宽、叶面积、地上部鲜重、根鲜重和根冠比。这说明本发明无需添加育秧剂等化学制剂，通过合理控制营养层、有机基质层和营养膜的营养元素配比及各层单位面积的质量，实现了快速营养和缓释营养的合理搭配，为水稻秧苗的生长提供更加合理的逐步营养供给，培育的秧苗矮壮、茎基较宽、叶面积大、根数多、根冠比例协调。
实验例二
处理1：本实验例选用实施例6制备的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘按实施例7提供的使用方法培育水稻秧苗；
处理2：选用市售常规壮秧剂培育水稻秧苗；
种子种类、种植期间日照、水源和管理模式均相同，秧龄36天的水稻秧苗生长情况如表2所示：
表2
由表2数据可以看出，与处理2使用的市售常规壮秧剂相比，实施例6提供的营养盘能够显著提高水稻秧苗的株高、株鲜重、株干重、根数、根鲜重和根干重，其中株鲜重提高了13.8％，根鲜重提高了36.4％。这说明多层结构营养盘具有更好的透气性和透水性，保证农作物秧苗培育过程中根系氧含量充足，促进秧苗根系的发育，根系发达使水稻秧苗整体的株鲜重也得到提高。
实验例三
处理1：本实验例选用实施例6制备的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘按实施例7提供的使用方法培育水稻秧苗；
处理2：选用市售常规壮秧剂培育水稻秧苗；
水稻品种：垦稻12，每盘播芽种量110克，4月15日播种于实施例6提供的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘上，采用常规方法进行培育，4月12日出苗，5月24日考察秧苗素质，如表3所示：
表3
由表3数据可以看出，与处理2使用的市售常规壮秧剂相比，实施例6提供的营养盘能够显著提高水稻秧苗的株高、根数、茎基粗、百株干重、百株根干重和带孽率，并可降低立枯病发病率。这说明本发明营养层和有机基质层为农作物秧苗的发育提供了充足的养分，包括农作物秧苗和绿色蔬菜生长所需有机质、氮、磷、钾、锌和硅，且各营养物质之间的比例能够促进农作物秧苗的发育。
实验例四
处理1：本实验例选用实施例6制备的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘按实施例7提供的使用方法培育水稻秧苗；
处理2：选用市售常规壮秧剂培育水稻秧苗；
水稻品种：松粳9号，每盘播芽种110克，4月12日播种于实施例6提供的多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘上，采用常规方法进行培育，4月19日出苗，5月12日考察秧苗素质，结果如表4所示：
表4

Claims (8)

1.一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，包括特性秸秆载体纸(1)、营养层(2)、有机基质层(3)和秸秆原色纸膜(4)，
所述特性秸秆载体纸(1)上铺设有营养层(2)，所述营养层(2)由一定质量的淀粉、氮、磷、钾、锌、硅和吸水树脂混匀制成；
所述营养层(2)上铺设有有机基质层(3)，所述有机基质层(3)由腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭按一定质量比组成；
所述有机基质层(3)上铺设有秸秆原色纸膜(4)；
所述多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘还包括多个育秧孔(5)，所述育秧孔(5)为贯穿特性秸秆载体纸(1)、营养层(2)、有机基质层(3)和秸秆原色纸膜(4)的通孔。
2.根据权利要求1所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，所述特性秸秆载体纸(1)的制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于90～100℃的水中浸泡4～6h，然后在50℃的水中继续浸泡6～8h，制浆，按所得浆液质量的2～8％向浆液中加入纸张湿强剂，成型、脱水制成特性秸秆载体纸，每平方米所述特性秸秆载体纸的质量为200～300g。
3.根据权利要求1或2所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，每平方米所述营养层(2)含有淀粉40～50g、总氮20～30g、五氧化二磷12～15g、氧化钾10～12g、锌0.1～0.5g、硅0.2～0.6g和吸水树脂2～4g。
4.根据权利要求3所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，所述有机基质层(4)中腐熟秸秆、秸秆生物炭和泥炭的质量比为40～60:20～30:20～40。
5.根据权利要求4所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，所述有机基质层(4)中还包括按任意比例混合的糠醛渣-煤灰渣混合物，腐熟秸秆、秸秆生物炭、泥炭和糠醛渣-煤灰渣混合物的质量比为40～60:20～30:20～40:10～15。
6.根据权利要求5所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，所述有机基质层(4)中腐熟秸秆的粒径为0.3～0.5cm。
7.根据权利要求6所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，所述有机基质层(4)中秸秆生物炭的制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于炭化炉内，在8Mpa压力下，500℃无氧炭化处理4h，制得秸秆生物炭。
8.根据权利要求7所述一种多层结构可降解新型绿色有机环保营养盘，其特征在于，所述秸秆原色纸膜(5)制备方法为：将秸秆粉碎至5～10cm长，置于90～100℃的水中浸泡4～6h，然后在50℃的水中继续浸泡6～8h，制浆，所得浆液经成型、脱水制成秸秆原色纸膜，每平方米所述秸秆原色纸膜的质量为30～80g。
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