CN112167008B - 一种育苗基质生产装置、工艺及其生产的育苗基质块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种育苗基质生产装置、工艺及其生产的育苗基质块，属于植物栽培领域，工艺包括如下步骤：原料准备；装料；加热固化，启动渗水系统和微波发生装置，使水自上而下均匀润湿基质原料，在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温，其中的热熔固化纤维可控熔化，同时启动压力机构控制压块均匀移动，压缩基质原料，使基质原料相互粘合；冷却成型，压块移动至一定程度后，关闭渗水系统、微波发生装置和压力机构，冷却、脱模，形成固化基质块。本发明基于该工艺生产的具有改善的水分分布的固化基质，具有较为稳定的外观结构和微观结构，具有更好的水分特性。

Description

一种育苗基质生产装置、工艺及其生产的育苗基质块
技术领域
本发明属于植物栽培技术领域，具体涉及一种育苗基质生产装置、工艺及其生产的育苗基质块。
背景技术
基质栽培是重要的无土栽培方式，也是最主要的现代商业化种植方式。通常情况下，商业化的基质栽培的第一阶段为育苗阶段，在此阶段，通常的做法是将种子放置在填充于穴孔育苗盘中的育苗基质中，在更专业化的商业育苗中，往往采用由岩棉或者其它合成材料制成的育苗块。一旦植物在育苗基质中扎根并且生长出叶子，然后就能将其移植到下个生长阶段，通常移植到相同设施或另一设施内体积更大的另一育苗基质中。
育苗者的目标是确保种子快速但强壮且均匀地生长成种苗，最佳的结果是所有种子都生长成植物并且所有植物是最高质量的。由此产生的一个困难是，确保在育苗阶段期间供给种子的所有气候条件，如水、氧的水平适合于获得具有最佳性能的种苗。例如，种子需要接触足够的水以使胚根能够快速和有效生长并扎根；然而，如果育苗基质的水含量太高，那么氧含量趋向于变得更低，这导致根部会太长以及不够强壮。
这对基质水分提出了很高的要求，但由于育苗基质块容量有限，其中的水分很容就过量，也很容易被蒸发从而含水率过低。譬如，理想的情况下育苗基质中的水含量大约为75％，但实际上稍微浇水就会导致含水率超过100％。太高的水含量导致低的发芽率和植物的低质量，往往使得育苗者倾向于给育苗基质少浇水，往往导致育苗效果差。特别是对于那些在萌发和育苗阶段发育较慢的作物类型，如甜椒，传统的基质块可能会导致某些问题，例如，在冬季湿冷条件下，由于水分难以良好管理导致的真菌生长的风险很高，生根不良的风险也很大；现有的基质块产品由于容量有限，基质块中的水分容易剧烈变化，过高或过低。
发明内容
本发明的目的是提供一种育苗基质生产装置、工艺及其生产的育苗基质块，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明的固化基质具有较为稳定的外观结构和微观结构，由于固化成型过程中，上层原料润湿的时间更早，也就是累积加热的时间更长，与微波源的距离更短，也就是所处的微波场强度更高，因此，累积获得的微波能量更多，温度更高、加热更充分，故而热熔纤维的熔融更充分，而下层原料中的热熔固化纤维的温度相对较低，熔融并不充分，在同步发生的压块压缩作用下，顶端的基质原料相对更容易压缩，原料颗粒相对更为紧密，固化更为充分，而底端的基质原料固化程度相对较低，具有相对酥松的结构，从而具有更好的通透性。
本发明通过下述技术方案予以实现：
本发明一方面提供一种育苗基质生产装置，包括模具主体和压块，所述模具主体顶端敞口，所述压块位于所述模具主体正上方且与压力机构相连接，在所述压力机构的作用下，所述压块在所述模具主体内竖直移动，在所述压块上设置有渗水系统和微波发生装置；在所述模具主体底面中央设置有种子孔模块，所述种子孔模块确定了种子孔的形状和大小。
作为优选，所述渗水系统包括均匀分布在压块上的多个渗水口，所述渗水口连接供水系统。
作为优选，所述微波发生装置布置在压块内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置产生的微波场分布于压块的下方。
作为优选，所述微波发生装置的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的50％-80％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
作为优选，所述模具主体由微波反射材料制成，所述压块是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
本发明第二方面提供一种利用上述的装置生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
S101：原料准备，基质原料由基质颗粒混合物、热熔固化纤维组成；
S102：装料，将上述原料均匀混合，然后装入模具主体内，装满后刮平；
S103：加热固化，启动渗水系统和微波发生装置，使水自上而下均匀润湿基质原料，在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温，其中的热熔固化纤维可控熔化，同时启动压力机构控制压块均匀移动，压缩基质原料，使基质原料相互粘合；对于非皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维整体熔化，对于皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维的皮层熔化；
S104：冷却成型，压块移动至一定程度后，关闭渗水系统、微波发生装置和压力机构，冷却、脱模，形成固化基质块。
作为优选，步骤S103中，控制压块的移动距离，使原料的压缩率为1.4-1.8之间，其中压缩率＝初始原料的体积/最终基质块的体积。
作为优选，步骤S103中，从启动微波发生装置到关闭微波发生装置的时间控制在3分钟以内，加热结束时，上层基质原料的温度比热熔固化纤维的目标熔点温度高20-50℃，下层基质原料的温度比热熔固化纤维的目标熔点温度高0-5℃；对非皮芯结构的热熔固化纤维而言，所述目标熔点温度是指纤维的熔点温度，对皮芯结构的热熔固化纤维而言，所述目标熔点温度是指纤维皮层的熔点温度。
作为优选，步骤S101中，所述基质颗粒混合物由泥炭、珍珠岩、蛭石、作物秸秆粉碎物中的一种或几种混合而成，控制上述原料的总体含水率低于10％；热熔固化纤维是由两种热塑性聚合物通过复合纺丝按照皮芯型的结构方式复合而成。
本发明第三方面提供一种根据上述的工艺生产的育苗基质，所述育苗基质上表面是所述固化基质的底面，所述育苗基质的下表面是所述固化基质的顶面，所述育苗基质的下层密度是上层密度的1.05-1.2倍。
本发明的工艺制造的固化基质，具有以下有益效果：
(1)本发明的固化基质具有较为稳定的外观结构和微观结构，由于固化成型过程中，上层原料润湿的时间更早，也就是累积加热的时间更长，与微波源的距离更短，也就是所处的微波场强度更高，因此，累积获得的微波能量更多，温度更高、加热更充分，故而热熔纤维的熔融更充分，而下层原料中的热熔固化纤维的温度相对较低，熔融并不充分，在同步发生的压块压缩作用下，顶端的基质原料相对更容易压缩，原料颗粒相对更为紧密，固化更为充分，而底端的基质原料固化程度相对较低，具有相对酥松的结构，从而具有更好的通透性。
(2)本发明的固化基质作为育苗基质时，上述固化基质的顶端是作为育苗基质的底端，而底端是作为育苗基质的顶端，因此，最终育苗基质上层的密度要低于下层的密度，其中下层的密度是上层密度的1.05-1.2倍。
(3)采用该工艺生产的育苗基质块上部固化程度较低，相比下部要更为酥松，其中的通气孔隙更多，而下部具有紧密的固化结构，持水孔隙较多，因而具有较强的持水能力。尽管其上下部存在密度差异，但上下部并非截然区分的，而是逐渐过渡的，上下部之间存在丰富的水分通道，在浇水后，上部水分过多时，上部基质中的水分可以在重力和下部基质持水孔隙毛管力的共同作用下，会迅速下流至育苗基质块下部，从而避免处于上部种子孔内的种子或者幼苗处于水分过多环境；同时，由于基质下部具有较强的持水能力，水分可以持久聚集于基质下部，当基质上部水分被蒸发干燥时，下部基质中的水分并可以转移至上部，保持上部不至于干燥。综上，基于该工艺生产的固化育苗基质块具有更好的水分特性。
(4)由于种子孔是通过模具而非冲压、钻孔的方式获得，且种子孔处固化程度相对较低，故而使得种子孔处尤为酥松，既保持了此处的通透，又有利于种子根扎根。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，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为本发明育苗基质生产装置中原料未压缩状态的结构剖面图；
图2为本发明育苗基质生产装置中原料压缩状态的结构剖面图；
图3为本发明育苗基质生产装置的结构立体图；
图4为本发明育苗基质生产装置的结构立体图。
图中，1、模具主体，2、压块，3、压力机构，4、微波发生装置，5、渗水口，6、种子孔模块，7、热熔固化纤维，8、基质颗粒。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1-4，一种育苗基质生产装置，包括模具主体1和压块2，所述模具主体1为顶端敞口的方体箱体，所述压块2位于所述模具主体1正上方且与压力机构3相连接，在所述压力机构3的作用下，所述压块2在所述模具主体1内竖直移动，在所述压块2上设置有渗水系统和微波发生装置4；在所述模具主体1底面中央设置有种子孔模块6，种子孔模块6的形状和大小与种子孔一致。设置有种子孔模块6，以利于移栽入其中的幼苗根系扎入固化基质块中。
本实施例中，所述渗水系统包括均匀分布在压块2上的多个渗水口5，所述渗水口5连接供水系统。
本实施例中，所述微波发生装置4布置在压块2内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置4产生的微波场分布于压块垂直下方的模具主体1内。
本实施例中，所述微波发生装置4的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的50％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
本实施例中，所述模具主体1由微波反射材料制成，所述压块2是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
利用上述模具生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
以60％泥炭+20％珍珠岩+10％蛭石+10％热熔纤维(质量百分比)，其中热熔固化纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层部分(熔化温度为250℃-255℃)，以乙二醇改性聚苯二甲酸乙二醇酯(熔化温度为130℃-135℃)为皮层部分通过皮芯结构复合纺丝而成。上述原料混合物的综合含水率为9.5％，将上述原料充分混匀，然后装入模具主体中，模具主体内部尺寸为3cm×3cm×4cm，装满并震动使原料充分填充到模具内部，接通电源，使模具开始加热并使压块下降，压块由厚度为3cm的高强度工程塑料制成，其上各包含渗水系统和微波发生装置，其中渗水系统是由均匀分布在面板上的渗水口以及其供水管道构成，微波发生装置布置在压块内部，靠近下表面，可以在压块正下方发出场强深度为2cm的微波场，其微波频率为2.45GHz。控制加热功率和压块移动速率，在2分钟内使上层基质原料的温度(上半部基质原料中心点的温度)升高到了180℃而下层基质原料的温度(下半部基质原料中心点的温度)为130℃，基质原料的压缩率为1.6，得到基质块1。
实施例2
如图1-4，一种育苗基质生产装置，包括模具主体1和压块2，所述模具主体1为顶端敞口的方体箱体，所述压块2位于所述模具主体1正上方且与压力机构3相连接，在所述压力机构3的作用下，所述压块2在所述模具主体1内竖直移动，在所述压块2上设置有渗水系统和微波发生装置4；在所述模具主体1底面中央设置有种子孔模块6，种子孔模块6的形状和大小与种子孔一致。设置有种子孔模块6，以利于移栽入其中的幼苗根系扎入固化基质块中。
本实施例中，所述渗水系统包括均匀分布在压块2上的多个渗水口5，所述渗水口5连接供水系统。
本实施例中，所述微波发生装置4布置在压块2内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置4产生的微波场分布于压块垂直下方的模具主体1内。
本实施例中，所述微波发生装置4的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的80％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
本实施例中，所述模具主体1由微波反射材料制成，所述压块2是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
利用上述模具生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
以60％泥炭+20％珍珠岩+10％蛭石+10％热熔纤维(质量百分比)，其中热熔固化纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层部分(熔化温度为250℃-255℃)，以乙二醇改性聚苯二甲酸乙二醇酯(熔化温度为130℃-135℃)为皮层部分通过皮芯结构复合纺丝而成。上述原料混合物的综合含水率为9.5％，将上述原料充分混匀，然后装入模具主体中，模具主体内部尺寸为3cm×3cm×4cm，装满并震动使原料充分填充到模具内部，接通电源，使模具开始加热并使压块下降，压块由厚度为3cm的高强度工程塑料制成，其上各包含渗水系统和微波发生装置，其中渗水系统是由均匀分布在面板上的渗水口以及其供水管道构成，微波发生装置布置在压块内部，靠近下表面，可以在压块正下方发出场强深度为3.2cm的微波场，其微波频率为2.45GHz。控制加热功率和压块移动速率，在2分钟内使上层基质原料的温度(上半部基质原料中心点的温度)升高到了180℃而下层基质原料的温度(下半部基质原料中心点的温度)为140℃，基质原料的压缩率为1.6，得到基质块2。
实施例3
如图1-4，一种育苗基质生产装置，包括模具主体1和压块2，所述模具主体1为顶端敞口的方体箱体，所述压块2位于所述模具主体1正上方且与压力机构3相连接，在所述压力机构3的作用下，所述压块2在所述模具主体1内竖直移动，在所述压块2上设置有渗水系统和微波发生装置4；在所述模具主体1底面中央设置有种子孔模块6，种子孔模块6的形状和大小与种子孔一致。设置有种子孔模块6，以利于移栽入其中的幼苗根系扎入固化基质块中。
本实施例中，所述渗水系统包括均匀分布在压块2上的多个渗水口5，所述渗水口5连接供水系统。
本实施例中，所述微波发生装置4布置在压块2内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置4产生的微波场分布于压块垂直下方的模具主体1内。
本实施例中，所述微波发生装置4的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的60％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
本实施例中，所述模具主体1由微波反射材料制成，所述压块2是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
利用上述模具生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
以60％泥炭+20％珍珠岩+10％蛭石+10％热熔纤维(质量百分比)，其中热熔固化纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层部分(熔化温度为250℃-255℃)，以乙二醇改性聚苯二甲酸乙二醇酯(熔化温度为130℃-135℃)为皮层部分通过皮芯结构复合纺丝而成。上述原料混合物的综合含水率为9.5％，将上述原料充分混匀，然后装入模具主体中，模具主体内部尺寸为3cm×3cm×4cm，装满并震动使原料充分填充到模具内部，接通电源，使模具开始加热并使压块下降，压块由厚度为3cm的高强度工程塑料制成，其上各包含渗水系统和微波发生装置，其中渗水系统是由均匀分布在面板上的渗水口以及其供水管道构成，微波发生装置布置在压块内部，靠近下表面，可以在压块正下方发出场强深度为2.4cm的微波场，其微波频率为2.45GHz。控制加热功率和压块移动速率，在2分钟内使上层基质原料的温度(上半部基质原料中心点的温度)升高到了150℃而底部的原料下层基质原料的温度(下半部基质原料中心点的温度)为130℃，基质原料的压缩率为1.6，得到基质块3。
对比例1
如图1-4，一种育苗基质生产装置，包括模具主体1和压块2，所述模具主体1为顶端敞口的方体箱体，所述压块2位于所述模具主体1正上方且与压力机构3相连接，在所述压力机构3的作用下，所述压块2在所述模具主体1内竖直移动，在所述压块2上设置有渗水系统和微波发生装置4；在所述模具主体1底面中央设置有种子孔模块6，种子孔模块6的形状和大小与种子孔一致。设置有种子孔模块6，以利于移栽入其中的幼苗根系扎入固化基质块中。
本实施例中，所述渗水系统包括均匀分布在压块2上的多个渗水口5，所述渗水口5连接供水系统。
本实施例中，所述微波发生装置4布置在压块2内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置4产生的微波场分布于压块垂直下方的模具主体1内。
本实施例中，所述微波发生装置4的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的50％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
本实施例中，所述模具主体1由微波反射材料制成，所述压块2是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
利用上述模具生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
以60％泥炭+20％珍珠岩+10％蛭石+10％热熔纤维(质量百分比)，其中热熔固化纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层部分(熔化温度为250℃-255℃)，以乙二醇改性聚苯二甲酸乙二醇酯(熔化温度为130℃-135℃)为皮层部分通过皮芯结构复合纺丝而成。上述原料混合物的综合含水率为9.5％，将上述原料充分混匀，然后装入模具主体中，模具主体内部尺寸为3cm×3cm×4cm，装满并震动使原料充分填充到模具内部，接通电源，使模具开始加热并使压块下降，压块由厚度为3cm的高强度工程塑料制成，其上各包含渗水系统和微波发生装置，其中渗水系统是由均匀分布在面板上的渗水口以及其供水管道构成，微波发生装置布置在压块内部，靠近下表面，可以在压块正下方发出场强深度为2.0cm的微波场，其微波频率为2.45GHz。控制加热功率和压块移动速率，在2分钟内使上层基质原料的温度(上半部基质原料中心点的温度)升高到了180℃而下层基质原料的温度(下半部基质原料中心点的温度)为130℃，基质原料的压缩率为2.0，得到基质块4。
对比例2
如图1-4，一种育苗基质生产装置，包括模具主体1和压块2，所述模具主体1为顶端敞口的方体箱体，所述压块2位于所述模具主体1正上方且与压力机构3相连接，在所述压力机构3的作用下，所述压块2在所述模具主体1内竖直移动，在所述压块2上设置有渗水系统和微波发生装置4；在所述模具主体1底面中央设置有种子孔模块6，种子孔模块6的形状和大小与种子孔一致。设置有种子孔模块6，以利于移栽入其中的幼苗根系扎入固化基质块中。
本实施例中，所述渗水系统包括均匀分布在压块2上的多个渗水口5，所述渗水口5连接供水系统。
本实施例中，所述微波发生装置4布置在压块2内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置4产生的微波场分布于压块垂直下方的模具主体1内。
本实施例中，所述微波发生装置4的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的50％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
本实施例中，所述模具主体1由微波反射材料制成，所述压块2是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
利用上述模具生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
以60％泥炭+20％珍珠岩+10％蛭石+10％热熔纤维(质量百分比)，其中热熔固化纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层部分(熔化温度为250℃-255℃)，以乙二醇改性聚苯二甲酸乙二醇酯(熔化温度为130℃-135℃)为皮层部分通过皮芯结构复合纺丝而成。上述原料混合物的综合含水率为9.5％，将上述原料充分混匀，然后装入模具主体中，模具主体内部尺寸为3cm×3cm×4cm，装满并震动使原料充分填充到模具内部，接通电源，使模具开始加热并使压块下降，压块由厚度为3cm的高强度工程塑料制成，其上各包含渗水系统和微波发生装置，其中渗水系统是由均匀分布在面板上的渗水口以及其供水管道构成，微波发生装置布置在压块内部，靠近下表面，可以在压块正下方发出场强深度为2.0cm的微波场，其微波频率为2.45GHz。控制加热功率和压块移动速率，在2分钟内使上层基质原料的温度(上半部基质原料中心点的温度)升高到了180℃而下层基质原料的温度(下半部基质原料中心点的温度)为130℃，基质原料的压缩率为1.2，得到基质块5。
对比例3
如图1-4，一种育苗基质生产装置，包括模具主体1和压块2，所述模具主体1为顶端敞口的方体箱体，所述压块2位于所述模具主体1正上方且与压力机构3相连接，在所述压力机构3的作用下，所述压块2在所述模具主体1内竖直移动，在所述压块2上设置有渗水系统和微波发生装置4；在所述模具主体1底面中央设置有种子孔模块6，种子孔模块6的形状和大小与种子孔一致。设置有种子孔模块6，以利于移栽入其中的幼苗根系扎入固化基质块中。
本实施例中，所述渗水系统包括均匀分布在压块2上的多个渗水口5，所述渗水口5连接供水系统。
本实施例中，所述微波发生装置4布置在压块2内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置4产生的微波场分布于压块垂直下方的模具主体1内。
本实施例中，所述微波发生装置4的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的80％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
本实施例中，所述模具主体1由微波反射材料制成，所述压块2是由微波透过材料制成。
压块其上均匀分布有渗水口，并带有微波发生装置，可产生均匀分布于压块下方有限空间内的微波场。原料装填入模具内部后，启动水源和微波发生装置，水自上而下均匀润湿基质原料，同时在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温。由于上端的原料最先获得润湿并更靠近微波场，因此其增温幅度相比下部的更大。控制水流量和微波功率，配合压块移动速率，从而控制加温结束时基质原料的温度场分布。
利用上述模具生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
以60％泥炭+20％珍珠岩+10％蛭石+10％热熔纤维(质量百分比)，其中热熔固化纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯层部分(熔化温度为250℃-255℃)，以乙二醇改性聚苯二甲酸乙二醇酯(熔化温度为130℃-135℃)为皮层部分通过皮芯结构复合纺丝而成。上述原料混合物的综合含水率为9.5％，将上述原料充分混匀，然后装入模具主体中，模具主体内部尺寸为3cm×3cm×4cm，装满并震动使原料充分填充到模具内部，接通电源，使模具开始加热并使压块下降，压块由厚度为3cm的高强度工程塑料制成，其上各包含渗水系统和微波发生装置，其中渗水系统是由均匀分布在面板上的渗水口以及其供水管道构成，微波发生装置布置在压块内部，靠近下表面，可以在压块正下方发出场强深度为3.2cm的微波场，其微波频率为2.45GHz。控制加热功率和压块移动速率，在4分钟内使上层基质原料的温度(上半部基质原料中心点的温度)升高到了180℃而下层基质原料的温度(下半部基质原料中心点的温度)为150℃，基质原料的压缩率为1.6，得到基质块6。
分析测定上述基质块的密度和含水率，其中，上层密度为育苗基质块上半层的平均密度(干样)，下层密度为育苗基质块下半层的平均密度(干样)。将上述基质块浸泡于深度为1cm的水中10分钟，然后测定其含水率，上层含水率定义为其上半层的平均体积含水率，下层含水率定义为其下半层的平均体积含水率。
Figure BDA0002727073550000081
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种育苗基质生产装置，其特征在于：包括模具主体(1)和压块(2)，所述模具主体(1)顶端敞口，所述压块(2)位于所述模具主体(1)正上方且与压力机构(3)相连接，在所述压力机构(3)的作用下，所述压块(2)在所述模具主体(1)内竖直移动，在所述压块(2)上设置有渗水系统和微波发生装置(4)；在所述模具主体(1)底面中央设置有种子孔模块(6)，所述种子孔模块(6)确定了种子孔的形状和大小；所述微波发生装置(4)的微波场在垂直方向上的场强深度为模具主体高度的50％-80％；所述场强深度是指从压块的下表面到最大场强80％处的垂直距离。
2.根据权利要求1所述的一种育苗基质生产装置，其特征在于：所述渗水系统包括均匀分布在压块(2)上的多个渗水口(5)，所述渗水口(5)连接供水系统。
3.根据权利要求1所述的一种育苗基质生产装置，其特征在于：所述微波发生装置(4)布置在压块(2)内部且靠近下表面的位置，所述微波发生装置(4)产生的微波场分布于压块(2)的下方。
4.根据权利要求1所述的一种育苗基质生产装置，其特征在于：所述模具主体(1)由微波反射材料制成，所述压块(2)是由微波透过材料制成。
5.一种利用根据权利要求1-4任一项所述的装置生产育苗基质块的工艺，包括如下步骤：
S101：原料准备，基质原料由基质颗粒混合物、热熔固化纤维组成；
S102：装料，将上述原料均匀混合，然后装入模具主体内，装满后刮平；
S103：加热固化，启动渗水系统和微波发生装置，使水自上而下均匀润湿基质原料，在微波场的作用下，被润湿的基质原料急剧增温，其中的热熔固化纤维可控熔化，同时启动压力机构控制压块均匀移动，压缩基质原料，使基质原料相互粘合；对于非皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维整体熔化，对于皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维的皮层熔化；
从启动微波发生装置到关闭微波发生装置的时间控制在3分钟以内，加热结束时，上层基质原料的温度比热熔固化纤维的目标熔点温度高20-50℃，下层基质原料的温度比热熔固化纤维的目标熔点温度高0-5℃；对非皮芯结构的热熔固化纤维而言，所述目标熔点温度是指纤维的熔点温度，对皮芯结构的热熔固化纤维而言，所述目标熔点温度是指纤维皮层的熔点温度；
S104：冷却成型，压块移动至一定程度后，关闭渗水系统、微波发生装置和压力机构，冷却、脱模，形成固化基质块。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：步骤S103中，控制压块的移动距离，使原料的压缩率为1.4-1.8之间，其中压缩率＝初始原料的体积/最终基质块的体积。
7.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：步骤S101中，所述基质颗粒混合物由泥炭、珍珠岩、蛭石、作物秸秆粉碎物中的一种或几种混合而成，控制上述原料的总体含水率低于10％；热熔固化纤维是由两种热塑性聚合物通过复合纺丝按照皮芯型的结构方式复合而成。
8.一种根据权利要求5-7任一项所述的工艺生产的育苗基质，其特征在于：所述育苗基质上表面是所述固化基质的底面，所述育苗基质的下表面是所述固化基质的顶面，所述育苗基质的下层密度是上层密度的1.05-1.2倍。
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