CN112314260A - 一种育苗钵及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废弃物资源化利用及生态环境治理技术领域，具体涉及一种育苗钵及其制备方法，所述育苗钵原料包括：气化滤饼、腐熟牛粪、稻草、聚丙烯酰胺、硫酸钙、重过磷酸钙、玉米浆粘合剂和复硝酚钠；本发明以气化滤饼为育苗钵的主要原料，实现煤化工废弃物气化滤饼的无害化和资源化利用的同时提供一种具有显著的生态效益和经济效益的可降解育苗钵。

Description

一种育苗钵及其制备方法

技术领域

本发明涉及栽培技术领域，具体涉及一种育苗钵及其制备方法。

背景技术

宁夏大量沙漠和干旱地区植被覆盖率低，干旱缺水条件下种植绿化苗木很难成活。育苗钵是保护植物根系、促进植物生长的一种农业辅助装备，广泛应用于花卉组织培养、蔬菜栽植和水稻秧苗移植等农业生产过程中，将旱生植物首先在育苗钵中培育成熟后再进行旱地移栽可以显著提高旱地植被的成活率，成为治理土壤干旱和沙化的有力措施。塑料钵是现有技术中常用的育苗钵，但是其也存在秧苗脱模困难和损伤植物根系等缺陷。为克服塑料育苗钵的应用缺陷，可降解育苗钵成为研究人员研究的热点内容。可降解育苗钵能够克服塑料育苗钵难降解、损伤植物根系等缺陷，多以玉米秸秆、水稻秸秆、稻草等农业有机废弃物为原材料，采用热压制备工艺制备成型。然而，基于有机废弃物均不具有易成型性，在热压制备工艺制备育苗钵时，首先需要对玉米秸秆或者水稻秸秆等农业有机废弃物进行粉碎、浆化处理，然后对模具进行预加热，进而对材料进行加热，或直接对材料进行预加热，使得玉米秸秆或者水稻秸秆中的木质素达到玻璃化温度，从而使得玉米秸秆或者水稻秸秆在模具中热压成型，秸秆纤维中达到玻璃化温度的木质素加强秸秆纤维的粘结成型，采用此种方法制备育苗钵时，因对模具或原材料进行加热，导致育苗钵制备耗能较高，生产效率低，成本有所增加。寻找一种新的易压制成型的育苗钵原料成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

于此同时，宁夏在煤化工过程中产生了大量的气化滤渣，气化滤渣富含丰富的活性炭和矿质营养，大量的该类废弃物处理存在极大的环保压力，通过资源化利用该物质能变废为宝，可以有效解决环保压力。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种育苗钵及其制备方法，以煤化工过程中产生的气化滤饼为主要原料，掺杂适量的营养物质材料，经磨具挤压即可直接制备成育苗钵，实现煤化工废弃物气化滤饼的无害化和资源化利用的同时提供一种具有显著的生态效益和经济效益的可降解育苗钵。

本发明技术方案之一，一种育苗钵，以质量份数计，原料包括：气化滤饼40-50份、腐熟牛粪35-45份、稻草10-15份、聚丙烯酰胺0.2-0.5份、硫酸钙0.5-1.5份、重过磷酸钙2-5份、玉米浆粘合剂0.2-0.5份和复硝酚钠0.1-0.2份。

进一步地，以质量份数计，原料包括：气化滤饼46份、腐熟牛粪37份、稻草11份、聚丙烯酰胺0.4份、硫酸钙1份、重过磷酸钙4份、玉米浆粘合剂0.5份和复硝酚钠0.1份。

本发明的技术方案之二，上述的育苗钵的制备方法，包括以下步骤：将腐熟牛粪、粉碎的稻草和气化滤饼搅拌均匀后加入硫酸钙、重过磷酸钙、复硝酚钠和聚丙烯酰胺混合均匀得混合物，喷洒稀释的玉米浆粘合剂喷洒，搅拌均匀后置于磨具中高压挤压成育苗钵，干燥得所述育苗钵。

进一步地，所述腐熟牛粪为高温发酵腐熟，具体包括以下步骤：将牛粪和腐熟菌剂按照2∶(2-4)的质量混合比例混合均匀后在50-60℃环境下发酵2-4天，25-35℃条件下烘干得腐熟牛粪。

进一步地，所述腐熟菌剂具体为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、米曲霉菌液按照质量比为(20-25)∶(10-15)∶(15-20)∶(5-10)混合而成。

进一步地，所述稻草粉碎至10-20mm；所述玉米粘合剂兑水稀释1000倍使用，喷洒至混合物含水率在50-60％。

进一步地，所述高压挤压压力为0.2-1.5MPa，所述育苗钵壁厚1-1.5cm，直径10-15cm，长度18-25cm。

进一步地，所述高压挤压为高压蒸汽挤压。

本发明的技术方案之三，上述的育苗钵在旱地植物育苗中的应用。

进一步地，育苗钵底部添加3-5cm厚的稻草后继续添加13-15cm的育苗基质，进行穴盘苗或者营养袋苗苗木移栽进行育苗，育苗完成定植至种植区域时将育苗钵整体放入，回填表土。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明以气化滤饼为育苗钵主要原料，其中主要是细颗粒随气流排除经过湿法沉降过滤得到的富碳渣，因其具有高含碳资源特性使其具有丰富的空隙和极强的比表面积，从而作为育苗钵原料能够起到保水保肥、透气的作用，此外其还含有丰富的铝、硅、铁、钙、钠、钾、镁、硫等无机矿物组分，可以为植物生长提供必要的微量元素。更重要的，基于其实质上为连同煤气一起带出的粒径极小的粉煤灰，使其具有很好的粘结成型性能，将其和秸秆等物质混合可以在无需加热浆化处理的条件下就可以实现育苗钵的直接压制成型，从而大大提高育苗钵的制备效率，降低成本，简化制备工艺。

(2)本发明使用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、米曲霉混合菌液对牛粪进行高温发酵腐熟处理，植物乳杆菌是一种天然防腐剂，可有效降低腐熟过程中氨氮和亚硝酸盐产量；米曲霉，除产蛋白酶外，还可产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶等，可以有效降解牛粪中的纤维素、淀粉、蛋白质和多糖类物质，从而将其有效地转化为肥料；地衣芽孢杆菌能产生抗活性物质，并具有独特的生物夺氧作用机制，能抑制牛粪中致病菌的生长繁殖；混合菌种的共同作用将牛粪中的木质纤维素物质和蛋白类物质快速降解，从而完成牛粪的腐熟过程，并产生了丰富的简单无机碳源和氮源，使育苗钵的营养物质含量显著提高。

(3)聚丙烯酰胺其结构单元中含有酰胺基、易形成氢键、使其具有良好的水溶性和很高的化学活性，主要用于育苗钵的保水。此外聚丙烯酰胺和稻草的添加能够进一步确保育苗钵的结构稳定。腐熟的牛粪能提供有机质、稻草能保证育苗钵结构的稳定、改性聚丙烯酰胺具有高效保水和锁水能力、硫酸钙具有极强的吸水能力、重过磷酸钙能补充丰富的磷素、玉米浆粘合剂具有很强的粘合性能，确保各类物质的掺混粘结、复硝酚钠能有效刺激育苗钵内根系的快速萌发和生长。

(4)本发明育苗钵用于幼苗培育时，在进行定植时可以将带苗的育苗钵直接转入沙漠或者干旱区域，将育苗钵整体放入孔中，回填表土即可。定植后的苗木吸收育苗钵内存储的水分和育苗钵的营养，1年后根系穿透育苗钵，育苗钵腐烂降解，苗木自然成活。本发明提供的适于旱生植物的育苗钵，不仅能够有效解决煤化工废弃物环保处理问题，育苗钵还能通过为植物苗木的生长提供保水保费的场所，确保在干旱和沙漠地区的绿化过程中提高苗木成活率，具有极强的生态和经济效益。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

制备腐熟牛粪：取新鲜牛粪和腐熟菌剂按照2∶3的质量混合比例混合均匀后在50-60℃环境下发酵3天，25℃条件下烘干得腐熟牛粪，备用。所述腐熟菌剂具体为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、米曲霉菌液按照质量比为22∶15∶15∶10混合而成。

稻草粉碎至15mm备用。

实施例1

称取原料：气化滤饼46份、腐熟牛粪37份、稻草11份、聚丙烯酰胺0.4份、硫酸钙1份、重过磷酸钙4份、玉米浆粘合剂0.5份和复硝酚钠0.1份。

将腐熟牛粪、粉碎的稻草和气化滤饼搅拌均匀后加入硫酸钙、重过磷酸钙、复硝酚钠和聚丙烯酰胺混合均匀得混合物，将稀释1000倍的玉米浆粘合剂喷洒到上述混合物中，使混合物含水率在55％，搅拌均匀后置于磨具中0.5MPa高压挤压成壁厚1.2cm，直径12cm，长度20cm的圆形育苗钵，干燥。

实施例2

同实施例1，区别在于，原料气化滤饼40份、腐熟牛粪35份、稻草10份、聚丙烯酰胺0.5份、硫酸钙0.5份、重过磷酸钙2份、玉米浆粘合剂0.2份和复硝酚钠0.1份。

实施例3

同实施例1，区别在于，使用稻草全部替换气化滤饼。

实施例4

同实施例1，区别在于，不加入聚丙烯酰胺。

实施例5

同实施例1，区别在于，不加入玉米浆粘合剂。

实施例6

同实施例1，区别在于，不加入稻草。

实施例7

同实施例1，区别在于，挤压强度为5MPa。

效果验证1

将实施例1-7所制备的育苗钵中分别加入水1L，1h后去水称重，24h再次称重；并分别在吸水前和吸水后采用万能实验机对育苗钵进行强度检测。

检测结果如表1所示。

表1

	1h增重(g)	24h增重(g)	干强度(N)	湿强度(N)
					实施例1	840	515	2118	557
实施例2	810	491	2054	526
					实施例3	815	524	1245	215
实施例4	640	255	1687	319
					实施例5	825	505	1754	367
实施例6	625	357	2358	579
					实施例7	685	360	1579	348

由表1可以明显的得出，在以稻草替代气化滤饼制备育苗钵时，虽然吸水率和保水率变化不大，但是材料的强度明显下降，而原料中缺少聚丙烯酰胺、玉米浆粘合剂、稻草等成分时，对于育苗钵的保水率、吸水率、强度等均存在一定影响。并且当育苗钵的挤压强度过大时，也会导致育苗钵的成型结构遭到破坏，从而使育苗钵的保水率、吸水率、强度也呈现一定程度的下降。

效果验证2

将实施例1育苗钵钵底添加5厘米厚的稻草，在填好稻草的育苗钵内继续添加13厘米厚的育苗基质，移栽穴盘苗沙柳苗木于育苗钵中，在育苗钵上方统一搭盖遮光率为75％的遮阳网，采用地插喷头对苗木喷灌灌水，幼苗在育苗钵生长30天，根系与基质和育苗钵紧密结合在一起后，取掉遮阳网练苗7天，将练苗后的带苗的育苗钵转入沙漠或者干旱区域，开直径15厘米，深度30厘米的孔，将育苗钵整体放入孔中，回填表土，人为灌水一次。1年后根系穿透育苗钵，育苗钵腐烂降解，苗木自然成活。由此证明本发明育苗钵具有可降解性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种育苗钵，其特征在于，以质量份数计，原料包括：气化滤饼40-50份、腐熟牛粪35-45份、稻草10-15份、聚丙烯酰胺0.2-0.5份、硫酸钙0.5-1.5份、重过磷酸钙2-5份、玉米浆粘合剂0.2-0.5份和复硝酚钠0.1-0.2份。

2.根据权利要求1所述的育苗钵，其特征在于，以质量份数计，原料包括：气化滤饼46份、腐熟牛粪37份、稻草11份、聚丙烯酰胺0.4份、硫酸钙1份、重过磷酸钙4份、玉米浆粘合剂0.5份和复硝酚钠0.1份。

3.一种根据权利要求1或2所述的育苗钵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将腐熟牛粪、粉碎的稻草和气化滤饼搅拌均匀后加入硫酸钙、重过磷酸钙、复硝酚钠和聚丙烯酰胺混合均匀得混合物，喷洒稀释的玉米浆粘合剂，搅拌均匀后置于磨具中高压挤压成育苗钵，干燥得所述育苗钵。

4.根据权利要求3所述的育苗钵的制备方法，其特征在于，所述腐熟牛粪为高温发酵腐熟，具体包括以下步骤：将牛粪和腐熟菌剂按照2∶(2-4)的质量混合比例混合均匀后在50-60℃环境下发酵2-4天，25-35℃条件下烘干得腐熟牛粪。

5.根据权利要求4所述的育苗钵的制备方法，其特征在于，所述腐熟菌剂具体为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、米曲霉菌液按照质量比为(20-25)∶(10-15)∶(15-20)∶(5-10)混合而成。

6.根据权利要求3所述的育苗钵的制备方法，其特征在于，所述稻草粉碎至10-20mm；所述玉米粘合剂兑水稀释1000倍使用，喷洒至混合物含水率在50-60％。

7.根据权利要求3所述的育苗钵的制备方法，其特征在于，所述高压挤压压力为0.2-1.5MPa，所述育苗钵壁厚1-1.5cm，直径10-15cm，长度18-25cm。

8.根据权利要求3所述育苗钵的制备方法，其特征在于，所述高压挤压为高压蒸汽挤压。

9.一种权利要求1或2所述的育苗钵在旱地植物育苗中的应用。

10.根据权利要求9所述的育苗钵在旱地植物育苗中的应用，其特征在于，育苗钵底部添加3-5cm厚的稻草后继续添加13-15cm的育苗基质，进行穴盘苗或者营养袋苗苗木移栽进行育苗，育苗完成定植至种植区域时将育苗钵整体放入，回填表土。