CN113316992A - 一种飞播种子冰箭及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞播种子冰箭及其制备方法，属于植物播种技术领域，该飞播种子冰箭包括箭体和包衣种子，包衣种子位于箭体内，箭体由浆体冰冻而成，包衣种子包括种子和包衣。本发明增加种子重量满足精准飞播要求，受树冠和杂草影响小，应用范围广；冰箭能钻入地下，能持续缓释水分和营养，从而提高种子出苗率和成活率；制作成本低且易于推广，飞播种子作业环保高效。

Description

一种飞播种子冰箭及其制备方法

技术领域

本发明属于植物播种技术领域，具体涉及一种飞播种子冰箭及其制备方法。

背景技术

飞播种子箭技术曾被研究并尝试应用于飞机播种造林，能利用飞播种子箭体作为运载工具，携带植物种子、营养土、水分等，利用空中重力加速形成的冲击力，着陆后钻入地面沙层下，能有效提高种子出苗率和成活率。但是该技术的制作和使用过程均较复杂，因总体成本太大而没有大面积采用。

相对来说，种子丸粒化技术的应用较为广泛，其原理是将种子用粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂以及保水剂等进行包衣并制成丸粒，飞机播种造林时直接投放即可。但该技术的种子丸粒较轻，种子落下时会产生飘移，难以实现精准播种，特别是种子丸粒降落后仍处于地表，无法深入地下，更无法实现持续补水，因而种子出苗率和成活率有待提高。

发明内容

技术问题：针对现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种飞播种子冰箭及其制备方法降低飞播成本提高种子出苗率和成活率。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种飞播种子冰箭，其特征在于，包括箭体和包衣种子，所述包衣种子位于箭体内，所述箭体由浆体冰冻而成，所述包衣种子包括种子和包衣。

进一步的，还包括飘带，所述飘带部分位于箭体内。

进一步的，所述箭体为锥体形状。

进一步的，所述浆体包括水和复合材料，所述水和复合材料的重量份配比为2～5∶1。

进一步的，所述复合材料包括粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂，所述保水剂为高吸水性树脂，所述复合材料中所述保水剂与其他材料的重量份配比为1～2∶1。

进一步的，所述飘带由可降解材料制成。

本发明还提供了一种飞播种子冰箭的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、制作包衣种子，将种子和包衣材料粉末共同放入种子丸粒化制造设备中，在高压气体和旋转的共同作用下预制成丸状颗粒的包衣种子；

步骤S2、制作浆体，将具有粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂的复合材料与水进行混合；

步骤S3、将包衣种子和浆体倒入制冰模具的凹槽中，并放入冰箱冷冻；

步骤S4、从冰箱中取出制冰模具，将冷冻成型的种子冰箭取出。

进一步的，所述步骤S1还包括将丸状颗粒的包衣种子与飘带进行连接；所述步骤S3中是将带有飘带的包衣种子放入凹槽的浆体中，飘带的一端位于凹槽内；所述制冰模具的凹槽为倒锥形，且数量在一个以上。

进一步的，所述步骤S3包括：

步骤S3.1、预冷冻制冰模具，将制冰模具放入冰箱进行预冷冻，预冷冻温度为-20℃～-30℃，预冷冻时间大于30min；

步骤S3.2、取出制冰模具，将浆体倒入制冰模具中，再次将制冰模具放回冰箱速冻，速冻温度为-20℃～-30℃，速冻时间为5～10min；

步骤S3.3、将制冰模具取出，此时制冰模具凹槽内的浆体四周结冰为固体但中间还是液体状，将包衣种子放入凹槽内液体状的浆体中，此时种子位于凹槽中间位置；

步骤S3.4、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-5℃～-10℃，冷冻时间为30～50min。

上述的步骤S3.1至步骤S3.4过程采用了“预冷冻、速冻、冷冻”三步冷冻法对包衣种子和浆体进行冷冻，成型效果好，箭体结构强度好。

进一步的，所述步骤S3包括：

步骤S3.1、在制冰模具中倒入凹槽三分之一高度的浆体，将制冰模具放入冰箱进行冷冻，冷冻温度为-5℃～20℃，冷冻时间大于等于30min；

步骤S3.2、将制冰模具取出，将包衣种子放入凹槽内已结冰的浆体上，并在凹槽内再倒入浆体，此时种子位于凹槽中间位置；

步骤S3.3、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-5℃～-10℃，冷冻时间为30～50min。

上述的步骤S3.1至步骤S3.3的过程采用了两步分段冷冻法，操作简易，成型速度快，减少冷冻时间。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、增加种子重量满足精准飞播要求，受树冠和杂草影响小，应用范围广；2、冰箭能钻入地下，能持续缓释水分和营养，从而提高种子出苗率和成活率；3、制作成本低且易于推广，飞播种子作业环保高效。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例1中步骤5中冰箭结构示意图；

图3是本发明实施例2结构示意图；

图4是本发明实施例3步骤5中冰箭截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，一种飞播种子冰箭，包括箭体1、包衣种子2和飘带3，包衣种子2整体位于箭体1内靠近中间的位置，飘带3部分位于箭体1内，部分位于箭体1外，箭体1为圆锥体形状，飘带3的后半部分从圆锥体的底部露出箭体1外，包衣种子2包括种子21和包衣22，包衣22从外部包裹住种子21。

本实施例的箭体1由浆体冰冻而成，浆体包括水和复合材料，水和复合材料的重量份配比为3∶1(实施例1的冰箭结构能更深入地钻入地下，适用于对种子深入地下要求更高的场合，例如：干旱、半干旱地区；沙漠化、半沙漠化地区，特别是立地条件中的土质较硬的地区；实施例1的箭体强度更高，有利于深入地钻入地下，并且通常种子深入地下后对补水的要求相对较低。)；复合材料是现有的种子包衣剂材料，包括粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂，保水剂为高吸水性环保树脂，保水剂与其他材料的重量份配比为1.5∶1，高吸水性树脂是一种吸水能力极强的功能高分子材料，能够吸水膨胀，吸水后能缓释水分以持续供给种子和苗芽的水分和营养。

包衣种子2采用现有的丸粒化包衣种子，由少量包衣剂将种子薄层包衣而成，是成熟的种子丸粒化技术的一种应用，其作用是防止在冰冻加工过程中，因温度和压力变化而可能引起的破坏种子活性的情况发生。

飘带3为柔性可降解的条状物，同时具备一定的韧性，可由棉布、可降解塑料膜等制成，飘带的一部分和冰冻的箭体冻成一个整体，另一部分留在外部，留在外部的长度约3～4cm，其作用为保持冰箭下落时的飞行稳定性，确保箭头向下着地，进而方便冰箭钻入地下，其原理与风筝的尾巴相似。

本实施例上述飞播种子冰箭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制作包衣种子，将种子和包衣材料粉末共同放入种子丸粒化制造设备中，在高压气体和旋转的共同作用下预制成丸状颗粒的包衣种子，将丸状颗粒的包衣种子与飘带进行粘合或者用飘带将包衣种子缠绕；

步骤2、制作浆体，将水与具有粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂的复合材料按照重量份配比为3∶1进行混合；

步骤3、预冷冻制冰模具，将具有多个倒圆锥体形状凹槽的制冰模具(制冰模具为导热系数低且比热容大的材料制成并有一定厚度，例如塑料。)放入冰箱，预冷冻温度为-25℃，预冷冻时间为40min；

步骤4、取出制冰模具，将浆体倒入制冰模具中，再次将制冰模具放回冰箱速冻，速冻温度为-20℃，速冻时间为8min；(由于制冰模具经预冷冻处理，此时凹槽内的浆体周边先结冰并形成固体，上表面因接触冷空气而形成薄薄的固体冰层，但中间还是液体状)

步骤5、将制冰模具取出，戳破上表面的固体冰层，将带有飘带的包衣种子放入凹槽内液体状的浆体中，此时种子位于锥体中间位置，飘带有部分浸入浆体中，另一部分在周边固体(含上表面破碎和未破碎的冰层)的辅助支撑下露在外面，且飘带具备一定的韧性，可保持竖立状(如图2所示)；

步骤6、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-8℃，冷冻时间为40min；

步骤7、从冰箱中取出制冰模具，将冷冻成型的种子冰箭取出。

采用预冷冻、速冻和冷冻三步冷冻法的原理是，先让凹槽内的浆体周边快速结冰以保证冰箭的结构，然后以比冰点相对低一些的温度慢慢冷冻，以保证冰体的形状、强度和稳定性。

实施例2

如图3所示，一种飞播种子冰箭，包括箭体1、包衣种子2，包衣种子2整体位于箭体1内靠近中间的位置，箭体1为三棱锥体形状，锥体四个面均为等边三角形，包衣种子2包括种子21和包衣22，包衣22从外部包裹住种子21。

本实施例的箭体1由浆体冰冻而成，浆体包括水和复合材料，水和复合材料的重量份配比为5∶1；(实施例2的冰箭更适用于种子深入地下浅表层即可的场合，特别是立地条件中土质较软的地区或沙漠化程度较高的地区；实施例2的箭体强度略低，但种子位于地下浅表层，因此通常需要持续补充更多的水分。)复合材料是现有的种子包衣剂材料，包括粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂，保水剂为高吸水性环保树脂，保水剂与其他材料的重量份配比为2：1，高吸水性树脂是一种吸水能力极强的功能高分子材料，能够吸水膨胀，吸水后能缓释水分以持续供给种子和苗芽的水分和营养。

包衣种子2采用现有的丸粒化包衣种子，由少量包衣剂将种子薄层包衣而成，是成熟的种子丸粒化技术的一种应用，其作用是防止在冰冻加工过程中，因温度和压力变化而可能引起的破坏种子活性的情况发生。

本实施例上述飞播种子冰箭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制作包衣种子，将种子和包衣材料粉末共同放入种子丸粒化制造设备中，在高压气体和旋转的共同作用下预制成丸状颗粒的包衣种子；

步骤2、制作浆体，将水与具有粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂的复合材料按照重量份配比为5：1进行混合；

步骤3、预冷冻制冰模具，将具有多个倒三棱锥体形状凹槽的制冰模具放入冰箱，预冷冻温度为-25℃，预冷冻时间为40min；

步骤4、取出制冰模具，将浆体倒入制冰模具中，再次将制冰模具放回冰箱速冻，速冻温度为-20℃，速冻时间为6min；

步骤5、将制冰模具取出，此时制冰模具凹槽内的浆体四周结冰为固体但中间还是液体状，戳破上表面的固体冰层，将包衣种子放入凹槽内液体状的浆体中；

步骤6、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-5℃，冷冻时间为35min；

步骤7、从冰箱中取出制冰模具，将冷冻成型的种子冰箭取出。

实施例2中冰箭，其形状可以为正四面体，即四个面都是正三角形，有四个顶点、六条线、四个面(点、线、面)，其优点在于制作过程更加简易(取消了飘带)，并且冰冻模具上可设置更多的凹槽以提高制备效率。投放时，根据几何常识，冰冻的箭体大概率能保持某一顶点着地，极小概率出现以线着地，以面着地的概率几乎为零，特别是降落过程中在空气阻力作用下，以点着地的概率会更大，从而仍能使冰冻的箭体钻入地下。

实施例3

本实施例的冰箭与实施例2的冰箭结构相同，但制备方法不同，其制备方法包括以下步骤：

步骤1、制作包衣种子，将种子和包衣材料粉末共同放入种子丸粒化制造设备中，在高压气体和旋转的共同作用下预制成丸状颗粒的包衣种子；

步骤2、制作浆体，将水与具有粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂的复合材料按照重量份配比为5∶1进行混合；

步骤3、在具有多个倒三棱锥体形状凹槽的制冰模倒入浆体，倒入浆体的高度占凹槽三分之一的高度，

步骤4、将制冰模具放入冰箱进行冷冻，冷冻温度为10℃，冷冻时间为30min；

步骤5、将制冰模具取出，将包衣种子放入凹槽内已结冰的浆体上，并在凹槽内再倒入浆体；(如图4所示)

步骤6、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-5℃，冷冻时间为40min。

步骤S7、从冰箱中取出制冰模具，将冷冻成型的种子冰箭取出。

本发明在用于飞播造林时，取出装有冰箭的容器并用保温材料包好(例如棉被即可)，带上飞机就能按需施播，飞播时直接投放即可。投放过程中，降落的冰箭如同冰雹，其质量为普通种子丸粒化技术的四倍以上，能解决飘移问题进而实现精准播种，冰箭降落后能以足够的速度冲击地面并钻入地下，当冰箭固体融化后，其浆体在保水剂的作用下仍呈现果冻状，能持续缓释水分和营养，从而提高种子成苗率和成活率。此外，作业地区如有树冠和杂草，冰箭也能以极大的冲击力突破之，从而扩大飞播的应用范围。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞播种子冰箭，其特征在于，包括箭体(1)和包衣种子(2)，所述包衣种子(2)位于箭体(1)内，所述箭体(1)由浆体冰冻而成，所述包衣种子(2)包括种子(21)和包衣(22)。

2.根据权利要求1所述的飞播种子冰箭，其特征在于，还包括飘带(3)，所述飘带(3)部分位于箭体(1)内。

3.根据权利要求1所述的飞播种子冰箭，其特征在于，所述箭体(1)为锥体形状。

4.根据权利要求1所述的飞播种子冰箭，其特征在于，所述浆体包括水和复合材料，所述水和复合材料的重量份配比为2～5∶1。

5.根据权利要求4所述的飞播种子冰箭，其特征在于，所述复合材料包括粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂，所述保水剂为高吸水性树脂，所述复合材料中所述保水剂与其他材料的重量份配比为1～2∶1。

6.根据权利要求2所述的飞播种子冰箭，其特征在于，所述飘带(3)由可降解材料制成。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述飞播种子冰箭的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、制作包衣种子，将种子和包衣材料粉末共同放入种子丸粒化制造设备中，在高压气体和旋转的共同作用下预制成丸状颗粒的包衣种子；

步骤S2、制作浆体，将具有粘合剂、生长调节剂、肥料、鸟鼠驱避剂和保水剂的复合材料与水进行混合；

步骤S3、将包衣种子和浆体倒入制冰模具的凹槽中，并放入冰箱冷冻；

步骤S4、从冰箱中取出制冰模具，将冷冻成型的种子冰箭取出。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括将丸状颗粒的包衣种子与飘带进行连接；所述步骤S3中是将带有飘带的包衣种子放入凹槽的浆体中，飘带的一端位于凹槽内；所述制冰模具的凹槽为倒锥形，且数量在一个以上。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S3.1、预冷冻制冰模具，将制冰模具放入冰箱进行预冷冻，预冷冻温度为-20℃～-30℃，预冷冻时间大于30min；

步骤S3.2、取出制冰模具，将浆体倒入制冰模具中，再次将制冰模具放回冰箱速冻，速冻温度为-20℃～-30℃，速冻时间为5～10min；

步骤S3.3、将制冰模具取出，此时制冰模具凹槽内的浆体四周结冰为固体但中间还是液体状，将包衣种子放入凹槽内液体状的浆体中，此时种子位于凹槽中间位置；

步骤S3.4、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-5℃～-10℃，冷冻时间为30～50min。

10.根据权利要求7所述的飞播种子冰箭的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S3.1、在制冰模具中倒入凹槽三分之一高度的浆体，将制冰模具放入冰箱进行冷冻，冷冻温度为-5℃～-20℃，冷冻时间大于等于30min；

步骤S3.2、将制冰模具取出，将包衣种子放入凹槽内已结冰的浆体上，并在凹槽内再倒入浆体，此时种子位于凹槽中间位置；

步骤S3.3、再次将带有包衣种子的制冰模具放入冰箱冷冻，冷冻温度为-5℃～-10℃，冷冻时间为30～50min。

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