CN1146311C - 秧苗栽培垫 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种秧苗栽培垫，该栽培垫包括含纤维物质或水溶性膜或纸的垫，以膜、带、纤维或粉末形式粘附于垫中的非离子吸水聚合物，和撒在垫上的种子。
Description
技术领域
本发明涉及一种种植方法，该方法允许在农田中种植、种植蔬菜和开花植物的秧苗培育物、住宅区种植、坡道种植、如在山区和河堤中的林区小路、普通院子和公共花园、公园和街道的种植、沙漠中种植，并且允许通过简单和可靠的操作播种高尔夫球场道路和场地的草坪、在干燥地区以及住宅区绿地的种植，该方法几乎不受洒水和降雨的影响，并且耐干燥，本发明还涉及为此使用的秧苗栽培垫。
背景技术
花园常规的种子播种主要靠手或机械。此外，使用附着在树脂布等等上的植物种子种植于陡、宽的坡道如住宅区或林区小路，目前已很普遍。
其它种植的方法是使用秧苗栽培垫，其中包括以相同方式粘附在不同类型载体上的植物种子，如JP未审查的专利公开说明书6-169636、8-228514、8-187012、8-214721和8-228512中所描述的。其它秧苗栽培垫是和吸水聚合物结合使用，如JP未审查的专利公开说明书62-210907、63-197720、1-148111和2-16216，以及JP未审查的公用模式(UtilityModel)公开说明书2-145008中描述的。
通过现有技术中的这些常规方法进行种植容易造成种子的不均匀分布，并且用机械播种机或秧苗栽培垫进行种植一般难以在小面积和复杂的表面上实施。其它问题是，播种后洒水或降雨不足造成的发芽率低，同时植物种子的吸水能力由于吸水聚合物的吸水能力差而导致发芽率低，需要很长时间才能发芽。常规的吸水聚合物可能会降低发芽或生长，阻止空气或水的渗透，且耐用性低。
一个特定的问题是如果不能达到水的分散或在植物种子发芽后干旱条件继续，则出现发芽幼苗植物的枯萎。迄今，所用的吸水聚合物一般是吸水能力强，并且由此可以储存大量的水，但吸水聚合物吸收的水分不能提供给植物，而且植物根躲避吸水聚合物，尽管吸水聚合物中有充足的水分还会出现枯萎。
发明内容
本发明的目的是提供一种包含吸水聚合物的秧苗栽培垫，该栽培垫允许发芽的幼苗植物的生长，不萎缩，水储存在吸水聚合物中，并且使用该栽培垫之后几乎不受洒水和降雨的影响，从而提供显著的发芽和生长率和容易的操作性。
为更合理和有效地解决上述问题，本发明者经过了深入的研究，结果发现包含N-乙烯酰胺基聚合物的吸水性聚合物作为吸水聚合物使用时不会不利影响植物的生长，并且在干旱或干燥期间幼苗植物还可以利用被吸收的水分，这个发现成功解决了上述问题，基于此发明者完成了本发明。
换句话说，本发明提供一种秧苗栽培垫，该栽培垫包括(a)含纤维物质或水溶性膜或纸的垫，(b)以膜、带或粉末形式粘附于垫中的非离子吸水聚合物，和(c)撒在垫上的种子。优选该非离子吸水聚合物是乙烯酰胺基的聚合物，包含至少60mol％得自N-乙烯酰胺的单元，所说的N-乙烯酰胺如下式所示
其中R1和R2分别各自表示氢或甲基，R3表示氢、甲基、乙基或异丙基，或者R2和R3一起形成3-5碳原子的亚烷基。
具有实施方式
本发明中，“纤维物质”是指稻草、麦杆、干草、木料、含木绒等的纸浆、树皮、纸、泥炭苔藓、短的天然纤维或合成纤维的薄碎片，优选具有高吸水性的可生物降解的纸浆和泥炭苔藓，将其压成板、片、带或串，用或不用天然或合成树脂作粘合剂。在本发明中，还可以将水溶性膜或纸来代替或者和纤维物质结合使用。
它们可以作为单层使用，或者可以将它们层压在一起，将植物种子插在之间。当作单层使用时，植物种子可以用粘合剂附着或者可以将它们插入并且夹在层内。或者是，可以附着另一层水溶性膜或纸层，将种子插入并且夹在它们之间。它们还可以和经过锻烧的发泡岩石粉末如蛭石或珍珠岩混合，或者和肥料或其它添加剂混合。
本发明使用的非离子吸水聚合物可以是乙烯酰胺基的聚合物，例如丙烯酰胺基的聚合物和N-乙烯酰胺基的聚合物，其中优选的N-乙烯酰胺基聚合物包含得自下式(1)所示N-乙烯基酰胺的单元。
其中R1和R2分别各自表示氢或甲基，R3表示氢、甲基、乙基或异丙基，或者R2和R3一起形成3-5碳原子的亚烷基。
作为其特定的实例，可以是N-乙烯基乙酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-甲基-N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-α-吡咯烷酮、N-乙烯基异丁酰胺、其中特别优选N-乙烯基乙酰胺。
N-乙烯基酰胺可以单独使用或其中两种或多种结合使用。
本发明使用的N-乙烯酰胺基聚合物还可以是主要由N-乙烯酰胺构成的共聚物。N-乙烯酰胺基聚合物可以优选包含60mol％，特别是70mol％的得自N-乙烯基酰胺的单元。
可以和N-乙烯基酰胺共聚的离子聚合单体的实例包括(甲基)丙烯酸、马来酸、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基-丙磺酸、2-丙烯酰胺乙磺酸、2-甲基丙烯酰胺乙磺酸、3-甲基丙烯酰胺丙磺酸、丙烯酸甲酯磺酸、甲基丙烯酸甲酯磺酸、丙烯酸2-乙酯磺酸、丙烯酸3-丙酯磺酸、甲基丙烯酸3-丙酯磺酸、丙烯酸2-甲基-3-丙酯磺酸、丙烯酸1，1’-二甲基-2-乙酯磺酸、甲基丙烯酸1，1’-二甲基-2-乙酯磺酸、以及它们的盐。
可以和N-乙烯基酰胺共聚的非离子聚合单体的实例包括(甲基)丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸2-羟基丙酯；(甲基)丙烯酰胺和N-烷基取代的(甲基)丙烯酰胺，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺；乙烯基酮，如甲基乙烯基酮和乙基乙烯基酮；(甲基)丙烯腈；羧酸乙烯基酯，如乙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯；和乙烯基醚，如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚，以及烯丙醇、马来酸酐、二甲基马来酸酯。
本发明使用的非离子聚合物可以包含不超过聚合物20mol％的得自离子聚合单体的单元，以便聚合物基本上是非离子性的。
共聚物中离子聚合单体的比例可以是20mol％或更低，并优选10mol％或更低。如果共聚物中离子聚合单体的比例不大于20mol％，则可以减少发芽和生长受阻的危险。
而且，考虑到被吸水聚合物吸收的水的利用以及聚合物的耐用性和成本，共聚物中除N-乙烯基酰胺以外的非离子聚合单体的比例可以最大为30mol％，并优选不超过20mol％，尽管不需要考虑发芽和生长因离子特性而受阻的危险。
N-乙烯酰胺基聚合物必须是三维交联的聚合物，它可以通过，例如，在无氧条件下使用自由基聚合引发剂将N-乙烯乙酰胺和分子中具有至少两个可共聚不饱和基团的化合物(交联剂)聚合，一些情况下和可共聚的单体聚合来生产。
不必限制聚合的方法，可以使用常规方法如用来生产交联聚丙烯酸钠的含水溶液聚合或反相悬浮液聚合，该具体的实例在JP未审查的专利公开说明书3-223304、4-230250和4-346833中有所描述。
可以用来生产N-乙烯酰胺基聚合物的交联剂的具体实例包括N，N’-亚甲基二丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸三亚乙基二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二乙烯基苯、N，N-亚烷基二(N-乙烯基乙酰胺)化合物(例如，N’，N’-1，4-丁二(N-乙烯基乙酰胺)或N，N’-二乙酰-N，N’-二乙烯基-1，4-二氨基甲基环己烷)、季戊四醇三烯丙醚和四烯丙基氧乙烷，可以使用其中任何一种，或如果需要可以使用两种或多种。
这些交联剂的使用量，基于单体组分，一般为2×10-4-10mol％，优选5×10-4-2mol％。
用于生产交联聚合物的聚合引发剂可以是任何常规已知的过氧化物、有机或无机过氧酸或其盐，或者是氧化还原型，包括偶氮二化合物(单独使用)，或者与过氧化物引发剂和还原剂组合；其中优选偶氮二化合物引发剂，如偶氮二(2-氨基二丙烷)二盐酸盐和2，2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐。
不限制聚合引发剂的使用量，但可以优选是0.0005-5mol％首选0.005-0.5mol％(基于单体组分)。聚合引发温度可以通常是约-10-80℃。
当聚-N-乙烯酰胺基聚合物的交联程度过高时，吸水性下降，如果交联程度太低则吸水性将不能充分表现出来。
这些N-乙烯酰胺基的聚合物可以是以膜、带、纤维或粉末的形式粘附于秧苗栽培垫中。粘附的方法不作限制，但例如是，可以将吸水聚合物带或纤维插入垫中，或是粉末时可以使用水溶性树脂浆糊将其粘附在其中，防止从垫中溢出，或者可以将粉末层压成膜。
根据本发明使用的N-乙烯酰胺基聚合物不妨碍植物种子发芽。
因此，让植物种子保持稳定并且不发芽，并且秧苗栽培垫是干的，但一旦和水接触，提供给N-乙烯酰胺基聚合物的水分迅速被吸收，同时植物种子吸水并开始发芽。
大部分普通的吸水聚合物不仅具有大的吸水容量，而且有非常强的吸水能力，因而被吸收的水分趋向于被保留在吸水聚合物中，不流往别处。因此，在发芽后，幼苗植物的吸水性和聚合物的吸水能力之间出现竞争，以致如果不向幼苗植物供应水，尽管秧苗栽培垫整体包含足够量的水，而幼苗植物可能还会因干枯而死。
相反，N-乙烯酰胺基聚合物的吸水能力比其它吸水聚合物低，因而被吸收和保留的水分可以供给幼苗植物，所以使用本发明的秧苗栽培垫可以致使幼苗植物较不易受缺乏洒水和降雨的影响，并且增加了它对干旱的耐抗性。由于N-乙烯酰胺基聚合物具有强耐用性，因此它们的持水作用可以得到长时间的持续并且植物在生长后具有了较强的耐旱性。
本发明秧苗栽培垫的生产方法不作特别的限制，例如，对需要光发芽的植物种子来说，可以用粘合剂或水溶性生长浆糊将它们粘附在垫表面，或包埋在垫中。
对不需要光发芽或需要屏蔽光发芽的植物种子，可以是将植物种子粘附在秧苗栽培垫的底面，或者将植物种子像三明治那样夹在两个垫之间，或者将秧苗栽培垫铺开并且用土覆盖到适宜的厚度。
自然，同时播种不同植物种子时，可以根据各个植物种子的类型特征将它们粘附和插在秧苗栽培垫中。
以这种方式制备的秧苗栽培垫的厚度不作具体的限制，并且可以根据所要求的目的、使用的场所和植物种子的特征作适宜的选择，但厚度一般是约0.01-50mm，优选约0.05-10mm。
N-乙烯酰胺基聚合物在秧苗栽培垫中的最佳含量范围根据纤维物质或水溶性膜或纸的特性和形式、聚合物交联程度达到的特性、使用场所的条件和植物种子的类型而有所不同，并且其含量是可接受的很宽范围，即使略微超出了最佳范围也没有问题；但对大部分情况来说，适宜的含量是每1m2秧苗栽培垫包含10-1000g，优选50-500g。
本发明对可以使用的植物种子没有实际的限制，但通常是用于种植草地、牧场、树木茂密和装饰性地区的种子，或是食用和药用开花植物、蔬菜、谷物、大豆等的种子。可以根据地区和使用目的来选择它们。
以下通过非限定性实施例的方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
将100g/m2 N-乙烯酰胺基的吸水聚合物用天然浆糊粘合到木浆制造的纸上，制备成2mm厚的秧苗栽培垫，在该栽培垫上，使用天然浆糊以均匀的方式附上每植物床(25cm×25cm)80粒的卷心菜籽。将垫放到16块植物床(25cm×25cm)上，所说的植物床包含等量泥炭苔藓和蛭石的混合物，然后在使用如上相同的混合物覆盖成2cm厚度后，给垫洒上充足的水，并且放置在防避雨的地区。
这里所用的N-乙烯酰胺基吸水聚合物是通过使用N-乙烯基乙酰胺和N，N’-二乙酰基-N，N’-二乙烯基-1，4-二氨基甲基环己烷作为交联剂获得的。
第7天时测定发芽率，发现平均值为约96％。将垫在不洒水的情况下放置并且在2周后观察幼苗植物的状态，证实几乎所有的植物均健康生长。
本实施例的植物和发芽后继续洒水以防止干枯的植物相比没有差别。
对比实施例1
为进行比较，使用可市售获得的聚乙二醇基的吸水聚合物(Aquacok(商标)，Sumitomo Fine Chemicals公司制造)代替实施例1的吸水聚合物制备秧苗栽培垫，并且以完全相同的方式进行发芽测试和干燥测试，发芽率实质上相同为约93％，但在2周后健康植物的比例仅占发芽植物的42％，而观察到继续洒水以防止干燥枯蒌的植物事实上全部健康生长，因此可以推断出几乎所有的枯蒌或虚弱植物均是由于缺乏水分。
实施例2
将包含规定量N-乙烯酰胺基吸水聚合物的秧苗栽培垫(除含量(即基于木浆纸的重量，吸水聚合物的重量百分比)外与实施例1相同)装入塑料罐盆。在从底部的液体肥料中吸收充足的水分后，将垫放置2天以排除多余的水分，并且插播草种，将盆蔽光7天以达到均匀的初始生长，将播种后的第7天指定为生长的第0天，确认在没有洒水的情况下的存水效果，并且测定草生长的状态。
表1显示了植物的枯萎状况。作为比较，用不含吸水聚合物的秧苗栽培垫填装盆。
表1列出植物枯萎的状况。
表1
| 吸水聚合物含量(％) | 枯萎状况 | ||||||
| 第17天 | 第19天 | 第21天 | 第23天 | 第25天 | 第27天 | 第29天 | |
| 0.20.51.02.0 | ---- | +--- | +--- | +++++- | +++++++ | +++++++++ | +++++++++ |
| 0.0*10.0*2 | -+ | -+ | -++ | -+++ | -+++ | -+++ | -+++ |
枯萎度(平均n＝3)
-：事实上没有发现枯萎
+：叶尖枯萎/10％枯萎
++：10-70％枯萎
+++：超过70％枯萎
*1：洒水
*2：没有洒水
实施例3
使用无纺的纤维纸和水可溶性膜制备秧苗栽培垫。其中撒上75g/m2实施例1所用的相同N-乙烯酰胺基吸水聚合物和15g/m2百慕大草种，并通过天然浆糊将它们粘联成一体。
然后，除用所获得的秧苗栽培垫代替实施例1使用的垫外，重复实施例1描述的过程。
结果和实施例1获得的相似。
工业实用性
由于本发明使用N-乙烯酰胺基聚合物作为吸水聚合物用于秧苗栽培垫，该聚合物被认为比常规使用的吸水聚合物的吸水能力弱，因此可以将被吸收的水分提供给其根部无法渗透到足够深的土中的幼苗植物。
因此该秧苗栽培垫对坡道、住宅区场所、山区等等或在大植物聚集处的幼苗植物是有效的，这些地区难以提供植物发芽后需要水时的水分。
Claims (5)
1.一种秧苗栽培垫，该栽培垫包括(a)含纤维物质或水溶性膜或纸的垫(b)以膜、带、纤维或粉末形式粘附于垫中的非离子吸水聚合物，该非离子吸水聚合物是乙烯酰胺基的聚合物，包含至少60mol％得自N-乙烯酰胺的单元，所说的N-乙烯酰胺如下式所示
其中R1和R2分别各自表示氢或甲基，R3表示氢、甲基、乙基或异丙基，或者R2和R3一起形成3-5碳原子的亚烷基，和(c)撒在垫上的种子。
2.根据权利要求1的秧苗栽培垫，其中乙烯酰胺基聚合物是交联的聚合物。
3.根据权利要求1的秧苗栽培垫，其中乙烯酰胺基聚合物是N-乙烯基乙酰胺基的聚合物。
4.根据权利要求3的秧苗栽培垫，其中乙烯酰胺基聚合物是交联的聚合物。
5.根据权利要求1的秧苗栽培垫，其中纤维物质包括稻草、麦杆、干草、木料、含木绒的纸浆、树皮、纸、泥炭苔藓、短的天然纤维或合成纤维的薄碎片，且垫是以板、片、带或串的形式。
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