CN1182773C - 用聚合物纤维作为土壤代替物支持植物生长的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于支持植物生长的土壤代替物，特别是涉及一种用于植物栽培中的生物可降解和非生物可降解聚合物纤维。

Description

用聚合物纤维作为土壤代替物支持植物生长的方法
                      发明领域
本发明涉及用于支持植物生长的土壤代替物。特别涉及用于植物栽培中的生物可降解或非生物可降解聚合物纤维。
                      本发明背景
在传统植物栽培中，无论是在室内还是室外，都把天然产的土壤用作贮存和提供栽培植物必要养分、空气和水分的基质。众所周知，在现有技术中人造基质能被用于植物种子发芽、长根和繁殖。这类常用或已在文献中公开的基质包括泥碳、蛭石、珍珠岩、木本树皮、锯末、某些种类的飘尘、浮石、塑料颗粒、玻璃棉、某些橡胶泡沫类等，或单独使用，或相互搀和和/或与土壤搀和使用。
尽管这些现有技术中的基质在许多地区使用，并在商业上得到认可，但它们不能提供能显著影响根系和整株植物生长的水气的适当平衡。众所周知，在上述常用基质中生长的植物，在某些状态下会缺氧，或者表现出因浇水后过多而出现的征状，如失绿、生长缓慢、白化，甚至死亡。
美国专利5363593(Hsh)公开了一种由纤维集合体构成的合成栽培基质及其制造方法。这种合成栽培基质没有土壤组分，是由碎片状化学纺织料制成的，主要成分是聚丙烯腈或聚酯纤维。把碎片状纺织纤维缩成短纤维，并进行化学精炼和漂白。在化学精炼和漂白之前或之后，把短纤维搅拌成纤维互相缠绕的集合体，这种纤维的长度优选＜10mm，这种集合体的直径优选在2-8mm范围内。Hsh非卷曲纤维集合体是致密的，因此，比密度较低基质的吸附水多而保持水少。这些纤维集合体在有效接触或长期接触时有可能转变回纤维的能力极强。另外，这里所述的这种Hsh集合体几乎不受自然分解作用的降解效果的影响。
本发明的一个目的是提供一种消除或减少了上述植物栽培问题的支持植物生长的方法。
本发明的一个目的是提供一种支持植物生长的方法，该方法提供了一种植物生长基质，这种基质在添加水和适当养分之后可用于种子发芽和育苗、其它植物材料的营养繁殖和生长，以及把植物栽培到成熟，或把植物栽培到生长和发育的某种其它阶段。
本发明又一个目的是通过提供一种植物生长基质来提供一种支持植物生长的方法，该基质能用于全部或大量代替传统基质材料如普通土壤、土壤混合物、粘土、蛭石、泥碳、树皮木料抱花或削片等，因此，明显改善了整体的持水能力，保持了固体、水分和气体之间更适合的平衡。
本发明的另一个目的是提供一种支持植物生长的方法，该方法提供了一种植物生长介质，这种基质能被生物降解的，可用作土壤代替物或用于从播种到移栽至大田的土壤供体。这种基质能表现出很高的保水性，并且在移栽前的一段时期内保水性很高，但在移栽之后的一定时期内可以充分降解成“耕地”。
                      本发明概述
本发明涉及一种支持植物生长的方法，它包括让植物材料和植物生长基质接触，该基质含有能有效支持植物量的纤维球，每个纤维球基本由随机排列的、缠绕卷曲的、切断长度为0.5-60mm的聚合物纤维构成。
在一个实施例中，所述植物栽培基质包括用聚酯纤维制成的生物可降解纤维球。在另一个实施例中，所述植物栽培基质包括用聚酯纤维制成的非生物可降解纤维球。
                        发明详述
本发明涉及一种支持植物生长的方法，它包括让植物材料和植物生长基质接触，该基质含有能有效支持植物量的纤维球，每个纤维球基本由随机排列的、缠绕卷曲的、切断长度为0.5-60mm的聚合物纤维构成。
各种类型天然或合成有机聚合物纤维都适用于本发明。优选合成有机聚合物纤维。在此所用术语“合成有机聚合物纤维”包括由聚合物类制成的纤维，如聚酯类、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚烯烃类、聚酰胺类(如尼龙)、丙烯酸类、聚交酯等，以及由纤维素衍生的聚合物，如粘胶丝、纤维素醋酸酯等。前述任何种类聚合物的混合物也可以用于本发明，例如尼龙和聚酯。用于制造本发明方法中所用纤维的这种合成有机聚合物优选是聚酯、聚酰胺及其混合物。聚对苯二甲酸乙二醇酯最好。
术语“天然有机聚合物”包括聚合物类，如羊毛、棉花、黄麻、蚕丝、大麻、甘蔗渣、纤维素及其混合物，优选的天然有机聚合物是棉花、纤维素、甘蔗渣和大麻。
本发明中所用纤维可以包括空心或实心纤维，并且一般是由各种切断长度的短纤维形成的聚合物纤维制成的。一般在本发明方法中使用的植物生长基质的纤维是切断长度为0.5-60mm的短纤维。可以把硅酮光滑剂加到纤维中以改善润滑性和美观性，这种硅酮光滑剂采用给纤维涂层的方法被加入，其所用量为纤维重量的大约0.15-0.5％Si(参见被收作本文参考文献的美国专利4618531和4783364)。
用于制备本发明纤维球的纤维是卷曲的。优选使用螺旋卷曲纤维，即具有三维螺旋卷曲的纤维，这种卷曲可以采用把新挤压的长纤维进行不对称的喷射淬火而制得，如被收作本文参考文献的Killian的美国专利No.3050821和No.3118012中所述的方法或Evans等的美国专利No.3671397所公开的方法，最好是采用ω卷曲形式的螺旋卷曲，如被收作本文参考的美国专利No.4783364所公开的形式。本发明也可以用通过机械装置产生的二维锯齿卷曲，所述装置如填塞箱。
本发明所用的聚合物纤维是纤维球形式“纤维球”是指聚合物纤维基本上已经形成了圆形体。纤维球的平均尺寸优选为1-15mm，优选至少50％重量的球体横剖面的最大尺寸不超过其最小尺寸的二倍。小型的片状、与较大的筒状(被称为尾部)混合形式的聚合物纤维也可以用于本发明方法中，并且这类聚合物纤维也包括在纤维球的定义之内。本发明中的纤维球有多种制备方法，包括搅拌、辊压和/或翻转。把卷曲过的纤维交织成具有基本稳定结构的很低密度的纤维球。可以根据本文所参考的美国专利Nos.4618531和4783364所详细公开的方法来形成优选的纤维球。该方法包括对着容器壁把纤维小毛块进行重复空气翻转。一般，任何能搅拌纤维使其稳定缠绕的机器都可以用于制备本发明所用的纤维球。纤维球所具有的测量内聚力如美国专利Nos.4618531和4783364所限定的那样，优选小于15牛顿(15N)。
用于本发明所用聚合物纤维的聚合物可以是生物可降解或非生物可降解的。非生物可降纤维包括某些聚酯类、聚酰胺类、丙烯酸类、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚氯乙烯及其混合物。优选的非生物可降解聚合物是聚酯、聚酰胺或其混合物。最好的非生物可降解聚合物是聚对苯二甲酸乙二醇酯，用于本发明制备纤维球的非生物可降解纤维是名为COMFOREL(由E.I.Du Pont de Nemours and Company公司出售的)的聚酯纤维。这种纤维球特别适用于不需要生物降解的地方，如用于室内植物栽培。
生物降解纤维包括某些合成纤维如各种聚酯类，以及天然纤维如羊毛和棉花。优选的生物降解纤维是聚酯，最好的聚酯是由聚对苯二甲酸二乙酯和二甘醇或非芳簇二酸及一种碱金属或碱土金属的磺化系构成的共聚物，所述非芳簇二酸如己二酸或戊二氨酸，所述磺化系如5-代间苯二磺酸或一种金属5-硫代间苯二磺酸的衍生物，正如本文所参考的美国专利Nos.5053482、5097004、5171308、5171309、5219646和5295985所公开的类型，以及E.I.Du Pont de Nemours andCompany，Wilmington，DE公司出售的商品名BIOMAX的纤维。
本发明也提供了纤维球类，是由生物可降解聚合物纤维构成，该纤维具有切断长度为为1-15mm，至少50％重量的球体横剖面的最大直径不超过其最小直径的二倍。这种纤维可以用硅酮光滑剂涂层，其用量为纤维重量的0.15-0.5％Si。此外，这种纤维或纤维球可以被染色或被着色。优选用测量内聚力小于15牛顿的纤维球形式让这类纤维随机排列、缠绕和卷曲。这种卷曲纤维可以是螺旋卷曲、奥米伽卷曲或锯齿卷曲。这种生物可降解的纤维球较好的是由聚酯纤维制成的，最好是由聚对苯二甲酸乙二醇酯和二甘醇或非芳簇二酸及一种碱金属或碱土金属的磺化系构成的共聚物聚酯制成的。
本发明还提供了制造这种非生物可降解纤维球的方法，该方法包括用空气把生物可降解聚合物纤维的小毛块对着容器壁重复翻转，从而形成纤维球生产线。
本发明方法中用于植物栽培基质的使用寿命依赖于所用聚合物纤维的类型，特别是这类纤维是否能够生物降解。
由于本发明中可以使用易染色的聚合物类，本发明的方法还包括让所述纤维或纤维球与一种染料接触。本发明所用纤维可以附含有染色剂以便生产出带色的纤维球，因此本发明方法中所用的植物栽培基质可以具有室内装饰作用。
本发明的方法涉及支持培植物生长，“支持”或“支持着”是指基质给植物材料提供维持的方式，“植物材料”是种子、发芽的种子、幼苗、芽体、新梢、块茎、球茎、植株，或者植物的任何本身可生长的部分，例如插条等。
“接触”是指放置由纤维球类构成的植物栽培基质足够近于植物材料，使该植物栽培基质能支持的植物生长。这可以包括把植物材料与该植物栽培基质结合起来、把植物材料缠绕在该植物栽培基质的一组纤维球中、用手把植物材料插在该植物栽培基质的一组纤维球中、把植物材料放置在该植物栽培基质的顶部、把另外的植物栽培基质放在植物材料的周围或顶部，以及上述各方式的组合等。
所用纤维球的数量可以根据植物材料的类型和大小，以及该植物栽培基质是否还包括一种或多种传统用植物栽培基质而改变。例如，种子催芽时最初的纤维球用量可以只为一层或几个纤维球厚度，尽管可以把附加的纤维球放在种子周围或顶部。在催芽中可以使用极少量的纤维球(参见下面的实施例1)。一旦种子发芽成为苗株，可以根据需要添加更多的纤维球。本发明使用的植物栽培基质可以使生长着的根很好地锚定。当移植时，植物材料周围的纤维球作为粘着块仍然保留，使移植容易操作。
在盆体或室内其它种类的栽培容器或甚至大田中栽培植物的一个问题是要给植物根系提供适合的水分和氧气。本发明方法中的植物栽培基质除了可以给根系提供适当的水分和氧气外，还能表现出许多特性和优点，如抗腐烂或生物可降解性、抗微生物性、光照，特别是用助于植物栽培的形态和密度，某些性状部分依赖于制备本发明纤维球所选择纤维的类型。
传统栽培基质不良的保水性使得必须根据所栽培植物或作物的类型来选择基质，这种基质必须增加浇水次数。但本发明方法所用的栽培植物基质具有很好的保水特性，例如，用COMFOREL制备的纤维球可以吸收的水分高达其重量的30倍。本发明方法也具有明显的排水性。
由于具有独特形态，大量空气保持在纤维球之间，因此本发明方法使用的植物栽培基质能给根系提供适量氧气。此外，这种形态能有良好的热绝缘性。
传统的植物栽培基质是从顶部进行浇水的，要排除多余的水分以阻止水分吸附在基质顶面。在植物栽培基质顶面的水分常会通过一种被称为“腐坏”的过程杀死幼苗众所周知的“枯萎”。本发明方法中使用的纤维球另一个极有用的优点是它们不会出现把吸附水吸附到表面的现象(参见下面的的实施例4)，因此，具有降低蒸发水分损失的潜力。由于不把水分吸附到表面，本发明方法使用的植物栽培基质能从底部给植物浇水。但是，该纤维球的结构具有足够的毛细能力使保持的液体接近植物根系。这种特征可促进旺盛生长并促进植物根系的良好发育，能使本发明的方法在水培系统中使用。
由于养分被植物栽培基质保留并被植物吸收，不能被雨水冲进江河和山溪中，本发明的方法能减少环境污染。此外，使用本方法不需要提供比植物需要过多的肥料。因此，纤维球，优选本发明的生物降解纤维球，能被用于“精细耕作”，“精细耕作”是指一种耕作方法，在这种方法中，种子、插条或幼苗与严格控制养分、杀虫剂等一起放入的地中。精细耕作的优点避免了农药在地表使用，这种农药最终会被冲进水体中。把本发明的生物可降解药纤维与植物栽培基质一同使用提供了一种精细耕作的简易方法，其中农药可与纤维球加在一起，或者，在把植物材料与纤维球组合之后，把农药施在纤维球上。
由于根本不用任何天然土壤就能栽培植物，本发明方法中的植物栽培基质可以是卫生的。由于本发明方法中植物栽培基质的某些实施例是由合成纤维制备的，这种基质能被消毒，特别适合栽培敏感植物。
当由合成聚合物纤维制备时，植物栽培基质的纤维球能具有抗微生物性，因此，极少有传染性细菌、病毒、真菌和昆虫的感染。因此，这种植物栽培基质的应用可减少对使用污染环境的杀真菌剂类、杀昆虫剂类或其它控制传染的农药的需要，并能更理想地销售具有完整根系的植物。
本发明的植物栽培基质特别适用于作为种子催芽试验的生长基质。苗圃要试验种子萌发率，并面临难以找到坚固、可再现的生长基质的难题。传统生长基质由于其来源不同和老化作用而有差异。例如泥碳类有机材料会随时间推移而降解，产生较高的酸含量。本发明的纤维球由于提供了用于种子催芽试验的无菌、一致的生长基质，克服了这些问题。
一旦作物收获后，因自然降解，本发明使用的生物可降解植物栽培基质更适合于堆肥。因为生物降解纤维球会自然分解，所以它能用在大田里并翻耕到下面。可以允许纤维球的单根纤维更缓慢地降解，因为降解不再是为了获得“翻耕”能力所必须的。
本发明使用的纤维球比较轻的重量使它们特别适用于特定区域的栽培，如山区或海岸、自然条件脊薄地区或城区。在城区环境中，纤维球的质轻使它们特别适用于屋顶花园、走廊和阳台栽培植物。与相对重的土壤相比，最显著的是纤维球质轻也易于运输和操作。结果避免了常与耕种和制备耕用土相关的最累的工作。此外，与其它如聚苯乙烯泡沫橡胶制成的那些轻质合成土壤类相比，纤维球能提供较好的空气通透性和较高的持水力。另外，纤维球处理安全，基本上能无限地贮存。
尽管纤维球本身不含有可利用的植物养分来源，但它们具有良好地养分吸附特性，因此，本发明方法还可以包括用至少一种植物生长助剂接触所述的植物栽培基质、所述植物材料或与两者均接触。接触途径是根据已知水培学、农学和园艺学原理用平衡养分的液体进行喷酒、浸泡、浇灌和/或类似方式。此外，本发明的方法还包括根据需要提供光照以促进生长。
对植物进行营养液水培一个优点是避免了土壤养分耗尽和分解，另外，也避免了高成本的传统栽培方式，如轮作。
用于本发明优选实施例中的水溶性助剂包括养分、肥料、杀真菌剂、杀藻剂、杀草剂、杀虫剂、激素、杀细菌剂、植物生长调节剂、杀昆虫剂以及它们的组合物等。许多水溶性植物肥料或养分可以从商业渠道购买。适合的杀真菌剂包括苯菌灵和其它苯并咪唑类(如E.I.Du Pont de Nemours and Company公司出售的Benlate)、氟硅氮唑(Flusilazole)和其它三唑类(如E.I.Du Pont de Nemours andCompany出售的名为Nusta的三唑杀菌剂)、金属酰胺和其它丙酰胺类(如Ciba-Geigy Corp.出售的名为Ridimil的喹锰合剂)、十三吗啉和其它吗啉类(如BASF出售的名为Cilixine的吗啉类)以及这些类型的其它种类。适合的杀昆虫剂包括杀线威和其它有关二甲氨基二硫代羧酸铁类(如E.I.Du Pont de Nemours and Company出售的杀虫剂Vydate)、乙酰甲胺磷(如Chevron Chemical Co.出售的Orthene杀虫剂四氯二苯基乙烷)、苄呋菊酯和其它菊酯类(如Fairfield American Corp.出售的Synthrine合成菊酯类)以及这些类型的其它种类。适合的杀草剂包括硫化氯和其它磺酰脲类(如E.I.Du Pont de Nemours and Company出售的杀草剂Glena)以及这些类型的其它种类。杀真菌剂和杀昆虫剂类及肥料的组合能防治幻苗病害和昆虫危害，并能提供必要的养分。
本发明方法中使用的植物栽培基质还包括至少一种传统的植物栽培基质。传统的植物栽培基质包括天然土壤、土壤混合物、蛭石、沙子、珍珠岩、泥碳、粘土、树皮、锯末、飘尘、浮石、塑料颗粒、玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料共组合。
由于在室内装饰用植物和在阳台或屋顶上栽培植物需要土壤，特别是在城区，本发明中所用植物栽培基质可以作为土壤代替物，包括用于水培栽培，作为一种土壤替代品在花盆、阳台栽培器或在屋顶上栽培植物，或者作为其它传统植物栽培基质的补充。此外，由于增加了栽培范围，本发明方法也能用于园艺生产和粮食种植。
                         实施例
下面实施例中所用的基质是：干纤维球、光滑纤维球、生物纤维球、泥碳和METROMIX360。干纤维球(未上胶处理的)是由E.I.Du Pontde Nemours and Company公司用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)COMFOREL纤维填料制备的。光滑纤维球是COMFOREL PET纤维填料制备的，其中纤维是用硅酮光滑剂上胶涂层的。在实施例1中所用的光滑纤维球与其它实施例中所用的是不同批号的。实施例1的光滑纤维球有较高的体积比重。生物纤维球是由BIOMAX经过机械锯齿卷曲制备的，这种纤维球具有美国专利Nos.4618531和4783364所公开的方法制成的。加拿大水生泥碳是以三立方英尺的袋装形式获得，由ASB-Greenwold，Inc.，P.O.Box 1728 Valdosta，GA 31603生产。METROMIX360生长基质是一种混合配料的无土组合物，其配料选自切磨的加拿大水生泥碳、3级园艺蛭石、受试过的吸湿剂、初始营养配料、较粗园艺用珍珠岩、选择和冲洗过的砂粒以及加工过的树皮灰。METROMIX360是从市埸购买的，并由E.C.Ceiger，Inc.Harleysville，PA 19438生产的。
                        实施例1
本实验是以泥碳基质为对照显示本发明方法所用植物栽培基质中种子萌发及其后续长成植株的情况。
分别在下列基质中用长方体小型聚苯乙烯栽培容器播种20粒星型大豆(Wye)和吕特格尔斯西红柿(Rugers)种子：光滑纤维球类和加拿大水生泥碳(标准型)。种子是经过低温保藏的1989年生产的星型大豆和1988年生产的吕特格尔斯西红柿(种批号0620121006F)。以57毫升的量为填充栽培容器的目标值，分别把平均重量为2.19克的光滑纤维球和19.9克的泥碳放进相应栽培容器中。种子放在栽培基质表面之下1/2英寸。栽培容器被放进两个垫盘中，种植西红柿的容器放在一个垫盘上，种植星型大豆的容器被放在另一个垫盘上。在每个垫盘中，栽培容器是按照两个不同基质分别彼此交错放置成行的。把装载了这些栽培容器的垫盘放在温室内，并在每星期一、星期三和星期五从上部浇营养液。最后，在光滑纤维球基质中生长出11株星型大豆植株和9株西红柿植株，在泥碳基质中没有长出植株，不过，在泥碳基质上长着一种绿色物质(可能是藻类)，并由于在浇水期间溅湿的缘故，这些绿色物质扩散到光滑纤维球上。
在光滑纤维球基质中生长的星型大豆和西红柿植株高度超过一英尺，并且是自身支持着的。这种植株能从栽培容器中拔出，并且整个纤维球留在根系上。往较大的栽培容器移栽很容易进行，只要把带有原始纤维球的植物放置在较大栽培容器的中心，再往较大的栽培容器中加上更多的光滑纤维球就可以了。带上光滑纤维球进行移栽工作是简单和清洁的。
通过检查可知，根系都集中在栽培容器的底部，极少或没有根系生长在纤维球基质的上半部。栽植有星型大豆植株和西红柿植株的栽培容器是放置在一个垫盘上的，并把栽培容器保持在垫盘中水深度的上半部。不过，两类植株根系均长出了纤维球高度的范围。
种子萌芽后以较大植株在相对少量的纤维球中生长的形式在光滑纤维球中继续生长。可以把这种植株移出栽培容器，并纤维球仍保持聚合块状(使移栽容易操作)。实验发现，调整栽培容器外侧水分高度会影响光滑纤维球中栽培植物根系的次生生长。
                       实施例2
本实验是以泥碳基质为对照显示本发明方法所用植物栽培基质中种子萌发及其后续生长成植株的情况。
把10粒银后(Silver Queen)玉米杂交种(Nklawn and GardenCompany，Chattanooga，TN包装的1997年产种子，种类编号为2)播种在长方体栽培容器中，栽培容器中分别具有近50毫升干纤维球(平均重量为1.31克)、光滑纤维球(平均重量为1.17克)以及标准泥碳(平均重量为16.17克)。种子播种在栽培容器中栽培基质表面以下1/2英寸处。用15毫升含有植物营养液(氮/磷酸/钾为8∶7∶6，每升水中加10滴营养液)的软化水浇灌种子。随后每星期浇水三次。
播种种子后13天玉米植株的生长量测量值列在表1和表2中。在每种播种基质中萌发和生长的玉米种子有4粒。测量植物栽培基质顶部表面之上的植株高度和在植物栽培基质顶部表面之上，植株茎上生长叶之下的最大宽度。表2列出了三种不同基质中每4颗生长中植株的叶数。在表2中，如果植株没有显露出叶片，则把该植株定为“新梢”。测量每类生长基质中植株叶片的最大宽度。
表1 PET纤维球和泥碳中的玉米生长结果
基质                        株高(cm)/茎宽(mm)
干纤维球      18.5/3.0      17.2/3.0      14.2/2.5      11.2/2.5
光滑纤维球    0.8/2.5       1.2/2.0       8.5/2.5       5.4/2.0
泥碳          0.8/1.0       1.5/2.0       9.3/2.0       7.0/3.0
表2                 玉米叶生长
基质                叶数               叶最大宽度(mm)
干纤维球            3/3/3/3                  13
光滑纤维球          新梢/新梢/2/3            10
泥碳                新梢/新梢/2/1            9
表1和表2的数据表明在干纤维球中的生长明显优于在泥碳中的生长。比较在光滑纤维球中和泥炭中生长的玉米植株，在光滑纤维球中生长着的植株较牢固。
                        实施例3
该实验表示了本发明方法中使用的生长基质与传统植物栽培基质相比较的保水力。
把6个100毫升大小、底部中心具有1/4英寸直径大小孔的Nalgene用聚丙烯烧杯(型号为1201-0100)分别装上50毫升下列基质：干纤维球、光滑纤维球、METROMIX360和泥碳。把装有基质的杯体放在由钢丝提升的架上，以便于自由排水。给每个这样的杯体浇灌100.0毫升的软化水。对所有装有纤维球类的杯体是快速浇灌100.0毫升水的，不过，由于光滑纤维球类有浮起趋势，浇水时要用两个手指按压基质。为了防止水分从杯体底部的孔中流失，给METROMIX360和泥碳基质浇100.0毫升水时要慢速浇灌。在加入100毫升水后，倾斜装有纤维球的杯体以倾倒出可能倒出的水分。这种浇灌有时会引纤维球湿块压缩，其反应更像挤压湿海棉。作为实施例，在倾出可能倒出的水分之前，光滑纤维球簇的每克纤维球能保持32.1克的水。为了防止把METROMIX360基质或泥碳基质倾倒出来，尽管可明显地看到其中水分过多也没有试图倒出其可能倒出的水分。已经完全干燥过的泥碳没有被水湿润。
表3列出了五种不同基质的保水性资料。对标准泥碳和干态泥碳都进行了评价。由于METROMIX360基质和标准泥碳基质初始含水量分别为其重量为43.5％和70％，下面列出的这些基质的资料是以其干态基质的保水能力为基准的。由于纤维球初始含水量小于百分之一，所以没有较正其初始含水量。
表3    不同基质的保水力(持水量：g/g基质)
基质           基质干重(g)  1小时  2小时  20小时  52小时  192小时
干纤维球       0.87         36.2   34.5   32.7    28.5    16.3
光滑纤维球     0.57         17.4   15.4   13.0    9.91    干
生物纤维球     1.88         19.0   18.2   17.2    15.2    8.81
Metromix360    10.19        2.80   2.76   2.59    2.18    0.95
(5.67g+4.43    5.72         5.65   5.36   4.66    2.46
g水)
标准泥碳       14.02        1.95   1.60   1.81    1.51    0.56
(4.21g+9.81    8.84         8.77   8.38   7.36    4.21
g水)
干泥碳         6.49         不湿
表3的资料说明相对于传统植物栽培基质而言，纤维球类具有高度的保水力。
                       实施例4
该实验表示了本发明方法中使用的植物栽培基质与传统植物栽培基质相比较的吸附水特性。
使用与实施例3相同类型的烧杯和相同类型的五种基质。五种生长基质的每一类都用两个杯体装上50毫升，并放置在一个具有足够水量且水体表面超过各杯体10毫升刻度线的垫盘中。在30分钟内，Metromix360基质或泥碳基质中的水分已经吸附到其顶部表面。把杯体从水体中取出，擦干其外侧和底部，然后分别在1小时、18小时和50小时后称重。1小时称重时光滑纤维球基质正飘浮在水的顶部。
表4列出了五种不同基质吸附水的资料。Metromix360基质和泥碳基质的资料是分别相对其干重进行校正的。
表4传统植物栽培基质和纤维球的吸附水(持水量：g/g基质)
基质               基质干重(g)  吸附水高度(％湿态)  1小时  18小时  50小时
干纤维球           0.81         40                  16.0   16.8    16.7
光滑纤维球         0.63         20                  3.08   9.38    9.40
生物纤维球         1.88         80                  14.5   14.2    13.8
Metromix360        13.30        100                 2.30   2.31    2.27
(7.51g+5.79g水)                 4.85                4.86   4.79
标准泥碳           14.52        100                 1.52   1.68    1.63
(4.36g+10.16水)                                     7.40   7.94    7.72
如表4所示，纤维球吸附水的变化程度依赖于其是否进行硅酮上胶处理，无论是否进行了这种处理，纤维球都不会象传统植株生长基质那样把水吸附到其顶部表面。
                        实施例5
比较各种纤维球簇与传统栽培基质的保水性
该实施例表明，可以把纤维球以不同的密度放进栽培盆中以获得理想的保水水平。
给55cm3的栽培盆分别装上各种传统植物栽培基质和紧压成一定密度的纤维球，给盆中填充的传统植物栽培基质是没有进行紧压的。传统植物栽培基质是温室中现成的不加任何处理就能用于栽培的状态。把过量的水浇灌到充填有基质的栽培容器中，并记录受保持水分的重量。表5列出了六种处理中保持水分的平均重量。
下面的资料表明纤维球基质的保水量与传统植物生长基质相当或超过传统基质。
表5
    生长基质     密度(g/cm3)     保持水(g)
    干纤维球     0.05     36
    0.07     41
    0.10     45
    0.13     48
    光滑纤维球     0.01     07
    0.05     24
    0.07     28
    0.10     33
    0.13     40
    泥碳     0.03     22
    粗蛭石     0.09     21
    细蛭石     0.09     27
    珍珠岩     0.10     16
    复合石棉     0.12     26
    石棉     0.07     29
    Metro-mix200     0.18     28
    Metro-mix360     0.21     24
    超粗珍珠岩     0.13     14
    Metro-mix510     0.24     22
    Metro-mix300A     0.24     23

Claims (17)

1、一种支持植物生长的方法，包括：让植物材料与一种植物生长基质接触，该基质含有能有效支持植物生长量的纤维球，每个纤维球主要是由切断长度为0.5mm-60mm的随机排列、交缠、卷曲的聚合物纤维构成。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述纤维球具有测量值小于15牛顿的内聚力。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征于所述纤维球的平均尺寸为1mm-15mm，至少有重量为50％的纤维球其横断面最大尺寸不超过最小尺寸的二倍。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述纤维是螺旋形卷曲的。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述纤维是ω形卷曲的。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述纤维是锯齿形卷曲的。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述纤维是染色或上色的。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述纤维是用硅酮光滑剂涂层的，其用量为纤维重量的0.15％-0.5％。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述聚合物纤维是由合成的非生物可降解聚合物制备的。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述聚合物选自聚酯、聚酰胺及其混合物。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述聚合物纤维是由合成的生物可降解聚合物制备的。
12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述聚合物是聚酯。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述聚酯是由聚对苯二甲酸乙二醇酯和二甘醇或非芳族二酸以及一种碱金属或碱土金属的磺化系构成的共聚物。
14、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述植物材料是种子。
15、根据权利要求1所述的方法，还包括用至少一种植物助剂与所述植物栽培基质、所述植物材料或这两者接触。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于所述至少一种植物助剂是精确使用的。
17、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述植物栽培基质还包括一种或多种传统植物基质。
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