CN1275313A - 育苗培养基质 - Google Patents

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Abstract

本发明的育苗培养基质，由稻壳和芯皮型纤维混合加热而成型，芯皮型纤维是由芯部和比所述芯部的软化温度低的皮部构成，前述稻壳的含量为1.7×10－1—2.0×10－1g/cm3,前述芯皮型纤维14的含量为2.0×10－3—8.2×10－3g/cm3。 这种育苗培养基质较好类型的特点是至少有含有氮素的肥料,氮含量为2.0×10－4—4.0×10－4g/cm3。由于具有这种构成, 育苗培养基质的成本低且适于批量生产,并且不会散裂,操作容易。

Description

育苗培养基质
本发明涉及用于水稻等作物育苗的育苗培养基质。
近年来，利用育苗床对水稻等作物进行育苗，而且，作为这种育苗床的基质一般使用土壤培养基质。可是，这种土壤培养基质制成良好(均匀质地)育苗床基质的成本较高，难以实用，而且质重不好搬运。因此，需要替代这种土壤培养基质的育苗床培养基质(培养基质)(例如，特公昭56-18165号公报)。
前述公报中记载的培养基质是用亲水性氨基甲酸酯预聚物作为结合剂把植物性培养基质材料(树皮、果渣、锯末等经过堆积的堆肥等)固结干燥而成。另外，作为结合剂有时也用聚乙烯醇或淀粉类等。这种培养基质能有效地利用树皮或果渣等所谓产业废弃物作为培养基质材料，并且这种植物性培养基质材料比较便宜。
但是，前述以往的培养基质依然具有以下缺陷，即培养基质材料(用结合剂固结干燥)结合花费的时间长(如可达1-3小时)，难以批量生产，导致成本较高。并且，成品培养基质(即用结合剂固结干燥后的培养基质材料)，因质地硬容易破裂成碎片，因此，在搬运中形状散裂，使操作麻烦复杂。另一方面，在实际使用中，为育苗给前述以往的培养基质灌水时，比灌水前体形增加，形状更易散裂，因此，即使放置在以自动插秧机为例的苗台上来实施插秧，装置的机械手部件也不能立即取出苗，难以进行系统作业。总之，对于前述以往的培养基质来说，虽然培养基质材料本身比较便宜，但亲水性氨基甲酸酯预聚物等结合剂价格高，结果整体价格仍然高。
本发明的目的在于解决前述的各种问题，提供价格便宜、适宜批量生产、不会散裂、操作容易的育苗培养基质。
本发明的育苗培养基质是把稻壳和芯皮型纤维混合后加热形成的育苗培养基质，芯皮型纤维是由芯部和软化温度比芯部低的皮部构成，前述稻壳含量为1.7×10-1-2.0×10-1g/cm3，前述芯皮型纤维的含量为2.0×10-3-8.2×10-3g/cm3。
对于本发明的育苗培养基质来说，通过把由芯部和皮部构成的芯皮型纤维与稻壳一起搅拌混合，纤维变成复杂细网结构后与稻壳络合，并把稻壳包住。在这种状态下加热形成的培养基质象海绵一样柔韧性高，具有弯曲性和保水性。而且，对这种育苗培养基质来说，由于培养基质基质材料稻壳本身很便宜(换句话说，可以把所谓产业废物有效地用作培养基质材料)，作为结合用料的芯皮型纤维也可以使用便宜的种类，所以，从整体上大幅度降低了成本。
本发明的育苗培养基质，至少还含有含氮的肥料，氮含量优选为2.0×10-4-4.0×10-4g/cm3。本发明的育苗培养基质的氢离子浓度为pH＝3-5.5，优选柠檬酸含量为1.0×10-3-1.5×10-3g/cm3，另外，优选含有含量为8.0×10-5-1.7×10-4g/cm3的表面活性剂。
图1是表示本发明实施例中育苗培养基质的外观斜视图；
图2是表示本发明实施例中制备育苗培养基质时加热成型后芯皮纤维的局部简化模式图；
图3是表示本发明实施例中制备育苗培养基质的加热成型工序的斜视图；
图4A和图4B是表示本发明实施例中制备育苗培养基质的加热成型工序的剖视图；
图5是表示本发明实施例中制备育苗培养基质的加热成型工序的另一实例斜视图；
图6是表示本发明实施例中制备育苗培养基质的加热成型工序的另一实例侧视图；
图7是表示本发明实施例中育苗培养基质使用状态剖面图。
下面，参照附图来说明本发明的实施例。
图1是表示本发明实施例中育苗培养基质10的外观斜视图。
图1所示育苗培养基质10，具有作为培养基质基本材料的稻壳12和作为结合材料的芯皮型纤维14以及多种育苗用肥料16，以本实施例为例，育苗培养基质10是可放入育苗箱样的地毡状(2436cm3)，长28cm、宽58cm、厚1.5cm。稻壳12含有量为干重414g-487g(在育苗培养基质10中的量是1.7×10-1-2.0×10-1g/cm3)，芯皮型纤维14含有量为干重4.9g-20.0g(在育苗培养基质10中的量是2.0×10-3-8.2×10- 3g/cm3)。
育苗培养基质10中稻壳12量过少时，会产生育苗培养基质10上有较大孔穴的问题；反之，稻壳12量过多时，成型后会膨胀，难以形成规定大小的形状。育苗培养基质10中所含有的芯皮型纤维14量过少时，作为结合稻壳12的结合材料的结合能力不足，不能维持育苗培养基质10的形状；反之，芯皮型纤维14量过多时，育苗培养基质10太硬，培养基质中的苗根难以扎入，防碍苗的生长。如果育苗培养基质10中的稻壳12和芯皮型纤维14的含量分别在前述范围内，则成型性好，操作容易，同时，也能作为苗体生长的优良培养基质。更优选稻壳12含有量为440g-460g(在育苗培养基质10中的量是1.8×10-1-1.9×10-1g/cm3)，芯皮型纤维14含有量为10g-12g(在育苗培养基质10中的量是4.1×10-3-4.9×10-3g/cm3)。
由于育苗培养基质10是用稻壳12和芯皮型纤维14混合，在所定温度下单纯加热成型而得的，不需要较长的制造时间(作为培养基质基材的稻壳和作为结合材料的芯皮型纤维的结合)，能批量生产。并且，因为育苗培养基质10是芯皮型纤维以细网状与稻壳络合而结合，构成了所谓的海绵状，所以，富有弯曲性和保水性。因此，不易开裂，搬运中不会变形。即使育苗灌水也不会变形，这种形态很容易操作。因而，在实际应用中，即使装载在以自动插秧机为例的苗台进行插秧，装置的机械手部件也能立即取出秧苗，顺畅地进行作业。此外，对于育苗培养基质来说，由于作为培养基质基材的稻壳本身极便宜(换句话说，作为培养基质材料可以有效地利用所谓产业上的废弃物)，而且，作为结合材料的芯皮型纤维也能使用很便宜的种类，所以，整体上大幅度降低了成本。
一般稻壳多数都含有一定程度的水分，育苗培养基质10也可以使用含水的稻壳。这种情况下，可以调整稻壳的用量，使其干重量在前述范围之内。例如，在使用含水量为13％的稻壳时，使用的稻壳量为476g-560g。
芯皮型纤维14是由芯部和具有比该芯部软化温度低的皮部构成的。例如，作为这种芯皮型纤维14，可以使用芯皮型聚酯(ユニチカ制)，这时皮部在110℃软化，芯部在250℃软化。作为这种芯皮型纤维14，也可以使用ゼオノ-レ(昭和高分子制)，这时皮部在90℃软化，芯部在115℃软化。
图2中表示出了由芯部14A和皮部14B构成的芯皮型纤维14在加热成型后的简化模式图。
用育苗培养基质10育苗时，在使用芯皮型聚酯(ユニチカ制)作为芯皮型纤维14的情况下，长期之后该芯皮型聚酯以水解的形式分解在苗圃中；在使用ゼオノ-レ(昭和高分子制)作为芯皮型纤维14的情况下，长期之后该ゼオノ-レ以生物分解的形式分解在苗圃中。因此，不会产生其它不良影响。
作为育苗用肥料16，一般使用多种成分混合的肥料，至少要使用含有氮、磷和钾三要素的肥料。虽然育苗培养基质10中的育苗用肥料16的优选用量因使用的肥料而不同，但优选根据育苗肥料16中含有0.5g-1.0g氮素(育苗培养基质10含有2.0×10-4-4.0×10-4g/cm3)用量来进行配制，，最好以氮素量为0.7g-0.8g进行配制。培养基质中的氮素量不足0.5g时，叶色变淡(淡黄色)，苗生长趋于不良；反之，氮素量超过了1.0g时，苗根的生长趋于延迟。以往，在不同苗期必须调整培养基质中氮素的用量，乳苗期为0.5g，幼苗期为2g，中苗期为2g，与之相比，本发明的培养基质10，不论苗处于何期，氮素的含量都可以在前述范围值内，这是其特有的性质。
把氮素含量用“g”表示，该值是在求得所用含氮化合物为肥料成分的配合量Xg和该化合物分子量中氮素所占比率a后，用Xg×a×10-2计算出来的；在肥料中含氮化合物有两种以上时，该值是用前述公式计算出的各化合物氮素量之和。
作为育苗用肥料16，可以使用育苗中期肥料(如商标为ロングM100肥料)、土壤改良繁菌剂(如沸石)、育苗初期肥料(如硫化磷铵)、健苗剂(如商标为FTE的肥料)，也可以使用硫酸铵、氯化钾和磷酸二氢钾的混合肥料。特别是优选使用氮∶磷酸∶钾为14∶14∶13(重量比)的复合肥料。在使用具有这种比例关系的含氮肥料时，育苗肥料16在育苗培养基质中的含量可以达到约7g。
肥料16无论哪种形态都可以与培养基质基料等混合，可以使用各种肥料组分(如硫酸铵等)溶于水中的溶液。在这种情况下，前述溶液中氢离子浓度优选调整为pH＝5，优选除去前述溶液中的杂质(非水溶性物质)后，作为肥料使用。
对本实施例来说，由于育苗培养基质10组成中有育苗肥料16，所以，育苗时不必加入其它新肥料。如果根据育苗作物的种类和天气(气候)条件对前述各育苗肥料16的种类或混合比例进行适当调整后制备为多种不同类型的育苗培养基质10，就可以大幅度扩大应用范围。
育苗培养基质10的pH值优选调整为3-5.5。虽然以往培养基质的最佳pH为5，但培养基质10的pH为3-5.5时也具使苗生长更优良的特点。如果使育苗培养基质10含有柠檬酸，不仅很容易地把培养基质10的pH调整到前述范围内，同时，还可以除去培养基质10的稻壳中所存在的发芽抑制物质，更加促进发芽，因此是优选的。柠檬酸具有作为培养基质pH值调整剂的功能和消除发芽抑制剂的功能。为把培养基质10的pH值调整在前述范围内，培养基质10中柠檬酸量优选为2.4g-3.7g(培养基质10中含有1.0×10-3-1.5×10-3g/cm3)。柠檬酸含有量不足2.4g时，因稻壳中存在发芽抑制物质，有抑制发芽的倾向；反之，当柠檬酸含量超过3.7g时，培养基质的pH值不足3，可能阻碍苗的生长。
可以用土壤pH计来测定培养基质的pH值。
在育苗培养基质中，如果含有表面活性剂，会提高培养基质10的水浸透性，因而优选。特别是培养基质中表面活性剂含量为0.2g-0.4g(育苗培养基质10中8.0×10-5-1.7×10-4g/cm3)时，不仅不会抑制苗的生长，而且提高了水的浸透性。作为要使用的表面活性剂，可以使用阴离子表面活性剂，例如使用十二烷基苯磺酸钠等。特别是使用“ネオペレツクス”(花王(株)制)。
下面，说明育苗培养基10的制造步骤。
首先，把稻壳12和芯皮型纤维14及前述各种育苗用肥料16搅拌混合。通过芯皮型纤维14与稻壳12及各种育苗用肥料16一起搅拌混合，纤维以复杂细网状络合稻壳12和各种育苗用肥料16，把稻壳12和各种育苗用肥料16包住。
另外，育苗培养基质10在含有柠檬酸和/或表面活性剂的情况下，也可以在这个步骤中把柠檬酸和/或表面活性剂与稻壳12等混合。例如，可以一边把与肥料一起溶解在水中的柠檬酸溶液喷雾，一边把稻壳12和芯皮型纤维14及表面活性剂搅拌混合。
之后，把稻壳12和芯皮型纤维14及育苗用肥料16的搅拌混合体加热成型。成型优选在芯皮型纤维14的皮部14B软化而芯部14A不软化的温度下进行。例如，在使用芯皮型聚酯(ユニチカ制)作为芯皮型纤维时，由于皮部14B的软化温度是110℃而芯部14A的软化温度是250℃，把稻壳12和前述芯皮型聚酯搅拌混合后在130℃-200℃(最好为140℃左右)进行加热成型。又如，在使用ゼオノ-レ(昭和高分子制)作为芯皮型纤维14时，由于皮部14B的软化温度是90℃而芯部14A的软化温度是115℃，优选把稻壳12和前述ゼオノ-レ搅拌混合后在100℃进行加热成型。
在皮部14B软化而芯部14A不软化的温度下加热成型时，芯皮型纤维的皮部14B的分子软化相互融合，变成网状后与稻壳12络合成型。在前述温度范围内加热成型时，由于芯部14A不软化，从而，形成具有较高柔韧度、弯曲性和保水性的培养基质。当把搅拌混合后的稻壳12和以芯皮型纤维14及育苗用肥料16混合体加热成型时，如图3所示，由发热体构成阴成型模20和阳成型模22配对，并由该阴成型模20和阳成型模22把该混合体压缩成长28cm、宽58cm、厚1.5cm的地毡状。在这种情况下，作为压缩的程度，优选把如图4A所示搅拌混合为厚度3cm的原料G(由稻壳12和芯皮型纤维14及育苗用肥料16构成)压缩成为图4B所示厚度1.5cm左右。
如图5所示，加热成型时，使用大型的阴成型模24和阳成型模26，把前述搅拌混合后的原料压缩形成预定大小的地毡状后，再按所定形状(大小)进行切割也可以。如图6所示，用压辊28、30和32，在把搅拌混合后原料G连续供给的同时，通过压辊28、30、32进行连续加热、加压而成型，随后，由切割器34按所定尺寸切断来完成作业也可以。在这种情况下，从加热方面来看，可以把压辊28、30、32本身作为热辊同时进行加热和加压，或者，从送风口36送入热风来进行加热。
如图7所示，在使用育苗培养基质10时，把育苗培养基质放在育苗箱40中，播种水稻等作物苗种42，再覆土44，每天灌水和温度管理进行育苗。
实施例
下面，列举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不局限于以下的实施例。
实施例1
育苗培养基质的制造
稻壳(含水量13％)：518g
芯皮型聚酯(ユニチカ制)：9.8g
肥料：7g(硫酸铵和氯化钾及磷酸二氢铵复合肥料，氮∶磷酸∶钾＝14∶14∶13)
柠檬酸：3.1g
表面活性剂(“ネオペレツクス”，花王(株)制)：0.3g
把上述组分搅拌混合得到培养基质原料。肥料溶解在水中(7％重量)，除去不溶物质后使用。柠檬酸也溶解在水中(6.4％重量)。该溶液的pH值为2.1。
下面，如图3所示，使用由阴成型模20和阳成型模22配对构成的发热体，在成型温度165℃下形成长28cm、宽58cm、厚1.5cm的地毡形，得到育苗培养基质10。进行加压的条件是在加压前前述培养基原料厚3cm，加压后厚1.5cm。用土壤pH计测得育苗培养基质10的pH值为5.0。
比较实施例1
除了稻壳的配合用量为470g外，采用与实施例1相同的制造方法制造成型的育苗培养基质。
比较实施例2
除了稻壳的配合用量为570g外，采用与实施例1相同的制造方法制造成型的育苗培养基质。
比较实施例3
除了芯皮型聚酯的配合用量为4.0g外，采用与实施例1相同的制造方法制造成型的育苗培养基质。
比较实施例4
除了芯皮型聚酯的配合用量为21.0g外，采用与实施例1相同的制造方法制造成型的育苗培养基质。
对实施例1和比较实施例1的育苗培养基质进行比较时，用一片50cm的育苗培养基质进行比较，对比较实施例1来说，会产生2cm-4cm大小的孔穴，相比而言，实施例1中完全没有产生孔穴，生产性能优良。与比较实施例2相比，比较实施例2的育苗培养基质成型后，一旦脱离模体就膨胀，相比而言，实施例1的育苗培养基质观察不到膨胀现象。
比较实施例3的育苗培养基质在脱离模体后保持原形，但在供水等后，地毡状局部散裂，相比而言，实施例1的育苗培养基质观察不到形状零乱的现象，证实了其具有优良的形状稳定性。在使用比较实施例4的育苗培养基质育苗(品种ササニシキ)时，看不到苗的健旺生长，相比而言，在实施1的育苗培养基质中，观察到苗健旺地生长。比较实施例4的育苗培养基质硬，苗根不能扎入(根上升现象)，可以认为苗生长受阻。
在实施例1中，用同样方法还制造出了不含柠檬酸的育苗培养基质，用这种育苗培养基质育苗(品种ササニシキ)时，观察到约50％的种子发芽受阻，即使发芽的种子，在这种培养基质(pH值为7)中也不能发育成健旺的苗。
如以上所说明的本发明的育苗培养基质，不仅成本低，适合批量生产，也具有不易散裂、容易操作等优点。

Claims (4)

1、一种育苗培养基质，由稻壳和芯皮型纤维混合加热而成型，芯皮型纤维是由芯部和比所述芯部的软化温度低的皮部构成，前述稻壳的含量为1.7×10-1-2.0×10-1g/cm3，前述芯皮型纤维的含量为2.0×10-3-8.2×10-3g/cm3。
2、根据权利要求1所述的育苗培养基质，其特征在于，至少有含有氮的肥料，氮含量为2.0×10-4-4.0×10-4g/cm3。
3、根据权利要求1或2所述的育苗培养基质，其特征在于，氢离子浓度pH值为3-5.5，柠檬酸含量为1.0×10-3-1.5×10-3g/cm3。
4、根据权利求1-3中任一项所述的育苗培养基质，其特征在于，含有8.0×10-5-1.7×10-4g/cm3的表面活性剂。
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