CN1285256C - 有机固型基质的制法及在规模化育苗与无土栽培中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种有机固型基质的的制法和应用属于育苗和栽培技术领域。采用专用设备和特定工艺指标，将泥炭纤维与内含缓释剂的多元肥料直接压制成集基质、营养、控病、容器四种功能于一体的有机固型产品，并将其应用领域从手工分散育苗扩展到规模化集中育苗和无土栽培。产品制备工艺简单快捷，成本低廉，便于机械化、标准化和商品化生产。规模化集中育苗有利于提高育苗效率，改善种苗素质，推动种苗技术进步，取代进口昂贵的工厂化育苗设备。该产品也可用于短生长期蔬菜的无土栽培中。
Description
一、技术领域：本发明涉及的有机固型基质的简易制法及其在规模化集中育苗和无土栽培中的应用属于作物育苗、栽培技术领域。
二、背景技术：育苗移栽是蔬菜、花卉、烟草、西瓜、甜瓜、棉花等经济作物栽培中不可缺少的技术环节。提高种苗生产效率，发展规模化集中育苗，实现种苗生产的标准化、规范化和商品化是种苗产业发展的必然趋势。但目前国内种苗生产大多沿用无机散状基质育苗方法，需要人工拌土、添加肥料、喷药防病、装填容器，然后播种育苗，操作复杂，费工费时，基质致密，通气透水性差，病虫等害发生严重，种苗素质不佳，不利于向规模化集中育苗方向发展。针对无机散状基质手工育苗中存在的问题，美国、荷兰等国相继开发了工厂化育苗成套设备与配套技术，实现了种苗生产的机械化和自动化，秧苗素质有明显提高。但由于该技术体系设备造价高昂，对操作管理人员技术水平要求高，采用散状基质仍需药剂灭菌杀虫，易于造成土壤和农作物污染，不适于在投资强度不足，种苗用户分散，技术水平低的我国大规模推广应用。在现行无土栽培基质中，主要采用岩棉、珍珠岩等无机散状基质，采用鸡粪等有机肥为无土栽培基质需要高温灭菌杀虫，防止病虫害传播。目前尚没有采用泥炭为有机原料并制成固型基质的报道。
中国专利ZL99127493.8和98119022.7申请专利公开了压缩育苗营养钵的配方与制备方法，解决了使用散状基质育苗中存在的用户操作复杂，费工费时，病虫害严重的问题。但上述专利采用未经分选的泥炭为原料，由于泥炭中粒径小于1mm的细粒组分大，灰份含量高，造成压缩基质吸水回弹比仅为1∶1.5～2.0，不能满足幼苗生长要示。为了提高压缩育苗营养钵的吸水膨胀效果，上述专利采用添加膨胀吸水剂或固化成型剂等方法，虽吸水回弹比有所提高，但显著地增加了生产复杂程度和产品成本，不利于产品的大面积推广应用。经大量析因试验数据证明，多数作物的幼苗生长偏好pH5.0-6.0的微酸性基质，因此上述专利对泥炭原料添加碳酸钙和白云石粉进行酸碱度调整是没有必要的，应该免除，以降低生产成本。此外，上述专利采用尿素—甲醛缩合物做为育苗基质的缓效氮源，由于市场没有该辅料的定型工业品，采用自行合成尿素—甲醛缩合物可能存在甲醛残留超标，影响育苗基质和农产品的品质，不符合产品绿色环保要求，也应予以改进。
三、发明内容：本发明的目的在于提供一种简单、快速、成本低廉、易于实现工业化生产的有机固型基质的制备方法，并将其应用领域从传统手工分散育苗扩展到规模化集中育苗以及无土栽培中，以大幅度提高种苗生产效率与标准化、商品化和工厂化程度，推动种苗产业技术进步。
本发明所涉及的有机固型基质的制备方法，采用如下步骤：
步骤一泥炭原料分选：
①将原料泥炭矿石砌垛堆高，以风吹日晒方式将水份降至40-50％；
②采用鼠笼式破碎机或其它粉碎机将上述泥炭打散，在水泥晒场上以阳光曝晒将含水量降至25-32％；
③过1-5mm孔筛或风力分选，选取粒径大于1mm，有机质含量大于50％，湿度25-30％的筛上部分的泥炭纤维作为下步骤原料入库备用；
步骤二产品配方：按下列组分和重量百分比投料：
组分 投料量
步骤一得到的泥炭纤维 98-99
过20-60目筛内含双氰铵的合成尿素粉体 0.2-0.25
过20-60目筛磷酸二铵或磷酸一铵粉体 0.35-0.5
过20-60目筛硫酸钾或氯化钾粉体 0.35-0.5
过20-60目筛硫酸铜粉体 0.01
过20-60目筛硫酸锌粉体 0.01
调理剂珍珠岩粉体 0.08-0.73
步骤三入模压制：
①按步骤二的组成和比例投料并搅拌均匀，根据产品应用对象选择不同孔径和深度的压制模具；
②将物料按每块产品20-50克重量投入相应的模具中；
③在液压机上以120-250公斤/平方厘米的压力压制物料至1.5～2.0厘米厚度，保压1-2.5秒后脱膜。
本发明按上述步骤制得的有机固型基质产品，在规模化集中育苗中的使用按下列程序进行：(1)首先将固型育苗基质在育苗盘中紧密摆放整齐，(2)按每块固型基质重量的1.5倍比例灌注浸润水量，促进吸水膨胀，即普通40g规格的固型基质应灌注60-65ml的水量浸泡直至所有水份吸收完毕，(3)所有因型基质吸水膨胀后，用牙签或等直径的铁针穿刺育苗基质，检查基体内是否仍有坚硬夹层，有夹层的需继续加水，直至全面膨胀疏松。(4)将上述育苗盘推上气动播种机传送带，在固型基质的预制种穴中定量播入种子，或采用手工播入已催芽露白的种子。(5)用自动覆土机或人工覆盖1-2cm松散园土，以利用种子脱壳出苗，(6)将育苗盘移入温室或塑料大棚，控制光、温、湿度，定期补充适量水份，适时挪方增加种苗间距。待达到规定苗龄后，即可将种苗连同固型基质一起起出、运输、移栽本田。
本发明的有机固型基质的制备、应用的更详细的说明如下：
1、有机固型基质是以泥炭纤维与内含缓释剂的多元肥料在专用设备和特定工艺指标下制成的集基质、营养、控病、容器为一体的快速育苗产品，其特征在于每100份重量的有机固型基质的投料比例是：经分选的泥炭纤维98-99份，内含缓释剂的合成尿素粉体0.20-0.25份，磷酸二铵或磷酸一铵粉体0.35-0.5份，硫酸钾(或氯化钾)粉体0.35-0.5份，硫酸铜粉体0.01份，硫酸锌粉体0.01份，混合均匀后，进入液压机专用模具在120-250kg/cm2的压力下压制而成。以本发明产品为核心建立的规模化集中育苗技术体系，其特征是以有机固型基质为基础，配合精量播种机、喷灌机、日光温室等设备设施组成的机械化、半机械化种苗生产线，可以较低投资成本实现种苗生产的标准化、商品化和工厂化。
2、本发明所述的泥炭纤维，其特征在于将各类泥炭破碎，过1-5mm筛或经风力分选，选取粒径大于1mm，有机质含量大于50％，湿度25-30％的筛上部分。
3、本发明所述的内含缓释剂多元肥料，其特征在于选用过20-60目筛的内含双氰胺的合成尿素粉体，过20-60目筛的磷酸二铵(或磷酸一铵)粉体，过20-60目筛的硫酸钾(或氯化钾)粉体，过20-60目筛硫酸铜与硫酸锌粉体。配入上述肥料可以确保秧苗60天的营养需求，不需补充任何肥料。
4、本发明所述的控病功能，其特征在于利用无病菌、无虫卵、无草籽、pH值在5.0-6.5之间的泥炭纤维，发挥其物理隔离、化学抑制与生物防护功能所致，可以确保育苗期间不发生病虫草害。
5、本发明所述的容器功能其特征在于经压制加工的固型基质具有固定形状，育苗时无经外置容器，吸水膨胀后也不会崩塌，育苗期间直至移栽进入本田均可保护完整园柱体外型，便于贮藏运输，不会伤根断苗，确保移栽成活率。
6、本发明所述的特定工艺指标其特征为有机固型基质的制备工艺水分为25-32％，压制压力为120-250kg/cm2，保压1-2.5秒。
7、本发明所述的专用设备，其特征为采用普通45-100吨液压机，配置联体压制冲头、联体的退模冲头、中间料斗、联体压制模具与操作系统，改装成的固型基质专用压制设备。设备公称力450-1000KN，最大液体压力25-31.5Mpa，活塞行程400-600mm，制备频次3次/分钟，产量1980-3800块/小时，电机功率4-12.1kw。
8、本发明所述的规模化集中育苗配套技术，其特征是以固型基质为基础资材，配合精量播种机、覆盖机、喷灌机、现代化自控温室等设备设施组成的机械化、半机械化种苗生产系统。在投资强度不足的情况下，可以以手工播种取代精量播种机，手工覆土取代机械覆土，人工喷洒水分取代喷灌机，地炉升火和通风方式取代调温系统，塑料大棚和日光温室取代现代化自控温室，从而大幅度降低规模化集中育苗基本建设和运行成本，同样能够达到标准化、商品化和工厂化种苗生产的目标，从而为我国种苗产业技术进步提供可行模式和成熟经验。
9、本发明所述的有机固型基质及其应用，其特征在于以固型有机基质为无土栽培基质，配合滴灌系统和日光温室，组成生菜、芹菜等短生育期蔬菜的新型无土栽培系统，蔬菜从播种到收获均在有机固型基质上完成，全生育期只需通过滴灌系统定时供应清水，无须补充肥料和喷药防病，蔬菜品质可达无公害标准。
四、实施方式：实施例1.按下述组成和用量投料：
颗粒大于1mm的泥炭纤维 980kg
内含缓释剂的合成尿素粉体 2.5kg
磷酸二铵粉体 5.0kg
硫酸钾粉体 5.0kg
硫酸铜粉体 0.1kg
硫酸锌粉体 0.1kg
调理剂珍珠岩粉体 7.3kg
混合均匀，按每块基质40g重量，将物料注入液压机模具中，在210kg/cm2压力下，保压1秒成型，退模得到产品，合格率100％。
所用辅料比原专利减少8种，工序比原专利减少2道，产品成本降低1倍，产品吸水膨胀比原专利提高20％。使用本产品在辽宁省铁岭市三台子乡进行的规模化集中育苗试验，采用普通日光温室和地龙加温方式，规模化集中培育黄瓜种苗，比常规手工散状基质育苗提高劳动效率1.2倍，比国外进口穴盘工厂化育苗成本降低2.2倍，以有机固型基质为基础建立的规模化集中育苗技术体系的基建成本比引进国外设备的造价降低2/3。
实施例2.将实施例1配方中的磷酸二铵粉体5.0kg换成磷酸一铵5.0kg。其它步骤完全同实施例1。
实施例3.将实施例1配方中的磷酸钾粉体5.0kg换成氯化钾5.0kg。其它步骤同实施例1。
实施例4.将实施例1得到的有机固型基质用于生菜无土栽培，在日光温室中栽培床上布设滴灌系统，定时供应清水，生菜从播种到收获均在有机固型基质上完成，无须补充肥料，无须药剂防除病虫害，生菜品质经检测达到无公害蔬菜标准。步骤如下述：
(1)将实施例1得到的固型基质在育苗盘中紧密摆放整齐；
(2)按每块基质重量1.5倍比例灌注浸润水直至水份被吸收完毕；
(3)用牙签或等直径的铁针穿刺每个基质，检查基体内是否仍有坚硬的夹层，直至全面膨胀疏松；
(4)将上述育苗盘推上气动精量播种机传送带，在固型基质上的预制种穴中播入定量生菜种子；
(5)用自动覆土机或人工覆盖1-2cm松散园田土；
(6)将育苗盘移入温室或塑料大棚，控制光、温、湿度，定期补充适量水份，适时挪方增加种苗间距；
(7)待达到规定苗龄后，将带苗基质套入等大黑色塑料袋，在苗根处封闭，按10～30cm间距摆放于日光温室或塑料大棚的栽培床上。
(8)将封装带苗基质的塑料袋上口穿刺出一个直径5-8毫米的滴灌孔，将敷设就位的滴灌系统的滴灌头插入，开动滴灌供水系统定时定量供应水分。
(9)人工或机械方式控制温室或大棚的光、温、湿度。
(10)达到采收期后，剪断长成蔬菜的根部，包装上市，回收塑料袋，基质粉碎后施入农田。
Claims (4)
1、有机固型基质的制法，其特征在于采用如下步骤：
步骤一泥炭原料分选：
①将原料泥炭矿石砌垛堆高，以风吹日晒方式将水份降至40-50％；
②采用鼠笼式破碎机或其它粉碎机将上述泥炭打散，在水泥晒场上以阳光曝晒将含水量降至25-30％；
③过1-5mm孔筛或风力分选，选取粒径大于1mm，有机质含量大于50％，湿度25-30％的筛上部分的泥炭纤维作为下步骤原料入库备用；
步骤二产品配方：按下列组分和重量百分比投料：
组分 投料量
步骤一得到的泥炭纤维 98-99
过20-60目筛内含双氰铵的合成尿素粉体 0.2-0.25
过20-60目筛磷酸二铵或磷酸一铵粉体 0.35-0.5
过20-60目筛硫酸钾或氯化钾粉体 0.35-0.5
过20-60目筛硫酸铜粉体 0.01
过20-60目筛硫酸锌粉体 0.01
调理剂珍珠岩粉体 0.08-0.73
步骤三 入模压制：
①按步骤二的组成和比例投料并搅拌均匀，根据产品应用对象选择不同孔径和深度的压制模具；
②将物料按每块产品20-50克重投入相应的模具中；
③在液压机上以120-250公斤/平方厘米的压力压制物料至1.5-2.0厘米厚度，保压1-2.5秒后脱膜。
3、一种根据权利要求1的方法制得的有机固型基质。
4、权利要求3所述的有机固型基质在规模化集中育苗应用，包括下述步骤：
(1)将权利要求3所述的固型基质在育苗盘中紧密摆放整齐；
(2)按每块基质重量1.5倍比例灌注浸润水直至水份被吸收完毕；
(3)用牙签或等直径的铁针穿刺每个基质，检查基体内是否仍有坚硬的夹层，直至全面膨胀疏松；
(4)将上述育苗盘推上气动精量播种机传送带，在固型基质上的预制种穴中播入定量种子；
(5)用自动覆土机或人工覆盖1-2cm松散园田土；
(6)将育苗盘移入温室或塑料大棚，控制光、温、湿度，定期补充适量水份，适时挪方增加种苗间距；
(7)待达到规定苗龄后，将种苗连同固型育苗基质一起移栽本田。
5、权利要求3的有机固型基质在短生长期蔬菜的无土栽培中的应用，包括下述步骤：
(1)将权利要求3所述有机固型基质的固型基质在育苗盘中紧密摆放整齐；
(2)按每块基质重量1.5倍比例灌注浸润水直至水份被吸收完毕；
(3)用牙签或等直径的铁针穿刺每个基质，检查基体内是否仍有坚硬的夹层，直至全面膨胀疏松；
(4)将上述育苗盘推上气动精量播种机传送带，在固型基质上的预制种穴中播入定量种子；
(5)用自动覆土机或人工覆盖1-2cm松散园田土；
(6)将育苗盘移入温室或塑料大棚，控制光、温、湿度，定期补充适量水份，适时挪方增加种苗间距；
(7)待达到规定苗龄后，将带苗基质套入等大黑色塑料袋，在苗根处封闭，按10～30cm间距摆放于日光温室或塑料大棚的栽培床上；
(8)将封装带苗基质的塑料袋上口穿刺出一个直径5-8毫米的滴灌孔，将敷设就位的滴灌系统的滴灌头插入，开动滴灌供水系统定时定量供应水分；
(9)人工或机械方式控制温室或大棚的光、温、湿度；
(10)达到采收期后，剪断长成蔬菜的根部，包装上市，回收塑料袋，基质粉碎后施入农田。
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