CN1393123A - 植物栽培用技能性珍珠岩及其用途 - Google Patents

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CN1393123A CN 01143467 CN01143467A CN1393123A CN 1393123 A CN1393123 A CN 1393123A CN 01143467 CN01143467 CN 01143467 CN 01143467 A CN01143467 A CN 01143467A CN 1393123 A CN1393123 A CN 1393123A
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Abstract

本发明是关于植物栽培用技能性珍珠岩及其用途的发明，这种技能性珍珠岩是选用对植物无害的粘接剂把它与包括黄土的粘土质矿物混合后，覆盖在膨胀珍珠岩得出的。技能性珍珠岩既具有珍珠岩的优点，又增加了养分保持力和颗粒强度高的优点，从而可单独或与各种植物栽培用人工土壤混合使用。之外，和肥料一起覆盖时不添加其它的有机、无机肥料等也可以根据植物需要，调节肥料构成后使用于覆盖剂及屋顶，晾台，下水道处理厂等人工建筑物上部的绿化用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，盆花用土等各种植物栽培用人工土壤以及土壤改良剂。

Description

植物栽培用技能性珍珠岩及其用途
技术领域
本发明涉及植物栽培用技能性珍珠岩及其用途。既在珍珠岩的表面用对植物无害的粘接剂，CEC(阳离子交换能力)高的粘土质矿物和适合于植物生长的养液成份混合后覆盖其上，从而克服现有珍珠岩的缺点一即养分保有力差和颗粒强度低，同时能随意调节珍珠岩内适于不同类型植物生长的CEC和液态肥料构成，不必再添加其它液态肥料的植物栽培用技能性珍珠岩。本发明技能性珍珠岩可以使用在用于植物栽培的人工土壤。
背景技术
膨胀珍珠岩主要用于农园艺及造景用人工土壤，建筑用轻量骨材及内外装修用的吸音瓷砖，高分子材料填充等。但是，因为每种用途的膨胀珍珠岩都有其各自的缺点，所以为了弥补其缺点，本发明人提出了对膨胀珍珠岩进行覆盖，提高它的功能的发明。
现在，国内还没有与此相关的技术。在国外，只有在建筑用或产业用原付材料中，为了弥补膨胀珍珠岩强度低和吸水性差等缺点，从1970年以后开始对膨胀珍珠岩表面质量进行改进的研究开发。
美国第4255489号专利和第4183980号专利公开了，主要用疏水性物质聚硅氧烷覆盖其上，使其具有疏水性，这种方法主要适用于高分子材料(涂料及颜料)。美国第4889747号专利公布了用水性硅烷类粘接剂、缓冲剂覆盖的方法，第5964934号专利公布了用硅烷类化合物覆盖的方法，第3769065号专利公布了用醋酸盐和水玻璃覆盖的方法，这种方法适用对象是塑料，填充板，内外装饰用吸音瓷砖等。
针对用于农园艺及造景的膨胀珍珠岩具有较低的养分保有力和强度的缺点，到目前为止还未听到有为解决、克服其缺点而做的努力。
另一方面，膨胀珍珠岩具有很适合植物生长的物理特性，既空隙率高于70％的通气性，透水系数高于10-3cm/sec的排水性，植物所需要的水分含量——有效水分(0.03--15气压)值高于40％的高水分保有力；并且，10um内外的空隙和较高的表面积(500m2/g)比给微生物的繁殖提供很好的环境。因此，在植物生长时，将膨胀珍珠岩与植物共生存，可以在植物根部周围形成有利于微生物繁殖的有用物质及好的生长环境。
但是因为膨胀珍珠岩作为非结晶质矿物，其表面没有覆盖剂，养分保有力低，CEC(阳离子交换能力)几乎接近于0，所以不能保留植物生长所需的养分，并且膨胀珍珠岩表面易碎，具有微粉乱散的缺点。
另一方面，在树木移植时，没有形成植物生长时期所需的养分供应，所以树木成活率降低，又出现了根据树木种类及状态枯死的情况。与生长初期需要养分供应的树木相反，花草类因没有形成持续的养分供应，出现了不结花的情况。需要持续供应多量养分的草坪也如此，它的活力度及色彩不好。所以，以上的膨胀珍珠岩单独使用于植物栽培用土壤并不完整。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种可提高适合于植物栽培地养分保有力和颗粒强度的植物栽培用技能性珍珠岩及其用途。
为了实现此发明目的，本发明采用以下技术方案：一种植物栽培用技能性珍珠岩，它是在膨胀珍珠岩上覆盖粘土质矿物和粘接剂溶液。
所述膨胀珍珠岩是指松脂岩、黑耀岩、珍珠岩等高温膨胀后得出的物质；或硅酸盐，玻璃等高温膨胀后得出的物质；所述膨胀后得出的物质是包含气泡的中孔球体。所述1000ml膨胀珍珠岩覆盖有粘土质矿物15-400g，5-50％的粘接剂溶液50-400ml。所述粘接剂是有机或无机粘接剂，所述有机粘接剂是乙烯基醋酸盐系，水性丙烯酸系，三聚酰胺系，水性乙烯基氯乙酸系，水性氨酯系，聚乙烯醇系，环氧树脂系及合成橡胶/天然橡胶类中选择的一种以上有机粘接剂；无机粘接剂是水玻璃或聚磷酸二氢铝，磷酸氢二铝，磷酸铝，焦磷酸铝，偏磷酸铝，磷酸二氢铝，三聚磷酸铝等磷酸盐。CEC是从10cmolc/kg以上的黄土，沸石，膨润土及蛇文石、橄榄石、辉石等粘土质矿物中选择一种以上的物质。所述粘接剂溶液或粘土质矿物里添加肥料。所述肥料是无机或有机肥料或各种植物生长调节物质；所述无机肥料是硝酸钾，硝酸钙，硝酸铵，硫酸镁，乙二胺四乙酸亚铁，硫酸锰，硫酸铜，硫酸锌等化学性物质和将此混合的复合肥料；所述有机肥料是氨基酸，木醋酸，植物抽出物等有机物为基本的肥料。
利用本发明植物栽培用技能性珍珠岩可以制成人工建筑物上部绿化用轻量土壤及盆花用覆盖剂。利用本发明植物栽培用技能性珍珠岩可以制成树木，草坪，花草类用人工建筑物上部的绿化用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，盆花用土等各种植物栽培用人工土壤以及土壤改良剂。
发明人在解决膨胀珍珠岩适用于花草等植物栽培时存在的问题的过程中，发现CEC高时，将粘土质矿物加上对植物无害的粘接剂后，喷射覆盖在膨胀珍珠岩表面后，CEC可以调节，并加强了颗粒强度，再选择性地添加肥料。调节养分的添加量时，可起到了速效及缓效释放养分的效果。
此植物栽培用技能性珍珠岩用途广泛，可单独或与各种植物栽培用人工土壤混合使用.主要用于覆盖剂及屋顶，凉台，下水道处理厂等人工建筑物上部的绿化用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，盆花用土等各种植物栽培用人工土壤以及土壤改良剂。
附图说明
图1是制作本发明的产品—覆盖珍珠岩时，粘土质矿物泥浆的含水比表
图2是把根据本发明制作的覆盖珍珠岩混合土壤，用于种植乔木或灌木的实施例剖面图
图3是把根据本发明制作的覆盖珍珠岩混合土壤，用于种植草坪的实施例剖面图
图中符号的详细：
11，111—混凝土防水层
12，112—聚丙烯类排水用透水板
13，113—合成纤维片
14—排水用膨胀珍珠岩
15，115—混合覆盖珍珠岩和育苗用膨胀珍珠岩土壤
本发明具体实施例
本发明的详细说明如下：
因为珍珠岩不带阴离子，即CEC几乎接近于0，为了解决不能保留养分的缺点，使用粘土质矿物，例如，黄土、沸石、膨润土、蛇文石等CEC高的粘土质矿物。
以上的粘土质矿物具有CEC高，品质比较稳定，购买容易，并且不易产生分解的优点。
这样的CEC高的粘土质矿物覆盖在膨胀珍珠岩上，就能制作出具有可调节CEC，可调节养分的保有量和养分的膨胀珍珠岩。还可以根据需要添加具有缓效效果的有机肥料制成技能性珍珠岩，比重为0.20-0.30g/cm2，与珍珠岩相似，所以没有粒度分离，无需特定工程即可添加肥料，并把肥料直接添加在粘土质矿物或粘接剂后覆盖在膨胀珍珠岩上，起到均匀分布肥料的作用，并且可以选择速效性，缓效性肥料，还有强度比膨胀珍珠岩强，所以物性变化少，耐性很好，还可以保证稳定的品质。调节覆盖珍珠岩的添加量，覆盖时的养分的添加量及养分种类，能生产植物及不同适用对象的混合产品。以少量的粘土质矿物能有高的CEC。
上述覆盖珍珠岩的制作，只用粘土质矿物泥浆，也可以覆盖。对于为了提高粘接效率而添加的粘接剂，在选择上，不仅粘接力要出色，还要对植物无害。
粘接剂的选择通过如下实验进行的：
(1)有机/无机粘接剂的选择实验
本发明将膨胀珍珠岩开发成植物栽培地用的技能性珍珠岩，其中要使用粘接剂，所以在有/无机粘接剂的选择上，不仅粘接剂的粘界性要出色，还要对植物无害。
在粘接剂的选择实验中，覆盖后粘接力根据KSM5000标准对其耐久性、耐候性进行了实验，又比较了吸水率，发芽率和植物生长。选择了对植物无害，并能与膨胀珍珠岩覆盖的有机/无机粘接剂。
覆盖有机/无机粘接剂的浓度为20％，粘接剂和黄土的重量比为2∶1，粘接剂和膨胀珍珠岩的体积比为1∶10。吸水率指的是用PF1.5的压力加压时所剩的水分含量(VOL％)。覆盖率是指膨胀珍珠岩的吸水率减去覆盖有机/无机粘接剂后的膨胀珍珠岩的吸水率的差再除以膨胀珍珠岩的吸水率的百分比。发芽率指把30ml的高粱、辣椒、黄瓜、白菜的种子，播种在50具的亩盘上，将温度控制在25度，湿度70％，并保证抗温抗湿的情况下，使它发芽，然后把发芽以后的数量除于50(播种的种子的数量)得到的百分比。植物的培育是在温度为25度，湿度为30％，光照度为150000LUx(12小时)的条件下，在生长的场地发芽后每3日提供一次养液和有机/无机粘接剂1％，栽培30日之后把它的生长状态分为最佳养护、养护、一般、不良及很不良的五个阶段来表示。
1-1)有机粘接剂选择的实验结果
在选择有机粘接剂的时候，耐水性、耐候性没有异常，覆盖率是70％以上，PH值接近于中性，发芽率是80％以上，植物生长良好。这仅仅是有机物粘接剂的选择性实验而已，并不是限制在只能添加有机粘接剂。
具体的有机粘接剂的实验结果请看表1。
【表1】
  有机粘接剂(20％)   耐水性耐气候性  吸水率(vol％)  覆盖率(％) 干燥前PH 干燥后PH   发芽率(％) 植物生长
  膨胀珍珠岩     67     -     中性     中性     92 不良
    EVA 无异常     10     85     中性     中性     95 非常良好
  水性丙烯酸 无异常     18     73     中性     中性     90 良好
   三聚酰胺 无异常     5     93     碱性     中性     88 良好
     水性乙烯基氯乙酸 无异常 15 78 弱酸性 中性 94 良好
   水性氨酯 无异常     18     73     碱性     中性     89 良好
     PVA 无异常     14     79     中性     中性     95 非常良好
1-2)无机粘接剂选用实验结果
属于无机粘接剂的水玻璃和磷酸碱，虽然适合于耐水性，耐气候性，覆盖率等覆盖珍珠岩的物理性标准，但因PH值接近碱性或酸性，不适合生物性标准。为了解决这些问题，使用磷酸碱时加石灰处理，使用水玻璃时用氮酸，磷酸，黄酸等中化后使用。这只是无机粘接剂的选用实验结果，添加无机粘接剂的种类不限定于此。
具体结果如表2所示。
[表2]
 无机粘接剂(20％)    耐水性耐气候性  吸水率(vol％)   覆盖率(％)  处理前PH  处理后PH   发芽率(％) 植物生长
 膨胀珍珠岩(EP1) 67 - 中性 中性 92 不良
   水玻璃     无异常     23     75     碱性     中性     82   良好
   磷酸碱     无异常     10     85     酸性     中性     85   良好
以上实验，有机粘接剂使用了乙烯基醋酸盐，水性丙烯酸，三聚酰胺，水性乙烯基氯乙酸，水性氨酯，聚乙烯醇，无机粘接剂使用了水玻璃，磷酸碱。与粘土质矿物混合，用无机粘接剂覆盖在膨胀珍珠岩上。
(2)膨胀珍珠岩覆盖实验
覆盖膨胀珍珠岩的方法有3种。第一种是在粘土质矿物泥浆里混合粘接剂溶液后喷射在膨胀珍珠岩的表面的方法。第二种是膨胀珍珠岩里喷射粘接剂溶液后，再喷射粘土质矿物的方法。第三种是粘土质矿物和膨胀珍珠岩混合后喷射粘接剂溶液的方法。这3种方法都适用于连续式，配置式生产方式，但在连续式生产方式中第一个方法最有利，而配置式生产方式中三种方法都可以。这三种方法在覆盖时粘接剂浓度起重要作用，从5-50％可以随意调节粘接剂浓度，适合连续式生产方式(可以进行二重大量生产)的第一种方法，因为制作泥浆时粘度起重要作用，所以进行了泥浆选定实验和配合比选定实验。这不意味粘土质矿物的覆盖方法只限定于第一种。
2-1)粘土质矿物泥浆粘度选定
选择泥浆的粘度之前，先求各个粘土质矿物的粒度比和液性限度，按高于液性限度的饱和土壤和过饱和土壤之间的5种函数比(参照图1)制作泥浆后，求得最适合于覆盖的函数比。
作为粘土质矿物，黄土，沸石，膨润土，蛇文石等如表3，各个粘土质的矿物比、粒度比的液性局限不一样。因为在35#以下的粒度中所有粘土质矿物是非可塑性，在100#以上的粒度中测定了液性限度。以其结果为基础，在液性限度150％以上的产品中添加液性限度以上的水分(10％EVA)制作5种泥浆后，测定(用粘度测定器)各种泥浆的粘度，覆盖在膨胀珍珠岩，干燥后求得比重，吸水率(在pf1.5中的水分含量)，覆盖率，以吸水率20％以下，覆盖率70％以上为基准，选定了最佳泥浆函数比。覆盖时，投入的膨胀珍珠岩的体积以水分含量体积的10倍计算。例如，100g的粘土质矿物的水分含量为190％(190ml)时，使用了1900ml的膨胀珍珠岩，100g粘土质矿物的水分含量为210％(210ml)时，使用了2100ml的膨胀珍珠岩。
[表3]
    目No.                   液性限度(％)
    黄土     沸石     膨润土     蛇文石
    100     65     129     83     45
    150     123     167     137     104
    200     168     242     228     176
    325     227     303     274     239
2-1-1)黄土泥浆
粒度为200目的黄土和10％EVA泥浆的水分含量比，干燥后比重，吸水率及覆盖率如表4。
[表4]
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)     比较
    180     2100     0.254     22     67  喷嘴喷射困难
    190     1570     0.287     13     80
    200     1140     0.290     7     90
    210     880     0.284     12     82
    220     410     0.247     24     64
从上表4的结果可知，粘土质矿物使用粒度为200#黄土的情况下，水分含量190-210％重量时，产生适合的粘度，比重，吸水率及覆盖率。
另外，使用325#黄土的粘土的水分含量测定结果如表5。
[表5]
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)       比较
    240     2300     0.263     18     73   喷嘴喷射困难
    250     1680     0.298     11     83
    260     1250     0.315     5     92
    270     980     0.284     10     85
    280     4901     0.268     16     76
从上表5的结果可知，黄土的粒度325#时，以250-270％调整粘土的水分含量最合适。
2-1-2)沸石粘土
测定了沸石和10％EVA粘土的水分含量比，干燥后比重，吸水率，覆盖率，如表6-8所示。【表6】
                          粒度为150#的沸石+10％EVA
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)    比较
    180     2010     0.233     19     71
    190     1450     0.262     12     82
    200     1030     0.271     6     91
    210     740     0.268     10     85
    220     350     0.225     18     73
【表7】
                            粒度为200#的沸石+10％EVA
  水分含量(重量％) 粘度(CP)  干燥后比重(g/ml) 吸水率(％) 覆盖率(％) 比较
    260     2250     0.254     21     63   喷嘴喷射困难
    270     1770     0.287     11     81
    280     1480     0.302     5     93
    290     980     0.279     9     86
    300     470     0.257     16     76
【表8】
                             粒度为325#的沸石+10％EVA
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)       比较
    310     3500     -     -     -   喷嘴喷射失败
    320     2540     0.258     31     53  n喷嘴喷射困难
    330     1850     0.305     13     80
    340     1680     0.327     4     94
    350     1160     0.303     8     88
从表6-8的结果可知，最适合覆盖时，沸石的粘土水分含量是：在150#中190-210％，200#中270-290％，325#中330-350％。
2-1-3)膨润土粘土
测定了膨润土和10％EVA粘土的水分含量比，干燥后比重，吸水率，覆盖率，如表9和10所示。
[表9]
                           粒度为200#的膨润土+10％EVA
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)       比较
240 2050 0.263 27 59 喷嘴喷射困难
    250     1470     0.277     11     83
    260     1280     0.289     6     91
    270     780     0.275     13     80
    280     370     0.251     23     65
[表10]
                            粒度为325#的膨润土+10％EVA
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)       比较
    290     2420     0.283     36     56   喷嘴喷射困难
    300     1850     0.295     11     83
    310     1350     0.311     7     90
    320     1080     0.287     10     85
    330     690     0.278     24     64
从表9和10的结果可以得知，最适合覆盖时，膨润土的粘土水分含量是：在200#中250-270％、325#中300-320％。
2-1-4)蛇文石粘土
测定了贴文心和1帆EVA粘土的水分含量比，干燥后比重，吸水率，覆盖率，如表11和12。【表11】
                           粒度为200#的蛇文石+10％EVA
  水分含量(重量％)   粘度(CP)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)       比较
    190     2130     0.232     34     59   喷嘴喷射困难
    200     1520     0.265     17     74
    210     1240     0.278     12     82
    220     680     0.261     15     77
    230     310     0.228     23     65
【表12】
                            粒度为325#的蛇文石+10％EVA
  水分含量(重量％) 粘度(CP)  干燥后比重(g/ml) 吸水率(％) 覆盖率(％) 比较
    250     2290     0.251     29     56   喷嘴喷射困难
    260     1580     0.278     16     76
    270     1350     0.301     9     86
    280     820     0.272     13     80
    290     390     0.241     21     68
从表11和12的结果可以得知，最适合覆盖时，蛇文石的粘土的水分含量是：在200#中200-220％，325#中260-280％。
从以上12个实验结果可以知道，粘土质矿物粘土的粘度值在500-2000CP之间时最适合覆盖。但这只是覆盖率为60％以上时的实验结果，还有一些需要覆盖率为60％以下的产品，所以添加粘土质矿物粘土的粘度不限制于此。
2-2)配比的选定
同一粒度的情况下，粘土质矿物(黄土，沸石，膨润土，蛇文石)的粘性比为沸石＞膨润土＞黄土＞蛇文石顺序降低。并且因为黄土的色彩(明度)比较容易，利用200#的黄土，在EVA浓度，EVA和膨胀珍珠岩给予变化，进行膨胀珍珠岩覆盖配比选定实验。
有机粘接剂EVA的浓度以10，20，30％，制作了粘度为500-2000CP之间的黄土泥浆制作泥浆时用的黄土的量与制作时添加的EVA浓度成正比。这是因为EVA在添加时逐渐分散。
膨胀珍珠岩的覆盖配比：EVA和膨胀珍珠岩的体积比以1∶50，1∶20，1∶102∶5，1∶2为基准覆盖。
完成黄土覆盖以后，测定干燥后比重，吸水率，覆盖率(吸水率的换算)，色彩(Munsell色彩表)(注：这是人名)，以吸水率20％以下，覆盖率70％以上为基准，选择了适当的有机粘接剂的浓度，EVA和膨胀珍珠岩的配合体积比，并为了确认是否适于植物生长用，测定了CEC(阳离子交换能力)。
具体实验条件及结果如表13-15。
 [表13]
【表13】
   EVA浓度(％)       黄土泥浆(EVA∶黄土，ml∶g)  EVA∶膨胀珍珠岩(ml∶ml)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％)   明度     CEC(cmol/kg)
    10 100∶30   50∶1000 不可能形成泥浆(液壮)
  100∶1000
  400∶1000
100∶40   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.211     20     70     5     7.32
  100∶1000     0.235     13     80     4     8.19
  400∶1000     0.233     18     74     5     7.54
  500∶1000     因水分过多，覆盖不良
100∶50   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.205     27     59     6     6.13
  100∶1000     0.269     7     89     4     8.28
  400∶1000     0.223     17     74     5     7.17
  500∶1000     因水分过多，覆盖不良
100∶60   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.218     31     53     7     6.34
  100∶1000     0.271     10     85     4     8.66
  400∶1000     0.234     13     80     4     8.15
  500∶1000     因水分不足，覆盖不良
100∶70   50∶1000 不可能形成泥浆(膨胀)
  100∶1000
  400∶1000
【表14】
   EVA浓度(％)      黄土泥浆(EVA∶黄土，ml∶g)  EVA∶膨胀珍珠岩(ml∶ml)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％) 明度      CEC(cmol/kg)
    20 100∶40   50∶1000 不可能形成泥浆(液壮)
  100∶1000
  400∶1000
100∶50   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.235     21     62     6    7.72
  100∶1000     0.289     9     86     4    8.47
  400∶1000     0.233     17     74     5    7.82
  500∶1000     因水分过多，覆盖不良
100∶60   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000   0.247   12     59     6    6.19
  100∶1000   0.292   6     91     3    8.32
  400∶1000   0.242   13     80     4    7.89
  500∶1000     因水分过多，覆盖不良
100∶70   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000   0.235   23     65     6    6.34
  100∶1000   0.296   9     86     4    8.99
  400∶1000   0.247   11     83     4    7.37
  500∶1000     因水分不足，覆盖不良
100∶80   50∶1000 不可能形成泥浆(膨胀)
  100∶1000
  400∶1000
[表15]
   EVA浓度(％)       黄土泥浆(EVA∶黄土，ml∶g) EVA∶膨胀珍珠岩(ml∶ml)  干燥后比重(g/ml)  吸水率(％)  覆盖率(％) 明度     CEC(cmol/kg)
    30 100∶50   50∶1000 不可能形成泥浆(液壮)
  100∶1000
  400∶1000
100∶60   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.252   14     79     5   7.82
  100∶1000     0.308   4     95     3   9.12
  400∶1000     0.265   13     80     4   7.87
  500∶1000     因水分过多，覆盖不良
100∶70   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.275   12     82     4   8.75
  100∶1000     0.311   7     89     4   9.05
  400∶1000     0.283   11     83     4   8.81
  500∶1000     因水分过多，覆盖不良
100∶80   20∶1000     因水分不足，覆盖不良
  50∶1000     0.271   12     82     4   8.71
  100∶1000     0.324   10     85     4   8.89
  400∶1000     0.279   12     82     4   7.38
  500∶1000     因水分不足，覆盖不良
100∶90   50∶1000 不可能形成泥浆(膨胀)
  100∶1000
  400∶1000
在上表13-15的实验中，使用了比重为0.135-0.155g/ml，粒度0.5-3mm，吸水率(pf0的水分长力中的水分含量)60-70％的膨胀珍珠岩。这只是因为粒度大的膨胀珍珠岩覆盖率，色彩比较容易，并不意味着膨胀珍珠岩的种类只限定于此。颗粒强度以压缩抵抗性(压缩抵抗性根据沛利特学院的实验法)测定，实验器具由压缩强度试验机，试瓶，镶边法兰盘，试料压缩机等构成。在试瓶中装一半已准备的试料，在试料压缩机安装试瓶后，敲25次左右。试瓶上面对准镶边法兰盘，添加试料，使其高度达到镶边法兰盘的1/2之后再敲25次左右。去掉镶边法兰盘，再利用直尺去掉试瓶高度上面的覆盖珍珠岩。装试料的试瓶以克为单位称，这一重量可使用在单位容积重量(单位容积重量，g/cm3＝试料重量，g/试瓶容积，cm3)的测定。试瓶放在压缩强度试验仪器，试料上面放压缩棒，如压缩棒不再往下掉，锁上补助阀门后，慢慢地压缩试料(1次/4-5秒)，活塞表示1寸(2.54cm)时，通过压力器读取瞬间压力(kg)。从而产生压缩抵抗性。
压缩抵抗性(kg/cm2)＝(1寸压缩压力，kg+压缩棒重量，kg)/试瓶面积(45.8)，cm2
用以上方法测定了覆盖珍珠岩和膨胀珍珠岩的特性。如表16
[表16]
Figure A0114346700161
以此为准得出了干燥后比重0.25以上，吸水率20％以下，覆盖率70％以上的配比，其结果为添加黄土40-80g的泥浆里混合10-30％的EVA水溶液后，用100ml膨胀珍珠岩中EVA水溶液的含量为5-40ml的量覆盖最为合适。
以上结果只是适合于以连续式生产方式制造覆盖率为70％以上制品时的实验结果，结合实际生产时，因为需要调节覆盖率，所以泥浆粘度，EVA浓度等不限定于此。
另一方面，对于CEC，膨胀珍珠岩覆盖用粘土质矿物具有不同的阳离子，如适当地配合混合使用时，可以得到需要的与CEC相符合的颜色。
各种粘土质矿物的CEC平均值是：黄土10±2cmol/kg，沸石100±10cmol/kg，膨润土50±5cmol/kg，蛇文石30±5cmol/kg左右，但根据矿物的产地，采矿时期，它们的值会有差别。
CEC是：黄土覆盖珍珠岩10cmol/kg，按体积比约3cmol/l；沸石覆盖珍珠岩100cmol/kg，按体积比约30cmol/l；膨润土覆盖珍珠岩50cmol/kg，按体积比约15Cmol/l，蛇文石覆盖珍珠岩30cmol/kg，体积比约9cmol/l。并且，粘土质矿物覆盖珍珠岩能具有10-100cmol/kg的多种CEC，也可以根据配合比调节CEC，体积比值的范围是3-30cmol/l。
(注：10cmol/kg*单位容积重量(0.3kg/l)是3cmol/l后面也如此)
(3)肥料的添加
如上，膨胀珍珠岩里可以覆盖添加粘接剂溶液的粘土质矿物，从此没有保留养分能力的珍珠岩也有了保留养分能力一CEC容量，适合于栽培植物。
但是，每个植物的需要养分的要求量有所不同。因此，本发明粘接剂溶液里面选择性地添加必要肥料。
肥料的量可以根据每个植物需要的特定养分的含量随意调整，其例子如表17.但这只是举例说明，添加肥料的构成不限定于此。
[表17]
                                肥料量(g/m3)：对膨胀珍珠岩体积的重量
                                               多量元素
    aa的种类    肥料设计1    肥料设计2    肥料设计3    肥料设计4    肥料设计5
      KNO3     242.6     950     506     607     809
 Ca(NO3)2·4H2O     566.9     810     1181     944     709
    NH4H2PO4     92.0     500     136     272     409
   MgSO4·7H2O     197.2     155     493     246     493
                                               微量元素
     Fe-EDTA     15~25     15~25     15~25     15~25     15~25
      H3BO3     3     3     3     3     3
   MnSO4·4H2O     2     2     2     2     2
   CuSO4·5H2O     0.05     0.22     0.08     0.22     0.22
   ZnSO4·7H2O     0.22     0.05     0.22     0.05     0.05
  Na2MoO4·2H2O     0.22     0.02     0.02     0.02     0.02
把设计完的肥料添加在粘接剂溶液或混合在粘土质矿物后，喷射覆盖在膨胀珍珠岩上，就能制作出本发明的技能性珍珠岩。
如此得出的覆盖珍珠岩的主要养分的适当含量的范围，以覆盖珍珠岩lL为基准时，如表18
    养分    养分的形态别适当含量
氮气     NO3-N30~800mg
    NO4-N50~150mg
    P2O5     有效态300~100mg
    K2O     可交换的150~200mg
    CaO     可交换的200~400mg
    MgO     可交换的25~50mg
    SiO2     有效态15mg以上
    B     有效态8~20ppm
    Mn     可交换的40~80ppm
    Fe     可交换的80~100ppm
    Zn     可溶性80~400ppm
    Cu     可溶性8~15ppm
    Mo     有效态0.5~4ppm
不同种类的农作物，肥料的适用特性如表19所示。此表仅供参考。表19
                        养分(me/l)  EC(dSm-1)
   NO3-N     P     K     Ca     Mg
    黄瓜     13     3     6     7     4     2.0
    香瓜     13     4     6     7     3     2.0
    西瓜     13     1.5     6     7     1.5     1.6
    西红柿     7     2     4     3     2     1.1
    辣椒     9     2.5     6     3     2     1.3
    茄子     10     3     7     3     2     1.5
    草酶     5     1.5     3     2     1     0.7
    生菜     6     1.5     4     2     1     0.8
    aaa     7     2     3     4     2     1.1
从以上情况可知，不同农作物所适用的养分特性不同，调节其肥料的种类及含量后，添加粘接剂溶液或粘土质矿物，覆盖在膨胀珍珠岩，那么，没有其它液体肥料的添加，也可以用于树，草坪，草花类等仅用膨胀珍珠岩一种很难作为人工土壤的植物。
(4)培育实验
为了完成覆盖珍珠岩的树木生育试验，如图2在混凝土建筑物的屋顶，用四方为开放式构造的聚丙烯类排水用透水板12(300*300*25mm)，以1m为间隔连接了四方之后设置在屋顶的排水口处，上面用合成纤维片13盖上，以100m的厚度铺上排水用膨胀珍珠岩轻量土壤14。一切准备工作就绪后，混合的覆盖珍珠岩和育苗用膨胀珍珠岩15。以400mm厚度铺上，适当地种植松树，永山红等，观察1年后的状态。为了观察生育状态，利用树木活力度测定仪测定了树木的活力度，又以种植在膨胀珍珠岩单独试验区的松树为基准，进行了对比。膨胀珍珠岩单独试验区，春天及秋天施肥各一次，其施肥量与包括在覆盖珍珠岩混合试验区的肥料的量一致，并未进行灌水，只利用了自然降雨。【表20】
区分                       覆盖珍珠岩混合试验区
   1     2     3    4     5    6    7
  生育状态  树木活力度(kΩ) 9 8.5 9.2 10.1 11.2 9.7 8.2
区分                      膨胀珍珠岩单独试验区
   1    2    3    4     5     6    7
  生育状态  树木活力度(kΩ) 17.5 19.2 16.7 18.5 20.3 19.8 18.9
(注)
对以上表20的记录：
混合试验区1：黄土60g和20％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按18∶18∶18的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以1∶9的比例混合的土壤。
混合试验区2：黄土60g和20％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按20∶9∶20的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以1.5∶8.5的比例混合的土壤。
混合试验区3：黄土60g和20％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按17∶10∶27的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以2∶8的比例混合的土壤。
混合试验区4：黄土60g和20％EVA洛液100ml，肥料中N-P-K按16∶8∶32的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以2.5∶7.5的比例混合的土壤。
混合试验区5：黄土60g和20％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按14∶10∶34的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以3∶7的比例混合的土壤。
混合试验区6：黄土60g和20％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按11∶12∶33的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以3.5∶6.5的比例混合的土壤。
混合试验区7：黄土60g和20％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按11∶8∶34的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以4∶6的比例混合的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区1：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料中N-P-K的含量以18∶18∶18的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区2：在育苗用膨胀珍珠岩试验区、肥料中N-P-K的含量以20∶9∶20的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区3：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以17∶10∶27的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区4：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以16∶8∶32的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区5：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以14∶10∶34的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区6：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥抖N-P-K的含量以11∶12∶33的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区7：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以11∶8∶34的比例调节的土壤。
树木生长结果，覆盖珍珠岩混合试验区的成活率是8.2-11.2，生长良好；膨胀珍珠岩单独试验区的值是16.7-20.3，比覆盖珍珠岩混合区树木成活率降低。
并且为了完成覆盖珍珠岩的草坪生长试验，如图3在混凝土建筑物的屋顶，用四方为开放构造的聚丙烯系排水用透水板(300*300*25mm，12)，以1m为间隔连接了四方。之后设置屋顶的排水口，上面用合成纤维113盖上，再将按4∶6的比例混合的覆盖珍珠岩和育苗用膨胀珍珠岩115，以150mm厚度铺上，种植密实的草坪，观察了1年后的状态。这时未进行任何灌水，只利用了自然降雨，并用同样状态的条件铺盖膨胀珍珠岩轻量土壤后，撤草坪种子，观察发芽状况。膨胀珍珠岩单独试验区在青天，秋天各施肥一次，其量与覆盖珍珠岩混合试验区包含的肥料的量一样。
其结果如表21。
[表21]
区分                          覆盖珍珠岩混合试验区
   1     2     3    4     5     6    7
  发芽率(％) 草坪    72   80    83    84    71     76    79
生育状态 叶子长度(cm)    7.8   7.5    8.5    8.3    8.8     9.1    9.2
草坪根的重量(g)    148   163    167    167    144     157    161
区分                           膨胀珍珠岩单独试验区
    1     2     3    4     5     6     7
  发芽率(％) 草坪   71   73   74   53     66    69    71
生育状态 叶子长度(cm)   4.2   3.7   4.9   4.8     4.5    5.3    4
草坪根的重量(g)   117   121   124   91     100    102    102
对上表21的记录：
混合试验区1：黄土70g和30％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按18∶18∶18的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以1∶9的比例混合的土壤。
混合试验区2：黄土70g和30％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按20∶9∶20的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以1.5∶8.5的比例混合的土壤。
混合试验区3：黄土70g和30％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按17∶130∶27的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以2∶8的比例混合的土壤。
混合试验区4：黄土70g和30％EVA洛液100ml，肥料中N-P-K按16∶8∶32的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以2.5∶7.5的比例混合的土壤。
混合试验区5：黄土70g和30％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按14∶10∶34的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以3∶7的比例混合的土壤。
混合试验区6：黄土70g和30％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按11∶12∶33的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以3.5∶6.5的比例混合的土壤。
混合试验区7：黄土70g和30％EVA溶液100ml，肥料中N-P-K按11∶8∶34的含量比例调节后，覆盖在1000ml的膨胀珍珠岩上，然后把覆盖后的制品与育苗用膨胀珍珠岩以4∶6的比例混合的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区1：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料中N-P-K的含量以18∶18∶18的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区2：在育苗用膨胀珍珠岩试验区、肥料中N-P-K的含量以20∶9∶20的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区3：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以17∶10∶27的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区4：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以16∶8∶32的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区5：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以14∶10∶34的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区6：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥抖N-P-K的含量以11∶12∶33的比例调节的土壤。
膨胀珍珠岩单独试验区7：在育苗用膨胀珍珠岩试验区，肥料N-P-K的含量以11∶8∶34的比例调节的土壤。
种草坪种子调查发芽情况的结果，本发明的发芽率平均为78％，膨胀珍珠岩单独试验区的发芽率平均约67％。观察其后成长过程的结果，本发明30日以后，叶子平均长度约为8cm，比膨胀珍珠岩单独试验区长3cm，表现出了良好的生育情况。
一年以后调查草坪根部的结果，在本发明试验区的草坪的根部发达最为旺盛。膨胀珍珠岩单独试验区的草坪根部发达不如本发明的覆盖珍珠岩混合试验区。
在对树木和草坪的生育试验效果中可以看到，按以上发明制造的混合覆盖珍珠岩的试验区比膨胀珍珠岩试验区有更良好的生长效果。就是说本发明的技能性珍珠岩可以适用于覆盖剂及各种屋顶，凉台，下水到处理厂等的人工地盘用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，花盆用土等的各种植物栽培用土壤和土壤改良剂。
从以上详细说明可以得出，本发明选用对植物无害的粘接剂，与包括黄土的粘土质矿物混合后，覆盖在膨胀珍珠岩上而制出的技能性珍珠岩。既具有珍珠岩的优点，又增加了保留养分的优点，  从而可单独或与各种植物栽培用人工土壤混合使用。之外，和肥料一起覆盖时不添加其它的有机、无机肥料等也可以根据植物需要，调节肥料构成后使用于覆盖剂及屋顶，凉台，下水道处理厂等人工建筑物上部的绿化用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，盆花用土等各种植物栽培用人工土壤以及土壤改良剂。
此植物栽培用技能性珍珠岩用途广泛，可作为覆盖剂及各种屋顶，凉台，下水到处理厂等的人工地盘用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，花盆用土等的各种植物栽培用土壤和土壤改良剂。

Claims (9)

1、一种植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：它是在膨胀珍珠岩上覆盖粘土质矿物和粘接剂溶液。
2、根据权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：所述膨胀珍珠岩是指松脂岩、黑耀岩、珍珠岩等高温膨胀后得出的物质；或硅酸盐，玻璃等高温膨胀后得出的物质；所述膨胀后得出的物质是包含气泡的中孔球体。
3、根据权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：所述1000ml膨胀珍珠岩覆盖有粘土质矿物15-400g，5-50％的粘接剂溶液50-400ml。
4、根据权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：所述粘接剂是有机或无机粘接剂，所述有机粘接剂是乙烯基醋酸盐系，水性丙烯酸系，三聚酰胺系，水性乙烯基氯乙酸系，水性氨酯系，聚乙烯醇系，环氧树脂系及合成橡胶/天然橡胶类中选择的一种以上有机粘接剂；无机粘接剂是水玻璃或聚磷酸二氢铝，磷酸氢二铝，磷酸铝，焦磷酸铝，偏磷酸铝，磷酸二氢铝，三聚磷酸铝等磷酸盐。
5、根据权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：CEC是从10cmolc/kg以上的黄土，沸石，膨润土及蛇文石、橄榄石、辉石等粘土质矿物中选择一种以上的物质。
6、根据权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：所述粘接剂溶液或粘土质矿物里添加肥料。
7、根据权利要求6所述的植物栽培用技能性珍珠岩，其特征在于：所述肥料是无机或有机肥料或各种植物生长调节物质；所述无机肥料是硝酸钾，硝酸钙，硝酸铵，硫酸镁，乙二胺四乙酸亚铁，硫酸锰，硫酸铜，硫酸锌等化学性物质和将此混合的复合肥料；所述有机肥料是氨基酸，木醋酸，植物抽出物等有机物为基本的肥料。
8、权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩的用途，其特征在于：利用权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩合成人工建筑物上部绿化用轻量土壤及盆花用覆盖剂。
9、权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩的用途，其特征在于：利用权利要求1所述的植物栽培用技能性珍珠岩制成树木，草坪，花草类用人工建筑物上部的绿化用轻量土壤，树木用氧气管，育苗用床土，盆花用土等各种植物栽培用人工土壤以及土壤改良剂。
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