一体化成型园艺植物的栽培介质的制作方法

专利名称：：一体化成型园艺植物的栽培介质的制作方法
技术领域：
：本发明涉及植物栽培介质，尤其涉及园艺植物栽培介质，更具体的是涉及一种一体化成型园艺植物的栽培介质。
背景技术：
：草炭是沼泽植物遗体转变成的具有多组分、多级分、半胶体特性的高分子复杂汽水体系。草炭的有机质、腐殖酸含量高，纤维含量丰富，疏松多孔，通气透水性好，比表面积大，吸收螯合能力强，有较强的离子交换能力、盐分平衡控制能力以及较高的生物活性和生理刺激作用，是迄今为止最好的有机介质，也是目前绿化最常用的轻质基质。但草炭的形成极其缓慢，需要经过若干地质年代，同时草炭地又是一类特殊的湿地类型，衍生大量生物。上世纪以来，因对草炭的大量开采，导致了草炭资源的严重匮乏，同时也破坏了草炭的衍生环境。英国已经制订了一个环保计划，即在2012年完全排除草炭的商业性应用，而以其它替代物取代。从环保和经济角度出发，探求新的植物栽培介质已成为一个刻不容缓的课题。要避免对草炭湿地等不可再生资源进行进一步掠夺和破坏，就应尽量考虑有机的可再生物料。己有研究表明，农林废弃物代替草炭作为植物栽培介质并没有明显对植物的生长产生影响，并且替代物也具有较强的持续供应植物养分的能力。使用农林废弃物作为植物栽培介质，既能循环利用，不污染环境，又可解决农业有机固体废弃物的处理问题，是最有利于环保的介质替代新方向。农林废弃物作为植物栽培介质的原料种类很多，在原料的选取过程中可因地制宜从而降低配置植物栽培介质的成本。在园林绿化作业中，将植物从苗圃搬移到绿化实施场所通常需要经过多个歩骤来完成，而每一步都有可能会伤及苗木。如，将植物从苗圃地移植入盆及运输过程中都可能会对苗木有所损伤；在运输之后通常不会立即栽植，植物根系的土壤或介质常容易散落而不利于植物移栽后的缓苗及存活；若重新种植还需要大量填土，过程繁重。通过对培养介质配方的改进，使植物与其生长介质形成一个整体，介质不易从植物根系上散落，从而简化了栽培植物的搬迁和移栽过程，也进一步避免了常规移栽过程对植物的根系及生长产生的不利影响。这种植物与介质形成一个整体的形式，即为一体化。目前国内外主要利用化学粘合剂和天然粘合剂来制作成型栽培介质，加工工艺主要分为化学发泡法(特种橡胶制品，2001，4，24—26)和机械压制法(中国专利200710067637.2)。发泡成分主要为树酯类物质，其中又以聚氨酯类高分子聚合物为代表。这些化学成分虽然在改善栽培介质理化性质和促使介质成型方面能够满足园艺植物的栽培要求，但在回收处理过程中往往成为不可再利用成分；倘若把其再回填土壤，其中的化学成分又将会对土壤本身的理化性质造成一定的影响。使用天然粘合剂，如凹凸棒土和天然乳胶等，虽然更有利于植物生长且回收时也比较环保，但天然粘合剂取材本身就会对自然生态环境造成破坏。因此目前所研制的固体成型栽培介质大多由于其复杂的制作工艺及回收再利用等方面存在问题，致使研究成果-一直并未得到广泛的推广应用。
发明内容本发明的一个目的在于提供一种-体化成型园艺植物的栽培介质，通过利用农林废弃物，如落叶、枯树枝、果壳和动物粪便等天然可降解的特性，实现资源循环利用、减少对草炭资源的破坏及对环境的污染。本发明的另一个目的在于提供一种一体化成型园艺植物的栽培介质，通过植物纤维使得植株根系与栽培介质形成紧密的整体，以简化园艺植物的搬迁和移栽过程，减少移栽过程中对植物生长产生的不利影响。本发明的又一个目的在于提供一种一体化成型园艺植物的栽培介质，通过改变不同介质之间的比例关系，更有利于园林植物的快速培养。本发明的再一个目的在于将这种-一体化成型园艺植物的栽培介质应用于须根系植物的栽培中。本发明所述一体化成型园艺植物的栽培介质包括植物纤维和腐叶土。所述的园艺植物栽培介质还可以选择单独添加黄壤土、通气空隙调节物质或同时使用。本发明利用植物纤维所具有的拉力作用制造一体化成型植物的栽培介质。其特征是利用在基质中添加的纤维材料，随着植物根系的自然生长，植物纤维发挥拉力作用，完成一体化，是一种利用植物自然生长特征的生物固化过程。植物纤维是植物生长过程中所具有的天然形成的纤维，属于植物的附属结构。植物纤维具体选自于椰壳纤维(coirfiber)、棕榈丝或以其任意体积比的组合。椰壳纤维是包裹于椰树果实并紧贴于果壳最外层的棕色丝状纤维。棕榈丝是包裹棕榈树(Fo"m"w附m^脂'〃尸/am)主干的外层棕色丝状纤维。椰壳纤维，或称椰丝为农林生产废弃物，其可发挥植物长纤维拉力，结合根系的缠绕能力，使其在植物根系生长早期就能促使介质与根系的紧密结合，形成根聚体。在植物生长后期，椰丝又会在介质中逐渐分解，成为介质中部分养分来源。黄壤土可作为一体化成型培养介质的天然粘合剂，避免化学试剂作为粘合剂、吸水剂在介质回收时给土壤带来的污染问题。黄壤土中含有较均匀的微量元素，且对人工介质的理化性质具有较理想的缓冲性能，有利于植物生长。黄壤土广泛分布于我国北纬30度附近亚热带、热带山地、高原，总面积2324.73km2，以川黔两省居多，有703.79km2。黄壤属铁铝土纲，湿暖铁铝土亚纲中的土类。部分相似于美国土壤系统分类中的高岭腐殖质老成.土(Kandihiumults)或高岭弱发育腐殖质老成土(KanhaPloh腿ults)或相似于联合国土壤分类中的正常酸性土(OrthicAcrisols)或腐殖质酸性土(HumicAcrisol)。黄壤土中的氧化铁高度水化形成一定量的针铁矿(L印idocrocite)(FeOOH)，并常与有机质结合，导致剖面形成黄色(2.5Y8/6)或蜡黄色(5Y7/8)，其中尤以剖面中部的淀积层为明显。黄壤土的基本体构型为O—Ah—ABs—Bsg—C型。其中O层为枯枝落叶层，厚1020cm左右，受到程度不同的分解；A层为暗灰棕(5YR4/2)至淡黑(5Y3/1)的富铝化的腐殖质层(Ah)，厚1030cm，具核状或团块状结构，而AhBs是过渡性亚层；B层为呈鲜艳黄色或蜡黄色的铁铝聚积层，厚1560cm，较粘重，块状结构，结构面上有带光泽的胶膜，为黄壤独特土层，用Bsg表征此层特征；C层为多保留母岩色泽的母质层，色泽混杂不一。此外，依据黄壤特定成土条件的变异和附加成土过程可续分为黄壤、表潜黄壤、漂洗黄壤和黄壤性土等四个亚类。表潜黄壤在水湿较差地段，在B层还有明显潴育现象，呈灰黄色(2.5Y7/3)，有锈纹锈斑，土体中铁有明显下移淀积。该土层较薄，一般厚6080cm，其土体构型为0—Ahg—Bsg—C型。表层有机质可达200gkg'1，心土层也在50gkg—'以上，土壤质地多为粉沙粘壤至粘土。漂洗黄壤为暗灰色(5Y4/1)的表土层和灰黄色(2.5Y7/3)至灰白色(5Y7/1)的侧渗漂洗层(E)，其下为灰黄色(2.5Y7/3)的BC层及半风化的母质层(C)。其土体构型为O—Ah一E—Bs—C一R型，pH4.85.5，呈酸性。腐叶土又称腐殖土，是植物枝叶在土壤中经过微生物分解发酵后形成的营养土。其包括植物枯枝落叶和生物有机肥共同发酵的混合物，还包括由乔木及灌木的叶经腐化后生成的土壤。将植物枯枝落叶经过粉碎、自然发酵处理用作栽培介质，可促进介质在栽培容器中的养分自循环过程、减少人为干预的作用，废弃后可直接回填于土壤中，以达到自然平衡的目的。落叶含有极高比例的木质素及纤维素等高碳素的物质(一般占总重比的70%以上)，因此它们自然分解的过程非常缓慢。由此，将落叶个别地收集并储存能加快其他物质的分解。简单的方法是用塑胶袋把收集到的叶片储存(污染程度高的叶片如马路旁等不宜选择)，经一至两年后打开即可完全使用。较大型的收集方法可用铁线围成一个lmXlm的收集空间，在完成收集后用布盖好以减少风干，整个过程约需要一至两年，才可以把落叶变成富营养的腐殖质。另外，还可以将落叶(最好是木本阔叶乔木的叶片，壳斗科植物落叶最佳，杉树、落叶松也可)、橘子皮、香蕉皮、腐烂水果、蔬菜等废弃物，在室外避风向阳处挖一个深lm左右的坑，将落叶、普通土壤、放入少量呋喃丹(防止生虫)、少量其他有机物等混合均匀置于坑中，堆制时，先放一层园土，再放一层落叶等废弃物，如此反复堆放数层后，再浇灌加入少量尿素的刷锅水、淘米水或洗鱼、肉的水(含水量达到60%至70%为宜)不可过湿。最好能用塑料布罩住固定，最后在顶部上堆至少30cm的土封严。经过翌年夏季高温发酵即能充分腐熟，到秋天取出，晾晒杀菌，捣碎过筛后使用，未腐熟的残渣按此法继续堆制。生物有机肥主要指各种动物器官、组织、排泄物或机体，以及植物的根、茎、叶、花朵或果实经过一定时期发酵腐熟后形成的肥料。各种食肉、食草、鸟禽等动物的粪便经过发酵处理后，可增加速效养分的含量，提高植物吸收的有效性。介质通气空隙调节物质是调节一体化成型培养介质的理化性质和通气孔隙。所述的通气空隙调节物质可以为砻糠、醋渣、木屑、蛭石或珍珠岩，具体选自于木屑和珍珠岩。木屑和珍珠岩可以单独使用或以其任意体积比混合后使用。砻糠和醋渣可以代替木屑；蛭石可以代替珍珠岩。木屑是通过利用冲击力或剪切力等将木材粉碎后制得的条块或颗粒。所述的木屑主要是木材加工生产的废弃物。经调整碳氮比(参照LY/T1237一1999)后发酵所得。用于调节介质通气孔隙。木材加工生产的废弃物来源可以为建筑物新建或解体产生的废木材、土木工事之废木材、木材或木材制品制造业所产生的废料或下脚料、城市砍伐之路树或行道树、果树桠枝的废木材、废弃家具类的废木材、林地产生的处分料木材或山洪由山上所冲刷下来的漂流木。珍珠岩是一种类似流纹岩的酸性火山喷发熔岩，由于喷发后急速冷却，形成球粒状玻璃质岩石，有弧形或圆形裂纹。其一般为浅灰色、淡绿色和褐色，二氧化硅含量达70%，水分含量为3—5%，当将珍珠岩加热到850—90(TC时，由于玻璃质软化，其中水分蒸发，造成体积膨胀，可以达到原有体积的7-16倍，此为膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩的膨胀倍数ko〉515倍，容重^80kg/m3200kg/m3，二氧化硅含量约70%，水分含量为4一6%。所述的珍珠岩具体为膨胀珍珠岩。本发明所述的一体化成型园艺植物的栽培介质包括植物纤维、黄壤土和腐叶土。其中所述的植物纤维长度为2—10cm，优选2—6cm，植物纤维具体选自于椰壳纤维或棕榈丝。所述的一体化成型园艺植物的栽培介质还可以选择使用介质通气空隙调节物质，该调节物质具体选自于木屑和珍珠岩。木屑和珍珠岩可以单独使用或其以任意体积比混合后使用。砻糠和醋渣可用于代替木屑；蛭石可用于代替珍珠岩。本发明所述的一种快速一体化成型园艺植物的栽培介质包括植物纤维和腐叶土。植物纤维和腐叶土以任意体积比比例混合。所述的植物纤维长度为2—10cm，优选2—6cm;植物纤维具体选自于椰壳纤维、棕榈丝或其任意体积比的组合；纤维体积占介质总体积的5一15%，优选10%。腐叶土是植物枝叶在土壤中经过微生物分解发酵后形成的营养土，可促进介质在栽培容器中的养分自循环过程、减少人为干预的作用，废弃后可直接回填于土壤中，以达到自然平衡的目的。腐叶土的体积占介质总体积具体为85%—95%。一种具体方案为，纤维体积占介质总体积的5—15%;植物纤维长度为2—10cm;腐叶土的体积占介质总体积具体为85%—95%。另一种具体方案为，纤维体积占介质总体积的5—15%;植物纤维长度为2—6cm;腐叶土的体积占介质总体积具体为85%—95%。再一种具体方案为，纤维体积占介质总体积的10%;植物纤维长度为2—10cm;腐叶土的体积占介质总体积具体为85%—95%。又一种具体方案为，纤维体积占介质总体积的10%;植物纤维长度为2—6cm;腐叶土的体积占介质总体积具体为85%—95%。黄壤土可作为天然粘合剂加入所述栽培介质以提高介质的粘合性，避免化学试剂作为粘合剂、吸水剂在介质回收时给土壤带来的污染问题。其含有较均匀的微量元素，且对人工介质的理化性质具有较理想的缓冲性能，有利于植物生长。黄壤土可与植物纤维和腐叶土以任意体积比比例混合，其占介质总体积优选0—25%。相应地，植物纤维占介质总体积的5一15%，优选10%;腐叶土占介质总体积的60_95%。植物纤维长度可选择2—10cm，优选2—6cm。一种具体方案为，植物纤维占介质总体积的5—15%，优选10%;腐叶土占介质总体积的28—95%;黄壤土的体积占介质总体积具体为0—25%;介质通气空隙调节物质占介质总体积的0%—32%。植物纤维长度可选择2—10cm，优选2—6cm。本发明所述的一种快速一体化成型园艺植物的栽培介质还可以选择使用介质通气空隙调节物质。该调节物质可与黄壤土、植物纤维和腐叶土以任意体积比比例混合或与植物纤维和腐叶土以任意体积比比例混合，其体积占介质总体积的0%—32%。所述的调节物质具体选自于木屑和珍珠岩。木屑和珍珠岩可以单独使用或以其任意体积比混合后使用。砻糠和醋渣可用于代替木屑；蛭石可用于代替珍珠岩。一种具体方案为，植物纤维占介质总体积的5—15%，优选10%;腐叶土占介质总体积的28—95%;黄壤土的体积占介质总体积具体为0—25%;介质通气空隙调节物质占介质总体积的0%—32%。植物纤维长度可选择2—10cm，优选2—6cm。另一种具体方案为，植物纤维占介质总体积的5_15%，优选10%;腐叶土占介质总体积的53—95%;介质通气空隙调节物质占介质总体积的0%—32%。植物纤维长度可选择2—10cm，优选2—6cm。本发明所述的--体化成型园艺植物的栽培介质应用于须根系植物的栽培中。以景天类(&^附)植物、草花、常绿小灌木和地被为测试植物材料，对照栽培介质采用草炭、珍珠岩混合物。测试介质成型天数均比对照早。由于植物之间根系的差异，所以成型时间不同。其中景天类植物和草花由于其须根系发达，所以配合此发明栽培介质所需要的成型时间大为缩短；常绿灌木由于其适应环境能力较草本慢，在成型时间上稍微落后于草本花卉，但成型时间也比对照相对提早40天(前提是对照成型时间为100天)。地被类根系属于肉质须根，根系对介质的缠结能力略弱于须根发达的草花等植物，其相对成型时间晚于以上几种试验植物材料，但仍比对照縮短32天(前提是对照成型时间为IOO天)。本发明实现的有益效果本发明为立体绿化新技术提供了一种以植物废弃物为主的轻质环保型快速一体化成型栽培介质。其特征是利用基质添加的纤维材料，随着植物根系的自然生长，植物纤维发挥拉力，完成一体化，是一种利用植物自然生长特征的生物固化过程。与化学和物理固化相比，其成分可控性高，可根据植物需要，选择结构性质不同的材料混合而成，充分协调水肥气状况，有机物阳离子交换能量大，缓冲性能好，且含有大量营养成分。同时废弃的介质又可直接回填土壤，或可通过处理回收进行再次利用。本发明的技术方案克服了传统的植物栽培介质因存在容重大、易松散脱落、易滋生病虫害等不足之处，形成理化性质优良的轻质环保型"一体化"植物栽培介质。在运输或替换植物时方便简捷的可操作性不仅有利于节约安装时间，而且可避免替换植物材料时因栽培介质脱落而导致植物根系损伤、景观破坏乃至环境污染。在保证植物正常生长及景观效果的前提下，从栽培介质原料选材、原料配比及至栽培介质回收均可实现循环，避免浪费自然资源，是新型的环保产品。具体实施例方式以下结合附图详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。本发明所用的试剂若未明确指明，F、'j均购自西格玛一奥德里奇(Sigma—Aldrich)。实施例1景天耐旱植物选择景天类耐旱植物，其根系特征属于须根系。取根系具有一定代表性的三种景天，白佛甲(&dwm//weareFan'egafww)、勘察力口景天(Se(iMmAaw/^c/m"CMW)禾口中华景天(5"g(iw附;o/>^/c/2o/^^//ems/)。其中中华景天须根系繁密发达，单条根直径较细；勘察加景天须根肉质化，根直径较粗；白佛甲须根系发达，根直径介于中华景天与勘察加景天之间。将三种植物分别栽培于本发明所述的一体化栽培介质和对照栽培介质中。一体化成型的栽培介质见表1，对照栽培介质为园土、草炭和珍珠岩，其比例4:3:3。以植物根系附满介质并固定于介质中最早所需的时间为植物的成型时间。表1景天类植物-一体化成型的栽培介质椰丝(cm)椰丝(％)腐叶土(％)木屑(％)珍珠岩(％)白佛甲210581022勘察加景天610641610中华景天410581022经过一段时间的栽培，三种植物在本发明所述咱勺一体化栽培介质和对照栽培介质中的成型时间见表2，其中相对值二(一体化栽培介质栽培的成型时间/对照栽培介质栽培的成型时间)X100%。表2景天类植物成型时间<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>可见，与对照栽培介质相比，使用本发明所述的一体化成型栽培介质栽培的景天类植物的成型时间要少一半以上。实施例2园艺常用草花植物植物选择立体绿化的常用草花材料——美女樱(FeT^"a6r/^)，其根系特征为须根系，且生长迅速，发根快，对介质环境适应能力强。其一体化成型栽培介质为椰丝长4cm，其占总体积10%，腐叶土占总体积67.5%，黄壤土占总体积22.5%。其对照成型栽培介质为园土、草炭和珍珠岩，其比例4:3:3。经过一段时间的栽培，美女樱植物在本发明所述的一体化栽培介质和对照栽培介质中的成型时间见表3，其中相对值=(一体化栽培介质栽培的成型时间/对照栽培介质栽培的成型时间)X100%。表3草花植物成型时间美女樱一体化栽培介质栽培的成型时间(天)15对照栽培介质栽培的成型时间(天)29相对值(％)52可见，与对照栽培介质相比，使用本发明所述的一体化成型栽培介质栽培的草花植物的成型时间要少近一半。实施例3园艺常用的常绿小灌木植物选择园艺常用的常绿小灌木--小叶卫矛y叩om'cwmicrophylla)为试验材料，其根系特征为须根系。其一体化成型栽培介质为椰丝长2cm，其占总体积10%，腐叶土占总体积90%。其对照成型栽培介质为园土、草炭和珍珠岩，其比例4:3:3。经过一段时间的栽培，常绿小灌木植物在本发明所述的一体化栽培介质和对照栽培介质中的成型时间见表4，其中相对值=(一体化栽培介质栽培的成型时间/对照栽培介质栽培的成型时间)X100%。表4常绿小灌木成型时间美女樱一体化栽培介质栽培的成型时间(天)33对照栽培介质栽培的成型时间(天)55相对值(％)60可见，与对照栽培介质相比，使用本发明所述的一体化成型栽培介质栽培的常绿小灌木植物的成型时间也有显著减少。实施例4观赏地被植物植物选择观赏地被植物-矮麦冬(Op/2/opogowy'apom'cw)为试验材料，其根系特征为肉质须根系，整个植株生长较缓慢。其一体化成型栽培介质为椰丝长2cm，其占总体积10%，腐叶土占总体积72%，黄壤土占总体积18%。。其对照成型栽培介质为园土、草炭和珍珠岩，其比例4:3:3。经过一段时间的栽培，观赏地被植物在本发明所述的一体化栽培介质和对照栽培介质中的成型时间见表5，其中相对值=(一体化栽培介质栽培的成型时间/对照栽培介质栽培的成型时间)X100%。表5观赏地被植物成型时间美女樱—体化栽培介质栽培的成型时间(天)43对照栽培介质栽培的成型时间(天)63相对值(％)68可见，与对照栽培介质相比，使用本发明所述的一体化成型栽培介质栽培的观赏地被植物的成型时间也有显著减少。权利要求1、一种一体化成型园艺植物的栽培介质，包括植物纤维和腐叶土。2、根据权利要求1所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述的植物纤维长度为2—10cm，优选2—6cm。3、根据权利要求1或2所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于在所述的植物纤维体积占介质总体积的5—15%，优选10%。4、根据权利要求1或2所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述介质还包括黄壤土，其体积占介质总体积优选0—25%。5、根据权利要求3所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述介质还包括黄壤土，其体积占介质总体积优选0—25%。6、根据权利要求1或2所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述介质还包括空隙调节物质，其体积占介质总体积优选0%—32%。7、根据权利要求3所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述介质还包括空隙调节物质，其体积占介质总体积优选0%—32%。8、根据权利要求4所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述介质还包括空隙调节物质，优选0%—32%。9、根据权利要求5所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，其特征在于所述介质还包括空隙调节物质，其体积占介质总体积优选0%—32%。10、根据权利要求l一9之一所述的一体化成型园艺植物的栽培介质，在须根系植物的栽培中的应用。全文摘要本发明公开了一种一体化成型园艺植物的栽培介质，包括植物纤维、黄壤土和腐叶土，其中植物纤维长度为2-10cm。此外，该培养介质还包括通气空隙调节物质。本发明的技术方案克服了传统的植物栽培介质因存在容重大、易松散脱落、易滋生病虫害等不足之处，形成理化性质优良的轻质环保型“一体化”植物栽培介质。在运输或替换植物时方便简捷的可操作性不仅有利于节约安装时间，而且可避免替换植物材料时因栽培介质脱落而导致植物根系损伤、景观破坏乃至环境污染。文档编号A01G31/00GK101411302SQ20081020317公开日2009年4月22日申请日期2008年11月21日优先权日2008年11月21日发明者叶子易,萌张,胡永红,陈伟廉申请人:上海植物园管理处