一种根层内置生物浮材的植物毯

1.本实用新型属于可用于水产养殖尾水净化、农业面源污染控制等水环境治理，具体地，涉及一种根层内置生物浮材的植物毯。


背景技术：

2.《2020生态环境公报》中显示，我国七大水系、湖泊（水库）和地表水水质虽然有所提升，但总量压力仍然巨大，氮、磷、cod污染负荷仍超水环境承载力，“碧水”保卫战既是攻坚战，又是持久战。“环境扩容”作为新时代水污染治理的重要手段，在“碧水”保卫战中发挥着至关重要的作用，主要通过改变湿地林相结构、构建河岸带与湖滨缓冲带，引入多种类水生植物等提升湿地生态系统多样性、健康水平和服务价值实现。
3.生态浮床是将筛选、驯化后水生或陆生植物移栽至经拼接、组合后搭建而成的可浮载体种植槽内形成的人工浮床，具有水质净化、生物栖境创造和景观改善等功能，是“环境扩容”的主要方法之一，近年来常用于富营养化水体修复，尤其在岸边植物缓冲带短时间恢复困难的湖沼和具有景观要求的封闭水面应用最为广泛。
4.生态浮床的可浮材料主要成分为pe（聚乙烯），其中小于5mm被定义为“微塑料”的pe碎片在进水水体后，一方面会随水进入菜地或农田，在蒸腾拉力的作用下经由植物导管随水流和营养流进入作物，经由食物链传递威胁人类健康安全；另一方面易被水生动物误食后引发肠道问题甚至危及生命从而降低水生生态系统稳定性，不利于水环境保护。


技术实现要素：

5.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种根层内置生物浮材的植物毯，针对pe为可浮材料的生态浮岛资源化利用的困难和水体长期应用的不安全等问题。本实用新型利用植物根系缠绕野生植物茎秆形成“生物筏体”用作漂浮载体，创新了一种以生物材料为漂浮载体的植物毯。
6.技术方案：本实用新型提供了一种根层内置生物浮材的植物毯，包括植物毯组装层和若干植物毯，所述植物毯组装层和若干植物毯均置于水面上，所述若干植物毯位于植物毯组装层所围的范围内；其中，所述植物毯包括生物浮材、通用基质层一、秧苗和通用基质层二，所述生物浮材、通用基质层一和通用基质层二按照由下至上的顺序依次设置，所述秧苗的种子设置在通用基质层一和通用基质层二之间，所述生物浮材为南荻或芦苇中的一种。本实用新型的根层内置生物浮材的植物毯，以植物根系缠绕生物浮材形成的“生物浮材”替代传统浮床的pe浮材，具有回收方便、资源化利用性强的优点，同时不存在威胁人类健康安全的微塑料传递。基于生物浮材的植物毯中的“生物浮材”本身可为微生物菌群提供附着空间，增强系统内微生物脱氮能力，氮净化效率大大提升。根层内置生物浮材的植物毯可利用育秧播种机全自动化制作后进行日常管理，具有操作简单、管理方便及维护成本低等优点。
7.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述生物浮材由一组南荻或一组
芦苇依次排列形成，所述秧苗的根系在一组南荻或一组芦苇、通用基质层一和通用基质层二之间盘结形成盘结根系层。
8.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述南荻或芦苇均采用聚丙烯酸酯高分子防水膜处理两节端面。
9.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述植物毯组装层包括尼龙绳和一组吊坠，所述一组吊坠通过绳索与尼龙绳连接，所述尼龙绳形成封闭结构，所述若干植物毯位于尼龙绳所围的封闭区域内。
10.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述植物毯组装层包括尼龙绳和一组竹竿，所述一组竹竿围成矩形截面，并且一组竹竿的下端部插入污泥中，所述尼龙绳套设在一组竹竿上，所述若干植物毯位于尼龙绳所围的封闭区域内。
11.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述通用基质层一和通用基质层二采用通用育苗基质或栽培基质。
12.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述植物毯的尺寸为280 mm
×
580 mm。
13.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述通用基质层一的厚度范围在0.5cm～1.0cm，所述通用基质层二的厚度范围在0.5 cm～0.8 cm。
14.进一步的，上述的根层内置生物浮材的植物毯，所述生物浮材、秧苗的根系、通用基质层一和通用基质层二的范围为2.5cm~2.8cm。
15.上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的根层内置生物浮材的植物毯，植物浮床以植物根系缠绕生物浮材形成的“生物浮筏”替代了传统浮床的pe浮材：
16.（1）解决了传统pe浮床应用中存在的回收率低、资源化再利用难和微塑料传递的安全隐患问题，植物浮床生物浮材以生物材料为主料辅以高分子防水膜、育苗基质和植物根系组成，回收方便，资源化再利用率高；
17.（2）解决了传统pe浮床床体吸附或转化污染物能力低的问题，植物浮床中的“生物浮筏”可为微生物菌群提供附着空间，增强系统内微生物脱氮能力，大大提升氮净化效率；
18.（3）解决了传统pe浮床制作繁琐和投入成本高的问题，本发明中植物浮床的制作可利用育秧播种机进行，全程机械自动化省力操作。
附图说明
19.图1为本实用新型所述根层内置生物浮材的植物毯的俯视图；
20.图2为本实用新型所述根层内置生物浮材的植物毯实施例一的结构示意图；
21.图3为本实用新型所述根层内置生物浮材的植物毯实施例二的结构示意图；
22.图4为本实用新型所述植物毯育种期的结构示意图；
23.图5为本实用新型图4中a处的局部放大图；
24.图6为本实用新型所述植物毯幼苗期的结构示意图；
25.图7为本实用新型图6中b处的局部放大图；
26.图8为本实用新型所述植物毯成长期的结构示意图；
27.图9为本实用新型图8中c处的局部放大图；
28.图10为本实用新型所述植物毯的仰视图。
29.图中：植物毯组装层1、尼龙绳11、吊坠12、竹竿14、植物毯2、生物浮材21、通用基质层一22、秧苗23、通用基质层二24、盘结根系层25、植物种子26、塑料薄膜27、育苗盘28。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.实施例一：将一种根层内置生物浮材的植物毯应用于养殖塘、净化塘等小水面
36.如图1所示的根层内置生物浮材的植物毯，包括植物毯组装层1和若干植物毯2，所述植物毯组装层1和若干植物毯2均置于水面上，所述若干植物毯2位于植物毯组装层1所围的范围内。
37.如图2所示的植物毯组装层1包括尼龙绳11和一组吊坠12，所述一组吊坠12通过绳索与尼龙绳11连接，所述尼龙绳11形成封闭结构，所述若干植物毯2位于尼龙绳11所围的封闭区域内。
38.实施例二：将一种根层内置生物浮材的植物毯应用于水体深度较低的湿地
39.如图1所示的根层内置生物浮材的植物毯，包括植物毯组装层1和若干植物毯2，所述植物毯组装层1和若干植物毯2均置于水面上，所述若干植物毯2位于植物毯组装层1所围
的范围内。
40.如图3所示的植物毯组装层1包括尼龙绳11和一组竹竿14，所述一组竹竿14围成矩形截面，并且一组竹竿14的下端部插入污泥中，所述尼龙绳11套设在一组竹竿14上，所述若干植物毯2位于尼龙绳11所围的封闭区域内。
41.实施例三：内置南荻或芦苇的植物毯结构组成
42.如图4
‑
10所示的植物毯2包括生物浮材21、通用基质层一22、秧苗23和通用基质层二24，所述生物浮材21、通用基质层一22和通用基质层二24按照由下至上的顺序依次设置，所述秧苗23的种子设置在通用基质层一22和通用基质层二24之间，所述生物浮材21为南荻或芦苇中的一种。植物浮床从上往下依次为，植物地上部、由植物根系缠绕通用育苗基质二24、通用育苗基质一22和生物浮材21形成的“生物浮筏”以及垂直生长的根系。秧苗23并不局限在水稻苗，适宜水体生长的根系较为发达的水生或陆生植物品种均可。
43.其中，生物浮材21由一组南荻或者一组芦苇依次排列形成，所述秧苗23的根系在一组南荻或一组芦苇、通用育苗基质二24和通用育苗基质一22之间盘结形成盘结根系层25。并且南荻或芦苇均采用节端聚丙烯酸酯高分子防水膜处理两端面。生物可浮材料包括南荻和芦苇等植株的可浮茎秆，且需要带有完整“节
‑
间
‑
节”结构。高分子防水膜是以聚丙烯酸酯为主要材料的乳剂型高分子防水涂料。生物浮材的具体制作方法为对生物可浮材料的切面做聚丙烯酸酯涂两层防水处理后经48h左右阴凉处晾干待用。
44.此外，通用基质层一22和通用基质层二24采用通用育苗基质或栽培基质。
45.另外，植物毯2的尺寸为280 mm
×
580 mm。所述通用基质层一22的厚度范围在0.5cm～1.0cm，所述通用基质层二24的厚度范围在0.5 cm～0.8 cm。所述生物浮材21、秧苗23的根系、通用基质层一22和通用基质层二24的范围为2.5cm~2.8cm。
46.实施例四：利用育秧播种机或者人工制作一种根层内置生物浮材的植物毯
47.植物毯2具体的生产制作过程如下。
48.首先进行机器、材料的准备：
49.（1）育秧播种机组装
50.以云马2bly
‑
280b全自动水稻育秧播种机为例，先装配好机架，调节支撑螺丝，保证机架横梁的纵、横方向均水平，最后锁定支撑螺丝。然后再依次安装电机、洒水装置、毛刷、铺土装置及覆土装置、播种装置。
51.（2）育秧播种机调试
52.育秧基质过筛：用于育秧的基质要进行筛选，床土不能带有沙石、金属等杂物，含水率不超过20%，最大直径不可超过5毫米。
53.育苗盘28准备：使用280 mm
×
580 mm的育育苗盘28，育苗盘28要求无破损，不变形。
54.洒水装置接水：将洒水装置与自来水龙头或水箱等水源连接，确保育秧流水线运行时洒水装置能够正常运行。
55.播种量调节：主要通过旋转滚筒调速电机控制装置对播种量进行调节，播种量以根系能够紧密缠绕生物浮材形成结构稳定的“生物浮筏”为宜。
56.以上所有准备工作完成后，接通电源，打开机头总电源开关，再打开电机箱面板上的电机开关、灌水开关。播种机开始运转后，这时就可开始输送育苗盘28。育苗盘28开始输
送后，分别打开铺土箱离合器、播种箱调速器开关、覆土箱离合器，整个流水线开始全自动育苗播种流水线作业。操作过程中，要注意及时补充料斗内的床土、种子及保持水源供应。
57.（3）生物浮材准备：在保留植物茎秆完整“节
‑
间
‑
节”结构的基础上将植物茎秆截成57cm长，对节端做聚丙烯酸酯涂两层防水处理后，经48h左右阴凉处晾干待用。
58.（4）植物种子26浸种。按照植物浸种要求进行浸种。
59.（5）底垫塑料薄膜27裁剪。将塑料薄膜27按照裁剪成58cm
×
28cm。
60.其次，植物毯2制作：
61.s1、铺底垫膜：将塑料薄膜27按育苗盘28尺寸裁剪后平铺于育苗盘28内；
62.s2、装填生物浮材：将生物浮材21并排装填至已铺有塑料薄膜27的育苗盘28内，厚度约为2cm；
63.s3、铺垫籽基质：将通用基质层一22按照0.5cm～1.0cm厚度均匀铺于生物浮材上方，浇水至基质湿润。
64.s4、播种：将植物种子26浸种后均匀播于垫籽通用基质层一22上方，播种量以根系能够紧密缠绕生物浮材形成结构稳定的“生物浮筏”为宜。
65.s5、覆盖籽基质：将通用基质层二24按照0.5 cm～0.8 cm均匀覆盖于种子上方；
66.s6、日常管理：将制作完成的浮床堆叠放置进行暗化处理，待出苗后摆盘并进行温光水肥管理，浮床制成标准为根系紧密缠绕生物浮材形成结构稳定的“生物浮筏”，同时植物地上部分长势良好。
67.实施例五：
68.以水稻和南荻茎秆为具体的实施方式进行植物毯2的制作。
69.（1）一种根层内置南荻茎秆的植物毯及其创制方法
70.于水稻泡田栽插前30d左右，制取南荻茎秆植物浮床，具体方法如下:
71.1）水稻浸种
72.因稻种的吸胀速率与气温有关，需结合当地气温与水稻栽插期进行水稻浸种，具体浸种时间如下：气温为20℃时，浸种时间为72h；气温为25℃时，浸种时间为48h～60h；气温为30℃时，浸种时间为浸种36～40h。浸种后将种子捞出沥干，平铺在地，厚度≤10cm，保温，24h均匀翻动，1天2下，早晚各一次，待稻种露白后即可上流水线播种 。水稻浸种时应同时加入药剂，以5kg稻种为例，浸种药为17%杀螟乙蒜素 25g，氰烯菌酯 3ml，20%吡虫啉乳剂 5ml。
73.2）水稻育秧播种机安装与调式
74.参照实施例四中的水稻育秧播种机组装与调试方式进行播种机组装与调式。水稻育秧流水线调试标准为：育苗盘28通过铺土仓斗后浮性基质表面平整，厚度约为0.5 cm～1.0 cm；喷水装置洒水均匀，育苗盘28通过喷水装置后育苗盘28内基质呈湿润状态；育苗盘28通过播种仓斗后，稻种可按设定量均匀落于浮性基质表面；育苗盘28通过覆土仓斗后育秧基质表面与育苗盘28高度齐平且表面平整。
75.3）植物毯制作
76.将已用聚丙烯酸酯高分子防水膜处理节端的南荻茎秆提前并列排入铺有塑料薄膜27的育育苗盘28内，待调试完成后，打开播种机开关，播种机开始运转，此时由专人分别负责输送已装填有南荻茎秆的育苗盘28、补充铺土基质、确保充足水源供应、补充稻种、补
充覆土基质、及时运送已播种的水稻育苗盘28至温室或露地进行管理。将已成盘育苗盘28放入进行暗化，20个左右育苗盘28一叠，最上方覆盖空育苗盘28，待水稻80%出苗后摆盘并进行温光水肥管理，待水稻根系紧密缠绕南荻茎秆形成结构稳定的“生物浮材”同时植物地上部分长势良好时，植物毯即制取完成。
77.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。