一种柔性海洋种植预制体、其制备方法及应用与流程

1.本技术涉及海洋生态修复技术领域，尤其是涉及一种柔性海洋种植预制体、其制备方法及应用。


背景技术：

2.海洋面积占全球总面积70％以上，海洋农业一直是人们所重视的产业之一。海洋农业是指以海洋为生产载体，利用海洋生物等的生活机能，通过人工培育、自然生长，获取食品、工业原料和其他有价值的产品的产业。海洋农业主要分为海洋种植、海洋养殖和海洋捕捞等三大类。
3.海洋捕捞和海洋养殖是目前较为常见的海洋农业产业类型。但是近年来，由于过度捕捞、水域污染、全球气候变化等因素，给海洋渔业资源和生态环境带来巨大压力，为改善衰退的渔业资源，修复近岸海域生态环境，海洋农业的产业方式正在由传统的捕捞、养殖向资源养护转变。在目前的背景下，海洋种植越来越被人们所重视。
4.海洋中存在大量的海水生植物，以藻类为主。海水生植物是海洋食草动物的主要食物来源，也是海洋食物链的核心一环。而且很多海水生植物的经济价值很高，像中国浅海中的海带、紫菜和石花菜，都是很好的食品，有的海洋植物还可以提炼碘、溴、氯化钾等，可以用于生产工业原料和医药原料。海洋种植业，就是通过在近海根据海洋条件进行合理的规划，人为的规模化、规律化的种植特定的海水生植物，所形成的农业种植产业。海洋种植能够极大改善近海的海洋生态环境，改善因过度养殖和捕捞导致的海水富营养化、生物资源多样性被破坏、浮游生物大幅减少等一系列海洋生态环境问题。
5.目前的海洋种植主要采用在近海设置漂浮或悬浮的平台进行种植和在海底种植两种种植方式。
6.设置漂浮或悬浮的平台进行种植，仅仅提供了海水生植物的生长场所，而植物生长所需的营养物质等，均依赖海水提供，植物生长周期一般较长，规模化种植需要依赖人工定期出海维护、作业，成本高、效益低。
7.而在海底种植是海洋种植的传统方式，人类在很早就已经开始在海底种植海带、裙带菜等海水生植物。目前，规模化、规律化在海底种植海水生植物也发展出了许多新的技术手段，这些技术手段也仅仅提供了海水生植物的生长场所，而植物生长所需的营养物质等，也完全需要依赖海水提供，植物生长周期同样较长，规模化种植的效益同样较低。


技术实现要素：

8.为了在海洋种植时，为植物提供必要的营养物质，促进植物种苗的萌发和/或生长，并且提高种苗的保质期，本技术提供一种柔性海洋种植预制体、其制备方法及应用。
9.一方面，本技术提供的一种柔性海洋种植预制体，所述种植预制体包括柔性的垫体，所述种植预制体包括柔性的垫体，所述垫体包括外包层和由外包层围成的内部腔体；所述垫体的内部腔体设置有一个或多个独立的种植单元，所述种植单元内填充有填充物，所
述填充物包括种植用土；所述种植单元顶部的外包层设有供植物生长的缝隙。
10.通过采用上述技术方案，设置外包层包裹土壤和种苗，在储存期间，能够为种苗提供必要的生长环境和养分，防止在投入海床前发生种子腐坏现象，提高保质期。设置外包层包裹土壤后，种苗投入海水中后，外包层能够有效包裹并在一定时间内锁住土壤，同时还能将种苗与受污染的海床分隔开。这样一来，在种苗萌发期，种苗能够从土壤中获取生长所需养分，而并非单纯从海水和/或海床内获取养分，可以有效促进种苗的萌发和生长。采用柔性的结构体，能够便于种苗的投放，也便于在海床上铺设，还能够有效对海床进行修复；而且上述方案完全考虑到了植物在萌发期至生长期的养分供应，不但可以有效减少种植期间人工维护、作业的次数，还能够缩短种植植物的生长周期，极大降低成本，有效提高经济效益。上述技术方案结构十分简单，相较于现有的浮台或海底种植设施而言，制造成本极低。上述技术方案为海洋种植产业实现陆上育种、育苗，海洋移栽的种植模式提供了便捷、有效的种植、移栽载体，利于规模化种植的推广。
11.可选的，所述外包层采用玄武岩纤维布。
12.通过采用上述技术方案，采用玄武岩纤维布，不但绿色、环保，而且有利于海洋生物的附着，能够为植物生长创造出富含养分的水生环境，可以进一步缩短植物的生长周期。同时，玄武岩纤维强度、韧性均较佳，且能够有效耐受海水腐蚀，可以有效对土壤提供包裹保护，延缓土壤的流失。最后，玄武岩纤维的特性，利于珊瑚等海水生物附着生长，还能够对海床和海洋环境提供有效修复。
13.可选的，所述种植单元顶部的外包层采用克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布。
14.可选的，所述种植单元底部的外包层采用克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。
15.通过采用上述技术方案，在顶部采用低克重的玄武岩纤维布，底部采用高克重的玄武岩纤维布，能够形成底部致密，顶部疏松的结构体。大克重的底部玄武岩纤维布厚度大，丝束间的密集性较大，可防止土壤和养分流失，让营养成分和土壤保持在最优状态。而小克重的顶部玄武岩纤维布厚度小，丝束间的密集性小企且丝束间的间隙大，在种苗萌发后，植物可以利用自身的生长力顶撞丝束间的间隙，并突破丝束间的间隙束缚，从结构体中长出。
16.可选的，所述垫体通过耐腐蚀缝合线在外包层上缝制，将内部腔体分隔出多个独立的种植单元。
17.可选的，所述耐腐蚀缝合线为高强度耐腐蚀玄武岩缝纫线。
18.通过采用上述技术方案，采用耐腐蚀缝合线缝制的方式分隔出种植单元，不但便于加工和制造，而且在种植体投放到海水中后，耐腐蚀缝合线能够不被海水腐蚀、降解，使得种植预制体能够保持稳定的结构形态，更有利于植物生长。而采用高强度耐腐蚀玄武岩缝纫线，则是利用了玄武岩作为纯天然环保材料的特性，不会对海洋环境造成任何影响，附着在海床上后，还能够有效修复海床。
19.可选的，所述种植单元的外包层内侧或外侧附有可在海水中自然降解的材料制备的封闭层。
20.可选的，所述封闭层涂覆在外包层的内侧或外侧表面。
21.可选的，所述封闭层的可降解材料选自短分子链淀粉、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、共聚酯、聚己内酯、聚羟基烷酸酯或者上述材料的改性材料中的一种或多种的复合。
22.通过采用上述技术方案，设置的封闭层在降解前可起到阻绝内部养护散发的作用，使每个种植单元均成为一个隔绝外部菌侵染的全封闭单元体，为种苗的长期保存提供了必要的条件。而在接触到海水后，也就是使用状态下，封闭层自动降解，海水中的微生物和水分会利用海水压力进入种植单元内，种苗在接触到海水后，可以迅速开始萌发。而封闭层采用涂覆的方式附在外包层的内侧或外侧表面，可以更好的封闭种植单元，避免种苗在未使用时长出外包层。优选采用上述特定材料，是由于上述材料具有非酶水解基团，在海水中能够快速、可控降解，最快降解时间12～24h，降解产物是h2o和o2，对海洋生态环境不会造成任何污染。
23.可选的，所述种植单元顶部的外包层设有供植物生长的缝隙，为在种植单元顶部外包层上开设的孔。
24.通过采用上述技术方案，可以使得植物更好的从外包层中长出。
25.第二方面，本技术提供的上述柔性海洋种植预制体的制备方法，采用如下的技术方案：具体包括以下步骤：s1、制备并铺设底层的外包层；s2、在步骤s1铺设的底层的外包层上按照一个或多个独立的种植单元的配置方式，铺设填充物，所述填充物为土壤和种苗；s3、制备并铺设顶层的外包层；s4、将底层和顶层的外包层封边，并且按照一个或多个独立的种植单元的设置方式将每个独立的种植单元封边，完成柔性海洋种植预制体的制备。
26.通过采用上述技术方案，可以便捷地生产出本发明的柔性海洋种植预制体，采用铺设底部外包层-铺设填充物-铺设顶部外包层-封边处理的制备工艺，不但工艺简单，而且还能够可控的依据需要设置种植单元的尺寸和数量。
27.可选的，所述步骤s2包括以下具体步骤：首先在底层的外包层上铺设填充物，然后按照一个或多个独立的种植单元的配置方式将填充物均匀梳理、分堆。
28.通过采用上述技术方案，可以依据种植的植物，通过梳理、分堆，精确的控制每个种植单元内填充物的填充量。
29.可选的，所述步骤s1中，所述底层的外包层的制备，采用单丝直径为17～21μm的玄武岩纤维，编织成克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。
30.可选的，所述步骤s3中，所述顶层的外包层的制备，采用单丝直径为17～21μm的玄武岩纤维，编织成克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布。
31.可选的，所述步骤s1和步骤s3的外包层的制备，包括以下具体步骤：首先采用平纹或斜纹，利用玄武岩纤维编织出玄武岩纤维布；然后将可在海水中自然降解的材料配置成外封闭层原料；最后将封闭层原料热熔涂刷在玄武岩纤维布一侧表面，形成封闭层，待封闭层冷却、干燥后完成外包层的制备。
32.通过采用上述技术方案，可以较为便捷的在外包层表面涂覆封闭层，而且采用热熔涂刷的涂覆方式，可以精确控制封闭层的厚度和材料用量，不但能够便于精确控制封闭层遇海水后的降解时间，而且还能够有效控制原料用量，降低成本。
33.可选的，所述玄武岩纤维布在涂刷封闭层前，需进行表面粗糙化处理。
34.可选的，所述玄武岩纤维布的表面粗糙化处理，是通过带有磨削加工部的轧辊，进行辊压处理，使玄武岩纤维布表面形成粗化结构层。
35.通过采用上述技术方案，对玄武岩纤维布表面进行粗糙化处理，能够有利于封闭层材料的附着，提高二者的结合强度。而将玄武岩纤维布表面加工出粗化结构层，可以使纤维线体间出现有大量缝隙的蓬松结构，有利于封闭层涂覆时，热熔原料在粗化结构层中渗入；同时，粗化结构层增加了热熔原料在结构层中渗透阻力，可以防止热熔原料过度渗透，从而有效减少原料用量，降低生产成本。粗化结构层还能够有利于植物从玄武岩纤维布蓬松结构的缝隙中长出，减小纤维对植物的束缚压力，使得植物能够更轻松的扩大丝束间的间隙，突破丝束间的间隙束缚。
36.可选的，所述可在海水中自然降解的材料选自短分子链淀粉、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、共聚酯、聚己内酯、聚羟基烷酸酯或者上述材料的改性材料中的一种或多种的复合；所述封闭层的配料，采用所述可在海水中自然降解的材料：玄武岩纤维微粒：引发剂按照20：0.2：1的重量比，并且混合均匀配置而成。
37.通过上述技术方案，采用特定的原料配比，能够有效增强封闭层的成膜性，添加玄武岩纤维微粒还能够增强封闭层的强度和抗撕裂性能，确保涂覆封闭层后，能够有效对种植单元形成封闭，避免封闭层破裂导致种苗在储存时长出。选用玄武岩纤维微粒，在封闭层降解后，残留的玄武岩纤维微粒不会对海洋环境造成污染，残留的玄武岩纤维微粒附着在海床表面后，还能促进海洋生物在海床上附着，能够有效对海床起到修复效果。此外，添加玄武岩纤维颗粒最大的优势是相当于对涂层产生一种改性作用，经改性后的涂层因玄武岩纤维粒子的存在与玄武岩纤维布发生一种同向作用，增强了两者的结合效果。
38.第三方面，本技术还提供了将上述柔性海洋种植预制体应用在海洋种植领域或海洋环境修复领域的技术方案。
39.通过采用上述技术方案，可以利用上述海洋种植预制体规模化进行海洋种植。还可以在海水污染严重区域利用上述海洋种植预制体进行海床修复；并且利用上述海洋种植预制体种植海洋植物，完成海水污染区域的海洋环境生态修复。
40.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术在非漂浮的海水种植设施中，创新性的采用外包层包裹土壤和种苗的结构体。本领域认为土壤在海水中会迅速流失，而且海水本身可以给植物提供足够养分，对于海水生植物而言，土培仅仅在育种、育苗阶段，移栽至海水中，无需土壤；且土壤的加入，还会因流失，影响海水的浊度，对海水造成污染。而本技术则有效克服了上述技术偏见。本技术的结构体通过外包层有效锁住土壤，延缓土壤在遇海水后流失，投入海水后，并不会对海洋环境造成污染。本技术的结构体引入土壤后，能够在种苗的萌发期、生长期为种苗提供充足的养分供应，可以极大提高种苗的萌发率，缩短萌发周期，还能够有效缩短植物的生长周期，促进植物快速长成。
41.2.本技术与现有技术在海洋种植中仅仅提供供植物附着生长的设施不同，本技术使用时，直接附着在海床上，缓慢释出的土壤可以促进本技术的结构体与海床结合，可以有效对海床起到修复的效果，而且无需使用锚固件，不会对海床造成损伤和破坏。同时本技术为植物提供了良好的生长环境，能够将植物种苗与海床隔开，在受污染的海域使用时，能够有效避免被污染、破坏的海床对种苗萌发造成的不利影响，极大提高种苗的存活率。
42.3.本技术的应用范围极广，并不受植物品种的限制，无论是无根系的藻类植物，还是有根系的水草、红树林等海水生植物，均可以使用本发明种植，而且本技术柔性的特性可以在滩涂、近海、岛礁附近等多种海域环境使用。
43.4.本技术的制备工艺简单，可以使用现有的缝纫设备实现本技术产品的制备，生产效率高，成本也较低。
44.5.预制件在工厂预制，预制件成卷打包发货，方便运输和发货，即将营养土和种子事先缝制在其中，有效减少了现场装土和种植种子带来时间上的浪费，增加了生产效率，提升了现场施工的装配化水平。
45.6.预制件分隔成多个小单元，利用高强度耐腐蚀玄武岩纤维缝纫线缝制阻隔而成，其优势是可以有效阻止大面积的填充物在没有阻碍的纤维布中由于打包和运输发生局部的堆积，导致营养土和种子发生分散不均现象。
附图说明
46.图1是本技术实施例1的整体结构示意图；图2是本技术实施例1单个种植单元的结构示意图；图3是本技术实施例2的结构示意图；图4是本技术实施例3的结构示意图；图5是本技术实施例4的结构示意图。
47.附图标记说明：1、垫体；11、外包层；12、种植单元；13、填充物；14、孔；2、封闭层；3、耐腐蚀缝合线。
具体实施方式
48.以下结合附图1～5对本技术作进一步详细说明。
49.本技术的柔性海洋种植预制体，主要应用在海洋种植领域或海洋环境修复领域。本技术的柔性海洋种植预制体应用在海洋种植领域时，可以依据海洋环境，合理规划种植区域和种植品种。而后选择对应的种苗制备出本技术的柔性海洋种植预制体。使用时，依据规划，在对应海域投放本技术的柔性海洋种植预制体，使之平铺在海床上即可。而本技术的柔性海洋种植预制体应用在海洋环境修复领域时，可以依据所需修复的海域的海洋生态环境状况，以及海床受污染和破坏的状况，规划出种植区域，并针对规划的种植区域选择适宜的种植品种。然后选择所选的种苗，依据规划出的种植区域，制备出对应的本技术的海洋种植预制体。使用时，依据规划，在相应的区域投放对应的柔性海洋种植预制体，使之平铺在海床上即可。待种植的植物长成、柔性海洋种植预制体与海床结合后，便可改善规划区域内的海洋生态环境，并且有效修复规划区域内的海床。
50.本技术的填充物13包括种植用土，还需要混入种苗，然后投放到海水中使用。可以根据选择的种苗的种植特定和需要选择混入种苗的数量，每一个种植单元中可以选择加入一个或多个种苗。
51.本技术可以选择所有的种子生海水生植物的种子和幼苗，还可以选择非种子生藻类植物的幼苗。在幼苗的选择上，优选目前具备经济价值，已经进行人工培育的植物品种的幼苗。这类人工培育的幼苗，存活率高，生长周期短，更利于规模化种植，经济效益也更高。
52.例如，本技术的种子和幼苗的品种选择上，可以选择红树植物这类木本植物；还可以选择大叶藻属、虾形藻属、异叶藻属、鳗草属、聚藻属、二药藻属、海神草属、针叶藻属、全楔草属、根枝草属、海菖蒲属、海黾草属和喜盐草属等海草类植物，例如海菖蒲、海黾草、喜盐草、海神草、二药藻和鳗草等海草，均适用于本技术。
53.再例如，本技术还能选择藻类植物，如现有实现人工育苗的海带、裙带菜、石花、紫菜和海蕴等被广泛种植的藻类植物。
54.实施例1本技术实施例公开一种柔性海洋种植预制体。
55.参照图1，一种柔性海洋种植预制体，所述种植预制体包括柔性的垫体1。可以将垫体1卷成卷，便于打包储存、运输。使用时，到海水种植区域直接将垫体1打开、平铺在海床上即可。所述垫体1包括外包层11和由外包层11围成的内部腔体，制备时将两层外包层11对齐，四周封边即可形成具有内部腔体的垫体1。
56.参照图2，所述垫体1的内部腔体设置有一个或多个独立的种植单元12，所述种植单元12内填充有填充物13，所述填充物13为土壤和种苗。所述的种植单元12可以通过在内部腔体中设置分隔结构分隔生成，也可以通过在垫体1上分区，而后将每个分区封边，生成独立的种植单元12。本实施例的垫体1可以仅设置一个种植单元12，也可以设置多个种植单元12。种植单元12的尺寸可以依据需要设置，多个种植单元12可以采用统一的尺寸，也可以根据种植规划设计不同的尺寸。所述种植单元12顶部的外包层11需设有供植物生长的缝隙，使植物的种苗萌发成植株时，能够利用自身的生长力顶撞、扩大间隙，突破间隙束缚，顺利从外包层11长出；同时，这些间隙也能够使海水进入到种植单元12内，为种苗的萌发、生长提供适宜的条件。
57.本实施例中，外包层11可以选用纤维编织的纤维布，可以使用聚四氟乙烯纤维布、超高分子量聚乙烯纤维布等具有良好耐海水腐蚀的纤维布。可以通过编织工艺来控制纤维布的致密程度，从而在纤维布上设置出供植株生长出的间隙。采用本优选的方案，生产、加工十分便捷。在本优选的方案中，种植单元12的分隔，以及垫体1的封边，均可以采用缝合的方式完成，采用耐腐蚀缝合线3缝合即可保证柔性海洋种植预制体在海底环境内能够保持结构稳定。本方案的耐腐蚀缝合线3的材质，也可以直接选用聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等耐腐蚀材料。
58.本实施例可以采用以下步骤生产：s1、制备并铺设底层的外包层11。可以选用聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等耐腐蚀材料纤维，采用合适的编织密度，编织成纤维布，制成底层的外包层11。
59.s2、在步骤s1铺设的底层的外包层11上按照一个或多个独立的种植单元12的配置方式，铺设填充物13，所述填充物13为土壤和种苗。可以采用整体均匀平铺，然后根据设计、规划的种植单元12的尺寸和间距，将均匀平铺的填充物13梳理成特定尺寸和间距的独立单元块。如果是单纯种植使用，可以将种苗与土壤混合后，采用上述方式铺设；如果是特定用途，则可以先采用上述方式铺设土壤，然后在每个独立单元块内放入种苗。
60.s3、制备并铺设顶层的外包层11。本步骤可以采用与步骤s1类似的方式制备外包层11，然后平铺在步骤s2得到的铺设完填充物13的半成品表面。
61.s4、将底层和顶层的外包层11封边，并且按照一个或多个独立的种植单元12的设
置方式将每个独立的种植单元12封边，完成柔性海洋种植预制体的制备。封边可以采用热熔封边、胶粘封边等方式，也可以采用耐腐蚀缝合线3缝合的方式。采用缝合方式封边，可以使用现有的缝纫设备完成，制造成本更低，工艺更为简单，而且生产效率也较高。
62.制备完成后，将垫体1卷成卷，然后打包，即完成了成品产品的生产、制造。
63.本实施例的设计可以满足较多应用场景的使用需要。
64.例如，在岛礁周围构建放浪林，或者在滩涂区构建防护林时，本技术可以选择红树类的木本植物作为种植品种，采用一个垫体1仅设置一个种植单元12的结构设计。红树类木本植物长成后根系发达，所以种植单元12可以采用较大尺寸，而顶部和底部的外包层11均设置供植物生长的缝隙，这样可以便于红树类植物的植株和根系从种植单元12生长出来。在本应用场景下，垫体1在种植单元12四周可以留出足够的空白区域，便于使用锚固件将垫体1锚固在海床上，还便于在空白区域铺设网状或格栅状的增殖设施，使海洋微生物(如珊瑚、海藻等)附着，与红树类植物共同构成一个小的生态区，能够有利于保持种植海域的生态环境处于较佳水平。
65.再例如，进行鳗草等种子生海洋经济作物规模化种植时，本技术可以选择采用垫体1上设置多个独立的种植单元12的结构设计。种植单元12尺寸可以设计为一致，在垫体1上均匀分布，便于生产、制造。在制造时，就可以依据所选择种植的植物品种的种植要求，选择合适的种植单元12的尺寸，以及设计合适的种植单元12间的间距。这样能够如在陆地上种植一样，形成合适的种苗间距，有利于植株的生长。使用时，将垫体1铺设在种植海域的海床上，就可在海底形成规模化、有序化的海底“种植田”。
66.再例如，进行海洋生态环境修复或海底草场修复时，本技术可以选择采用垫体1上设置多个独立的种植单元12的结构设计。种植单元12尺寸可以设计为不一致，种植单元12的分布也可以采用非均匀分布的方式。在生态修复的应用场景下，大面积修复时，往往需要在规划的种植区域种植不同品种的海草，而且还会依据需要修复的海域的生态状况，合理的设计种植密度。采用本技术的实施例，可以根据需要，合理的设计种植单元12的尺寸和分布密度，完全能够满足海洋生态环境修复和海底草场修复的需要。
67.与现有浮台式的种植预制体不同，本技术适用于海底种植，可以直接在海床上铺设使用，而且能够成卷的收纳、储存、运输，使用时也无需锚固，应用范围也更广。
68.与现有的格栅式、网格式或混凝土式的海底种植预制体不同，本技术的实施例在海底种植使用时，采用外包层11包裹土壤和种苗，对土壤产生有效的包裹束缚，在植物生长的前期，可以有效延缓土壤受海水侵蚀的流失。而在植物生长的后期，特别是种植具有根系的植物时，土壤在根系的稳定和外包层11的包裹束缚下，能够极大的延长土壤在种植单元12内留存的时间。能够在海底种植时，将土壤引入种植体系内，依靠土壤对种植的植物提供前、中期营养，同时能够有利于有根系的植物在海床上生长。
69.实施例2参照图3，本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例在材料选择上进行了优化。
70.本实施例中，垫体1的外包层11优选采用玄武岩纤维布。可以选择斜纹编织或平纹编织的玄武岩纤维布。
71.玄武岩纤维是纯天然的纤维材料，对环境没有任何污染，而且玄武岩纤维的特性，
能够有利于其对海洋生物的吸附和附着，且强度高，不易被海水腐蚀。本实施例在材料选择上进行优化后，能够有利于柔性海洋种植预制体在投放后，在投放区域形成局部的海洋微生物聚集环境，能够促进投放区域的海水养分浓度的提升，可以为种植的植物提供更为有利的生长环境。同时，在局部形成海洋微生物富集效应，可以促使海洋动物群和珊瑚虫等微生物群的聚集，形成一个局部的、食物链完整的区域化的生态环境，有利于修复因过度捕捞导致的海洋的物种失衡等生态环境问题。这种聚集效应，还能够有效促进海水富营养化物质的聚集，便于种植的植物对富营养化物质的吸收，有效提升海水富营养化的修复效率。
72.在本实施例的基础上，所述种植单元12顶部的外包层11优选采用克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布。
73.在本实施例的基础上，所述种植单元12底部的外包层11优选采用克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。
74.上述优选方案中，玄武岩纤维布优选可以采用单丝直径为17～21μm的纤维编织，可以自由选择平纹或斜纹的编织方式。
75.上述优选方案的设计，在种植单元12顶部采用低克重的玄武岩纤维布，丝束较为疏松，且丝束间的间距较大，可以形成较大的间隙供植株从种植单元12中长出；而在种植单元12底部采用高克重的玄武岩纤维布，丝束较为致密，且丝束间的间距较小，纤维布整体十分致密，仅存在细小的编织间隙，可以有效对土壤形成保护，延缓海水对土壤侵蚀导致的土壤流失。
76.本实施例中，垫体1和种植单元12的封边优选采用缝合封边的方式。而缝合线优选采用耐腐蚀的玄武岩纤维缝合线，以配合垫体1的材质，起到更优的改善海洋环境的效果。
77.本实施例可以采用与实施例1相似的制备工艺制备，仅需要在制备外包层11时，用本实施例的玄武岩纤维布，而在缝合封边时，选择本实施例的耐腐蚀的玄武岩纤维缝合线即可。
78.实施例3参照图3，本实施例与实施例1和实施例2的区别之处在于：本实施例在外包层11的内侧或外侧设置了封闭层2。
79.本实施例的所述种植单元12的外包层11内侧或外侧附有可在海水中自然降解的材料制备的封闭层2。本实施例的外包层11优选采用实施例2中的玄武岩纤维布。
80.可以用可在海水中自然降解的材料制备成膜，然后包裹住种植单元12即可以膜作为封闭层2。具体的，本实施例的方案可以采用与实施例1类似的制备工艺制备。制备完成后，将可在海水中自然降解的材料制备成膜覆盖整个垫体1，然后采用热熔的方式，再次将膜延种植体的封边轨迹封边即可。
81.设置可在海水中自然降解的材料制备的封闭层2，封闭层2在降解前可起到阻绝内部养护散发的作用，使每个种植单元12均成为一个隔绝外部菌侵染的全封闭单元体，为种苗的长期保存提供了必要的条件。而在接触到海水后，也就是使用状态下，封闭层2自动降解，海水中的微生物和水分会利用海水压力进入种植单元12内，种苗在接触到海水后，可以迅速开始萌发。本实施例可以有效延长种苗的保存时间，避免种苗提前萌发或因外部菌侵染而腐坏。
82.本实施例中，所述封闭层2优选采用涂覆在外包层11的内侧或外侧表面的方式。采
用这样的优选方案，更利于加工和制造，也能够更好的封闭种植单元12，确保外包层11和种植单元12之间不存在间隙，更好的避免种苗提前萌发、长出，延长保存期。而且采用涂覆的方式增加封闭层2，可以在制备外包层11时，便将封闭层2涂覆，这样可以让封闭层2位于外包层11的内侧。当使用玄武岩纤维布作为外包层11时，在封闭层2降解过程中，就能利用玄武岩纤维布的特性，营造出适宜于植物生长的局部微环境，更利于种苗的萌发和生长；同时，还能利用玄武岩纤维布保护封闭层2，避免其因破损、破裂而丧失封闭效果。
83.本实施例中，所述封闭层2的可降解材料优选的选自短分子链淀粉、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、共聚酯、聚己内酯、聚羟基烷酸酯或者上述材料的改性材料中的一种，或上述多种材料形成的复合材料。选择上述特定材料，是基于上述材料具有非酶水解基团的特性，能够在海水中快速、可控降解，最快降解时间可以达到12～24h，降解产物是h2o和o2，对海洋生态环境不会造成任何污染。
84.上述优选方案同样可以采用与实施例1类似的制备工艺制备。仅需要调整外包层11的制备环节即可。在制备外包层11时，在外包层11制备好后，将封闭层2涂覆在外包层11一侧表面即可。由于可在海水中自然降解的材料基本上都是有机塑料类或树脂类材料，所以可以采用热熔涂刷的方式涂覆。
85.在上述优选方案制备时，如果选用玄武岩纤维布作为外包层11，所述玄武岩纤维布在涂刷封闭层2前，优选先进行表面粗糙化处理。以便于在封闭层2热熔涂刷时，热熔原料能够更好的附着在玄武岩纤维布表面，提高二者的结合强度。
86.在对所述玄武岩纤维布的表面进行粗糙化处理时，优选通过带有磨削加工部的轧辊，进行辊压处理，使玄武岩纤维布表面形成粗化结构层。
87.在玄武岩纤维布表面加工出粗化结构层，可以使纤维线体间出现有大量缝隙的蓬松结构，有利于封闭层2涂覆时，热熔原料在粗化结构层中渗入；同时，粗化结构层增加了热熔原料在结构层中渗透阻力，可以防止热熔原料过度渗透，从而有效减少原料用量，降低生产成本。粗化结构层还能够有利于植物从玄武岩纤维布蓬松结构的缝隙中长出，减小纤维对植物的束缚压力，使得植物能够更轻松的扩大丝束间的间隙后长出。
88.在选择短分子链淀粉、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、共聚酯、聚己内酯、聚羟基烷酸酯或者上述材料的改性材料中的一种或多种的复合材料作为封闭层2的材质时，涂覆工艺可以优选采用以下的配料和工序。
89.配料按照可降解材料原料：玄武岩纤维微粒：引发剂以20：0.2：1的重量比，并且混合均匀配置。增加玄武岩纤维微粒和引发剂，能够有效增强制备出的封闭层2的成膜性、强度和抗撕裂性能。而且以玄武岩纤维布作为外包层11时，采用上述配料可以更好的使玄武岩纤维布与封闭层2结合，有效提高二者的结合强度。在封闭层2降解后，残留的玄武岩纤维微粒会附着在海床表面，能促进海洋生物在海床上附着，有效对海床起到修复效果。引发剂优选采用过硫酸铵，配料时优选采用机械搅拌的方式混料。
90.涂刷时，可以将配置好的封闭层2原料，加热至60℃左右，使其软化为胶液，然后利用涂刷设备涂刷至外包层11表面。涂刷时，配置好的封闭层2原料优选采用超声处理，使得胶液中的微粒的动能增加，不但能使得原料混合的更为均匀，还能提高涂刷效率。涂刷完成后，将外包层11在40℃左右的恒温环境中干燥2小时以上即完成封闭层2的涂覆。
91.实施例4
本实施例与实施例1～3的区别之处在于：本实施例在种植单元12顶部的外包层11上开设了供植物生长出种植单元12的孔14。
92.本实施例主要是基于种植大型植物而设计的。比如种植红树类木本植物，其植株较大，如果外包层11采用纤维布，仅仅依靠外包层11的纤维布的间隙，并不能让其顺利长出。在种植上述品种的植物时，可以考虑在种植单元12顶部的外包层11上开设孔14，这样就能方便植株长出。
93.以下通过对比实验验证本技术的技术效果。
94.实验1土壤流失实验制备实施例1和实施例2的种植预制体。
95.实施例1的种植预制体的种植单元12采用50cm
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50cm的尺寸，外包层11采用超高分子量聚乙烯纤维编织布，顶层的外包层11采用采用单丝直径为17～21μm的纤维，编织成克重为175～225g/m2的纤维布，底层的外包层11采用采用单丝直径为17～21μm的纤维，编织成克重为425～625g/m2的纤维布。最终制备出单种植单元的种植预制体。种植单元12内填充种植土，封边采用超高分子量聚乙烯纤维缝纫线缝纫封边。
96.实施例2的种植预制体的种植单元12采用50cm
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50cm的尺寸，外包层11采用玄武岩纤维布，顶层的外包层11采用克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布，底层的外包层11采用克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。最终制备出单种植单元的种植预制体。种植单元12内填充种植土，封边采用高强度耐腐蚀玄武岩缝纫线缝纫封边。
97.对比例1采用普通编织袋，内填充种植土。对比例2采用塑料花盆，内装种植土。
98.然后，将实施例1、2和对比例1、2称重并计算含水率，随后投入模拟海洋环境的实验水池内，水流流速按1.5～2.0m/s，30天后将实施例1、2和对比例1、2取出，干燥至初始含水率后再次称重，计算土壤流失率。所得结果见表1。/实施例1实施例2对比例1对比例2土壤流失率11.5％5.2％18.4％32.2％
99.表1土壤流失实验结果数据表实验2种苗萌发实验选择鳗草作为种植对象。选择烟台市长岛岛体修复项目所在区域(水深12～16米)，作为种植区域。选择种植区域内海床底泥未遭破坏的海域作为实验区域，实验种植地选择海床底泥厚度在15cm以上的海床。
100.制备实施例2的种植预制体，种植单元12采用20cm
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20cm的尺寸，外包层11采用玄武岩纤维布，顶层的外包层11采用克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布，底层的外包层11采用克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。制备出10
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10的种植预制体。每个种植单元12内填充种植土和一颗鳗草种子，封边采用高强度耐腐蚀玄武岩缝纫线缝纫封边。以上述预制体作为本实验的实施例1。
101.以普通编织袋所用的编织布，依照本技术的方法，采用高强度耐腐蚀玄武岩缝纫线缝纫的方式，以同样的填充方式填充种植土和鳗草种子，制备出与本实验实施例1相同尺寸的种植预制体。以上述预制体作为本实验的实施例2。
102.对比例选择在种植海域的海床上开辟一块尺寸与本实验用的种植预制体相同的种植区域，采用与种植预制体相同的间距在种植区域内施放鳗草种子，共种植100颗鳗草，
种子植入底泥的深度在5～10cm。
103.将本实验用的种植预制体投放在对比例的种植区域旁边，同一天种植，而后观察鳗草的生长情况，至鳗草全部长成后，计算对比例和实施例的鳗草萌发率和平均萌发时长。所得结果见表2。得结果见表2。
104.表2种苗萌发实验结果数据表实验3种苗存储实验制备10组本技术实施例2的种植预制体，种植单元12采用20cm
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20cm的尺寸，外包层11采用玄武岩纤维布，顶层的外包层11采用克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布，底层的外包层11采用克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。制备出10
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10的种植预制体。
105.选择5个种植预制体作为对比例，外包层11不设置封闭层2；选择5个种植预制体作为实施例，外包层11设置封闭层2。封闭层2的材质采用聚乳酸，热熔涂刷在外包层11的外侧。
106.对比例和实施例的5个种植预制体的种植单元12内装填营养土，5个种植预制体分别装入海黾草、喜盐草、鳗草种子，以及海带和裙带菜的人工培育幼苗。30天后，将对比例和实施例的种植预制体拆开，将种苗全部取出，检测对比例和实施例的5种种苗的保存情况，计算未萌发、未霉变且完好的种苗占比，所得结果见表3。/海黾草喜盐草鳗草海带裙带菜对比例76％82％74％77％72％实施例96％98％96％92％94％
107.表3种苗存储实验结果数据表实验4种植实验制备6组本技术实施例2的种植预制体，种植单元12采用20cm
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20cm的尺寸，制备出10
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10的种植预制体。其中，3组种植预制体选择采用玄武岩纤维布制备外包层11，作为实施例；3组种植预制体选择采用超高分子量聚乙烯纤维布制备外包层11，作为对比例。
108.实施例的顶层的外包层11采用克重为175～225g/m2的玄武岩纤维布，底层的外包层11采用克重为425～625g/m2的玄武岩纤维布。
109.对比例的顶层的外包层11采用克重与实施例一致的超高分子量聚乙烯纤维布，底层的外包层11采用克重与实施例一致的超高分子量聚乙烯纤维布。
110.选择海黾草、喜盐草和鳗草作为种植对象，选择选择烟台市长岛岛体修复项目所在区域(水深12～16米)，作为种植区域。
111.在实施例和对比例的3组种植预制体内分别装入海菖蒲、喜盐草和鳗草种子，而后投放到种植区域内。实施例和对比例同一天投放，而后观察海草的萌发和生长情况，至海草全部长成后，计算实施例和对比例的海草萌发率、成活率和生长周期。所得结果见表4。
112.表4种植实验结果数据表根据实验1的结果可以看出，本技术的种植预制体采用本技术所设计的优选编织密度后，对于土壤的保护能力明显优于现有的编织袋和花盆，能够有效防止土壤流失，从而可以实现在海洋种植时，能够采用土壤，为海草生长提供充足营养。
113.根据实验2的结果可以看出，采用本技术的玄武岩纤维布制成的种植预制体，能够大幅提高种苗种植的萌发率，大幅缩短种植植物的生长周期。
114.综合实验1和实验2的结果，可以得出以下结论。在海洋种植时，植物种苗在有土壤时，明显更有利于种苗的萌发和生长。而土壤流失问题，可以通过设计特殊外包层，延缓土壤流失速率或降低土壤流失率。本技术的设计明显克服了本领域在海底种植时，不加土壤的技术偏见。
115.根据实验3的结果可以看出，采用本技术设计的种植预制体，在设置封闭层2后，种苗的储存时间能够大幅延长，而且可以有效避免种苗染菌和霉变。设置封闭层2后，储存30天，种苗的完好率能够达到95％以上。
116.根据实验4的结果可以看出，采用玄武岩纤维制备种植预制体，可以有效促进种植植物种苗的萌发，缩短植物的生长周期，促进植物生长。
117.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。