一种可塑性纤维培养土及其制备方法转让专利

申请号 : CN201510641781.7

文献号 : CN105367216B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 戚智勇刘瑜何旭明刘忠勇

申请人 : 湖南垒土农业科技发展有限公司

摘要 :

一种可塑性纤维培养土是包括基土15%~35%、植物纤维粉5%~35%、珍珠岩10%~50%、泥炭土5%~15%、双组份热融粘结复合纤维5%~15%;所述的复合纤维是由两种热塑性聚合物通过复合纺丝按照皮芯型的结构方式复合而成,所采用的两种热塑性聚合物之间的熔点差不低于30℃;所述的复合纤维是由15~25mm双组份热融粘结复合纤维A和3~8mm双组份热融粘结复合纤维B组成;复合纤维A和B的材质可以是相同或不同,所述植物纤维粉的粒度为0.2‑0.9mm。具有可固化成型、使用寿命长不易风化、重量轻、保湿透气性强、废弃后可回收再利用等特点。本发明的主要成果为:解决了垂直绿化施工过程中,植物墙面附着难、种植土重力大、不定型易分散的问题,解决了旱土种植中规模化机械插苗难的问题。由于原材料绝大部分来源于农林废弃物,还可以为农业和环保做出贡献,纤维土使用过后还可以回收重复利用或者直接用作助燃剂。

权利要求 :

1.一种可塑性纤维培养土,其特征在于,包括有基土、植物纤维粉、珍珠岩、泥炭土、双组份热融粘结复合纤维;其中上述各成分质量百分比为基土15%~35%、植物纤维粉5%~

35%、珍珠岩10%~50%、泥炭土5%~15%、双组份热融粘结复合纤维5%~15%;所述的复合纤维是由两种热塑性聚合物通过复合纺丝按照皮芯型的结构方式复合而成,所述的双组份热融粘结复合纤维所采用的两种热塑性聚合物之间的熔点差不低于30℃;所述的双组份热融粘结复合纤维是由15~25mm双组份热融粘结复合纤维A和3~8mm双组份热融粘结复合纤维B组成;双组份热熔粘结复合纤维A和B的材质可以是相同或不同,所述植物纤维粉的粒度为

0.2-0.9mm;所述的的双组份热融粘结复合纤维水分率小于15%,纤度在1.4~1.8 dtex,断裂伸长率大于15%。

2.根据权利要求1所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,所述植物纤维粉的粒度为

0.45-0.75mm。

3.根据权利要求1所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,珍珠岩与泥炭土的粒径为2-

4mm。

4.根据权利要求1所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,基土15%~30%、植物纤维粉

20%~35%、珍珠岩30%~50%、泥炭土5%~15%、双组份热融粘结复合纤维5%~15%。

5.根据权利要求1所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,所述的双组份热熔粘结复合纤维A和B的质量比为1~5: 1~5。

6.根据权利要求1所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,其中双组份热熔粘结复合纤维A和B的质量比为2~3: 2~3。

7.根据权利要求1所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,植物纤维粉来源于植物秸杆、米糠、锯木粉、干枯的水草、苔藓、藻类中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的可塑性纤维土,其特征在于,所述的热塑性聚合物选自聚酯、聚酰胺、聚丙烯、改性聚酯、改性聚酰胺、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

9.根据权利要求8所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,所述的热塑性聚合物中的一种为聚酯。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,还加入有蛭石、矿渣、植物肥料中一种或几种。

11.根据权利要求1-9任一项所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,所述的复合纤维的皮芯型的表面皮层聚合物的熔点为130℃~400℃之间。

12.根据权利要求1-9任一项所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,加入有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸盐类聚合物中的一种或几种。

13.根据权利要求12所述的可塑性纤维培养土,其特征在于,聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的一种或几种,加入量为可塑性纤维培养土总量的1.5‰~5‰。

14.权利要求13所述的可塑性纤维培养土的制备,其特征在于,包括基土、植物纤维粉、珍珠岩、泥炭土、双组份热融粘结复合纤维在内的原料搅拌均匀混合后进行加热处理,使得双组份热融粘结复合纤维和其它原料融合而成。

15.根据权利要求14所述的可塑性纤维培养土的制备,其特征在于,针对绿化用可塑纤维土的制备方法是把包括基土、植物纤维粉、珍珠岩、泥炭土、双组份热融粘结复合纤维在内的原料混合好均匀的放入容器中,然后加足量的水使其处于充分饱和吸水状态,再进行加热处理,压模成型。

说明书 :

一种可塑性纤维培养土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及农业、林业、环境和生态修复领域,是一种植物生长用土。背景技术:
[0002] 近几年,雾霾严重,农村废弃资源大量闲置,大中城市为了促进绿化和保护环境,在屋顶,屋面,人造斜坡,高层墙面等风雨大的地方开始做绿化。在屋顶,人造斜坡等的绿化时,目前比较普遍的方法是在塑料托盘里填土或者用无纺布包裹、然后整个植物连袋子一起放在屋顶和人造斜坡上。然而,这样施工后,底座的受力非常沉重,而且小容器的水土容易流失,排水性能不好。大雨天气则容易板结,天气晴爽则四处飞尘。因此,重量轻,施工简便,对老建筑物和高层建筑物等的负荷要求不高,操作简单,排水性出色的产品成为了绿化行业的急需,但是像这样的培养土目前还没有任何专利和声明表示找到,这就是我们开发此项技术的一个基础现状。
[0003] 我国目前人口老龄化逐步加快,农村人口的逐步减少,农活的机械化和规模化正在不断推动。目前自动插秧机和抛秧技术得到广泛的采用。但是在旱土机械插苗的研究中,目前移栽时通常都是用塑料做的小容器,然后在容器立面加培养土,在培养土里放入蔬菜,草花,果树,树木等的植物的种子,进行一定时间的培育后,小苗从熟料小容器中取出来,放到自动插种机上去种,但是由于植物根系部分的土壤固定作用有限,根盆受到一点点碰撞就土壤会散开,使得移植机很难插种。
[0004] 为了实现旱地机械插苗成为可能,有人提出了腹膜旱地移栽技术,盆体自降解技术等。这些原来的技术在一定程度上减少了根盆的伤害,但是效果并不是很好,因为腹膜技术作业要求高,盆钵自降解需要时间等。发明内容:
[0005] 本发明的目的旨在提供一种可塑性纤维培养土,它不仅和普通培养土一样能够种植绝大部分植物,具有良好的持水率,而且可塑成型,改变了土壤容易散落的属性,为机械化种植、立体绿化等行业基材提供了基础。
[0006] 本发明的另一目的旨在提供上述可塑性纤维培养土的制备方法。
[0007] 本发明的技术方案:一种可塑性纤维培养土,包括有基土、植物纤维粉、珍珠岩、泥炭土、双组份热融粘结复合纤维;其中上述各成分质量百分比为基土15%~35%、植物纤维粉5%~35%、珍珠岩10%~50%、泥炭土5%~15%、双组份热融粘结复合纤维5%~15%;所述的双组份热融粘结复合纤维是由两种热塑性聚合物通过复合纺丝按照皮芯型的结构方式复合而成,所述的双组份热融粘结复合纤维所采用的两种热塑性聚合物之间的熔点差不低于30℃;所述的双组份热融粘结复合纤维是由15~25mm双组份热融粘结复合纤维A和3~8mm双组份热融粘结复合纤维B组成;双组份热熔粘结复合纤维A和B的材质可以是相同或不同,所述植物纤维粉的粒度为0.2-0.9mm。
[0008] 所述植物纤维粉的粒度优选为0.45-0.75mm。
[0009] 珍珠岩与泥炭土的粒径为2-4mm。
[0010] 本发明较优选的技术方案是基土15%~30%、植物纤维粉20%~35%、珍珠岩30%~50%、泥炭土5%~15%、双组份热融粘结复合纤维5%~15%;
[0011] 所述植物纤维粉可来源于植物秸杆、米糠、锯木粉、干枯的水草、苔藓、藻类中的一种或几种。
[0012] 所述的热塑性聚合物选自聚酯、聚酰胺、聚丙烯、改性聚酯、改性聚酰胺、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
[0013] 所述的热塑性聚合物中的至少一种优选为聚酯。
[0014] 双组份热熔粘结复合纤维A和B的质量优选比为1~5:1~5;更优选为2~3:2~3。
[0015] 所述的纤维水分率小于15%,纤度在1.4~1.8dtex,断裂伸长率大于15%。
[0016] 本发明珠可塑性纤维培养土,还可加入有蛭石、矿渣、植物肥料中一种或几种。
[0017] 所述的复合纤维的皮芯型的表面皮层聚合物的熔点为130℃~400℃,[0018] 所述的可塑性纤维培养土,还加入有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸盐、淀粉接枝丙烯酸盐类聚合物中的一种或几种。
[0019] 所述的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐中的一种或几种的加入量为可塑性纤维培养土总量的1.5‰~5‰。
[0020] 可塑性纤维培养土中的植物纤维粉可以根据培养植物的特定需要进行调整。植物纤维部分可以是秸秆、棉花杆、米糠、锯木粉、干枯的水草、苔藓、藻类有机物等。
[0021] 珍珠岩必须具有多孔疏松的物理结构。当然在必要时可以加入蛭石、矿渣等特殊材料来改变纤维土的酸碱性,也可以添加有机肥料、化肥等无机肥料来满足植物生长所需要的营养素。
[0022] 本发明的植物纤维粉可来自于在中国大部分地区的农林废弃物,价格十分便宜,而且以各类形式严重污染着环境,通过本发明可以直接变废为宝。所以综合不同类型的农林废物物粉可制成相应的可塑纤维培养土。
[0023] 本发明的可塑纤维培养土的制备是由包括基土、植物纤维粉、珍珠岩、泥炭土、双组份热融粘结复合纤维在内的原料搅拌均匀混合后,进行加热处理,使得双组份热融粘结复合纤维和其它原料融合而成。
[0024] 针对可塑性纤维培养土(特别是绿化用)的制备方法是把包括基土、植物纤维粉、珍珠岩、泥炭土、双组份热融粘结复合纤维在内的原料混合好均匀的放入容器中,然后加足量的水使其处于充分饱和吸水状态,再进行加热处理,压模成型。可以通更换容器和模具的形状来改变活性纤维土的形状以满足不同的需求。
[0025] 发明人通过研究发现,本发明的可塑性纤维培养土加热成型时使得双组份热融粘结合复合纤维中熔点低的一种因为加热而发生融熔现象,发明人通过控制所述的双组份热熔粘结复合纤维的尺寸并与植物纤维粉之间的粒度的有效配合,可使得复合纤维之间,复合纤维与植物纤维粉之间会发生热熔粘接,从而形成三维通孔网状结构,且具有良好的持水率。若是加工过程中加入水分,通过水分蒸发过程就更容易有利于上述的三维通孔网状结构的形成。因此,本发明要求纤维和培养土的其它材料的搅拌一定要均匀,并且在加水状态下加热成型为最好。
[0026] 可塑性纤维培养土加热成型时,复合纤维所采用的两种热塑性聚合物之间的熔点差不低于30℃,这样就有利于复合纤维熔化粘结,从而形成均匀稳定的网状结构。就加热处理而言,为了保证双组份热融粘结复合纤维能够顺利地融合,同时确保活性纤维土的植物纤维粉的软化和无菌培养土制,所述的复合纤维的表面皮层聚合物的融点和软化点(即熔点)最好在130℃以上,但是最好不要高于400℃,否则对加热装置的要求很高,耗能较大,且不安全。对于加热装置没有什么要求,但是如果温度超过400℃,最好用高压釜在安全性和稳定性上会更有保障。
[0027] 本发明的可塑性纤维培养土在加热压模成型过程中,也可以先不加水直接压缩,然后在加热处理,但是这个只能用于小的苗盘的制作,要限定在100立方厘米以下,这样可以确保纤维土的形状固定,纤维土内部物理结构均合理,适宜于植物根系的生长。加工的成品可以根据需要选择不同的模具个性化定制,应用于墙面和屋面时,可以也可以用大的模具加工成板材,施工时可以根据需要裁剪或者拼装使用。
[0028] 发明人通过进一步研究发现可塑性纤维培养土,需要注意控制好珍珠岩粒度大小,珍珠岩粒度过小,对水分的保持能力就会降低,同时纤维土的内部结构孔隙度会变小,从而对植物的生长性能有很大的影响,珍珠岩的粒度过大,珍珠岩就不能和其他混合物很好的形成毛细结构从而截留水分,实现保水性能,水分保持能力会有很大的降低,这样不利于准确的掌握固化纤维土的水分保持能力,同时也会导致最终的纤维土内部结构孔隙度会变大,所以珍珠岩的粒度大小不是随意选择的。
[0029] 制作好可塑性纤维培养土,对于水分需求不是特别高的植物而言,基本上可以满足植物的种植属性,但是对于水分需求量高的植物而言,发明人还做了进一步的研究,发明人添加保水剂,但发明人不知这些保水剂是否会破坏新组成的固化纤维结构,且不清楚所添加的保水剂是否像添加到普通土壤中一样具有一样优良的特性。令发明人欣喜的是本发明添加保水剂没有破坏本发明的可塑性纤维培养土原有的固化可塑结构,保水剂在固化可塑性纤维土中不仅表现了对固化的纤维土很好的持水力,在纤维土内部的孔隙形成有着帮助作用这也说明保水剂并不是简单的只提高保水性,也是对本发明纤维土内部结构孔隙度提高的一种很好助剂。且还可使得本发明的活性纤维土的保水参数能够透过保水剂的添加变得可控。当然本发明主要是可进一步扩大本发明的种植的植物品种范围,满足可塑性纤维培养土的土壤种植基本属性。
[0030] 在这个纤维培养土里播种时,最好是在纤维培养土里面的热融性纤维加热熔融结合以后再播种。在加热成型处理之前播种,种子容易因为高温而变质、死亡、从而不能发芽或者说发芽率降低。在加热成型处理后,纤维培养土中含有水分可以不需要再次灌水直接播种就可以。如果有必要,在播种后灌水也可以。本发明中的纤维培养土除了可以播种子,还可以用来扦插。
[0031] 在这个纤维培养土固化成型后有以下适合种植的植物:紫罗兰、百合、芹菜、菊花、韭菜、紫苏、南瓜、冬瓜、茄子、豆角、豌豆、毛豆、康乃馨等,但菊花、康乃馨等扦插植物在纤维土材料中要多加一些珍珠石发泡体以保证通气性。而蔬菜、水果等种植是活性纤维土中的材料辅以较多的泥炭土作营养基质会比较好。
[0032] 本发明中的活性纤维土可用在墙面绿化工程和屋顶绿化工程,在这些建筑物表面进行绿化,一般选用一些耐旱的景天属植物:佛手草和垂盆草等。
[0033] 本发明提供的新型培养土,像屋顶,人造斜坡,高层墙面等等风雨大、负荷低的老建筑等地方可以广泛应用,也能够很好的解决在大风和暴雨时使得立体绿化的土壤飞散、流失甚至板结,而且本培养土重量轻,施工固化性好,排水性能佳等特性也出色,能为我国立体绿化和高层墙面绿化,老建筑物绿化带来突破性的助力,让高层绿化工程及沙漠化和石漠化区域的生态环境修复得以实现。
[0034] 本发明的培养土还可以在旱土移机械移栽时发挥重要作用。目前育苗都是用小盆钵用培土培育植物一段时间,然后取出移栽,所以机械化的过程中就会出现诸如伤根的根本问题,我们的培养土由于可以固化成型,所以不存在移栽过程中取出幼苗的过程,也就不存在伤根的问题,从而从根本上为旱土机械种植带来助力。
[0035] 本发明还能直接用于形成有很高强度的根盆,直接用来做植物培育容器,这园艺园林盆栽方面上可以广泛应用,可以避免植物移栽过程中带来的根系的二次伤害。

附图说明

[0036] 图1为本发明制备得到的20mm长的双组份热熔粘结纤维材料。
[0037] 图2为本发明制备得到的5mm长的双组份热熔粘结纤维材料。
[0038] 图3为本发明纤维土撕碎开的内部结构,我们可以看到本发明的双组份热融粘结纤维和植物纤维粉形成的网络空间结构,看到双组份热熔粘结纤维以及珍珠岩等形成的培养土孔隙。
[0039] 图4为本发明加工的活性纤维土的外部,可以看到纤维土的固化可塑性强,土块成分排列紧致均匀。

具体实施方式

[0040] 本发明的实施例是对本发明作进一步具体详细描述,但本发明的实施方式不限于此,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。本实施例主要观察植物纤维粉对活性纤维培养土的相关物理性能如孔隙结构、持水性、植物生长状况和根球纤维土的稳定性等的影响。
[0041] 本发明的活性纤维培养土的相关物理性能如孔隙结构、持水性、植物生长状况和根球纤维土的稳定性等按照下述标准操作。
[0042] [1]对纤维培养土的孔隙结构的测定:土壤的孔隙结构是土壤固体颗粒之间能够容纳水和空气的空间,也是土壤植物根系、土壤动物及微生物活动的空间,其指标对植物生长状况非常重要。
[0043] 土壤孔隙度指单位体积内孔隙容积占土壤总容积的百分数。一般我们将土壤孔度定义为:土壤孔度(%)=(1-土粒体积/土壤体积)*100%
[0044] [2]对纤维培养土的持水性测定:土壤含水率是指每百克干土中所保持的水分克数,我们对持水性按下面公式计算:持水性测量=(W湿-W干)/W干*100%。取4cm*4cm*4cm方形纤维培养土浸泡10min充分吸水,摊干,称重,然后恒温箱中105摄氏度烘烤约2h,移入干燥器内冷却至室温,称重。实施例和比较例结果汇总至下表。
[0045] [3]植物生长状况观测:
[0046] 在各实施例子中,播种番茄,30天后观察植物生长状况:种植的番茄苗苗径壮直,难拔起,枝叶状态茂盛为很好,番茄苗较壮实,容易拔起和倒苗,枝叶状态一般为好,番茄苗细小较容易拔起或者倒苗枝叶状态一般为良好,其他为差。结果记录汇总到下表。
[0047] [4]植物生长活性纤维土的稳定性观测:即种植番茄30天后拿起植物时,观测根球整体性,非常方便提取,培养土不散落计分为4,方便提取,培养土部分散落计分为3,难以提取,培养土散落计分为2,不能提取,培养土和砂砾一样完全散落计分为1,实施例和比较例结果汇总至下表。
[0048] [5]纤维土酸碱度值的测定:首先准备标有0-14刻度的标准比色卡以及PH试纸,然后取少量活性纤维土破碎,充分溶解于蒸馏水,然后将PH试纸浸泡在水中,观察其在水中颜色变化,待颜色基本稳定不变化时与标准比色卡的数字对应比较。数字越大碱性越强,数字越小则酸性越强。实施例和比较例结果汇总至下表。
[0049] [6]测定土壤颗粒组成:土壤是由粒径不同的各粒级颗粒组成的,各粒级颗粒的相对含量即颗粒组成,对土壤的水、热、肥、气状况都有深刻的影响。土壤颗粒分析即是测定土壤的颗粒组成,并以此确定土壤的质地类型。本试验采用手测质地方法,按国家标准GB7845-1987森林土壤颗粒组成(机械组成)的测定分级标准(下表),将实施例和比较例结果汇总至下表。
[0050] 表1土壤颗粒分级标准
[0051]
[0052] 实施例1:
[0053] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%,泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0054] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,填充到底部直径4cm,上部直径7cm,高度9cm,容量180cm3的容器内,按照填充密度0.4g/cm3进行填充,然后加水使其处于水饱和状态,再在120℃的高温下30分钟加热处理,使得纤维培养土中的双组份热熔结复合纤维和培养土的植物纤维进行充分的粘结,冷却后形成成型的活性纤维土块。调制成纤维培养土。然后对该纤维培养土的孔隙结构、持水性、植物生长状况、稳定性、酸碱度值、土壤颗粒组成等,得到的数据进入下表。
[0055] 实施例2:
[0056] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土30%、秸秆粉10%,泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0057] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0058] 实施例3:
[0059] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土10%、秸秆粉30%,泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0060] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0061] 比较例1:
[0062] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土40%、秸秆粉0,泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0063] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0064] 比较例2:
[0065] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土10%、秸秆粉30%,泥炭土10%、珍珠岩50%、双组份热融粘结复合纤维0等总量为100%的配比作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0066] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0067] 表1
[0068]
[0069]
[0070] 从上表1比较发现,没有添加双组份热熔复合纤维,培养土不具有可塑成型的特性,同时植物纤维粉对可塑性纤维培养土的孔隙有着很大的影响,植物纤维粉添加量大,则孔隙度会逐步提高,然而稳定性却又随之下降,但是土壤的粉粒越多,这与本来添加的植物纤维粉增加有关系,所以我们在添加植物纤维粉的时候一定考虑到该可塑性纤维培养土种植的植物,对于需水量大的植物,可以适当多添加植物纤维粉,以确保活性纤维土的孔隙和持水性。最后,从植物生长的角度来看,粉砂粒土壤是比较有利于植物生长的。
[0071] 综上所述,本发明所提到的可塑性纤维培养土基本上具有土壤种植的所有属性,同时还兼具可塑成型的特点,也可以通过纤维粉的添加来确保植物种植的可靠性。
[0072] X表示没有成型,无分析价值,没有测量。
[0073] 以下实施例主要是对本发明添加保水剂作进一步具体详细描述,但本发明的实施方式不仅限于聚丙烯酸盐等类型的保水剂,而作为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类型的保水剂例如:聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等也都可以;同样作为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物的另一类保水剂如:淀粉接枝丙烯酸盐也可以,在此并非对保水剂有特定的要求,但是在种植蔬菜时考虑到食用性植物的食用特点,我们还是必须考虑其是否存在毒副作用,而对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。下面观测添加保水剂后活性纤维土的孔隙结构、持水性、植物生长状况。
[0074] 实施例4:
[0075] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%,泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0076] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0077] 表2
[0078]
[0079] 以下实施例是对本发明添加的植物纤维粉粒度要求作进一步具体详细描述,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。首先观测不同孔径的植物纤维粉得出不同的活性纤维培养土的相关物理性能如孔隙结构、持水性、植物生长状况和根球纤维土的稳定性。
[0080] 实施例5:
[0081] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(30目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比。再添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0082] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0083] 实施例6:
[0084] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%总量为100%的配比。再添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0085] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0086] 实施例7:
[0087] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(50目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比。再添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0088] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0089] 对比例3:
[0090] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(10目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0091] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0092] 对比例4:
[0093] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(60目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0094] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0095] 表3
[0096]
[0097] X表示没有成型,没有测量
[0098] /表示存在纤维块,无法准确测量
[0099] 通过上述结果分析,植物纤维粉的粒度对固化成型的纤维土孔隙结构和保水性都有一定的影响,从实施例来看,植物纤维粉细小有利于纤维土结构的稳定性,植物纤维粉过粗不利于纤维土的结构稳定性,同时植物纤维粉的添加为后期的活性土的营养和活性纤维土的酸碱度有一定的影响。发明人发现植物纤维粉过粗或过细都不利于土块内部孔隙结构均匀的形成,纤维粉过粗时,搅拌的时间划分很长,同时得到的均匀程度也不是很好,最后形成的土块为小部分结球,而植物纤维粉过细时也使得孔隙结构致密,不能形成植物必须的孔隙结构。发明人通过实验相关物理性能比较分析发现,在植物纤维粉的粒度控制在为0.2-0.9mm所形成的固化纤维土能够更好的满足植物生长。
[0100] 而在实施例4和实施例2比较我们可以发现,保水剂在固化可塑性纤维土中不仅表现了对固化的纤维土很好的持水力,在纤维土内部的孔隙形成有着帮助作用这也说明保水剂并不是简单的只提高保水性,也是对本发明纤维土内部结构孔隙度提高的一种很好助剂。
[0101] 为了明确活性纤维土结构的对热熔粘结纤维的长度对要求,发明人对不同长度的粘结纤维进行了研究和测试。为了避免在后述描述的混乱,在此将其中一部分纤维长度在3-8mm之间的定义为纤维B,另一部分纤维长度在15-25mm之间定义为纤维A。
[0102] 实施例8:
[0103] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为3mm,纤维A长度为15mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合,然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0104] 实施例9:
[0105] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为3mm,纤维A长度为25mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合,然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0106] 实施例10:
[0107] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为8mm,纤维A长度为15mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合,然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0108] 实施例11:
[0109] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为8mm,纤维A长度为25mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合,然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0110] 对比例5:
[0111] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为2mm,纤维A长度为15mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合,然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0112] 对比例6:
[0113] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为9mm,纤维A长度为25mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合,然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0114] 对比例7:
[0115] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为5mm,纤维A长度为26mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0116] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0117] 表4
[0118]
[0119]
[0120] X表示没有成型,没有测量,/表示存在纤维块,无法准确测量。
[0121] 在实施例8-11来看,我们发现将双组份热熔粘结纤维纤维A的长度在3~8mm与双组份热熔粘结纤维B的长度在15~25mm组合,形成的纤维土结构基本可以满足植物生长的需要,但两种纤维长度有一个超出此范围时,活性纤维土的均匀孔隙结构就很难形成。由此可见,纤维长度不是随意的,两种纤维在活性纤维土的固化结构的形成中发挥着不同的作用。为了保持植物正常生长所需的空间孔隙结构和稳定性,就必须确保两种纤维长度的范围。
[0122] 为了明确两种不同长度热熔粘结纤维的比例对活性纤维土结构的影响程度,发明人对不同比例的粘结纤维进行了研究。
[0123] 实施例12:(1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维A:纤维B为1:1,添加的纤维B长度为5mm,纤维A长度为20mm)总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0124] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0125] 实施例13:
[0126] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维B:纤维A为2:3,添加的纤维B长度为5mm,纤维A长度为20mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0127] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0128] 实施例14:
[0129] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维B:纤维A为3:2,添加的纤维B长度为5mm,纤维A长度为20mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0130] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0131] 对比例8:
[0132] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维B:纤维A为1:0,添加的纤维B长度为5mm,纤维A长度为20mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0133] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0134] 对比例9:
[0135] (1)取废弃的干燥水稻秸秆,加工粉碎成秸秆粉,将上述植物纤维粉等混合物按如下配比:黄土20%、秸秆粉20%(40目),泥炭土10%、珍珠岩40%、双组份热融粘结复合纤维占比10%(其中纤维B:纤维A为0:1,添加的纤维B长度为5mm,纤维A长度为20mm)等总量为100%的配比,添加千分之三的聚丙烯酸盐,作为该可塑培养土基材,搅拌混合。
[0136] (2)然后把上述(1)中混合配制的培养土,后续步骤同实施例1。
[0137] X表示没有成型,没有测量。/表示存在纤维块,无法准确测量
[0138] 表5
[0139]
[0140]
[0141] 在实施例12-14来看,本发明优选发现两种不同长度热熔粘结纤维的比例纤维A:纤维B在2:3~3:2之间时,形成的纤维土结构可以较好满足植物生长的需要,从对比例8和对比例9可知,当只添加纤维B时,得到的活性纤维土结构致密,里面的很难适合植物根系的生长和发育,当只添加短纤维A时,得到的活性纤维土尽管孔隙度较高,能满足植物的生长,但是形成的活性纤维土结构极易破碎,综合来看,纤维的添加不是随意的,两种纤维在纤维土结构的形成过程中发挥着不同的作用,同时纤维B对在活性纤维土结构的稳定性有着独特的作用,纤维A对活性纤维土疏松空隙结构结构有着独特的作用,同时两种不同长度纤维形成的网络空间结构间杂着一定粒度的植物纤维粉刚好形成有一定稳定性的立体固化结构,而且透过均匀分布的保水剂可以实现植物的良好种植,而一旦两纤维的比例失衡时,植物纤维粉就没有很好的被纤维结构均匀分散固定,故而两种纤维的添加对纤维土形成的固化结构起到了关键作用。
[0142] 本发明的结果:
[0143] 本发明的可塑性纤维培养土,是由秸秆、棉花秆等植物纤维粉、珍珠岩和双组份热融粘结复合纤维加工而成的一种活性纤维土。通过加水加热处理,使得双组份热融粘结复合纤维和植物纤维粉、珍珠岩等颗粒有机粘合,形成网状三次元结构的纤维土,由于其独特的物理结构使得纤维土的通风透气性能很好,而且保水性能也很强,很有利于植物的生长。由于热融粘结复合纤维的存在,纤维土中的双组份热融粘结复合纤维在一定温度下,发生熔化、软化、粘接,所以纤维土可以任意加工成不同的形状,冷却干燥后固化成型。因此可以用该活性纤维土制作苗盘,可以让旱地机械插种成为现实。
[0144] 由于活性纤维土具有可固化成型的特点,加上重量轻,通风透气性好,保水性能强,有利于植物的生长等特点,充分的考虑了材料实际使用的各种要求,也能够在立体绿化和环境修复领域广泛的应用。它不存在雨水冲刷土壤的流失,在屋顶绿化和墙面绿化,城市构筑物立面绿化、护坡、河堤的生态修复方面具有独特的优势,即使在沙漠化和石漠化区域能够轻松实现绿化。它还可以回收利用,如果不再使用,可以作为助燃材料进行焚烧,不会产生二次污染。