專利名稱：用作萌發(fā)和植物生長基質(zhì)的處理稻殼材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)以及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)添加 劑領(lǐng)域。本發(fā)明涉及基于稻殼的無土基質(zhì)及其制備和用途。
背景技術(shù)：
土壤的質(zhì)地和組成對其如何為植物萌發(fā)和生長提供支持有著決 定性的影響。土壤應當牢牢保持住種子和根，并同時允許新的根穿透。 土i裏質(zhì)地應當為生長中的植物提供易于獲取的適當水分和養(yǎng)分貝i量。 此外，土壤質(zhì)地應在#>系分布區(qū)允許有氧氣和總的通氣，從而防止細 菌侵染，防止因澆水過度而導致植物局部腐爛。研究土壤質(zhì)地和組成 可改善植物萌發(fā)和生長條件。土壤應具有提供多孔土壤結(jié)構(gòu)防止板結(jié) 的性質(zhì)。十分重要的是，土;裏應具有適當?shù)乃趾宛B(yǎng)分保持力而且同
時能夠使水/氧氣比保持平衡。pH應當大致為中性，而且土壤應無病 原體、害蟲和雜草。
為了改善土壤質(zhì)地，人們提出了許多有機來源和合成來源的材料 并將其用作土壤添加劑。實例可為例如泥炭蘚、磨碎的樹皮、腐殖質(zhì) 土、膨脹云母、泥炭苔、稻草、玉米芯、小粒徑水化硅酸三鈣(US 2,780,031; Bryant)、蛭石、膨脹珍珠巖(US 3，323，898; Pierce)、合成樹 月旨(例如聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮(US 4，762，545; Youssef等))。
植物育種人員除了生產(chǎn)出健壯的植物以外，還面臨其它若干挑 戰(zhàn)。植物生長基質(zhì)和植物生長基質(zhì)添加劑應易獲得并盡可能地便宜。 例如，泥炭被廣泛用作有機園藝用生長基質(zhì)，但是迫于環(huán)保組織的壓 力，該產(chǎn)業(yè)需要尋找和使用替代材料。
出于運輸目的，植物生長基質(zhì)應當盡可能地輕。舉例來講，輕便的生長基質(zhì)可能對草皮巻(rolling-out grass)的生產(chǎn)十分有益，因為要把 大巻草皮從生產(chǎn)田間搬到消費者的花園。
由于一些國家不準許進口帶土植物，因此也需要無土植物生長基 質(zhì)。避免帶土還防止了土壤中存在的微生物的傳播。
非常需要提供一種良好的生產(chǎn)健壯植物并同時又便宜、輕便和無 土的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)。
稻殼是稻粒的堅硬外殼，在加工食用大米的過程中被脫去。稻殼 的二氧化硅含量約為18-22%(重量)，形成了二氧化硅多孔骨架結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)的空間或空隙約為75-80% (體積)。含水量約占稻殼材料的 15%， pH為6.3。
水稻產(chǎn)業(yè)花很大代價將大量的稻殼作為垃圾或通過燃燒進行處 理。文獻中記載了為了改善用于植物生長的土壤質(zhì)地而將各種形式的 稻殼材料作為土壤改良材料或土壤添加劑。這類材料的實例有基本 上是無定形狀態(tài)并且具有多孔骨架結(jié)構(gòu)的稻殼灰分(US 4,707,176; Durham);大約0-25% (體積/體積)的完整稻殼，陳化至少約一年(US 5,114,457; Evans); 0-40% (重量/重量)稻殼堆肥(US 5,301,466; Egan); 5-25% (重量/重量)磨碎稻殼(US 2006/0065028 Al; Nudelman)和 95-99% (重量/重量)用于支持插花、運輸新鮮切花和各種^_物生#^的稻 殼灰分(US 4,238,374; Durham等)。
然而，水稻中異株克生物質(zhì)(他感化合物)的天然含量妨礙了稻殼 材料至少在水稻以外的對異抹克生物質(zhì)抑制敏感的其它植物中單獨 用作萌發(fā)或植物生長基質(zhì)。
異抹克生是植物向其周圍環(huán)境中釋放特定化學物質(zhì)并據(jù)此促進 或抑制周圍植物生長的能力。這類植物被稱為異抹克生植物，所釋放 的物質(zhì)被稱為異抹克生物質(zhì)或他感化合物。異抹克生物質(zhì)包括具有除 草、抗雜草和/或抗微生物作用的化合物。
從進化的觀點來看，異抹克生物質(zhì)的目的很有可能是確保植物在 與微生物和其它植物、尤其是與其它植物品種竟爭中的生長條件。例如，有報告指出，已以鑒定出水稻的一些異抹克生物質(zhì)，即黃酮(5,7,4'-三羥基-3'，5'-二曱氧基黃酮)和環(huán)己烯酮(3-異丙基-5-乙酰氧基環(huán)己烯 -2-酮-1)有效針對雜草和真菌病原體，但在相同濃度下并不抑制水稻生 長。
JP 09070223 A (Kitagawa Iron Works Co. Ltd.)使用含水量調(diào)整到 特定水平的稻殼材料粉作為植物培養(yǎng)基質(zhì)材料。沒有提及加入洗液并 隨后除去洗液的洗滌步驟。
CN 1582622 A (Bai Guijun)通過碾碎、浸入水中、攪拌、攤開、 灑水、用薄膜覆蓋、保持水分和施肥對稻殼進行處理，得到用于稻秧 的干燥無土栽培基底。沒有提及加入洗液并隨后除去洗液的洗滌步 驟。顯然，當該基底用于量較少的稻秧時，這類洗滌步驟并不重要， 否則的話，會受到來自稻殼的異株克生物質(zhì)的抑制。
JP 01261289 A (Kususe Mikio)用與稻殼中的特定成分起反應的氫 氧化鈉、氫氧化鉀或次氯酸鈉溶液處理稻殼，其中在溶液被壓濾后， 留下稻殼繼續(xù)進行反應。沒有提及可能的異林克生物質(zhì)會發(fā)生什么樣 的情況。無論如何，這種處理相當復雜，并以不太理想且又昂貴的化 學處理為基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人所做實驗，萵苣和青花椰菜的種子無法在稻 殼材料中萌發(fā)，除非該材料被充分洗滌除去了異抹克生物質(zhì)。上述現(xiàn) 有技術(shù)只字未提到異抹克生物質(zhì)。這可能是因為現(xiàn)有技術(shù)中的萌發(fā)和 植物生長基底只用于水稻植物或?qū)Ξ惲挚松镔|(zhì)不敏感的其它植物 的萌發(fā)和生長。
已報道的將稻殼材料單獨用作異林克生敏感植物的萌發(fā)和植物 生長基質(zhì)的嘗試都未獲得成功。然而，仍需要獲得處理過的稻殼材料， 該稻殼材料實際上完全不含萌發(fā)和植物生長抑制物，該材料便宜、輕 便且無土，不僅對于水稻，而且對于在來自水稻的異抹克生物質(zhì)存在 下可能被抑制的非水稻植物，都可用作單獨的植物萌發(fā)和植物生長基 質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可通過簡易和花費不大的基于稻殼材料的方法獲得萌
發(fā)和才直4勿生長基質(zhì)(germination and plant growth medium),戶斤述萌發(fā)禾口 植物生長基質(zhì)可用于對異林克生物質(zhì)抑制敏感的植物的萌發(fā)和生長。
因此，本發(fā)明涉及通過對稻殼材料進行處理而去除掉異林克生物 質(zhì)從而由稻殼材料制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)的方法，所述萌發(fā)和植物 生長基質(zhì)可用于對來自水稻的異抹克生物質(zhì)抑制敏感的植物的萌發(fā) 和生長，其中稻殼材料用含水洗液洗滌。
在一個優(yōu)選的實施方案中，含水洗液含有表面活性劑。
本發(fā)明還涉及通過本發(fā)明方法獲得的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，該基 質(zhì)完全沒有異抹克生物質(zhì)，可作為單獨基質(zhì)用于對來自水稻的異林克 生物質(zhì)抑制敏感的植物的萌發(fā)和生長。
本發(fā)明還涉及制備處理稻殼材料(processed rice hull material)以獲 得基質(zhì)的方法，其中所述方法包括下列步驟a)將稻殼材料在含水洗 液中保溫；b)部分或完全除去水基溶液；和c)任選碾磨稻殼材料。
此外，本發(fā)明涉及包含處理稻殼材料的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊 (germination and plant growth medium mat)， 其中所述稻殼材料甚至在 用作單獨基質(zhì)時都能支持萌發(fā)和植物生長。
另外，本發(fā)明涉及制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊的方法，該方法包 括下列步驟a)制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)；b)向a)的萌發(fā)和植物生長 基質(zhì)中加入粘合劑得到混合物；c)使該混合物沉降在表面上；和d)任 選將該混合物加熱。
本發(fā)明還涉及包含種子等適于生長的植物組成部分的萌發(fā)單元 (germinating unit),其可以是單獨的或粘結(jié)在一起的種子帶(seed tape)
形式，其中所述單元包含植物生長基質(zhì)。
本發(fā)明還涉及萌發(fā)單元的制備方法，該方法包括下列步驟a)制 備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊；b)任選將所述墊做成適當大小；和c)將種子置于所述墊上。
本發(fā)明還涉及種子帶，所述種子帶包含連續(xù)排列在一起的萌發(fā)單
元，該萌發(fā)單元凈皮固定在至少一個拍定運條板(carrierstrip)上，其中所述
單元包含置于萌發(fā)和植物生長基質(zhì)中的種子。
本發(fā)明還涉及種子帶的制備方法，該方法包括下列步驟a)制備
萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊；b)任選將所述墊做成適合于搬運條板的大?。?br> c)將所述墊固定在搬運條板上；和d)將種子置于所述墊上。
此外，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)植物中的用途。 另外，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)草墊(grass mat)中
的用途。
此外，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)萌發(fā)單元中的用途。
另外，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)種子帶中的用途。 在下面的詳細描述中^^開了本發(fā)明的適用范圍。然而，應當了解 的是，只包括了說明優(yōu)選實施方案的詳細描述和具體實施例，根據(jù)以 下詳細描述，保護范圍內(nèi)的各種改動和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言 是顯而易見的。
發(fā)明詳述
下面對本發(fā)明進行了詳細說明，為了解釋本說明書，將應用下列 定義，適當時，所用的單數(shù)術(shù)語也包括復數(shù)，反之亦然。
定義
本文所用"填充材料"是指適用于種子帶的萌發(fā)單元的萌發(fā)和植 物生長材料。
本文所用"萌發(fā)單元"是指包含種子的萌發(fā)和植物生長材料。 本文所用"種子帶"是指成排放在搬運材料上多個連續(xù)的萌發(fā)單元。本文所用"磨碎稻殼材料"是指每粒稻殼被磨碎成兩顆或更多顆 大體上較細碎的碎片或顆粒。
本發(fā)明的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)可用來代替土壤、泥炭苔、蛭石、 巖棉等。它還可單獨或與上述其它合適的材料組合用作土壤改良劑或 添加劑。此外，它還可用于栽培溫室農(nóng)作物(例如番茄等)的集成生長 系統(tǒng)。由于環(huán)境原因，正在尋找被商業(yè)植物育種人員廣泛使用的泥炭 苔的良好替代品。多種基于植物的材料由于纖維素含量高而未被采 用。曾經(jīng)考慮過例如椰子纖維等替代品，但是由于該材料質(zhì)地不均勻 以及化學性質(zhì)易改變而難以使用。
在世界各地生產(chǎn)食用大米時，產(chǎn)生出作為廢料的稻殼，因此可以 非常容易并且以低成本獲得稻殼。因此，即使必須進行清洗過程，本 發(fā)明的處理稻殼材料的生產(chǎn)成本仍然低廉。處理稻殼材料天然具有較
低的pH(pH5.3)。這是一個很低的數(shù)值，但卻不會以負面的方式影響 萌發(fā)，相反，這樣低的pH值可防止發(fā)芽種子受到某些有危險的真菌 菌林或微生物的侵染。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及包含處理稻殼材料的萌發(fā)和植物 生長基質(zhì)，其中所述稻殼材料當用作單獨基質(zhì)時支持萌發(fā)和植物生 長，其中所述稻殼材料實際上完全沒有異抹克生物質(zhì)。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述 稻殼材料選自磨碎稻殼、完整稻殼或基本完整稻殼或其混合物。
因此，本發(fā)明的方法任選還包括將稻殼材料在其洗滌之前或之后 碾磨的步驟。通過稻殼在洗滌之前因碾磨所增加的表面積可有助于去 除異林克生物質(zhì)。另一方面卻是較難以將經(jīng)處理的稻殼干燥。因此任 選的碾磨步驟的合適時間可取決于實際環(huán)境情況。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述 磨碎稻殼材料的大小介于1 pm和5 mm、 1 (im和4 mm、 1 [am和3 mm、 1 [im和2 mm或1 和1 mm之間。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述基質(zhì)包含大于1%、大于10%、大于20%、大于30°/。、大于40%、大 于50%、大于60%、大于70%、大于80%、大于90%或100%的稻殼材料。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，其中 洗滌在任選包含選自以下添加劑的水基溶液中進行有機酸或無機 酸、有機堿或無機堿、表面活性劑和粘合劑。根據(jù)本實驗，使用普通 自來水而不加入其它成分似乎是可行的。然而，這一般需要相當長的 時間來進行處理。優(yōu)選的添加劑是常用的能夠降低含水洗液表面張力 的表面活性劑。如實施例2中所證實的一樣，這可顯著縮短處理時間， 這完全是因稻殼表面得到更好的濕潤所致。
可以在進行制備期間的每個步驟中攪拌或搖動稻殼材料，或者無 需攪拌或搖動稻殼材料。有時，可將材料保留在容器中保溫所需要的 一段時間而無需攪拌，或者按規(guī)定的間隔不時攪拌材料或連續(xù)攪拌材料。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中洗滌在任選包含選自以下添加劑的水基溶液中進行有機酸或無機 酸、有機石威或無機-咸、表面活性劑和粘合劑，其中所述水基溶液選自 熱水、冷水或蒸汽水。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中洗滌在任選包含選自以下添加劑的水基溶液中進行有機酸或無機 酸、有積〃喊或無枳J咸、表面活性劑和粘合劑，其中所述有機酸選自 HN03、 H2S04、 HC1、 HBr、 HI和HC104。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中洗滌在任選包含選自以下添加劑的水基溶液中進行有機酸或無機酸、有機-威或無扭i堿、表面活性劑和粘合劑，其中所述表面活性劑選
自皂和其它常用的表面活性劑。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其
中洗滌在任選包含選自以下添加劑的水基溶液中進行有機酸或無機
酸、有才;w成或無才;u堿、表面活性劑和粘合劑，其中所述粘合劑是選自
以下的陽離子粘合劑EDTA和EGTA.。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中所述方法還包括將稻殼材料加熱的步驟。
加熱可發(fā)生在洗滌步驟之前、期間或之后。加熱可促進抽提出異 林克生物質(zhì)，并除去未處理稻殼材料上存在的蠟質(zhì)層。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中所述方法還包括將稻殼材料加熱的步驟，且其中采用的加熱溫度為 至少50°C、至少60°C、至少70°C、至少80°C、至少9(TC或至少100°C。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中所述方法還包括碾磨稻殼材料的步驟。
該材料可通過任何普遍可獲得的方法進行碾磨，例如用錘磨機、 切碎機等進行碾磨，這取決于所需要的稻殼材料大小。材料大小對例 如最終基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和保水能力有影響。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備處理稻殼材料以獲得萌發(fā)和 植物生長基質(zhì)的方法，其中所述方法包括洗滌稻殼材料的步驟，且其 中所述方法還包括將稻殼材料在其洗滌之后干燥的步驟。
干燥方法可通過任何普遍已知的方法提供，例如滴干；離心；任 何干燥設(shè)備；暴露于任何熱源，例如日光、熱風、微波中；或其任何 組合。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及包含處理稻殼材料的萌發(fā)和植物 生長基質(zhì)墊，其中所述稻殼材料當用作單獨基質(zhì)時支持萌發(fā)和植物生 長。
提供額外萌發(fā)和生長促進或有利作用的其它確定物質(zhì)。這類物質(zhì)可選
自蛭石、珍珠巖、沸石、纖維素材料(例如木纖維或木粉)、泥炭蘚、 粘粒、礦物纖維例如巖棉等物質(zhì)、農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑、 病毒(virae)、細菌、真菌(例如木霉)、真菌孢子、蟲卯(例如捕食線蟲 (predatorynematode))、肥料、酶、動物驅(qū)避劑、激素、pH調(diào)節(jié)劑、粘 合劑(例如聚乙烯醇、聚乙二醇或其它植物相容性粘合劑)、碳、微量 元素(例如鉬)、硅藻土(kiselguhr)、表面活性劑、吸水物質(zhì)(例如超吸收 性聚合物(SAP)、羧甲基纖維素(CMC)和二氧化硅)。還可以使用以微 膠嚢化形式獲得的若干種物質(zhì)。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊的方 法，該方法包括下列步驟a)制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)；b)向a)的萌 發(fā)和植物生長基質(zhì)中加入粘合劑得到混合物；c)使該混合物沉降在表 面上；和d)任選將該混合物加熱，其中粘合劑選自雙組分纖維、聚 乙酸乙烯酯(PVA)、水基膠、熱熔膠和蠟。
雙組分纖維是具有聚交酯(PLA)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙 烯(PP)等芯材以及熔解溫度低于纖維芯的熱塑性材料外層或涂層的纖 維。在受控加熱時，纖維的外層變粘，使稻殼材料之間粘接起來從而 促使形成萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。雙組分纖維的含量可占總含量的 2-20%、 2-15%、 2-10%、 2畫5%、 5-20%、 5-15%、 5畫10%之間、伊C選6%。 雙組分纖維的長度可介于1-10 mm、 1-8 mm、 1-6 mm或l-4mm之間。
可以在制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊期間采用高溫。在一些情況 下，溫度介于90。C和160。C之間，在一些情況下介于130。C和150°C 之間。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，溫度取決于所選用的雙組
分纖維?？梢杂糜谥苽浔景l(fā)明的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊的 一種方法是采
用氣流鋪置干成形法(air-laid dry forming process)， 參見 WO 2005/042859 (Formfiber Denmark; Andersen)。
稻殼材料的質(zhì)地為采用簡易方法制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊提 供了可能性?？梢酝ㄟ^將處理稻殼材料與粘合劑 一起沉降到可移動/ 旋轉(zhuǎn)篩上，任選用薄的過濾材料覆蓋，來制備所述墊?？梢栽诤Y下連 接抽吸裝置以促進沉降。所述墊可以按整塊使用，或者做成較小的單 元?？赏ㄟ^切開或折斷來做成較小的單元?？梢酝ㄟ^溝槽(groove)或工 具痕(tool mark)輔助折斷本發(fā)明的基質(zhì)墊?？赏ㄟ^在該墊材料沉降過 程中加上分隔片/板和間隔片/板來形成這類溝槽，將所述片/板放置在 略高于篩的位置上，以便使材料連在一起并形成有溝槽的整塊墊。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊的方 法，該方法包括下列步驟a)制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)；b)向a)的萌 發(fā)和植物生長基質(zhì)中加入粘合劑得到混合物；c)使該混合物沉降在表 面上；和d)任選將該混合物加熱，其中粘合劑選自雙組分纖維、聚 乙酸乙烯酯(PVA)、水基膠、熱熔膠和蠟，且其中雙組分纖維選自 聚交酯(PLA)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
使用天然未處理的稻殼材料作為單獨材料用于植物栽培一直未 取得成功。這可以部分解釋為所述稻殼材料中存在異林克生物質(zhì)(他感 化合物)，部分解釋為由稻殼材料防水層導致保水能力差。然而，稻殼 灰分、陳化稻殼、稻殼堆肥和磨碎稻殼已被用作改善土壤質(zhì)地的土壤 改良劑。
然而，本發(fā)明的包含處理稻殼材料的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)可以用 于與植物生產(chǎn)有關(guān)的多個目的。該基質(zhì)可作為未板結(jié)的*碌和/或疏松 的顆粒直接使用，或者在做成如本申請所述基質(zhì)墊之后才使用。例如， 當用作盆缽(pot)、育苗盤(tray)等中的土壤或土壤樣物質(zhì)替代品時，松 散和/或疏松的顆?？筛菀椎胤植?，而用于生產(chǎn)萌發(fā)單元、種子帶等 時，則可有利地利用本發(fā)明的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)植物 中的用途。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)萌發(fā) 單元中的用途。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)種子 帶中的用途。
包含處理稻殼材料的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)可以用作萌發(fā)單元和 種子帶中的填充材料。這類填充材料可以是散裝材料的形式或是墊的 形式。因此，可以適于萌發(fā)和植物生長的選自以下的任何物理形狀提
供基質(zhì)墊、塊、細顆?；虼诸w粒，其形狀可滲到狹窄空間和/或固定 在搬運帶(carriertape)上。萌發(fā)單元和種子帶的制備方法記載于本發(fā)明 的發(fā)明人的數(shù)個專利申請中，例如US 6,578,317和US 6，701，664。
在一個實施方案中，本發(fā)明涉及萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)草墊 中的用途。
本發(fā)明的處理稻殼材料可用來生產(chǎn)用于高爾夫球場、運動場和花 園等的草墊?？蓪⒉莘N子直接撒在磨碎稻殼材料或整粒稻殼材料中， 或者可將種子置于稻殼材料墊中。在整個期間需要時，加水施肥。一 旦草根發(fā)育，它們便可穿透稻殼材料并形成網(wǎng)狀，使得稻殼材料墊的 使用變得不重要起來。最后，當該草墊達到所需植物密度時，便可做 成合適的長度，巻起或折疊，然后運輸?shù)侥康牡亍Ｔ跍蕚浜靡圃灾埃?生長在土壤上的草墊可能需時長達6個月，生長在泥炭苔的草墊可能 需時長達2個月。在準備好移栽之前，生長在本發(fā)明的萌發(fā)和植物生 長基質(zhì)中的草墊只需要大約1個月。移栽的時間由要巻起和運輸給客 戶的所述草墊的身見格來決定。本發(fā)明的草墊可任選在網(wǎng)狀物存在時生 長，出于環(huán)境原因，該網(wǎng)狀物可以是生物可降解的。網(wǎng)狀物為草墊提 供了額外的強度，因此利于縮短移栽的時間。
實施例下面通過下列不以任何方式進行限制的實施例，對本發(fā)明進行說明。
實施例l:處理稻殼材料的制備。
將剛好使稻殼材料濕潤的少量水加到磨碎稻殼材料(粒徑介于0-2 mm之間)中。保溫兩天后，取出少部分浸泡過的稻殼材料，在材料干 燥后，用少量自來水洗滌一次。以每兩天的間隔重復該步驟，直到取 得5份樣品。
將樣品l-5放到單獨的淺塑料育苗盤中，將25粒萵苣種子和25 粒青花椰菜種子播種到每個育苗盤中后，澆水。
結(jié)果:樣品l中沒有種子萌發(fā)，樣品2中僅少數(shù)種子萌發(fā)，而樣 品3、樣品4和樣品5中的種子(分別浸泡6天、8天和10天)則全部 萌發(fā)。
因此，在一個優(yōu)選的實施方案中，處理稻殼材料在水中浸泡約6-8 天。實施例3-10中所用的處理稻殼材料全都按此方法進行處理。
實施例2:使用表面活性劑制備處理稻殼材料。
在裝有12 L整粒稻殼材料的桶中加入2 L表面活性劑一水溶液 (0.5 g/1 Lisapol ),攪拌材料。在室溫下保溫15分鐘后，加入不含表 面活性劑的水直到覆蓋住稻殼材料。劇烈攪該拌材料30秒鐘。然后 將該材料轉(zhuǎn)移到網(wǎng)中滴干。將裝材料的網(wǎng)以1000 rpm離心。然后將濕 潤的材料碾磨成介于0-2 mm之間的大小。將處理稻殼材料分裝到各 個育苗盤中，將甘藍種子播種到其中。
Lisapol (可獲自Syngenta)是降低表面張力的烷基乙氧基化物型 表面活性劑。
結(jié)果:甘藍植物能夠在表面活性劑處理過的稻殼材料中生長，而 不能在未處理稻殼材料中生長，即使在種子澆水期間加入表面活性劑 也不能生長?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是，如果含水洗液含有表面活性劑，則本發(fā)明方法在明顯較短的時間內(nèi)也能取得令人滿意的結(jié)果。
實施例3:應用處理稻殼材料作為萌發(fā)和植物生長基質(zhì)一與未處理稻 殼材料的比較。
為了測試萵苣和青花椰菜以外的其他種子，用以下植物的種子進 行了萌發(fā)實驗萵苣(丸衣)、洋蔥(棵露和薄膜衣)、豌豆(棵露)、辣椒 (棵露和丸衣)、甘藍(棵露和薄膜衣)、甜菜(未處理和丸衣)、番茄(丸衣 和凈果露)和大丁草。
將上述植物的種子播種到如實施例1中所述方法處理過的稻殼材 料或者播種到未處理稻殼材料中。
結(jié)果:在處理稻殼材料中所有被測種子均萌發(fā)良好，但是在未處 理稻殼材料中不萌發(fā)。對于番茄、辣椒和黃瓜植物等，則各需要大約 IO升的處理稻殼材料。
實施例4:使用熱熔體作為粘合劑制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。
將實施例1的碾磨過的處理稻殼材料與4.5%熱熔體材料(得自 Schaetti, CH)相混合。將混合物平鋪在表面上后，放到溫度為120°C 的加熱爐中。使該材料冷卻后，制成萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。
將萵苣和青花椰菜的種子播種在該墊以及用該墊作填充材料的 萌發(fā)單元/種子帶上。平行地，將種子播種到由蛭石和本領(lǐng)域已知的雙 組分纖維制成的墊上。
結(jié)果:所有被測種子均萌發(fā)良好?？捎^察到生長在如上所述的植
實施例5:使用蠟作為粘合劑制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。
將得自Beyersdorf的低熔點蠟在珠狀蠟被磨成粉后放入冰箱中直 到冷凍。將6-7%蠟4分與得自實施例1的碾磨過的處理稻殼材料相混 合。將混合物平鋪在表面上后，放入溫度為120。C的加熱爐中。使該 材料冷卻，制成萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。將萵苣和青花椰菜種子播種到該墊以及播種到用該墊作為填充 材料的萌發(fā)單元/種子帶。平行地，將種子播種在由蛭石和本領(lǐng)域已知
的雙組分纖維制成的墊上。
結(jié)果:所有被測種子均萌發(fā)良好?？捎^察到生長在如上所述的植
實施例6:使用PVA水基膠作為粘合劑制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊。
結(jié)合專門的兩步粘合技術(shù)對PVA水基膠進行了測試。為此，實 施例1的處理稻殼材料不必是干燥的。使用新鮮從離心機(1000 rpm) 得到的濕材料。第一步驟是將約15%材料與PVA膠懸浮液TL7.1 (得 自Stockhausen, DE)混合直到所有材料都被膠覆蓋。然后，將這一部 分與所有剩余的最后85%小心地混合?；旌虾?，將材料放到略》文平的 篩上，然后用從上吹入材料的熱風進行干燥。這被證明十分有效。如 上所述的簡易粘合技術(shù)可以快速進行，而且不需要許多昂貴的機器。
將萵苣和青花椰菜種子播種到該墊以及播種到用該墊作為填充 材料的萌發(fā)單元/種子帶上。平行地，將種子播種在由蛭石和本領(lǐng)域已 知的雙組分纖維制成的墊上。
結(jié)果:所有被測種子均萌發(fā)良好?？捎^察到生長在如上所述的植
實施例7:作為生長基質(zhì)的處理稻殼材料和蛭石之間的比較一使植物 干枯。
栽培人員常常將青花椰菜和萵苣植物移栽到完全干的土壤中，然 后使植物干枯，在澆水前使其干枯長達數(shù)小時。測試了最初生長在稻 殼或蛭石中的萵苣植物如何經(jīng)受住這樣的條件。
將萵苣植物種子播種在蛭石或?qū)嵤├?的處理稻殼材料中。使它 們生長直到每4朱^i物都長出4片真葉。
將兩個大的淺塑料箱裝滿干土，所述土壤是在屬于Agro Chacon的田間收集的，之前用于種植萵苣，在每個塑料箱中種上分別生長在 蛭石中的15抹植物和生長在處理稻殼材料的15抹植物。在接下來的
4小時內(nèi)，將塑料箱放在充足日光下，暴露在非常多風的條件下，土 壤溫度介于22。C-26。C。 1號箱中的植物在移栽后立即澆水。2號箱中 的植物在4小時20分鐘后才澆水。
結(jié)果:2號箱中植物的葉片在澆水時已喪失幾乎所有的水壓。1 小時后，葉片恢復大部分壓力。1號箱中的植物看起來較好。次日， 仍能觀察到差異，雖然差異不顯著。
箱子是由透明塑料制成的，因此，可對根部進行研究。預料不到 的是，最初在處理稻殼材料中生長的植物發(fā)育出更好(更多分支)的有 更多根末稍的根系。然而，沒有觀察到最初生長在蛭石中的植物與最 初生長在處理稻殼材料中的植物之間在土壤以上部分(莖和葉)有明顯 差異。
移栽后5天，仍可觀察到土壤以上植物的組成部分有較小差異。 最后，移栽后一周，觀察到與最初生長在蛭石中的植物相比，最
初生長在處理稻殼材料中的植物沒有明顯差異。所有植物都生長出白
色堅實的主才艮。
實施例8:萌發(fā)單元/種子帶中作為填充材料的處理稻殼材料和蛭石之 間的比較。
制備包含由蛭石或本發(fā)明的處理稻殼材料制成的填充材料的種 子帶。將青花椰菜和萵苣種子播種到填充材料中。種子帶放到接近水 的地方，使之生長。
結(jié)果:不"^侖是在蛭石中生長還是在本發(fā)明的處理稻殼材料中生 長，都未發(fā)現(xiàn)任何差異。所有植物看起來都十分茁壯，呈墨綠色，長 出白色根系，同蛭石或處理稻殼材料混植得十分良好。當所有植物都 長出2.5片真葉時，就準備移栽了。此外，在兩個材料中都無可檢測 真菌。將一些萵苣植物移栽到正常土壤中。兩天后，許多根都伸到萌發(fā) 單元以下的土壤中，植物能夠從周圍土壤中獲得水分和養(yǎng)分。未觀察 到最初在蛭石中生長的植物與在稻殼材料中生長的植物有任何差異。
因此，處理稻殼材料是萌發(fā)單元/種子帶中非常合適的填充材料， 支持青花椰菜和萵苣植物的生長與蛭石支持的一樣好。
實施例9:應用處理稻殼材料生產(chǎn)草墊。
將本發(fā)明的處理稻殼材料分撒成10+mm的薄層，將草種子播在 其中，并澆水。
結(jié)果:在第9天，發(fā)育成濃密的"草綠色"草毯。4-6周后，草 的根部發(fā)育成網(wǎng)狀，使得可將草墊移動/巻起來。移栽到土壤中后2天， 草墊中的根已伸到土壤中。
實施例10:處理稻殼材料作為常用生長基質(zhì)的替代品。
將處理稻殼材料分撒到塑料育苗盤(4x50x60 cm, Antonio Zamora) 228個孔的半數(shù)孔中。將泥炭苔與粘土相混合的商用生長基質(zhì)(得自 Pindstrup， DK)分撒在另一半數(shù)的孔中。將青花椰菜種子播到所有孔 中。在室內(nèi)開始萌發(fā)，3天后，將育苗盤放到室外充足日光下。
結(jié)果:所有種子均萌發(fā)，種葉變得明顯。這就表明處理稻殼材料 可用作泥炭苔的替代品用于植物在已知系統(tǒng)中生長。
以上對本發(fā)明的描述表明，可以各種方式對本發(fā)明做改動是顯而 易見的。這些改動不得視作偏離了本發(fā)明的范圍，對本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言顯而易見的是，所有這樣的修改都包括在隨附權(quán)利要求書的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由稻殼材料制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)的方法，所述萌發(fā)和植物生長基質(zhì)用于對來自水稻的異株克生物質(zhì)抑制敏感的植物的萌發(fā)和生長，并通過對稻殼材料進行處理而去除掉異株克生物質(zhì)，其中所述稻殼材料用含水洗液洗滌。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中通過洗滌去除掉所述異林克生物質(zhì)， 得到實際上完全不含異林克生物質(zhì)的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，所述萌發(fā) 和植物生長基質(zhì)作為單獨基質(zhì)用于對來自水稻的異抹克生物質(zhì)抑制 敏感的植物的萌發(fā)和生長。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述含水洗液含有一種或多種表面活 性劑。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中所述方法還包括將稻殼材庫+力口熱的步驟。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中所述方法還包括將稻殼材料在其洗滌 之前或之后碾磨的步驟。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中所述方法還包括將稻殼材料在其洗滌 之后干燥的步驟。
7. 權(quán)利要求1的制備處理稻殼材料的方法，其中所述方法包括下 列步驟a. 將稻殼材料置于含水洗液中；b. 部分或完全除去含水洗液；和c. 任選碾磨稻殼材料。
8. 權(quán)利要求1的制備處理稻殼材料的方法，其中所述方法包括下 列步驟a. 將稻殼材料與表面活性劑的水溶液相混合使之濕潤；b. 將混合物保溫；c. 再次加入水；d. 通過攪拌，洗滌所得混合物；e. 部分或完全除去含水洗液；和f. 任選碾磨稻殼材料。
9. 權(quán)利要求1的方法，其中所述處理稻殼材料的基質(zhì)以適于萌發(fā) 和植物生長的選自以下的物理形狀提供墊、塊、細顆?；虼诸w粒， 其形狀可滲到狹窄空間和/或固定在搬運帶上。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中所述物理形狀是墊，該方法包括下 列步驟a. 用含水洗液洗滌稻殼材料以去除異林克生物質(zhì)；b. 將粘合劑加到步驟a)中獲得的經(jīng)洗滌的稻殼材料以得到混合物；c. 使所述混合物沉降在支持表面上；和d. 任選將所述混合物加熱。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中所述粘合劑選自雙組分纖維、聚 乙酸乙烯酯(PVA)、水基;i交、熱熔膠和蠟。
12. 權(quán)利要求11的方法，其中所述雙組分纖維選自聚交酯 (PLA)、聚酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。
13. 權(quán)利要求9的方法，其中所述物理形狀是萌發(fā)和植物生長基 質(zhì)塊，該方法包括下列步驟制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)墊，該方法包括步驟a-d:a. 用含水洗液洗滌稻殼材料以去除異抹克生物質(zhì)；b. 將粘合劑加到步驟a)中獲得的經(jīng)洗滌的稻殼材料以得到混合物；c. 使所述混合物沉降在支持表面上；d. 任選將所述混合物加熱； 然后e. 將所述墊分成適當大小的塊。
14. 權(quán)利要求9的方法，其中所述物理形狀是帶，該方法包括下列步驟制備萌發(fā)和植物生長基質(zhì)塊，該方法包括步驟a-d:a. 用含水洗液洗滌稻殼材料以去除異抹克生物質(zhì)；b. 將粘合劑加到步驟a)中獲得的經(jīng)洗滌的稻殼材料以得到混合物；c. 使所述混合物沉降在支持表面上；d. 任選將所述混合物加熱； 然后e. 將所述墊分成適當大小的塊；和f. 將所述塊固定在搬運條板上。
15. 權(quán)利要求9-14中任一項的方法，該方法還包括以下步驟在 合適的步驟中，將一種或多種種子等適于生長的植物組成部分、任選 輔助劑以及萌發(fā)和生長促進劑加入到指定物理形狀的處理稻殼材料 中。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中在墊制備時進行所述加入。
17. 權(quán)利要求15的方法，其中在墊被分成適當大小的塊后向每一 塊中進行所述加入。
18. 權(quán)利要求15的方法，其中在塊被固定在搬運條板上后向每一 塊中進行所述加入。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法獲得的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，該基質(zhì) 實際上完全不含異林克生物質(zhì)，并且作為單獨基質(zhì)用于對來自7jc稻的 異抹克生物質(zhì)抑制敏感的植物的萌發(fā)和生長。
20. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述稻殼材料選自 磨碎稻殼、完整稻殼或基本完整稻殼或其混合物。
21. 權(quán)利要求20的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述磨碎稻殼材料 的大小介于1 (im和5 mm之間。
22. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述處理稻殼材料 基質(zhì)呈適于萌發(fā)和植物生長的選自以下的物理形狀墊、塊、細顆?；虼诸w粒，其形狀可滲到狹窄空間和/或固定在拍義運帶上。
23. 權(quán)利要求22的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其中所述基質(zhì)還包括一 種或多種種子等適于生長的植物組成部分、任選輔助劑以及萌發(fā)和生 長促進劑。
24. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其為萌發(fā)單元形式，所 述萌發(fā)單元中的基質(zhì)還包括種子等適于生長的植物組成部分，且所述 萌發(fā)單元可以單獨的或粘結(jié)在一起的種子帶形式獲得。
25. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)，其為種子帶形式，所述 種子帶還包括連續(xù)排列的固定在至少一塊搬運條板上的萌發(fā)單元，其 中所述單元包含置于萌發(fā)和植物生長基質(zhì)中的種子。
26. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)植物中的用途。
27. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)萌發(fā)單元中的用途。
28. 權(quán)利要求19的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)種子帶中的用途。
29. 權(quán)利要求19的的萌發(fā)和植物生長基質(zhì)在生產(chǎn)草墊中的用途。
全文摘要
本發(fā)明開發(fā)出用作支持萌發(fā)和植物生長的基于稻殼材料的基質(zhì)。這類實際上完全不含異株克生物質(zhì)的材料可以單獨使用或者作為添加劑使用。本發(fā)明還提供無土萌發(fā)和植物生長基質(zhì)的基礎(chǔ)，所述基質(zhì)是價格便宜的輕質(zhì)材料。
文檔編號A01G9/10GK101616576SQ200780042830
公開日2009年12月30日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者P·H·阿姆(已故) 申請人:本特產(chǎn)品有限公司