專利名稱：一種復(fù)合型營養(yǎng)種植砂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于砂種植領(lǐng)域，具體涉及一種可直接用于種植的保水、保肥的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂及含有該種植砂的砂種植結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
沙漠化現(xiàn)象是一種自然現(xiàn)象，是由于地球干燥帶移動(dòng)所產(chǎn)生的氣候變化導(dǎo)致局部地區(qū)沙漠化。而且，隨著全球氣候的日益惡劣及人口快速增長帶來的土地被過度開發(fā)及耕種、畜牧，導(dǎo)致全球沙漠化進(jìn)程越來越快，可種植耕地日益減少，農(nóng)牧生產(chǎn)能力持續(xù)下降。尤其對(duì)于我國這樣一個(gè)地少人多的國家而言，日益發(fā)展的沙漠化進(jìn)程導(dǎo)致農(nóng)用及可種植土壤的減少而帶來的負(fù)面影響是致命的。農(nóng)用及可種植土壤的日益減少，直接導(dǎo)致糧食及農(nóng)作物產(chǎn)量下降，這主要是由于目前的農(nóng)糧產(chǎn)品及蔬果種植業(yè)中，主要依靠的是土壤的粘附里及凝聚保水、保肥能力，將施加至種植物的水分及肥·料保持并發(fā)揮效用，而沙漠化后的天然沙粒則因?yàn)楸砻孑^為光滑以及沙粒彼此之間的粘附能力較差而使得其不具有保水、保肥的能力，而無法用于種植之用。目前，農(nóng)學(xué)家們對(duì)于日益沙漠化的治理，除了一直致力于開發(fā)沙漠種植、集中于在沙漠中進(jìn)行防滲或防風(fēng)處理、減弱沙土遷移、提升沙漠成活率外，也致力于開發(fā)一些可應(yīng)用于日常農(nóng)業(yè)種植的有保水、保肥功能的種植沙子，以期待一方面可以改善農(nóng)用土壤日益減少帶來的困境，同時(shí)也有助于提高日益積聚的沙子的利用效率。中國專利CN102159667A公開了一種沙子凝聚體，所述沙子凝聚體包括由有機(jī)廢棄物或副產(chǎn)品粉末以及土壤微生物混合后，并與沙子混合使得土壤微生物接種到沙子上，利用供給的水分使得土壤微生物繁殖，利用其菌絲使有機(jī)廢棄物或副產(chǎn)品粉末與沙子凝聚。該發(fā)明所述的沙子凝聚體在適當(dāng)對(duì)混有土壤微生物的有機(jī)廢棄物粉末和沙子進(jìn)行混合的狀態(tài)下供給水分來進(jìn)行凝聚時(shí)，不僅能夠防止隨風(fēng)揚(yáng)沙的現(xiàn)象，還能夠供給養(yǎng)分，從而可以對(duì)沙地進(jìn)行草原化或在沙地栽培各種莊稼和樹木?；煸谏匙又械挠袡C(jī)廢棄物粉末可以起到基肥的作用而促進(jìn)植物根系的生長，該專利所述的沙子凝聚體在種植用時(shí)也可以外加肥料從而使沙地持續(xù)保肥。但該發(fā)明中對(duì)于沙子的處理，采用的是一般的簡單混合處理，直接將有機(jī)廢棄物或副產(chǎn)品粉末以及土壤微生物混合并接種至沙子上，在有微生物存在下利用微生物的凝聚作用可以實(shí)現(xiàn)沙子之間的粘附力，減少因風(fēng)沙流動(dòng)導(dǎo)致的沙土流失，該發(fā)明所述的沙子凝聚體更多的是應(yīng)用于沙漠種植中防止流失所采用的措施，而對(duì)于日常種植之用時(shí)需要的保水保肥的性能，微生物之間的粘附力則并不適用，而且所述沙子并未經(jīng)過任何預(yù)處理，其光滑的外表面能否適用于微生物接種吸附以及吸附能力如何也有待商榷，因此該沙子凝聚體并不適用于日常種植中以沙子為主要種植體的種植之用，因此，對(duì)于大規(guī)模的推廣沙子種植技術(shù)仍有很大的局限性。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中天然沙粒不適用于日常種植技術(shù)的問題，進(jìn)而提供一種有助于保水、保肥、可適用于日常種植之用的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂包括多孔砂球以及從內(nèi)之外依次包覆于所述多孔砂球表面的微生物菌膜和營養(yǎng)膜，所述多孔砂球?yàn)橛商烊簧沉Ｅc至少包含有親水性粘結(jié)劑的粘結(jié)劑粘結(jié)而成的具有多孔結(jié)構(gòu)的砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成適宜吸附的孔隙。所述的粘結(jié)劑既可以全部是親水性粘結(jié)劑也可以部分是親水型粘結(jié)齊U，除親水性粘結(jié)劑外的其他粘結(jié)劑優(yōu)選樹脂型粘結(jié)劑。所述天然沙粒為粒徑相同或相近似的沙粒。所述天然沙粒的粒徑為40-70目。 相鄰所述天然沙粒之間的孔隙為50-300 μ m。所述砂球的直徑為0.l_2cm。所述粘結(jié)劑占所述天然沙粒的重量份數(shù)的20-30%。所述親水性粘結(jié)劑占粘結(jié)劑總量的30-60%。所述親水性粘結(jié)劑為親水性樹脂粘結(jié)劑。所述親水性樹脂粘結(jié)劑為側(cè)鏈含有親水性羧酸鹽、磺酸鹽、銨鹽、羥基或主鏈含有非離子型親水鏈段的環(huán)氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸樹脂中的一種或幾種。具體的，所述親水性粘結(jié)劑的選擇可以參照中國專利文獻(xiàn)CN1966861A中所公開的內(nèi)容進(jìn)行選擇。

所述微生物菌膜為適宜目標(biāo)種植植物生長的微生物菌種負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的膜。所述微生物菌種包括固氮菌和聚磷菌。所述營養(yǎng)膜為適宜于目標(biāo)種植植物生長的營養(yǎng)液負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的膜。所述營養(yǎng)膜的厚度為10-200 μ m。所述目標(biāo)種植植物包括以莖葉和根系作為果實(shí)的植物。本發(fā)明還公開了一種制備上述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂的方法，包括如下步驟:
(O制備多孔砂球:將天然沙粒篩分后選擇合適粒徑的天然沙粒與選定的粘結(jié)劑進(jìn)行混合均勻使二者充分接觸并粘結(jié)形成砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成適宜吸附的孔隙；
(2)微生物菌膜負(fù)載:將步驟(I)中得到的多孔砂球以及適宜目標(biāo)種植植物生長的微生物菌種混合均勻使二者充分接觸，將微生物負(fù)載于所述砂球表面得到形成微生物菌膜得到負(fù)載砂球；
(3)配制營養(yǎng)液:按照目標(biāo)種植植物的生長需要配制適宜目標(biāo)種植植物生長需要的營養(yǎng)液組份；
(4)營養(yǎng)膜負(fù)載:將步驟(2)中得到的負(fù)載砂球浸入步驟(3)中配制的營養(yǎng)液中富集培養(yǎng)，得到掛膜砂球；
(5)將步驟(4)中得到的所述掛膜砂球干燥即得所需的種植砂。所述步驟(2)中，所述多孔砂球與所述微生物菌種的重量份比為50-200:1。所述步驟(4)中，所述負(fù)載砂球與所述營養(yǎng)液的重量體積比為10_30g/L。本發(fā)明還公開了一種砂種植結(jié)構(gòu):包括種植容器以及鋪設(shè)于所述種植容器內(nèi)的所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂；
所述種植容器由防水透氣顆粒與憎水性粘結(jié)劑粘結(jié)而成，相鄰所述防水透氣顆粒之間形成氣體分子可以透過但液態(tài)水分子不能透過的孔隙。所述孔隙的孔徑為0.001-0.3 mm,優(yōu)選 0.01-0.2 _。所述種植容器的結(jié)構(gòu)及制備方法與材料選擇同中國專利CN202043482U中所公開的盆栽容器的結(jié)構(gòu)、方法以及材料。所述防水透氣顆粒包括骨料顆粒和包覆在所述骨料顆粒上的的疏水性物質(zhì)。所述疏水性物質(zhì)為骨料顆粒的l_8wt%。所述骨料為石英砂、礦渣、陶?；虿Ａ⒅橹械囊环N或其中幾種的混合物；所述骨料的粒徑為0.04-0.85 mm。所述的疏水性物質(zhì)為包覆在所述骨料顆粒上的疏水性樹脂膜，所述疏水性樹脂膜為由疏水性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂及硅樹脂中的一種或多種形成的膜。

所述憎水粘結(jié)劑為含氟環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、含硅環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、有機(jī)硅粘結(jié)劑、聚氨脂、聚脂樹脂及酚醛樹脂中的一種或其中幾種的混合物。所述疏水性物質(zhì)為疏水性樹脂膜，所述疏水性樹脂膜為由疏水性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂及硅樹脂中的一種或多種形成的膜。較佳地，所述疏水性環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂改性環(huán)氧樹月旨、尿醛三聚氰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂改性環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂或硅樹脂改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種；所述疏水性酚醛樹脂為二甲苯改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂或有機(jī)硅改性酚醛樹脂中的一種或多種。并且，如以上所述的疏水性樹脂可以通過如下的方法改性而獲得，具體改性方法為:
將環(huán)氧樹脂，如鄰苯二甲酸酐或馬來酸酐，與油溶性的單體共聚，所述油溶性的單體為:丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，乙基丙烯酸、醋酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、乙烯基磺酸鈉、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的任一種?；蛘撸部梢詫h(huán)氧樹脂接枝改性，形成接枝聚合物；將環(huán)氧樹脂的親水性基團(tuán)，如羥基，與疏水的功能單體發(fā)生反應(yīng)，將其接起來；疏水性的功能單體為:苯甲醛，烷基苯甲醛(一大類)，利用羥基與醛基的反應(yīng)。或者，也可以將環(huán)氧樹脂進(jìn)行取代反應(yīng)，在光照的催化反應(yīng)下，用氯氣參與取代反應(yīng)，將鹵素接到環(huán)氧樹脂上面，以改善疏水性能。另外，所述疏水性樹脂膜中可以加入有固化劑，并且，對(duì)于不同的樹脂加入不同的固化劑，其中，固化劑的選擇具體如下:
對(duì)于縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹月旨、聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂改性環(huán)氧樹脂、尿醛三聚氰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂改性環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂或硅樹脂改性環(huán)氧樹脂，較佳的固化劑為脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、叔胺中的任一種或幾種；
對(duì)于二甲苯改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂或有機(jī)硅改性酚醛樹脂，較佳的固化劑為六次甲基四胺；
對(duì)于有機(jī)硅樹脂而言，較佳的固化劑為二丁基二月桂酸錫或N，N，N’，N’ 一四甲基胍鹽中的任一種或幾種；
對(duì)于疏水性聚氨酯樹脂，其固化劑為甲苯二異氰酸酯TDI和三甲氧芐胺嘧啶TMP的加成物，TDI和含羥基組份的預(yù)聚物及單組份潮氣固化劑、TDI的三聚體。對(duì)于不飽和聚酯(對(duì)苯二甲酸與乙二醇的聚合物)，常溫時(shí)所加入的固化劑為過氧化酮和環(huán)烷酸鈷；加熱時(shí)所加入的固化劑為過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二碳酸酯、二烷基過氧化物、過氧化辛酸叔己酯和過氧化二碳酸雙酯中的一種或幾種。并且，所述的疏水性物質(zhì)還可以為聚四氟乙烯、植物油、硅銅、硅氧烷、烴以及共聚合聚偏氯乙烯中的任意一種或其組合。較佳地，所述烴包括石蠟、煤油、柴油、原油、石油餾出物、溶劑油及脂族溶劑中的任意一種或其組合。其中，所述疏水性物質(zhì)為涂覆于所述骨料顆粒上，并且將所述疏水性物質(zhì)涂覆于所述骨料顆粒上的方法為噴霧、浸潰或浸泡骨料顆粒于疏水性物質(zhì)的液體溶液中以化學(xué)涂覆骨料顆粒；或者為應(yīng)用疏水性物質(zhì)的薄膜片材涂覆到骨料顆粒中；或者為將加熱的骨料顆粒放置于疏水性物質(zhì)中 ，熔融疏水性物質(zhì)到骨料顆粒；或者為電鍍、等離子噴涂、濺射、流化及粉末涂覆的方式將疏水性物質(zhì)涂覆到骨料顆粒上。本發(fā)明同時(shí)公開一種制備所述種植容器的方法，包括以下步驟:
a.將骨料顆粒與憎水粘結(jié)劑混合后倒入攪拌機(jī)攪拌均勻；
b.將包覆憎水粘結(jié)劑的骨料顆粒倒入盆栽成型模具；
c.固化成型脫模即可得到所述種植容器。優(yōu)選地，所述的骨料顆粒包覆有疏水性物質(zhì)。所述步驟c所述的固化成型的條件是在5_120°C放置1-48小時(shí)，優(yōu)選為在常溫下放置2-4小時(shí)。本發(fā)明所述的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明所述的種植砂利用現(xiàn)有天然沙子經(jīng)過親水性粘結(jié)劑的粘結(jié)完成造孔操作，使得相鄰天然沙粒之間形成的50-300 μ m的孔隙，適用且有助于外界有益成分負(fù)載于砂球表面的孔隙內(nèi)，利用砂球的多孔性能有效保持營養(yǎng)肥料，因此可以將適宜于植物生長尤其是適宜于目標(biāo)種植植物生長所需的肥料等營養(yǎng)物質(zhì)通過掛膜負(fù)載于所述孔隙中及表面處，形成可供給肥料的種植砂，不僅為植物生長提供必需的肥料養(yǎng)分，同時(shí)有效避免了肥料隨水分流失而損失的情況，有助于增大肥料的利用率；
2、以現(xiàn)有資源中難于保水保肥、難于種植利用的天然沙粒進(jìn)行活化造孔以及營養(yǎng)膜負(fù)載處理，使得天然沙?？梢杂糜谌粘７N植之用，有助于緩解日益嚴(yán)重的沙漠化導(dǎo)致的可種植土壤減少帶來的農(nóng)作物種植困難；
3、本發(fā)明所述的種植砂負(fù)載有對(duì)植物生長有利的營養(yǎng)成分，可以直接作為肥料使用，也可以作為肥料流失后對(duì)植物生長的補(bǔ)給肥料使用，使得本發(fā)明所述的種植砂進(jìn)行作物培育，肥料的保肥時(shí)間延長，有效利用率提高，保證植物良好生長；
4、本發(fā)明所述的種植砂同時(shí)負(fù)載有對(duì)植物生長有利的微生物菌種膜和營養(yǎng)成分膜，同時(shí)利用了微生物菌種對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的分解及發(fā)酵性能，使得本發(fā)明所述的種植砂進(jìn)行作物培育，肥料的吸收性能更加好，肥料的保肥時(shí)間延長，有效利用率提高，有益于植物的生長；
5、負(fù)載于所述種植砂空隙及表面的微生物菌膜，利用微生物彼此之間的粘附作用以及微生物自身對(duì)營養(yǎng)液的吸附及富集作用，使得對(duì)營養(yǎng)膜的吸附能力增強(qiáng)，也有助于營養(yǎng)液的掛膜，有助于營養(yǎng)成分的負(fù)載；
6、本發(fā)明所述的種植砂選用粒徑相同或相近似的沙粒進(jìn)行粘結(jié)造孔，有利于得到空隙均勻的砂球，使得所述種植砂的營養(yǎng)成分均勻分布，有利于植物生長；
7、選用親水性樹脂粘結(jié)劑對(duì)所述天然沙粒進(jìn)行造孔處理，有益于營養(yǎng)成分的滲入及吸附性能；
8、篩選得到所述粘結(jié)劑占所述天然沙粒的20-30%，使得經(jīng)過粘結(jié)劑粘結(jié)后天然沙粒之間形成的孔隙可以達(dá)到50-300 μ m，適宜于外加肥料的負(fù)載以避免其流失；
9、本發(fā)明所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂以膜狀包覆于砂球表面，保存方便，且無液態(tài)肥料在使用過程中的污染及異味麻煩，尤為適用于家庭種植之用；
10、將本發(fā)明所述的多孔種植砂與具有防水透氣性能的種植容器相配合使用，利用所述種植容器的防滲透氣性能，一方面避免了常規(guī)種植容器肥料隨水分從底部孔洞流失的問題，使得所述種植結(jié)構(gòu)的保肥性能更加優(yōu)越，同時(shí)也利用了種植容器良好的透氣性能保證植物生長的通氣需求。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容 易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1為本發(fā)明所述砂種植結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中附圖標(biāo)記表示為:1_種植容器,2-種植砂。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例所述的種植砂針對(duì)于葉類植物種植之用。本實(shí)施例所述的種植砂包括多孔砂球以及從內(nèi)之外依次包覆于所述多孔砂球表面的微生物菌膜和營養(yǎng)膜，所述多孔種植砂為由粒徑為70-100目的天然沙粒與氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂和親水性環(huán)氧樹脂粘結(jié)而成的多孔結(jié)構(gòu)的砂球，所述多孔種植砂的直徑為l-2cm，相鄰所述天然沙粒之間形成150-300μπι的孔隙。所述微生物菌膜為固氮菌負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的膜。所述營養(yǎng)膜為適宜葉類植物生長的營養(yǎng)液負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的營養(yǎng)膜，形成的所述營養(yǎng)膜的厚度為10-200 μm。本實(shí)施例所述的保水保肥種植砂是由如下方法制備得到的:
Cl)制備多孔砂球:將天然沙粒進(jìn)行篩分，選取70-100目粒徑的沙粒lOOKg，氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂21Kg和親水性環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑9Kg，混合均勻?qū)崿F(xiàn)粘結(jié)形成直徑為l-2cm的砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成150-300 μ m的孔隙備用；
(2)微生物菌膜負(fù)載:取50g步驟(I)中得到的多孔砂球以及Ig固氮菌株-根瘤菌Rhizobium混合均勻使二者充分接觸,將微生物負(fù)載于所述砂球表面得到形成微生物菌膜得到負(fù)載砂球；
(3)配制營養(yǎng)液:取KH2PO4 0.2g、K2HPO4 0.8g，MgSO4.7H20 0.2g，CaSO4.2H20 0.lg,Na2MoO4.2H20微量，以及酵母膏0.5g，甘露醇20g，F(xiàn)eCl3微量，瓊脂15g，溶于IOOOml蒸餾水中，調(diào)pH7.2，高溫滅菌30min，即得適宜葉類植物種植之用的營養(yǎng)液組份；
(4)營養(yǎng)成分負(fù)載:取IOg步驟(2)中得到的負(fù)載砂球浸入步驟(3)中配制的營養(yǎng)液中富集培養(yǎng)，得到掛膜砂球；
(5)將步驟(4)中得到的所述掛膜砂球干燥、并過篩即得所需的種植砂，同時(shí)收集未形成掛膜的殘余營養(yǎng)液備用。取現(xiàn)有技術(shù)中普通的底部含有滲水孔的花盆，內(nèi)部鋪設(shè)有本實(shí)施例制備得到的營養(yǎng)種植砂，栽種白菜幼苗，并將步驟(5)中收集到的未形成掛膜的殘余營養(yǎng)液澆灌至花盆內(nèi)供植物生長,并隨時(shí)觀察植物生長情況同時(shí)收集花盆底部滲出的成分。實(shí)施例2
如圖1所示，本實(shí)施例所述的砂種植結(jié)構(gòu)包括種植容器以及鋪設(shè)于所述種植容器內(nèi)的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂。所述復(fù)合型營養(yǎng)種植砂同實(shí)施例1中所述的營養(yǎng)種植砂，而所述種植容器同中國專利CN202043482U中實(shí)施例3中所述的盆栽容器的結(jié)構(gòu)及材料。本實(shí)施例中 所涉及的營養(yǎng)液與實(shí)施例1中步驟(3)中配制的所述營養(yǎng)液相同，所述種植植物與實(shí)施例1中所述種植植物白菜幼苗為同期移植的幼苗，將白菜幼苗栽種于本實(shí)施例所述的砂種植結(jié)構(gòu)的種植容器中，并澆灌配制的營養(yǎng)液觀察生長情況。實(shí)施例3
本實(shí)施例選用的營養(yǎng)成分、復(fù)合型營養(yǎng)種植砂以及白菜幼苗與實(shí)施例1中相同，其區(qū)別僅在于采用底部不設(shè)有滲水孔的不透水的容器栽種所述幼苗，并觀察其生長情況。實(shí)施例4
本實(shí)施例所述的種植砂針對(duì)于西紅柿、馬鈴薯等需要大量磷肥的果實(shí)類植物種植之用。本實(shí)施例所述的種植砂包括多孔砂球以及從內(nèi)之外依次包覆于所述多孔砂球表面的微生物菌膜和營養(yǎng)膜，所述的多孔種植砂為由粒徑為40-70目的天然沙粒與含羥基的丙烯酸樹脂和親水性聚氨酯樹脂粘結(jié)而成的多孔結(jié)構(gòu)的砂球，所述種植砂的直徑為
0.1-lcm，相鄰所述天然沙粒之間形成50-150 μ m的孔隙。所述微生物菌膜為聚磷菌負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的膜。所述營養(yǎng)膜為適宜果實(shí)類植物生長的營養(yǎng)液負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的營養(yǎng)膜，形成的所述營養(yǎng)膜的厚度為100-200 μm。本實(shí)施例所述的保水保肥種植砂是由如下方法制備得到的:
(1)制備多孔砂球:將天然沙粒進(jìn)行篩分，選取40-70目粒徑的天然沙粒lOOKg，含羥基的丙烯酸樹脂8Kg和親水性聚氨酯樹脂12Kg，混合均勻?qū)崿F(xiàn)粘結(jié)形成直徑為0.1-1cm的砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成50-150 μ m的孔隙備用；
(2)微生物菌膜負(fù)載:取200g步驟1)中得到的多孔砂球以及Ig聚磷菌-株維氏RAO混合均勻使二者充分接觸，將微生物負(fù)載于所述砂球表面得到形成微生物菌膜得到負(fù)載砂球；
(3)配制營養(yǎng)液:取KH2PO4 0.2g、K2HPO4 0.8g，MgSO4.7H20 0.2g，CaSO4.2H20 0.lg,Na2MoO4.2H20微量，以及酵母膏0.5g，甘露醇20g，F(xiàn)eCl3微量，瓊脂15g，溶于IOOOml蒸餾水中，調(diào)pH7.2，高溫滅菌30min，即得適宜于果實(shí)類植物種植之用所需要的營養(yǎng)液組份備用；
(4)營養(yǎng)成分負(fù)載:取30g步驟(2)中得到的負(fù)載砂球浸入步驟(3)中配制的營養(yǎng)液中富集培養(yǎng)，得到掛膜砂球；
(5)將步驟(4)中得到的所 述掛膜砂球自然風(fēng)干即得所需的種植砂，同時(shí)收集未形成掛膜的殘余營養(yǎng)液備用。取現(xiàn)有技術(shù)中普通的底部含有滲水孔的花盆，內(nèi)部鋪設(shè)有本實(shí)施例制備得到的營養(yǎng)種植砂，栽種西紅柿幼苗，并將步驟(5)中收集到的未形成掛膜的殘余營養(yǎng)液澆灌至花盆內(nèi)供植物生長,并隨時(shí)觀察植物生長情況同時(shí)收集花盆底部滲出的成分。實(shí)施例5
如圖1所示，本實(shí)施例所述的砂種植結(jié)構(gòu)包括種植容器以及鋪設(shè)于所述種植容器內(nèi)的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂。所述復(fù)合型營養(yǎng)種植砂同實(shí)施例4中所述的營養(yǎng)種植砂,而所述種植容器同中國專利CN202043482U中實(shí)施例4中所述的盆栽容器的結(jié)構(gòu)及材料。本實(shí)施例中所涉及的營養(yǎng)液與實(shí)施例4中步驟(3)中配制的所述營養(yǎng)液相同，所述種植植物與實(shí)施例4中所述種植植物西紅柿幼苗為同期移植的幼苗，將西紅柿幼苗栽種于本實(shí)施例所述的砂種植結(jié)構(gòu)的種植容器中，并澆灌配制的營養(yǎng)液觀察生長情況。實(shí)施例6
本實(shí)施例選用的營養(yǎng)成分、營養(yǎng)種植砂以及西紅柿幼苗與實(shí)施例4中相同，其區(qū)別僅在于采用底部不設(shè)有滲水孔的不透水的容器栽種所述幼苗，并觀察其生長情況。對(duì)比例I
本對(duì)比例以現(xiàn)有技術(shù)中的普通花盆和普通的種植土壤為種植介質(zhì)，并配制實(shí)施例1中所涉及的營養(yǎng)液，所述種植植物也與實(shí)施例1中所述的白菜幼苗為同期移植的幼苗。將白菜幼苗栽種于土壤中，并澆灌所配制的營養(yǎng)液觀察同時(shí)收集花盆底部滲出的成分。對(duì)比例2
本對(duì)比例以現(xiàn)有技術(shù)中的普通花盆和普通的種植土壤為種植介質(zhì),并配制實(shí)施例2中所涉及的營養(yǎng)液，所述種植植物也與實(shí)施例2中所述的西紅柿幼苗為同期移植的幼苗。將西紅柿幼苗栽種于土壤中，并澆灌所配制的營養(yǎng)液觀察同時(shí)收集花盆底部滲出的成分。培植15天后，取實(shí)施例1-3及對(duì)比例I的種植容器中的土壤樣品，并將其消解為
液態(tài)樣品，采用TOC-TN測(cè)定儀檢測(cè)其內(nèi)殘余的氮含量，同時(shí)測(cè)量各個(gè)容器中植物幼苗的生
長情況，同時(shí)檢測(cè)各實(shí)施例收集到的滲出花盆外部的液體的殘余成分，對(duì)比結(jié)果見下表。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述種植砂包括多孔砂球以及從內(nèi)之外依次包覆于所述多孔砂球表面的微生物菌膜和營養(yǎng)膜，所述多孔砂球?yàn)橛商烊簧沉Ｅc至少包含有親水性粘結(jié)劑的粘結(jié)劑粘結(jié)而成的具有多孔結(jié)構(gòu)的砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成適宜吸附的孔隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述天然沙粒為粒徑相同或相近似的沙粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述天然沙粒的粒徑為40-70目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 相鄰所述天然沙粒之間的孔隙為50-300 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂,其特征在于: 所述砂球的直徑為0.l-2cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂,其特征在于: 所述粘結(jié)劑占所述天然沙粒的重量份數(shù)的20-30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂,其特征在于: 所述親水性粘結(jié)劑占粘結(jié)劑總量的30-60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂,其特征在于: 所述親水性粘結(jié)劑為親水性樹脂粘結(jié)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述親水性樹脂粘結(jié)劑為側(cè)鏈含有親水性羧酸鹽、磺酸鹽、銨鹽、羥基或主鏈含有非離子型親水鏈段的環(huán)氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸樹脂中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂,其特征在于: 所述微生物菌膜為適宜目標(biāo)種植植物生長的微生物菌種負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述微生物菌種包括固氮菌和聚磷菌。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述營養(yǎng)膜為適宜目標(biāo)種植植物生長的營養(yǎng)液負(fù)載于所述多孔砂球的孔隙中及外表面而形成的膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述營養(yǎng)膜的厚度為10-200 μ m。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂，其特征在于: 所述目標(biāo)種植植物包括以莖葉和根系作為果實(shí)的植物。
15.—種制備權(quán)利要求1-14任一所述的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂的方法,其特征在于,包括如下步驟: (O制備多孔砂球:將天然沙粒篩分后選擇合適粒徑的天然沙粒與選定的粘結(jié)劑進(jìn)行混合均勻使二者充分接觸并粘結(jié)形成砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成適宜吸附的孔隙； (2)微生物菌膜負(fù)載:將步驟(I)中得到的多孔砂球以及適宜目標(biāo)種植植物生長的微生物菌種混合均勻使二者充分接觸，將微生物負(fù)載于所述砂球表面得到形成微生物菌膜得到負(fù)載砂球； (3)配制營養(yǎng)液:按照目標(biāo)種植植物的生長需要配制適宜目標(biāo)種植植物生長需要的營養(yǎng)液組份； (4)營養(yǎng)膜負(fù)載:將步驟(2)中得到的負(fù)載砂球浸入步驟(3)中配制的營養(yǎng)液中富集培養(yǎng)，得到掛膜砂球； (5)將步驟(4)中得到的 所述掛膜砂球干燥得所需的種植砂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備復(fù)合型營養(yǎng)種植砂的方法,其特征在于: 所述步驟(2)中，所述多孔砂球與所述微生物菌種的重量份比為50-200:1。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的制備復(fù)合型營養(yǎng)種植砂的方法,其特征在于: 所述步驟(4)中，所述負(fù)載砂球與所述營養(yǎng)液的重量體積比為10-30g/L。
全文摘要
本發(fā)明屬于砂種植領(lǐng)域，具體涉及一種可直接用于種植的保水、保肥的復(fù)合型營養(yǎng)種植砂及含有該種植砂的砂種植結(jié)構(gòu)。所述種植砂包括多孔砂球以及從內(nèi)之外依次包覆于所述多孔砂球表面的微生物菌膜和營養(yǎng)膜，所述多孔砂球?yàn)橛商烊簧沉Ｅc至少包含有親水性粘結(jié)劑的粘結(jié)劑粘結(jié)而成的多孔結(jié)構(gòu)的砂球，相鄰所述天然沙粒之間形成適宜吸附的孔隙。本發(fā)明所述的種植砂利用現(xiàn)有天然沙粒粘結(jié)造孔，利用砂球的多孔性能有效保持營養(yǎng)肥料，因此可以將適宜于植物生長的肥料等營養(yǎng)物質(zhì)通過掛膜負(fù)載于所述孔隙中及表面處，形成可供給肥料的種植砂，不僅為植物生長提供必需的肥料養(yǎng)分，同時(shí)有效避免了肥料隨水分流失而損失的情況，有助于增大肥料的利用率。
文檔編號(hào)A01G9/10GK103168639SQ20121012724
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者秦升益, 陳梅娟 申請(qǐng)人:北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司