CN109566369A - 人工海绵土壤、制备方法及其在空中压条方面的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种人工海绵土壤、制备方法及其在空中压条方面的应用，该土壤具体包括以下各组分：每1000g成品中，无机矿物质肥料10~50g、凝固剂100~300g、粘合胶1~10g、膨松剂50~200g、余量为赋形剂。本人工海绵土壤制备和使用方法简单，更加省时省力；土壤基质纯净，耐雨水冲刷，对环境友好；工艺简单可行，利于大规模推广，为市场提供了一种新的空中压条技术；本人工海绵土壤还能使植物种养在墙面、空中和其他附着物上，能充分利用空间，节约土地资源；如果制备的人工海绵土壤未能一次性使用完，剩余的部分在冷却后可长期存放，重复利用时再次加热至40~50℃，融化后使用，可节约大量成本。

Description

人工海绵土壤、制备方法及其在空中压条方面的应用

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种人工海绵土壤、制备方法及其在空中压条方面的应用。

背景技术

压条繁殖是植物无性繁殖的一种，是利用植物器官的再生能力来繁殖新生植株的一项技术，而空中压条技术在农业上很常用，传统的空中压条是在目标树枝上刮下树皮后，用塑料袋将刮皮部位的一端扎紧，里面装入湿度合适的土壤，再将另一头扎紧，等待生根。整个过程繁琐、耗时，需要较多的人力，效率低下，且塑料袋废弃后难以降解，对环境造成污染。

随着科技的发展和土地资源的不断减少，有限的土地资源显得尤为金贵，特别是土地肥沃的良田，每年正在不断地流失，而且当下很多土地由于人类活动的影响而受到污染，致使农产品有害物质超标。面对如此形势，如何利用有限的土地来满足市场消费需求，且培育出无公害的健康农产品，是行业目前重要的议题之一。

在很多地区，人们通过间种、套种等模式将有限的土地资源发挥最大效能，土地资源得到高效利用，供需矛盾问题在一定程度得到改善，但除此之外，如果通过技术改良，发明一种技术能将空间资源利用起来种植农作物，使单位面积土地利用率提高，将是一个解决土地资源紧张的有效办法。

针对上述问题，本发明旨在提供一种能够充分利用空间进行农作物栽培的人工海绵土壤，本土壤营养丰富，使用方便，成本低，工艺简单，产品报废后对环境无污染，可广泛应用于空中压条、空间种植和幼苗培育、室内装饰等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工海绵土壤、制备方法及其在空中压条方面的应用。

基于上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种人工海绵土壤，其特征在于，每1000g成品中，无机矿物质肥料10~50g、凝固剂100~300g、粘合胶1~10g、膨松剂50~200g、余量为赋形剂。

优选的，所述的每1000g人工海绵土壤成品中，无机矿物质肥料20~40g、凝固剂150~250g、粘合胶3~8g、膨松剂100~150g、余量为赋形剂。

进一步优选的，每1000g成品中，无机矿物质肥料30g、琼脂200g、桃胶5g、海藻酸钠55g、羟丙纤维素80g、皂土315g、胶态二氧化硅315g。

所述的无机矿物质肥料为含有植物生长所必须元素的全价水溶性矿物肥，必须包含有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯元素。

所述的凝固剂为琼脂。

所述的粘合胶为桃胶、黄原胶、阿拉伯胶、明胶和瓜尔豆胶中的一种。

所述的膨松剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、乙基纤维素、醋酸纤维素和羟丙纤维素中的一种。

所述的赋形剂为皂土和胶态二氧化硅的混合物，皂土和胶态二氧化硅比列为1：1。

本发明的制备方法为准确称取所述量的组方物料后，在混合机中混合均匀，包装即可。

所述的在空中压条技术方面的应用方法包括以下步骤：

1）将该人工海绵土壤的成品混合物，用10~20倍的水稀释，搅拌均匀。

2）将步骤1加热至90~95℃，维持温度20min。

3）将步骤2置于40~50℃恒温浴中冷却，并维持温度，此时体系呈液体胶状。

4）将需要压条的植物枝条用刀刮下一圈长1~3cm的皮，将步骤3胶状液体涂抹在刮皮部位，3-5分钟后体系凝固，且有一定粘度和弹性，触感疏松，即形成人工海绵土壤，数日之后可见其中长出新生的根，将枝条连根截取直接种植即可得到一个新生植株。

除了空中压条外，将步骤3）的胶状液体以一定厚度粘贴于墙面、空中或其他附着物上，冷却凝固后，可用于种植农作物培育，室内植物装扮。如果制备的人工海绵土壤未能一次性使用完，剩余的部分在冷却后可长期存放，重复利用时再次加热至40~50℃，融化后使用。

本发明所选的无机矿物质肥料为包含碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯元素的全价水溶性矿物肥，可保证植物生长全价矿物营养的供给；所选的凝固剂有温敏效应特征，在温度降低时能变为固体，为植物的生长提供基质；所选的粘合胶具有增加土壤基质粘度的作用，同时在空中压条或栽种时，可起到辅助粘贴作用；所选的膨松剂在高温的水中有快速溶胀特征，能够形成土壤基质的骨架，对稳定基质起着至关重要的作用，且具有一定的弹性和透气性，形如海绵，可促进根系的生长发育；所述的赋形剂为皂土和胶态二氧化硅是因为皂土是一种天然存在的硅酸铝，在水中加热后可发生溶胀，体积达到初始体积的12倍以上，有一定的粘度和可塑性，对植物的根系不造成任何损伤，使用安全；胶态二氧化硅惰性很强，对体系有增粘作用，同时具有一定的温敏触变性，在成品混合物中可防止成品结块，有利于海绵土壤产品的稳定。

本发明的一种人工海绵土壤并非真正的土壤，而是人工制作的类似于真正土壤功能的一种固体基质，本基质具有丰富的全价矿物质营养，利于植物生长，且具有一定弹性、粘度和可塑性，非常适合空中压条技术的应用。与传统压条法不同，传统压条是将植物目标枝的皮刮开后，用塑料袋将刮口处包裹，里面装入真正土壤后，再将另一头扎紧，压条一个枝平均需要2~3min，而采用本发明的人工海绵土壤局部涂抹就可以达到同样的压条效果，且方法简单，成本低廉，平均每个枝压条时间缩短至30s之内，效率大大提高，且省去了塑料袋的费用，成本降低，对环境友好，所用材料不污染环境，利于植物生根，具有良好的市场前景。除了压条外，本土壤还可以利用空间进行种植，提高单位面积土地利用率，充分利用空间增加收益，经济效益明显。

具体而言，本发明的技术方案具有如下优势：

（1）粘附性好，凝固后可牢固的附着，耐雨水冲刷，对自然环境中各种不稳定因素有较强抵抗力；

（2）与自然界中的真土壤相比，人工海绵土壤基质纯净，未受到环境污染，植物无有害物质吸收残留，食用后既营养又健康，且矿物营养成分可根据不同作物、不同生长阶段针对性调配，利于植物生长；

（3）使用方法简便，使用时只需要将基质粉加热溶解后再冷却保温直接使用即可，如果未能用完还能多次重复利用，和传统的压条方法相比，更加省时省力；

（4）本发明工艺简单可行，利于大规模生产，能较快的转化推广，为市场提供了一种新的空中压条技术；

（5）本发明的人工海绵土壤能将植物种养在墙面、空中和其他附着物上，能充分利用空间，提高单位土地利用率，节约土地资源；

（6）本发明的人工海绵土壤所使用的材料对环境友好，即使失去利用价值，废弃后可自然降解，不产生任何危害，且可再生，市场前景良好。

具体实施方式

本发明通过具体实施例来进一步详细阐述，为了使组方一目了然，下面以表格的形式列出实施例1~10的配方组合，每个实施例的总重量为1000g。

表1 一种人工海绵土壤组方配比实施例1~10

本发明通过具体实施例来进一步进行详细阐述：

实施例11

一种人工海绵土壤，该土壤1000g成品中，无机矿物质肥料30g、琼脂200g、桃胶5g、海藻酸钠55g、羟丙纤维素80g、皂土315g、胶态二氧化硅315g。

其制备方法为：

准确称取无机矿物质肥料30g、琼脂200g、桃胶5g、海藻酸钠55g、羟丙纤维素80g、皂土315g和胶态二氧化硅315g后，在混合机中混合均匀，包装即得。

在空中压条方面的应用方法包括以下步骤：

1）将该人工海绵土壤的成品混合物，用10~20倍的水稀释，搅拌均匀。

2）将步骤1加热至90~95℃，维持温度20min。

3）将步骤2置于40~50℃恒温浴中冷却，并维持温度，此时体系呈液体胶状。

4）将需要压条的植物枝条用刀刮下一圈长1~3cm的皮，将步骤3胶状液体涂抹在刮皮部位，3-5分钟后体系凝固，且有一定粘度和弹性，触感疏松，即形成人工海绵土壤，数日之后可见其中长出新生的根，将枝条连根截取直接种植即可得到一个新生植株。

除了空中压条的应用外，本发明的人工海绵土壤还可以一定厚度粘贴于墙面、空中或其他附着物上，用于充当种植农作物、花草培育的基质，也可用于室内植物装扮，既充分利用空间又不构成污染；如果制备的人工海绵土壤未能一次性使用完，剩余的部分在冷却后可长期存放，重复利用时可再次加热至40~50℃，融化后使用。

实施例12

产品稳定性测试

取实施例1-10所得人工海绵土壤成品样品，分别经常温放置、高温高湿（恒温40℃，相对湿度75%）放置、4℃冷藏放置和-20℃冷冻放置，经0d，15d，30d，90d和180d分别取样品观察性状，看是否有变色、结块、变质等不稳定情况发生，结果表明180d之后性状基本无改变，具有较好的稳定性。

实施例13

雨水冲刷实验

因本发明的人工海绵土壤和传统压条法使用的真土壤相比，使用后完全暴露在外界空气中，无塑料袋保护，遇到下雨天气时如果海绵土壤被冲刷流失，则经济损失会很大，故考察产品对自然环境的抵抗力对该产品的推广有着重要的意义，也是人工海绵土壤的质量保证。

选取同一棵无花果树上的粗细、相对位置都差异不大健康枝条15个，每个枝条在空叉处用刮皮刀刮掉一圈约3cm长度的树皮，露出木质部，之后全部涂上本发明实施例1制备人工土壤，且每个枝条涂上去的土壤重量要有记录，15个枝条随机分为5组，每组3个，第1组为空白组，涂抹人工海绵土壤后，不作任何处理，第2~5组为实验组，涂上人工海绵土壤并待其凝固后，用花洒在土壤部位连续分别浇淋0.5h、1.0h、2.0h和3.0h，以模拟人工降雨的方式对其进行冲刷，之后用刀将土壤再刮掉分别称重，通过冲刷前后重量对比作为流失的参考。

结果如下：

表2 人工海绵土壤雨水冲刷模拟实验

结果表明：本发明的人工海绵土壤在受到人工雨水冲刷0.5h、1.0h、2.0h和3.0h后，总重量分别损失了0.9g、1.0g、2.1g、2.5g，每组为3个植株，故平均每个植株损失了0.30g、0.33g、0.70g和0.83g，相较于总重量来讲，损失率在3%以内，损失较小，表明本发明的人工海绵土壤有较强的抗雨水冲刷能力。

实施例 14

植株压条后成活率对比试验

将通过人工海绵土壤空中压条成功生根的无花果树植株50株和传统空中压条方法成功生根的无花果树植株50株分别栽种在相同的地块上，株间距相同，期间统一管理，保证试验的外界条件统一，连续观察10d后，统计成活率和新株苗生长表现，进而对比本发明的压条效果。

结果如下：

表3 人工海绵土壤空中压条和传统法压条对比试验

	植株成活率	植株生长表现
			人工海绵土壤空中压条	98%	生长良好，无黄叶、皱叶和叶片脱落等情况发生
传统方法空中压条	98%	生长良好，无黄叶、皱叶和叶片脱落等情况发生

结果表明：本发明的人工海绵土壤空中压条培育的植株中，50棵成活了49棵，成活率98%，且植株生长良好，无黄叶、皱叶和叶片脱落等情况发生，这与传统空中压条法培育的植株结果表现相同，表明本发明完全可以替代传统的空中压条法。

实施例15

降解试验

为了掌握本发明在自然状况下的降解数据，特将塑料袋作为阳性对照，并选取实施例1组方制备的凝固状态下的本发明人工海绵土壤15块，每块50g左右，随机分为3组，每组5块，试验1组埋于地下10cm处，试验2组埋于地下20cm处，试验3组埋于地下30cm处，同时以塑料袋作为阳性对照，分别设为对照1、2、3组，埋于地下10cm、20cm和30cm处，做同样的试验，每隔15d将所埋物取出称量重量，直至其完全降解消失，统计人工海绵土壤完全降解完时所需的时间，并计算各组降解率（降解率=降解量/实验前总重量*100%）。

结果如下：

表4人工海绵土壤自然环境降解试验

组别	实验前总重量（g）	15d后总重量（g）	30d后总重量（g）	45d后总重量（g）	60d后总重量（g）	重量差（g）	降解率（%）
								阳性对照1组	11.7	11.7	11.6	11.5	11.4	0.3	2.56%
阳性对照2组	14.6	14.6	14.5	14.4	14.2	0.4	2.74%
								阳性对照3组	10.1	10.0	9.9	9.7	9.5	0.6	5.94%
试验1组	258.9	210.3	145.6	53.1	0	258.9	100.00%
								试验2组	252.7	199.5	125.3	24.5	0	252.7	100.00%
试验3组	255.4	189.4	104,2	6.2	0	255.4	100.00%

由表4可知：

1）试验1组、2组、3组在60d后均降解完全，通过对比发现，人工土壤埋的越深，其降解速度越快；

2）阳性对照1、2和3组自然状况下降解缓慢，60d后降解率分别为2.56%、2.74%和5.94%，依照此速度，一个塑料袋完全降解完，需要大概2.8~6.5年，对环境影响很大；

3）本发明可在60d内完全降解，降解率达到100%，且所使用的原材料都对环境不产生任何污染，有利于环保。

结果表明：本发明的人工海绵土壤在自然环境中降解较快，对环境友好。

Claims (5)

1.一种人工海绵土壤，其特征是：每1000g成品中，无机矿物质肥料10~50g、凝固剂100~300g、粘合胶1~10g、膨松剂50~200g、余量为赋形剂；所述的凝固剂为琼脂；所述的粘合胶为桃胶、黄原胶、阿拉伯胶、明胶和瓜尔豆胶中的一种；所述的膨松剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、乙基纤维素、醋酸纤维素和羟丙纤维素中的一种；所述的赋形剂为皂土和胶态二氧化硅的混合物，皂土和胶态二氧化硅比列为1：1。

2.根据权利要求1所述的人工海绵土壤，其特征是：每1000g成品中，无机矿物质肥料30g、琼脂200g、桃胶5g、海藻酸钠55g、羟丙纤维素80g、皂土315g、胶态二氧化硅315g。

3.根据权利要求1所述的人工海绵土壤，其特征是：所述无机矿物质肥料为含有植物生长所必须元素的全价水溶性矿物肥，必须包含有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯元素。

4.一种人工海绵土壤的制备方法，其特征是：其制备方法为准确秤取权利要求1所述量的组方物料后，在混合机中混合均匀，包装即可。

5.一种人工海绵土壤在空中压条方面的应用，其特征在于，所述的在空中压条方面的应用方法包括以下步骤：

1）将权利要求4所述的人工海绵土壤的成品混合物，用10~20倍的水稀释，搅拌均匀；

2）将步骤1加热至90~95℃，维持温度20min；

3）将步骤2置于40~50℃恒温浴中冷却，并维持温度，此时体系呈液体胶状；

4）将需要压条的植物枝条用刀刮下一圈长1~3cm的皮，将步骤3胶状液体涂抹在刮皮部位，3-5分钟后体系凝固，且有一定粘度和弹性，触感疏松，即形成人工海绵土壤，数日之后可见其中长出新生的根，将枝条连根截取直接种植即可得到一个新生植株。