摘 要：本發(fā)明公開了一種雜交小青菜育苗基質(zhì)及其制備方法，屬于育苗基質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，苧麻纖維長度較長，制成的預(yù)處理纖維雖然經(jīng)粉碎變短，但是仍具有較好的強(qiáng)度，作為纖維骨架經(jīng)引發(fā)劑處理后與丙烯酸發(fā)生交聯(lián)，制得苧麻纖維樹脂后添加到基質(zhì)后，增加了基質(zhì)的吸水儲水性能，并且苧麻纖維樹脂的主要作用為吸附基質(zhì)中多余的水分，避免過多的水分填充基質(zhì)內(nèi)部的孔隙而造成基質(zhì)的透氣性變差，并且能夠增加對營養(yǎng)物質(zhì)的吸附性，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)隨著水分過度流失；并且苧麻纖維樹脂的結(jié)構(gòu)保持性較好，防止基質(zhì)坍縮，增加基質(zhì)的透氣性能，在育苗結(jié)束后依然使基質(zhì)松散透氣，便于移苗操作；長效氮肥能夠使?fàn)I養(yǎng)元素緩釋，減少施肥次數(shù)。
權(quán)利要求書
1.一種雜交小青菜育苗基質(zhì)，其特征在于，按質(zhì)量份計，包括以下原料：腐殖酸15-20份、草木灰5-6份、硅藻土50-60份、蛭石15-20份、干牛糞8-10份、長效氮肥5-6份、苧麻纖維樹脂5-8份；
其中苧麻纖維樹脂通過如下步驟制備：
將預(yù)處理纖維用蒸餾水溶分散加入反應(yīng)釜中，在氮氣的保護(hù)下加入引發(fā)劑，升溫至60-65℃保溫20-30min；向反應(yīng)釜中加入丙烯酸溶液和交聯(lián)劑反應(yīng)8-9h，過濾后將沉淀用無水乙醇洗滌，破碎，干燥，得到苧麻纖維樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)，其特征在于，丙烯酸溶液的中和度為70％；苧麻纖維樹脂的粒徑為0.5-1.5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)，其特征在于，引發(fā)劑為過硫酸鉀，交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)，其特征在于，預(yù)處理纖維通過如下
步驟制備：
將苧麻纖維用粉碎機(jī)粉碎，過60-70目篩得到纖維粉；將纖維粉用磷酸鹽緩沖液攪拌分散，調(diào)節(jié)pH至4.5后加入復(fù)合纖維素酶，得到混合液；處理混合液后離心、取沉淀，洗滌，干燥后得到預(yù)處理纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)，其特征在于，處理混合液的步驟為：
在48-50℃的條件下將混合液攪拌反應(yīng)3-4h，加壓升溫至120-130℃，保溫5-6min將復(fù)合纖維素酶滅活；將滅酶后的混合液冷卻至4-5℃，用15％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括如下
步驟：將腐殖酸、草木灰、硅藻土、蛭石、干牛糞、長效氮肥、苧麻纖維樹脂攪拌混合15-30min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)的制備方法，其特征在于，長效氮肥
通過如下步驟制備：
將甲醇加入反應(yīng)釜中，加入草酸二甲酯攪拌20-30min，升溫至55-60℃后向反應(yīng)釜中通入氨氣，反應(yīng)2h回收氨氣，收集反應(yīng)釜底部的固體，干燥，得到草酰胺；將草酰胺、蒙脫石土、氯化銨和水按照2kg：1.2-1.5kg：1kg：5-6L的用量比混合，攪拌20-40min后壓制成長度為1-2cm、直徑為0.5-1cm的圓柱形顆粒，得到長效氮肥。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雜交小青菜育苗基質(zhì)的制備方法，其特征在于，甲醇和草酸二甲酯的用量比為50-60mL：8g；氨氣的通入速度為4m3/min。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于育苗基質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雜交小青菜育苗基質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)
育苗基質(zhì)一般采用腐殖質(zhì)、泥炭土、蛭石和植物碎屑等基質(zhì)混合制得，腐殖酸是動植物遺骸經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及一系列化學(xué)過程和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)，能夠改善土壤性能；蛭石是硅酸鹽材料經(jīng)高溫加熱后形成的云母狀物質(zhì)，在加熱過程中會迅速失去水分并膨脹，膨脹后的體積相當(dāng)于原體積的8-20倍從而使該物質(zhì)增加通氣孔隙和保水能力。
現(xiàn)有的育苗基質(zhì)中各組分在混合后松散透氣，吸水能力也較強(qiáng)，但是在吸水后容易坍縮，使得基質(zhì)局部的透氣性變差，一些幼嫩的植物根系便扎根較淺，抗逆性變差；在小青菜育苗過后需要移栽定植，從育苗基質(zhì)中拔出時要盡可能地避免對幼嫩的根系造成損傷，需要一種抗坍縮性能好的育苗基質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雜交小青菜育苗基質(zhì)及其制備方法，以解決背景技術(shù)中的問題。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種雜交小青菜育苗基質(zhì)，按質(zhì)量份計包括如下組分：將腐殖酸15-20份、草木灰5-6份、硅藻土50-60份、蛭石15-20份、干牛糞8-10份、長效氮肥5-6份、苧麻纖維樹脂5-8份；
一種雜交小青菜育苗基質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：將甲醇加入反應(yīng)釜中，加入草酸二甲酯攪拌20-30min，升溫至55-60℃后向反應(yīng)釜中循環(huán)通入氨氣，反應(yīng)2h回收氨氣，收集反應(yīng)釜底部的固體，干燥，得到草酰胺；將草酰胺、蒙脫石土、氯化銨和水按照2kg：1.2-1.5kg：1kg：5-6L的用量比混合，用攪拌機(jī)攪拌20-40min后加入多孔造粒模具中，壓制成長度為1-2cm、直徑為0.5-1cm的圓柱形顆粒，得到長效氮肥；
步驟二：將苧麻纖維用粉碎機(jī)粉碎，過60-70目篩得到纖維粉；將纖維粉放入加壓攪拌罐中并且用新配制的磷酸鹽緩沖液攪拌分散，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.5后加入復(fù)合纖維素酶，得到混合液；在48-50℃的條件下將混合液攪拌反應(yīng)3-4h，然后加壓升溫至120-130℃，保溫5-6min將復(fù)合纖維素酶滅活；將滅酶后的混合液冷卻至4-5℃后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7，在轉(zhuǎn)速為2400-2500r/min的條件下離心15-20min，取沉淀用蒸餾水洗滌2-3次后在45-50℃的條件下干燥12h，得到預(yù)處理纖維；采用磷酸鹽緩沖液有利于維持液體的pH，有利于復(fù)合纖維素酶在最適pH值發(fā)揮作用；
步驟三：將預(yù)處理纖維用蒸餾水分散并加入反應(yīng)釜中，在氮氣的保護(hù)下加入引發(fā)劑，升溫至60-65℃保溫20-30min，引發(fā)纖維素生產(chǎn)自由基；向反應(yīng)釜中加入中和度為70％的丙烯酸溶液和交聯(lián)劑反應(yīng)8-9h，過濾后將沉淀用無水乙醇洗滌，去除未反應(yīng)的單體；將洗滌后的沉淀破碎成小顆粒，在45-50℃的條件下真空干燥24h，使干燥后的小顆粒的粒徑為0.5-1.5cm，得到苧麻纖維樹脂；
步驟四：將腐殖酸、草木灰、硅藻土、蛭石、干牛糞、長效氮肥、苧麻纖維樹脂攪拌混合15-30min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)；
進(jìn)一步地，步驟一中甲醇和草酸二甲酯的用量比為50-60mL：8g；氨氣的通入速度為4m3/min；
進(jìn)一步地，步驟二中纖維粉、磷酸鹽緩沖液和復(fù)合纖維素酶的用量比為50g：1-1.5L：1-1.5g；
進(jìn)一步地，步驟二中磷酸鹽緩沖液包括磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉和水，磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉和蒸餾水的用量比為8.34g：0.87g：1L；
進(jìn)一步地，步驟二中復(fù)合纖維素酶的酶活為10FPU/g；
進(jìn)一步地，步驟三中預(yù)處理纖維、蒸餾水、引發(fā)劑、丙烯酸水溶液和交聯(lián)劑的用量比為25-30g：500mL:8-10g：400mL：0.24g；
進(jìn)一步地，步驟三中引發(fā)劑為過硫酸鉀，交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺。
本發(fā)明的有益效果：
苧麻纖維長度較長，制成的預(yù)處理纖維雖然經(jīng)粉碎變短，但是仍具有較好的強(qiáng)度，經(jīng)引發(fā)劑處理后作為丙烯酸樹脂的纖維骨架，能夠?qū)渲w粒起到牽引、支撐的作用，防止樹脂吸水后破碎，增加了樹脂的耐用性；制得苧麻纖維樹脂后添加到育苗基質(zhì)中后，增加了基質(zhì)的保水性能，在吸水膨脹后體積變化較基質(zhì)中其他組分更大，與蛭石顆粒均可以作為基質(zhì)的基本支撐結(jié)構(gòu)，在孔隙中填充其他基質(zhì)成分，并且苧麻纖維樹脂的主要作用為吸附基質(zhì)中多余的水分，避免過多的水分填充基質(zhì)內(nèi)部的孔隙而造成基質(zhì)的透氣性變差，差并且能夠增加對營養(yǎng)物質(zhì)的吸附性，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)隨著水分過度流失；并且苧麻纖維樹脂的結(jié)構(gòu)保持性較好，防止基質(zhì)坍縮，增加基質(zhì)的透氣性能，在育苗結(jié)束后依然使基質(zhì)松散透氣，便于移苗操作；長效氮肥能夠使?fàn)I養(yǎng)元素氮緩釋，促進(jìn)小青菜苗生長的同時避免因施用氮肥不當(dāng)而造成燒苗的問題。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實施例1
制備長效氮肥，包括如下步驟：
將50L甲醇加入反應(yīng)釜中，加入8kg草酸二甲酯攪拌20min，升溫至55℃后，以4m3/min的速度向反應(yīng)釜中不斷地通入氨氣，反應(yīng)2h回收氨氣，收集反應(yīng)釜底部的固體，干燥，得到草酰胺；將2kg草酰胺、1.2kg蒙脫石土、1kg氯化銨和5L水混合，用攪拌機(jī)攪拌20min后加入多孔造粒模具中，壓制成長度為1cm、直徑為0.5cm的圓柱形顆粒，得到長效氮肥。
實施例2
制備長效氮肥，包括如下步驟：
將55L甲醇加入反應(yīng)釜中，加入8kg草酸二甲酯攪拌25min，升溫至58℃后，以4m3/min的速度向反應(yīng)釜中不斷地通入氨氣，反應(yīng)2h回收氨氣，收集反應(yīng)釜底部的固體，干燥，得到草酰胺；將2kg草酰胺、1.3kg蒙脫石土、1kg氯化銨和5.5L水混合，用攪拌機(jī)攪拌30min后加入多孔造粒模具中，壓制成長度為1.5cm、直徑為0.8cm的圓柱形顆粒，得到長效氮肥。
實施例3
制備長效氮肥，包括如下步驟：
將60L甲醇加入反應(yīng)釜中，加入8kg草酸二甲酯攪拌30min，升溫至60℃后，以4m3/min的速度向反應(yīng)釜中不斷地通入氨氣，反應(yīng)2h回收氨氣，收集反應(yīng)釜底部的固體，干燥，得到草酰胺；將2kg草酰胺、1.5kg蒙脫石土、1kg氯化銨和6L水混合，用攪拌機(jī)攪拌40min后加入多孔造粒模具中，壓制成長度為2cm、直徑為1cm的圓柱形顆粒，得到長效氮肥。
實施例4
制備苧麻纖維樹脂，包括如下步驟：
將磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉和蒸餾水按8.34g：0.87g：1L的用量比混合，配制磷酸鹽緩沖液；
將苧麻纖維用粉碎機(jī)粉碎，過60目篩得到纖維粉；將5kg纖維粉放入加壓攪拌罐中并且用100L新配制的磷酸鹽緩沖液攪拌分散，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.5后加入100g復(fù)合纖維素酶，得到混合液；在48℃的條件下將混合液攪拌反應(yīng)3h，然后加壓升溫至120℃，保溫5min將復(fù)合纖維素酶滅活；將滅酶后的混合液冷卻至4℃后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7，在轉(zhuǎn)速為2400r/min的條件下離心15min，取沉淀用蒸餾水洗滌2次后在45℃的條件下干燥12h，得到預(yù)處理纖維；
將2.5kg預(yù)處理纖維用50L蒸餾水溶分散加入反應(yīng)釜中，在氮氣的保護(hù)下加入0.8kg過硫酸鉀，升溫至60℃保溫20min，引發(fā)纖維素生產(chǎn)自由基；向反應(yīng)釜中加40L入中和度為70％的丙烯酸溶液和24gN,N-亞甲基雙丙烯酰胺反應(yīng)8h，過濾后將沉淀用無水乙醇洗滌，去除未反應(yīng)的單體；將洗滌后的沉淀破碎成小顆粒，在45℃的條件下真空干燥24h，使干燥后的小顆粒的粒徑為0.5cm，得到苧麻纖維樹脂。
實施例5
制備苧麻纖維樹脂，包括如下步驟：
將磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉和蒸餾水按8.34g：0.87g：1L的用量比混合，配制磷酸鹽緩沖液；
將苧麻纖維用粉碎機(jī)粉碎，過70目篩得到纖維粉；將5kg纖維粉放入加壓攪拌罐中并且用120L新配制的磷酸鹽緩沖液攪拌分散，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.5后加入120g復(fù)合纖維素酶，得到混合液；在49℃的條件下將混合液攪拌反應(yīng)3.5h，然后加壓升溫至125℃，保溫5.5min將復(fù)合纖維素酶滅活；將滅酶后的混合液冷卻至4℃后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7，在轉(zhuǎn)速為2500r/min的條件下離心18min，取沉淀用蒸餾水洗滌2次后在48℃的條件下干燥12h，得到預(yù)處理纖維；
將2.8kg預(yù)處理纖維用50L蒸餾水溶分散加入反應(yīng)釜中，在氮氣的保護(hù)下加入0.9kg過硫酸鉀，升溫至62℃保溫25min，引發(fā)纖維素生產(chǎn)自由基；向反應(yīng)釜中加40L入中和度為70％的丙烯酸溶液和24gN,N-亞甲基雙丙烯酰胺反應(yīng)8.5h，過濾后將沉淀用無水乙醇洗滌，去除未反應(yīng)的單體；將洗滌后的沉淀破碎成小顆粒，在48℃的條件下真空干燥24h，使干燥后的小顆粒的粒徑為1cm，得到苧麻纖維樹脂。
實施例6
制備苧麻纖維樹脂，包括如下步驟：
將磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉和蒸餾水按8.34g：0.87g：1L的用量比混合，配制磷酸鹽緩沖液；
將苧麻纖維用粉碎機(jī)粉碎，過70目篩得到纖維粉；將5kg纖維粉放入加壓攪拌罐中并且用150L新配制的磷酸鹽緩沖液攪拌分散，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.5后加入150g復(fù)合纖維素酶，得到混合液；在50℃的條件下將混合液攪拌反應(yīng)4h，然后加壓升溫至130℃，保溫6min將復(fù)合纖維素酶滅活；將滅酶后的混合液冷卻至5℃后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7，在轉(zhuǎn)速為2500r/min的條件下離心20min，取沉淀用蒸餾水洗滌3次后在50℃的條件下干燥12h，得到預(yù)處理纖維；
將3kg預(yù)處理纖維用50L蒸餾水溶分散加入反應(yīng)釜中，在氮氣的保護(hù)下加入1kg過硫酸鉀，升溫至65℃保溫30min，引發(fā)纖維素生產(chǎn)自由基；向反應(yīng)釜中加40L入中和度為70％的丙烯酸溶液和24gN,N-亞甲基雙丙烯酰胺反應(yīng)9h，過濾后將沉淀用無水乙醇洗滌，去除未反應(yīng)的單體；將洗滌后的沉淀破碎成小顆粒，在50℃的條件下真空干燥24h，使干燥后的小顆粒的粒徑為1.5cm，得到苧麻纖維樹脂。
實施例7
將1.5kg腐殖酸、0.5kg草木灰、5kg硅藻土、1.5kg蛭石、0.8kg干牛糞、0.5kg實施例1中制得的長效氮肥、0.5kg實施例4中制得的苧麻纖維樹脂攪拌混合15min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
實施例8
將1.8kg腐殖酸、0.55kg草木灰、5.5kg硅藻土、1.8kg蛭石、0.9kg干牛糞、0.55kg實施例1中制得的長效氮肥、0.65kg實施例4中制得的苧麻纖維樹脂攪拌混合18min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
實施例9
將2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛糞、0.6kg實施例1中制得的長效氮肥、0.8kg實施例4中制得的苧麻纖維樹脂攪拌混合30min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
對比例1：將2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛糞、0.8kg實施例4中制得的苧麻纖維樹脂攪拌混合30min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
對比例2：將2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛糞、0.6kg實施例1中制得的長效氮肥攪拌混合30min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
對比例3：將2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛糞拌混合30min，得到雜交小青菜育苗基質(zhì)。
對實施例7-9和對比例1-3進(jìn)行性能測試，測試方式如下：
準(zhǔn)備6只容積為5L的白色塑料桶，將塑料桶底部均周向均勻打出6個直徑為1cm的圓孔，備用；將塑料桶內(nèi)分別裝入2kg實施例7-9和對比例1-3中制得的育苗基質(zhì)；分別向種植組6只裝有不同基質(zhì)的塑料桶中撒入50粒雜交小青菜的種子，灑上50mL水，用薄膜覆蓋桶口待種子發(fā)芽后取下薄膜，每隔2天澆水一次，每次的澆水量為50mL，21天后拔出雜交小青菜，盡可能減少小青菜根部附著的基質(zhì)，分別對小青菜和剩余的基質(zhì)稱重，統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)果如表1所示：
表1
由表1可以看出，實施例4-6中添加苧麻纖維樹脂后的育苗基質(zhì)具有較好的保水性能，并且添加長效氮肥后小青菜的產(chǎn)量更高。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
摘自國家發(fā)明專利，發(fā)明人：周先亮，秦家樂，紹峰，周先月，薛曉昊，龔世恒，申請?zhí)枺?/font>202210118581.3，申請日：2022.02.08
