育苗培養基質的製作方法

2023-07-04 05:19:01 2

專利名稱：育苗培養基質的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於水稻等作物育苗的育苗培養基質。
近年來，利用育苗床對水稻等作物進行育苗，而且，作為這種育苗床的基質一般使用土壤培養基質。可是，這種土壤培養基質製成良好(均勻質地)育苗床基質的成本較高，難以實用，而且質重不好搬運。因此，需要替代這種土壤培養基質的育苗床培養基質(培養基質)(例如，特公昭56-18165號公報)。
前述公報中記載的培養基質是用親水性氨基甲酸酯預聚物作為結合劑把植物性培養基質材料(樹皮、果渣、鋸末等經過堆積的堆肥等)固結乾燥而成。另外，作為結合劑有時也用聚乙烯醇或澱粉類等。這種培養基質能有效地利用樹皮或果渣等所謂產業廢棄物作為培養基質材料，並且這種植物性培養基質材料比較便宜。
但是，前述以往的培養基質依然具有以下缺陷，即培養基質材料(用結合劑固結乾燥)結合花費的時間長(如可達1-3小時)，難以批量生產，導致成本較高。並且，成品培養基質(即用結合劑固結乾燥後的培養基質材料)，因質地硬容易破裂成碎片，因此，在搬運中形狀散裂，使操作麻煩複雜。另一方面，在實際使用中，為育苗給前述以往的培養基質灌水時，比灌水前體形增加，形狀更易散裂，因此，即使放置在以自動插秧機為例的苗臺上來實施插秧，裝置的機械手部件也不能立即取出苗，難以進行系統作業。總之，對於前述以往的培養基質來說，雖然培養基質材料本身比較便宜，但親水性氨基甲酸酯預聚物等結合劑價格高，結果整體價格仍然高。
本發明的目的在於解決前述的各種問題，提供價格便宜、適宜批量生產、不會散裂、操作容易的育苗培養基質。
本發明的育苗培養基質是把稻殼和芯皮型纖維混合後加熱形成的育苗培養基質，芯皮型纖維是由芯部和軟化溫度比芯部低的皮部構成，前述稻殼含量為1.7×10-1-2.0×10-1g/cm3，前述芯皮型纖維的含量為2.0×10-3-8.2×10-3g/cm3。
對於本發明的育苗培養基質來說，通過把由芯部和皮部構成的芯皮型纖維與稻殼一起攪拌混合，纖維變成複雜細網結構後與稻殼絡合，並把稻殼包住。在這種狀態下加熱形成的培養基質象海綿一樣柔韌性高，具有彎曲性和保水性。而且，對這種育苗培養基質來說，由於培養基質基質材料稻殼本身很便宜(換句話說，可以把所謂產業廢物有效地用作培養基質材料)，作為結合用料的芯皮型纖維也可以使用便宜的種類，所以，從整體上大幅度降低了成本。
本發明的育苗培養基質，至少還含有含氮的肥料，氮含量優選為2.0×10-4-4.0×10-4g/cm3。本發明的育苗培養基質的氫離子濃度為pH＝3-5.5，優選檸檬酸含量為1.0×10-3-1.5×10-3g/cm3，另外，優選含有含量為8.0×10-5-1.7×10-4g/cm3的表面活性劑。


圖1是表示本發明實施例中育苗培養基質的外觀斜視圖；圖2是表示本發明實施例中製備育苗培養基質時加熱成型後芯皮纖維的局部簡化模式圖；圖3是表示本發明實施例中製備育苗培養基質的加熱成型工序的斜視圖；圖4A和圖4B是表示本發明實施例中製備育苗培養基質的加熱成型工序的剖視圖；圖5是表示本發明實施例中製備育苗培養基質的加熱成型工序的另一實例斜視圖；圖6是表示本發明實施例中製備育苗培養基質的加熱成型工序的另一實例側視圖；圖7是表示本發明實施例中育苗培養基質使用狀態剖面圖。
下面，參照附圖來說明本發明的實施例。
圖1是表示本發明實施例中育苗培養基質10的外觀斜視圖。
圖1所示育苗培養基質10，具有作為培養基質基本材料的稻殼12和作為結合材料的芯皮型纖維14以及多種育苗用肥料16，以本實施例為例，育苗培養基質10是可放入育苗箱樣的地氈狀(2436cm3)，長28cm、寬58cm、厚1.5cm。稻殼12含有量為乾重414g-487g(在育苗培養基質10中的量是1.7×10-1-2.0×10-1g/cm3)，芯皮型纖維14含有量為乾重4.9g-20.0g(在育苗培養基質10中的量是2.0×10-3-8.2×10- 3g/cm3)。
育苗培養基質10中稻殼12量過少時，會產生育苗培養基質10上有較大孔穴的問題；反之，稻殼12量過多時，成型後會膨脹，難以形成規定大小的形狀。育苗培養基質10中所含有的芯皮型纖維14量過少時，作為結合稻殼12的結合材料的結合能力不足，不能維持育苗培養基質10的形狀；反之，芯皮型纖維14量過多時，育苗培養基質10太硬，培養基質中的苗根難以扎入，防礙苗的生長。如果育苗培養基質10中的稻殼12和芯皮型纖維14的含量分別在前述範圍內，則成型性好，操作容易，同時，也能作為苗體生長的優良培養基質。更優選稻殼12含有量為440g-460g(在育苗培養基質10中的量是1.8×10-1-1.9×10-1g/cm3)，芯皮型纖維14含有量為10g-12g(在育苗培養基質10中的量是4.1×10-3-4.9×10-3g/cm3)。
由於育苗培養基質10是用稻殼12和芯皮型纖維14混合，在所定溫度下單純加熱成型而得的，不需要較長的製造時間(作為培養基質基材的稻殼和作為結合材料的芯皮型纖維的結合)，能批量生產。並且，因為育苗培養基質10是芯皮型纖維以細網狀與稻殼絡合而結合，構成了所謂的海綿狀，所以，富有彎曲性和保水性。因此，不易開裂，搬運中不會變形。即使育苗灌水也不會變形，這種形態很容易操作。因而，在實際應用中，即使裝載在以自動插秧機為例的苗臺進行插秧，裝置的機械手部件也能立即取出秧苗，順暢地進行作業。此外，對於育苗培養基質來說，由於作為培養基質基材的稻殼本身極便宜(換句話說，作為培養基質材料可以有效地利用所謂產業上的廢棄物)，而且，作為結合材料的芯皮型纖維也能使用很便宜的種類，所以，整體上大幅度降低了成本。
一般稻殼多數都含有一定程度的水分，育苗培養基質10也可以使用含水的稻殼。這種情況下，可以調整稻殼的用量，使其乾重量在前述範圍之內。例如，在使用含水量為13％的稻殼時，使用的稻殼量為476g-560g。
芯皮型纖維14是由芯部和具有比該芯部軟化溫度低的皮部構成的。例如，作為這種芯皮型纖維14，可以使用芯皮型聚酯(ユニチカ制)，這時皮部在110℃軟化，芯部在250℃軟化。作為這種芯皮型纖維14，也可以使用ゼオノ-レ(昭和高分子制)，這時皮部在90℃軟化，芯部在115℃軟化。
圖2中表示出了由芯部14A和皮部14B構成的芯皮型纖維14在加熱成型後的簡化模式圖。
用育苗培養基質10育苗時，在使用芯皮型聚酯(ユニチカ制)作為芯皮型纖維14的情況下，長期之後該芯皮型聚酯以水解的形式分解在苗圃中；在使用ゼオノ-レ(昭和高分子制)作為芯皮型纖維14的情況下，長期之後該ゼオノ-レ以生物分解的形式分解在苗圃中。因此，不會產生其它不良影響。
作為育苗用肥料16，一般使用多種成分混合的肥料，至少要使用含有氮、磷和鉀三要素的肥料。雖然育苗培養基質10中的育苗用肥料16的優選用量因使用的肥料而不同，但優選根據育苗肥料16中含有0.5g-1.0g氮素(育苗培養基質10含有2.0×10-4-4.0×10-4g/cm3)用量來進行配製，，最好以氮素量為0.7g-0.8g進行配製。培養基質中的氮素量不足0.5g時，葉色變淡(淡黃色)，苗生長趨於不良；反之，氮素量超過了1.0g時，苗根的生長趨於延遲。以往，在不同苗期必須調整培養基質中氮素的用量，乳苗期為0.5g，幼苗期為2g，中苗期為2g，與之相比，本發明的培養基質10，不論苗處於何期，氮素的含量都可以在前述範圍值內，這是其特有的性質。
把氮素含量用「g」表示，該值是在求得所用含氮化合物為肥料成分的配合量Xg和該化合物分子量中氮素所佔比率a後，用Xg×a×10-2計算出來的；在肥料中含氮化合物有兩種以上時，該值是用前述公式計算出的各化合物氮素量之和。
作為育苗用肥料16，可以使用育苗中期肥料(如商標為ロングM100肥料)、土壤改良繁菌劑(如沸石)、育苗初期肥料(如硫化磷銨)、健苗劑(如商標為FTE的肥料)，也可以使用硫酸銨、氯化鉀和磷酸二氫鉀的混合肥料。特別是優選使用氮∶磷酸∶鉀為14∶14∶13(重量比)的複合肥料。在使用具有這種比例關係的含氮肥料時，育苗肥料16在育苗培養基質中的含量可以達到約7g。
肥料16無論哪種形態都可以與培養基質基料等混合，可以使用各種肥料組分(如硫酸銨等)溶於水中的溶液。在這種情況下，前述溶液中氫離子濃度優選調整為pH＝5，優選除去前述溶液中的雜質(非水溶性物質)後，作為肥料使用。
對本實施例來說，由於育苗培養基質10組成中有育苗肥料16，所以，育苗時不必加入其它新肥料。如果根據育苗作物的種類和天氣(氣候)條件對前述各育苗肥料16的種類或混合比例進行適當調整後製備為多種不同類型的育苗培養基質10，就可以大幅度擴大應用範圍。
育苗培養基質10的pH值優選調整為3-5.5。雖然以往培養基質的最佳pH為5，但培養基質10的pH為3-5.5時也具使苗生長更優良的特點。如果使育苗培養基質10含有檸檬酸，不僅很容易地把培養基質10的pH調整到前述範圍內，同時，還可以除去培養基質10的稻殼中所存在的發芽抑制物質，更加促進發芽，因此是優選的。檸檬酸具有作為培養基質pH值調整劑的功能和消除發芽抑制劑的功能。為把培養基質10的pH值調整在前述範圍內，培養基質10中檸檬酸量優選為2.4g-3.7g(培養基質10中含有1.0×10-3-1.5×10-3g/cm3)。檸檬酸含有量不足2.4g時，因稻殼中存在發芽抑制物質，有抑制發芽的傾向；反之，當檸檬酸含量超過3.7g時，培養基質的pH值不足3，可能阻礙苗的生長。
可以用土壤pH計來測定培養基質的pH值。
在育苗培養基質中，如果含有表面活性劑，會提高培養基質10的水浸透性，因而優選。特別是培養基質中表面活性劑含量為0.2g-0.4g(育苗培養基質10中8.0×10-5-1.7×10-4g/cm3)時，不僅不會抑制苗的生長，而且提高了水的浸透性。作為要使用的表面活性劑，可以使用陰離子表面活性劑，例如使用十二烷基苯磺酸鈉等。特別是使用「ネオペレツクス」(花王(株)制)。
下面，說明育苗培養基10的製造步驟。
首先，把稻殼12和芯皮型纖維14及前述各種育苗用肥料16攪拌混合。通過芯皮型纖維14與稻殼12及各種育苗用肥料16一起攪拌混合，纖維以複雜細網狀絡合稻殼12和各種育苗用肥料16，把稻殼12和各種育苗用肥料16包住。
另外，育苗培養基質10在含有檸檬酸和/或表面活性劑的情況下，也可以在這個步驟中把檸檬酸和/或表面活性劑與稻殼12等混合。例如，可以一邊把與肥料一起溶解在水中的檸檬酸溶液噴霧，一邊把稻殼12和芯皮型纖維14及表面活性劑攪拌混合。
之後，把稻殼12和芯皮型纖維14及育苗用肥料16的攪拌混合體加熱成型。成型優選在芯皮型纖維14的皮部14B軟化而芯部14A不軟化的溫度下進行。例如，在使用芯皮型聚酯(ユニチカ制)作為芯皮型纖維時，由於皮部14B的軟化溫度是110℃而芯部14A的軟化溫度是250℃，把稻殼12和前述芯皮型聚酯攪拌混合後在130℃-200℃(最好為140℃左右)進行加熱成型。又如，在使用ゼオノ-レ(昭和高分子制)作為芯皮型纖維14時，由於皮部14B的軟化溫度是90℃而芯部14A的軟化溫度是115℃，優選把稻殼12和前述ゼオノ-レ攪拌混合後在100℃進行加熱成型。
在皮部14B軟化而芯部14A不軟化的溫度下加熱成型時，芯皮型纖維的皮部14B的分子軟化相互融合，變成網狀後與稻殼12絡合成型。在前述溫度範圍內加熱成型時，由於芯部14A不軟化，從而，形成具有較高柔韌度、彎曲性和保水性的培養基質。當把攪拌混合後的稻殼12和以芯皮型纖維14及育苗用肥料16混合體加熱成型時，如圖3所示，由發熱體構成陰成型模20和陽成型模22配對，並由該陰成型模20和陽成型模22把該混合體壓縮成長28cm、寬58cm、厚1.5cm的地氈狀。在這種情況下，作為壓縮的程度，優選把如圖4A所示攪拌混合為厚度3cm的原料G(由稻殼12和芯皮型纖維14及育苗用肥料16構成)壓縮成為圖4B所示厚度1.5cm左右。
如圖5所示，加熱成型時，使用大型的陰成型模24和陽成型模26，把前述攪拌混合後的原料壓縮形成預定大小的地氈狀後，再按所定形狀(大小)進行切割也可以。如圖6所示，用壓輥28、30和32，在把攪拌混合後原料G連續供給的同時，通過壓輥28、30、32進行連續加熱、加壓而成型，隨後，由切割器34按所定尺寸切斷來完成作業也可以。在這種情況下，從加熱方面來看，可以把壓輥28、30、32本身作為熱輥同時進行加熱和加壓，或者，從送風口36送入熱風來進行加熱。
如圖7所示，在使用育苗培養基質10時，把育苗培養基質放在育苗箱40中，播種水稻等作物苗種42，再覆土44，每天灌水和溫度管理進行育苗。
實施例下面，列舉實施例對本發明進行更詳細的說明，但本發明並不局限於以下的實施例。
實施例1育苗培養基質的製造稻殼(含水量13％)518g芯皮型聚酯(ユニチカ制)9.8g肥料7g(硫酸銨和氯化鉀及磷酸二氫銨複合肥料，氮∶磷酸∶鉀＝14∶14∶13)檸檬酸3.1g表面活性劑(「ネオペレツクス」，花王(株)制)0.3g把上述組分攪拌混合得到培養基質原料。肥料溶解在水中(7％重量)，除去不溶物質後使用。檸檬酸也溶解在水中(6.4％重量)。該溶液的pH值為2.1。
下面，如圖3所示，使用由陰成型模20和陽成型模22配對構成的發熱體，在成型溫度165℃下形成長28cm、寬58cm、厚1.5cm的地氈形，得到育苗培養基質10。進行加壓的條件是在加壓前前述培養基原料厚3cm，加壓後厚1.5cm。用土壤pH計測得育苗培養基質10的pH值為5.0。
比較實施例1
除了稻殼的配合用量為470g外，採用與實施例1相同的製造方法製造成型的育苗培養基質。
比較實施例2除了稻殼的配合用量為570g外，採用與實施例1相同的製造方法製造成型的育苗培養基質。
比較實施例3除了芯皮型聚酯的配合用量為4.0g外，採用與實施例1相同的製造方法製造成型的育苗培養基質。
比較實施例4除了芯皮型聚酯的配合用量為21.0g外，採用與實施例1相同的製造方法製造成型的育苗培養基質。
對實施例1和比較實施例1的育苗培養基質進行比較時，用一片50cm的育苗培養基質進行比較，對比較實施例1來說，會產生2cm-4cm大小的孔穴，相比而言，實施例1中完全沒有產生孔穴，生產性能優良。與比較實施例2相比，比較實施例2的育苗培養基質成型後，一旦脫離模體就膨脹，相比而言，實施例1的育苗培養基質觀察不到膨脹現象。
比較實施例3的育苗培養基質在脫離模體後保持原形，但在供水等後，地氈狀局部散裂，相比而言，實施例1的育苗培養基質觀察不到形狀零亂的現象，證實了其具有優良的形狀穩定性。在使用比較實施例4的育苗培養基質育苗(品種ササニシキ)時，看不到苗的健旺生長，相比而言，在實施1的育苗培養基質中，觀察到苗健旺地生長。比較實施例4的育苗培養基質硬，苗根不能扎入(根上升現象)，可以認為苗生長受阻。
在實施例1中，用同樣方法還製造出了不含檸檬酸的育苗培養基質，用這種育苗培養基質育苗(品種ササニシキ)時，觀察到約50％的種子發芽受阻，即使發芽的種子，在這種培養基質(pH值為7)中也不能發育成健旺的苗。
如以上所說明的本發明的育苗培養基質，不僅成本低，適合批量生產，也具有不易散裂、容易操作等優點。
權利要求
1.一種育苗培養基質，由稻殼和芯皮型纖維混合加熱而成型，芯皮型纖維是由芯部和比所述芯部的軟化溫度低的皮部構成，前述稻殼的含量為1.7×10-1-2.0×10-1g/cm3，前述芯皮型纖維的含量為2.0×10-3-8.2×10-3g/cm3。
2.根據權利要求1所述的育苗培養基質，其特徵在於，至少有含有氮的肥料，氮含量為2.0×10-4-4.0×10-4g/cm3。
3.根據權利要求1或2所述的育苗培養基質，其特徵在於，氫離子濃度pH值為3-5.5，檸檬酸含量為1.0×10-3-1.5×10-3g/cm3。
4.根據權利求1-3中任一項所述的育苗培養基質，其特徵在於，含有8.0×10-5-1.7×10-4g/cm3的表面活性劑。
全文摘要
本發明的育苗培養基質，由稻殼和芯皮型纖維混合加熱而成型，芯皮型纖維是由芯部和比所述芯部的軟化溫度低的皮部構成，前述稻殼的含量為1.7×10
文檔編號A01G31/00GK1275313SQ00108580
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月18日 優先權日1999年5月18日
發明者吉岡政利, 鈴木政廣, 會田重道, 金田武夫 申請人:株式會社山本製作所, 全國農業協同組合連和會