調節植物根生長系統的農業材料及其製造方法
2023-12-02 23:34:21
專利名稱：調節植物根生長系統的農業材料及其製造方法
技術領域：
本發明涉及調節植物根生長系統的農業材料及製造這樣的農業材料的方法。更具體地，本發明涉及用塑料樹脂製造的、含有植物根系統生長調節劑的育苗容器及其製造方法。
現有技術在韓國，農業工業是明確分工、專業化和機械化的。結果，苗圃工業已得到大大發展。在1997年初苗圃工業首次引進韓國之後，苗圃企業在年底已達到總計100個之多。苗圃工業在1997年已提供約四百萬塞植幼苗(plug seedling)。在發達國家，在生產庭院樹或水果樹幼苗中利用容器[塞狀育苗盤(plug tray)和盆]的育苗工廠十分普遍。
因為程序育苗工業、批量育苗工業和用於木本美化樹的盆栽育苗工業迅速發展，對育苗材料如盆、塞狀育苗盤和薄板的需求高度增長，需要優質的育苗材料。
在塞狀育苗盤中生產幼苗的最大問題之一是植物的過度生長或根際的異常生長。儘管植物過度生長容易通過生理、化學或物理技術解決，但是根際的生長控制仍有很多領域需要研究。
在很多情況下，蔬菜栽培中採用的傳統盆中培育的幼苗在質量上不穩定並且根際生長不旺盛。移植之後，這些幼苗容易患病或表現很差的初期生長，因此出現數量上的嚴重下降。在傳統盆和塞狀育苗盤中，幼苗的根纏繞並扭曲。另外，產生繞結和纏繞的根導致移植後的生長抑制。特別是極少有小根生成，而主根縱向生長到都達到纏繞的程度。因此，移植後，幼苗生根緩慢或遭受根空化作用，難以吸收營養。另外，它們容易受根疾病的侵襲並受乾旱損傷。傳統內塞狀育苗盤的根纏繞使得難以從盤室移出幼苗，因此不便於使用自動栽培機械。
由於傳統塞植幼苗的根纏繞在盤室壁上，它們容易受低溫或高溫逆境損傷，使得它們不能有豐富的根際。如果將根纏繞和繞結的塞植幼苗移植到高海拔寒冷地帶，根際系統將變得窄小。另外由於營養吸收很少，幼苗容易脫離土壤或在暴風雨中倒伏。
如果在傳統盆中培育果樹或庭院樹的幼苗，只有它們的初生根生長，而只生成極少的側根，因此在它們生根和將它們從盆中移出時會有問題。對於培育幼苗的水稻盆，它們的根向土壤中伸展得如此之深以致於難以拿起苗圃盆。
另外，植物栽培者需要耐用和可重複使用的育苗材料。
因此，需要改進育苗材料，例如盆、塞狀育苗盤和薄板。然而，目前使用的育苗盆、塞狀育苗盤和薄板只不過是由塑料製成的簡單加工的產品。已對各種高附加值塑料如工程塑料進行廣泛研究，但極少對用於育苗的盆、塞狀育苗盤和薄板進行研究，特別是沒有發現含有用於調節植物根生長系統的試劑的育苗材料。
塞狀育苗盤傳統地用高密度聚苯乙烯樹脂本身製造或通過以共擠塑方式在高密度聚苯乙烯樹脂上塗覆高度光滑的苯乙烯樹脂來製造。選擇性地，它們用烯烴樹脂製造或通過在另一材料上塗覆一種烯烴樹脂來製造。將樹脂塑成薄板或薄膜或真空塑型。對於農場家用薄板，通過薄板形成之後在高溫下塑造加工或壓製得到它們所需的形狀。
發明公開本發明人對用於調節植物根生長系統的農業材料重複進行了深入徹底的研究，發現用混有植物根系統生長調節劑的塑料樹脂製造的育苗容器能使幼苗充分發育並得到健康的小根。
因此，本發明的目的是克服現有技術中遇到的上述問題並提供允許幼苗旺盛生長的、調節植物根生長系統的農業育苗材料。
本發明的另一目的是提供製造這樣的農業育苗材料的方法。
根據本發明的一個方面，提供一種用於調節植物根生長系統的農業育苗材料，它以含有銅化合物的樹脂為基礎，銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑。
根據本發明的另一個方面，提供一種製造育苗材料的方法，包括以下步驟將樹脂與銅化合物混合以形成顆粒，樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂，銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑；將顆粒與樹脂擠塑成具有雙層結構的薄板，雙層結構由底層和塗層組成，樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂，底層和塗層分別由樹脂和顆粒組成；並且將薄板熱塑成預定形狀。
根據本發明的進一步方面，提供一種製造育苗材料的方法，包括以下步驟將樹脂與銅化合物混合以形成顆粒，樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂，銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑；將顆粒與樹脂擠塑成薄板；並且將薄板熱塑成預定形狀。
在本發明中，對育苗容器如盆、塞狀育苗盤和薄板進行各種植物包括蕃茄、胡椒和大白菜生長發育的測試。
附圖簡述本發明的上述和其它目的、特徵和其它優點將從下面與附圖結合的詳述得到更清楚的理解，其中
圖1是表示使用本發明實施方案所述的共擠塑技術製造農業育苗材料的方法的工藝流程。
圖2是表示使用本發明實施方案所述的擠塑技術製造農業育苗材料的方法的工藝流程。
圖3表示
圖1中所示方法的擠塑技術的詳細視圖。
圖4表示以共擠塑方式(a)和擠塑方式製造的薄板。
實施本發明的最佳模式參照附圖，本發明優選實施方案的應用將得到最佳理解。
首先，參照
圖1，是按照本發明的實施方案，以塗覆方法為基礎，製造用於調節植物根生長系統的育苗容器如塞狀育苗盤、盆和薄板的工藝流程。如
圖1中所示，育苗容器通過薄板製造工藝S1、薄板加熱工藝S2、真空塑型工藝S3和冷卻工藝S4製造。在薄板製造工藝S1中，底層與塗層一起共擠塑。作為底層的材料，可以使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和/或高密度聚苯乙烯(HIPS)。在塗層中，包含植物根系統的生長調節劑和生物陶瓷以及塑料。在真容塑型工藝之後，對薄板殘渣進行切割工藝S5、碎屑粉碎工藝S6和再生工藝S7。
參照圖2，是按照本發明的另一實施方案，以擠塑工藝為基礎，製造用於調節植物根生長系統的育苗容器的工藝流程。如此圖中所示，擠塑時高分子樹脂與植物根系統的生長調節劑和生物陶瓷一起加入。如上述，育苗容器通過進行薄板製造工藝S1、薄板加熱工藝S2、薄板塑型工藝S3和冷卻工藝S4製造。在真容塑型工藝之後，薄板殘渣可以通過切割工藝S5、碎屑粉碎工藝S6和再生工藝S7再生。
現在參照圖3，是表示
圖1中所示工藝流程的共擠塑工藝的詳細視圖。如圖所示，將PE、PP、PS和/或HIPS裝入底層材料進料器，而植物根系統的生長調節劑和生物陶瓷以及塑料裝入塗層材料進料器中。將這些材料共擠塑成具多層結構的薄板，其中多層結構由底層和塗層形成。此薄板模式在圖4a中表示。根據本發明的另一實施方案，選擇性地，可以省略底層。即只將塗層混合物擠塑或薄板。此無底層的薄板模式在圖4b中表示。
如上所述，育苗容器上以選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂的高分子樹脂為基礎並與植物根系統的生長調節劑混合。塗層厚度為5-500微米。選擇性地，塗層進一步包含表面活性劑、碳酸鈣和碳黑。
根據本發明，植物根系統的生長調節劑是銅化合物，例如CuCl2，CuCO3，CuSO4，Cu(CH3CO2)，Cu2O，Cu(OH)2，CuBr2，CuF6Si，Cu(HCO2)2，CrCuO4，CuO，CuBr，CuI和C6Cu2FeN6。本發明中可用的表面活性劑包括甘油單酯、脂肪酸的甘油單酯或雙酯、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基胺的脂肪酸酯、雙(2-羥基乙烯基)烷基胺、烷基磺酸酯、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯、氯化四烷基銨、烷基甜菜大鹼、硬酯醯乳酸鈣和鈉以及有機酸酯。除了碳酸鈣(CaCO3)，也可以加入TiO2，ZnO，ZnS，CaSO4，SiO2或MgO。對於生物陶瓷，它們是多孔的，並選自氧化鋁、氧化鋯、碳化矽及其混合物。
作為植物根系統生長調節劑的銅化合物以1-80％重量百分比(以樹脂和銅化合物的總量為基礎)的量定量使用。相應地，樹脂的量大致為20-90％重量百分比。優選地，樹脂以50-95％重量百分比的量使用，而銅化合物在5-50％重量百分比的範圍內。表面活性劑以10％重量百分比(以樹脂混合物的總重量為基礎)以內的量加入，並且優選的是1-8％重量百分比。生物陶瓷使用樹脂混合物總重量的30％重量百分比以內的用量。生物陶瓷的優選用量是5-15％重量百分比。對於碳酸鈣，可以以10％重量百分比(以樹脂混合物的總重量為基礎)以內的量使用，並且優選的是1-5％。與碳酸鈣一樣，碳黑可以以10％重量百分比(以樹脂混合物的總重量為基礎)以內的量使用。如果使用，碳黑優選地以1-5％重量百分比的量加入。
根據將要舉例說明的下列實施例，可以得到本發明的更好理解，但不應理解為限制本發明。實施例I塞狀育苗盤和盆的製造(I)在擠壓機中，裝入68％重量百分比的聚苯乙烯樹脂、24％重量百分比的Cu(OH)2、5％重量百分比的山梨聚糖脂肪酸酯和3％重量百分比的碳黑，並且將它們融化混合併製成顆粒狀。將顆粒放入共擠壓機的塗覆進料器中，而將高密度苯乙烯樹脂放入底層進料器中。將它們以塗層100微米的方式共擠塑成薄板。加熱薄板並將其在壓床中真空下塑型以製造塞狀育苗盤和盒。實施例II塞狀育苗盤和盆的製造(II)在擠壓機中，裝入80％重量百分比的聚苯乙烯樹脂、10％重量百分比的Cu(OH)2、1％重量百分比的硬脂醯乳酸鈉、1％重量百分比的生物陶瓷和5％重量百分比的碳黑，並且將它們融化混合併製成顆粒狀。將顆粒放入共擠壓機的塗覆進料器中，而將高密度苯乙烯樹脂放入底層進料器中。將它們以塗層10微米的方式共擠塑成薄板。加熱薄板並將其在壓床中真空下塑型以製造塞狀育苗盤和盒。實施例III塞狀育苗盤和盆的製造(III)在擠壓機中，裝入85％重量百分比的聚乙烯樹脂、9％重量百分比的CuBr、1％重量百分比的聚氧乙烯乙二醇脂肪酸酯和5％重量百分比的TiO2，並且將它們融化混合併製成顆粒狀。將顆粒放入共擠壓機的塗覆進料器中，而將乙烯樹脂放入底層進料器中。將它們以塗層60微米的方式共擠塑成薄板。加熱薄板並將其在壓床中真空下塑型以製造塞狀育苗盤和盒。實施例IV塞狀育苗盤和盆的製造(IV)在擠壓機中，裝入77％重量百分比的聚乙烯樹脂、17％重量百分比的CuCO3、3％重量百分比的硬脂醯乳酸鈉和3％重量百分比的碳酸鈣，並且將它們融化混合併擠塑成薄板。加熱薄板並將其在壓床中真空下塑型以製造塞狀育苗盤和盒。實施例V塞狀育苗盤和盆的製造(V)在擠壓機中，裝入56％重量百分比的聚丙烯樹脂、36％重量百分比的CuCl2和8％重量百分比的硬脂醯乳酸鈉，並且將它們融化混合併擠塑成薄板。加熱薄板並將其在壓床中真空下塑型以製造塞狀育苗盤和盒。實施例VII塞狀育苗盤和盆的製造(VI)在擠壓機中，加入76％重量百分比的聚丙烯樹脂、16％重量百分比的CuI和5％重量百分比的硬脂醯乳酸鈉，並且將它們融化混合併擠塑成薄板。加熱薄板並將其在壓床中真空下塑型以製造塞狀育苗盤和盒。實施例VII蕃茄幼苗的培育在如實施例I中所述的塗覆植物根系統生長調節劑的育苗盆的土壤中播種蕃茄種子。在播種的第35天進行測試，以測定作用於調節植物根生長系統的、用銅化合物處理的盆對番茄生長發育有什麼影響。作為對照，使用未用任何生長調節劑處理的育苗盆。
測試結果在下表1中給出。表1 Cu化合物處理的盆對蕃茄植物生長的影響
正如從表1中可明顯看出的，本發明盆中栽培的蕃茄植株具有比對照組(未處理)更健康的根系統。與傳統盆中栽培的相比，本發明盆中栽培的蕃茄植株莖高增加約17％，地上部分乾物質百分比增加約5％，地下部分乾物質百分比增強約11％，而總根數增加約5％。實施例VIII胡椒幼苗的培育以與實施例VII相似的方式，在根據本發明所述的塞狀育苗盤中以及未用植物根生長調節劑處理的塞狀育苗盤中培育胡椒幼苗。
結果在下表2中給出。表2 Cu化合物處理的盆對胡椒植物生長的影響
如表2中所示，實驗組具有比對照組更好的根系統。與傳統盆中栽培的相比，本發明盆中栽培的胡椒植株莖高增加約12％，地上部分乾物質百分比增加約9.8％，地下部分乾物質百分比增強約17.8％，而總根數增加約11.3％。實施例IX庭院品種和大白菜的栽培育苗盤對園藝作物生長發育的影響得到測試。在幼苗培育過程中，測定它們的植株高、根長、乾物質百分比、定植百分比、營養吸收、底切、根形態和鮮重。實驗組的植株高與對照組(傳統盤)相似。栽培25天之後，在傳統盤中的大白菜根長18cm，而在銅化合物處理的盤中根長6cm。發現在根據本發明所述的盤中栽培的大白菜幼苗的小根都發育良好，而它們的主根達到平衡點。因此，種植後，實驗幼苗組比對照組的生根效率更高。在處理組中發現比對照組更高的乾物質百分比值和營養吸收值。當使用本發明中開發的功能盤時，防止了根纏繞。另外，沒有觀察到歸罪於植物根系統生長調節劑的葉毒性。處理組的鮮重大於對照組。這些結果總結於下表3中。表3 Cu化合物處理的盤對大白菜植物生長的影響
>工業應用如本文所述的，本發明的農業育苗容器通過單獨將加有植物根系統生長調節劑的塑料樹脂塑型或與塑料樹脂一起塑型成所需形狀來製造。當在這些容器中培育幼苗時，它們環繞著鬚根的根旺盛發育。這種健康的根系統使植物能最大限度地從土壤吸收營養和水。因此，本發明的容器可以改善幼苗的質量。另外，當幼苗根與容器壁接觸時，它們的生長會在地上部分處於旺盛時期時停止。另外，它們的側根發育良好，導致很好根際。而且，移植後，幼苗表現高的生根效率。隨後，豐富的根系統導致植物的旺盛生長，使其質量和重量得到提高。而且，本發明容器中栽培的根沒有纏繞，因此植物可以使用自動栽種機械種植。進而，移植後這些植物表現對逆境如乾旱、冷天氣、暴風雨等的高耐受性。用作植物根系統生長調節劑的銅化合物增加了對土壤疾病的抗性。因此，本發明對農業非常有用。
本發明已經用舉例說明的方式得到描述，應當理解所用術語是描述的性質，而不是限制。根據上述說明，本發明的很多修飾和變化是可能的。因此，應當理解，在附屬的權利要求書範圍之內，本發明可以按具體描述的實施方案以外的方案實施。
權利要求
1.一種用於調節植物根生長系統的農業育苗材料，它以含有銅化合物的樹脂為基礎，銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑。
2.如權利要求1所述的農業育苗材料，其中樹脂進一步包含表面活性劑和生物陶瓷。
3.如權利要求2所述的農業育苗材料，其中樹脂進一步包含碳黑。
4.如權利要求2所述的農業育苗材料，其中樹脂進一步包含碳酸鈣。
5.如權利要求1或2所述的農業育苗材料，其中銅化合物選自CuCl2，CuCO3，Cu(OH)2，CuSO4，Cu(CH3CO2)，Cu2O，CuBr2，CuFeSi，Cu(HCO2)2，CrCuO4，CuO，CuBr，CuI和C6Cu2FeN6。
6.如權利要求1或2所述的農業育苗材料，其中樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂。
7.如權利要求1或2所述的農業育苗材料，其中材料選自盆、塞狀育苗盤或薄板。
8.如權利要求2所述的農業育苗材料，其中表面活性劑選自甘油單酯、脂肪酸的甘油單酯或雙酯、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基胺的脂肪酸酯、雙(2-羥基乙烯基)烷基胺、烷基磺酸酯、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯、氯化四烷基銨、烷基甜菜鹼、硬酯醯乳酸鈣和鈉以及有機酸酯。
9.一種製造育苗材料的方法，包括以下步驟將樹脂與銅化合物混合以形成顆粒，樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂，銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑；將顆粒與樹脂共擠塑成具有雙層結構的薄板，雙層結構由底層和塗層組成，樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂，底層和塗層由顆粒組成；並且將薄板熱塑成預定形狀。
10.一種製造育苗材料的方法，包括以下步驟將樹脂與銅化合物混合以形成顆粒，樹脂選自烯烴樹脂、苯乙烯樹脂和高密度聚苯乙烯樹脂，銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑；將顆粒擠塑成薄板；並且將薄板熱塑成預定形狀。
全文摘要
本發明公開一種用於調節植物根生長系統的農業育苗材料,它以含有銅化合物的樹脂為基礎,銅化合物作用為植物根系統的生長調節劑。此材料通過將樹脂與銅化合物混合以形成顆粒、並將顆粒選擇性地與樹脂一起擠塑成薄板並將薄板熱塑成預定形狀來製造。在此材料中培育幼苗的過程中,幼苗根沒有大量發育的鬚根環繞。這樣的健康根系統使植物能最大限度地從土壤吸收營養和水。移植後,在此材料中培育的幼苗表現高生根效率。由此,旺盛的根系統導致植物的曬盛生長。
文檔編號A01N59/20GK1273508SQ99801127
公開日2000年11月15日 申請日期1999年5月19日 優先權日1998年5月19日
發明者龍永錄, 沈相然 申請人:龍永錄, 沈相然