专利名称：环保轻质植生被块的制作方法
技术领域：
本发明涉及环保及资源再利用领域，特别是一种农林容器育苗用环保轻质植生被块。
背景技术：
我国属于干旱大国、由于历史原因，人口众多和资源依赖型的经济高增长，已成为世界第二大排放国，过度开采和排放使生态负荷日益加重，耕地逐渐减少，其中水资源日益匮乏，城市绿化灌溉用水逐步受到限制，城市生活垃圾的不断堆积，成为人们关注的人们关注的热点。尤其农村的农作物剩余秸秆、除少数秸秆还田饲用外，大部分焚烧废弃，极大浪费了资源也污染了环境，垃圾产量迅速增加的同时，垃圾的构成及理化问题也相应发生很大变化。近十几年，随着科学技术的不断创新，农林花卉业的轻型基质容器苗无土栽培，高分子吸水剂的应用，使农林花卉业取得了举世瞩目的成就，其中城市的美化绿化，草原荒漠化治理，高档经济作物的无土栽培都是未来回用轻质植生被块应用的领域，尤其是蔬菜花卉业以较高的经济效益和独特的社会效益和生态效益吸引众部门涉足。目前，市场上市场的无土草坪，植生带容器苗基质多数是原生材料，而能分解成单个的容器块根本还没有人生产，这些原生材料多数是从森林表层土壤和湿地开采，而这些资源都是短期内不可再生资源，是煤炭演变过程的前身。大量无节制的开采是地表植物严重被破坏，使生态系统更加脆弱，降低了涵养水的功能，大片良田出现盐渍化，国土资源遭到了严重的破坏，如今，市场上的无土草坪有无纺布存在不易腐烂，使用领域单一，塑料容器育苗费工费时，成本较高，诸多缺点极不符合现代人们的低碳生活，在国家建设现代化园林城市，农林业的工厂化无土栽培的过程中，有机固体垃圾，农林废弃物的回用，可以缓解垃圾的产量和原生资源的过度开采；克服了绿化、种植基质水分养分不足的现状，提高了农林种植效益，既固定了二氧化碳，缓解了城市的热岛效应，又增加了生物多样性，节省了宝贵的淡水资源，也为城市固体有机垃圾和农林废弃物找到了一切切实可行、经济合理的资源循环利用途径。虽然城市生活垃圾是一种来源非常广泛的植物栽培基质的原料，但是由于城市生活垃圾处理时好多基质带有人和畜的粪便，植生被块制作过程中会产生有害的废气和废水，制成的植生被块(草坪)会有臭味，影响其市场接受度，未见到做成植生被块的报道，而传统的处理只是填埋在土壤中自然分解。回收利用率极低。
发明内容
本发明根据上述领域的空白，提供一种利用生活垃圾作为人工土壤的原料并制作成轻质植物被块的方法，充分再利用资源，低成本、环保。一种环保轻质植生被块，其生产工艺包括如下步骤(1)有机原料发酵处理获得发酵料指将植物类农林业可分解废弃物经粉碎所得的碎片，加水搅拌成堆使原料堆持水量为50 60%，按每立方米有机原料接种500g EM菌种进行发酵分解；(2)预备以下重量份比例的基质原料高分子吸水材料碎片0. 5 7. 5份，发酵料 60 70份，废塑料碎片10 15份，珍珠岩、蛭石和粉煤灰混合物粉末5 10份，废纸15 20 份，95% 的 PP333 原药 0. 25 7. 5 份;，(3)制备植生被块胚混合料向发酵料中加入废塑料碎片，珍珠岩、蛭石和粉煤灰混合物粉末、和废纸碎片和95%的PP333原药，加水拌勻，边拌勻边加入高分子吸水材料碎片得到混合料，加水量占混合料重量的50 60%之间，PH调为5. 5 7. 5 ；(4)赋压成型，然后播种；(5)覆盖1. 5 3mm厚的植物纤维然，所述植物纤维指青蒿的植株碎片；(6)干燥，所述碎片指粒径为3_20mm大小的粉碎物。所述回用高分子吸水材料指回收消毒灭菌的废弃纸尿裤，卫生巾，吸水纸。所述播种后，对所述成型的植生被块胚的播种面喷淋一层粘合剂，喷淋厚度为 0. 5 1mm，所述粘合剂指粉碎为0. 5 Imm植物类农林业可分解废弃物加开水煮沸后冷却得到的浆糊。所述植物类农林业可分解废弃物指农作物秸秆、林木的枯枝落叶、果壳、树皮、食用菌菇渣、中药厂药渣和/或发酵工业的残渣。所述有机原料发酵处理中还加入与植物类农林业可分解废弃物质量比为10%的干燥牛羊粪碎片。所述发酵分解的参数为初期温度30 40°C，中期温度45 65°C，翻堆2 3次。所述热压成型的参数为压板压辊的温度设定为85摄氏度，垫压时间为15 25 分钟，压力为2. 5 3MP。所述制备植生被块胚混合料在赋压成型前装入一个网状织物中。所述赋压成型采用辊式，成型压板表面密布有锥形突起用于在植生被块胚上压制成播种穴。所述赋压成型采用辊式，成型压板底板表面设有形成等大小方格的网格状凸起棱，成型压板底板上对应于底板的方格中央设有锥形突起用于在植生被块胚上压制成播种穴。本发明的目的是一种提供植物生长的回用轻质无土基质被块，利用农业废弃物、 城市可分解有机固体垃圾、工厂的中药渣、煤灰、糠醛菇渣等有机物，经过除杂，干燥，粉碎， 发酵后成为富含有机营养的人工土壤基质，将基质与废纸浆、工业煤灰，珍珠岩等无机成分混合，为有机土壤基质中加入植物生长必须的无机肥成分。由于原料多数是有机材料，有反弹性，加入废纸浆作为固化剂可增加可塑性，为原料间提供粘连力，防止成型后结构疏松， 体积膨大散坨。本发明的植生被块中还添加了生长延缓剂，可使播入的种子植株矮化，促进根系生长，防止地上部分徒长，减少刈割次数，提高植株耐寒耐旱的能力，延长绿期，蔬菜育苗时可是植株矮化促进花芽分化，提高移栽成活率。本发明的植生被块其表层由于覆盖有一层植物纤维(青青蒿)，含有青蒿素，具有除臭的功能，其内部含有高分子吸水剂，可以吸附一部分有味气体，具有缓释的作用，草坪铺设时直接铺设，无需移栽，省时省工。
本发明优选在播种后在植生被块表面喷淋一层植物成分的粘合剂，用于防止播入的种子散落，并具有加固的作用。所用的粘合剂为种子发芽过程中可用的有机养料，制作方法是将粉碎得非常细的植物类农林有机废弃物加水煮沸成浆糊状，冷却即可，由于其中的纤维素之间的相互作用，具有一定的粘结力。在赋压成型时，可制作成草坪用植生被块，选择等距设置有锥形突起用于冲压播种穴的赋压板即可。也可以制作成容器苗育苗基质，可以根据容器规格将一块大的植生被块压制成若干可分裂的单元植生被块，选择的赋压板需在底板上有网格状凸起棱，用于压出单元被块的撕裂痕，便于植生被块吸水膨胀后易于分裂为单个小植生被块，面板上有锥形突起用于压制成播种穴。在不需要撕裂的情况下，底板上的凸起棱压出的空隙在为育苗时起到物理控根的作用，简便地实现了提高育苗移栽成活率的目的。本发明的轻质植生被块的材料都是再生材料，制作成本低，而且在生产过程中排放极低，在农林业，花卉业有广阔的应用前景。其主要用于农林花卉业的容器工厂化轻质育苗，荒漠化治理，沙迹地植被恢复，山体滑坡植被恢复，城市屋顶绿化，小区高盐地绿化，足球场、高尔夫球场的建植。既保护了原生材料资源，增加了生态系统平衡的功能，提高了种植业的效率，又给城市生活垃圾、农林废弃物、工厂有机垃圾找到了一条行之有效资源循环利用途径，使再生资源高经济优化组合，更有效合理的利用。通过使用实验证明，本发明的植生被块使草坪在育苗期节水67 %，育苗周期缩短30 %，45天就可以出圃，北京有土草坪绿期为280天，而本发明无土植生被块的绿期为320天；而且有土草坪重量是无土植生被块的11. 6倍，有土草坪在高温期每6天就需喷水1次，而植生被块仅需10天喷一次水，节水效果明显，绿化景观效果突出。
图1.本发明环保植生被块制作成的草坪基质俯视示意2.本发明环保植生被块制作成的草坪基质纵剖面示意3.本发明环保植生被块制作成的容器育苗基质俯视示意4本发明环保植生被块制作成的容器育苗基质纵剖面示意5.用本发明的环保植生被块制作成的容器育苗基质所采用的赋压板底板图6.用本发明的环保植生被块制作成的容器育苗基质所采用的赋压板面板其中1-播种穴，2-环保轻质植生被块的单元间撕裂缝，3-凸起棱，4-锥形突起
具体实施例方式实施例1本发明环保轻质植生被块的制备步骤(1)分类准备以下几类原料高分子吸水材料经高温灭菌的回收纸尿裤，卫生巾，吸水纸等，灭菌温度不高于 90摄氏度。植物类农林业可分解废弃物作物秸秆，林木的枯枝落叶，果壳、树皮、食用菌菇渣、中药厂药渣和/或发酵工业的残渣，经高温灭菌干燥，大部分粉碎为3 20mm的碎片待用，少部分粉碎为0. 5 Imm的细末待用。干燥牛羊粪经高温灭菌干燥，粉碎为3 20mm的碎片。
废塑料废弃塑料袋，塑料容器，工业废弃塑料，粉碎为3 20mm的碎片。无机盐类珍珠岩、蛭石、粉煤灰混合物，粉碎为50目以上的粉砂。废纸城市生活垃圾中的废纸、造纸厂废纸浆的干燥物，粉碎为3 20mm的碎片。生长延缓剂PP333 俗名多效唑，化学名称(2RS，3RS) (4_氯苯基)_4，4_ 二甲基-2-(1Η-1，2，4-三唑-1-基)戊-3-醇，为95%多效唑原药。菌剂，EM菌剂，活菌总数彡60亿个/毫升，为粉末状。(购于沧州旺发生物技术研究所)青蒿干草，粉碎为3 20mm的碎片。步骤(2)有机原料发酵处理获得发酵料植物类农林业可分解废弃物碎片，加水搅拌成堆，按每立方米有机原料接种500g EM菌剂的比例进行发酵分解；本发明采用工业发酵法拌好的料堆持水率50 60 %，并加入有机原料质量的10 %的牛羊粪，进行堆积发酵，料堆的尺寸30米长，6米宽，3米高，料队顶部架设喷水管道，喷水后用塑料膜覆盖发酵。 料的内部接入温度监控探头，温度设定为50摄氏度，温度到50摄氏度时自动控制系统启动开始喷水、鼓风，以补充基质、氧气和水分。整个发酵过程需要2-3个月，接种EM菌后可缩短为1个月，一般2周交一次水，一个月翻堆一次，当发酵温度从高温自然将至30摄氏度以下。发酵方法还可以采用以下方式传统发酵法将配好的物料增湿控氧，接种EM生物制剂进行菌株分解。工业半碳化法利用半碳化炉自动上料，控温，控氧和机械化实现物料的快速半碳化。步骤(3)按以下重量份比例预备基质原料高分子吸水材料0.5 7. 5份，发酵料60 70份，废塑料碎片10 15份，珍珠岩、蛭石和粉煤灰混合物粉末5 10份，废纸 15 20份，生长延缓剂PP333 0 . 25 7. 5份；步骤(4)制备植生被块胚混合料向发酵料中加入废塑料碎片，珍珠岩、蛭石和粉煤灰混合物粉末、和废纸碎片和生长延缓剂PP333，加水拌勻，边拌勻边加入高分子吸水材料碎片，加水量占混合料重量的50% 60%，PH调为5. 5 7. 5。步骤(5)所得的混合料放入网状织物中，并初步铺装为2 8厘米厚，然后赋压成型。赋压成型设备选用普通的刨花板设备，上层得压板，压板为两种规格一种用于压制成草坪的植生被块，仅仅需要压成型并压出播种穴即可，因此压板上设有密布锥形突起4的冲穴头，用于形成播种穴1。如图1所示，本发明制备的用于草坪的植生被块，播种穴之间的距离为0. 5 3厘米，深度为0. 3-0. 5厘米，成型植生被块厚度0. 8 1. 2厘米，植物纤维的覆盖厚度为1. 5 3毫米，分三次赋压。另一种用于压制成容器苗育苗基质的植生被块如图3、4，可以根据容器规格将一块大的植生被块压制成若干可分裂的单元植生被块，选择的赋压板需在底板上有网格状凸起棱3，如图5，用于压出单元被块的撕裂痕2，便于植生被块吸水膨胀后易于分裂为单个小植生被块，面板上有锥形突起4用于压制成播种穴1，如图6。成型植生被块厚度为2-8厘米，穴深为0. 3 2. 0厘米，播种穴的孔径可根据种子直径设定。
压板压辊的温度设定为85摄氏度，垫压时间为15 25分钟，压力为2. 5 3MP， 赋压三次。步骤(6)播种用2YJB-1000型林木种子精量播种机。作业时穴播量为0_8粒，穴播量精度为士 1 粒，穴孔布位士3mm，作业幅宽1米，播种密度650穴 10000穴/平米，播种参数随植生被块的用途而可随意调整。步骤(7)喷淋粘合剂对所述成型的植生被块胚的播种面喷淋一层粘合剂，喷淋厚度为0. 5 1mm，所述粘合剂指粉碎为0. 5 Imm植物类农林业可分解废弃物加开水煮沸后冷却得到的浆糊。步骤(8)覆盖1. 5 3mm厚的青蒿干草碎片。步骤(9)冷压，干燥，保存。干燥至使含水量低于种子萌发所需的湿度。实施例2本发明的植生被块与有土草坪的比较材料草种品种草地早熟禾，高羊茅按50% 50%混播。表 1
\ 数据播种量生产周期生产周期重量绿期浇水间隔/g/m2用水/t/d/kg/m2/d期/天有十草坪15365352806植生被块1014532010差异节省33%种节将67%灌缩短30%时11.6 1绿期长40草坪管护子溉水间天节水40% 对比结果显示如表1 植生被块，使草坪在育苗期节水67%，育苗周期缩短30%， 45天就可以出圃，北京有土草坪绿期为280天，而无土植生被块为320天；而且有土草坪重量是无土植生被块的11. 6倍，有土草坪在高温期每6天就需喷水1次，而植生被块仅需10 天喷一次水，节水效果明显，绿化景观效果突出。轻质植生被块在几年后可腐烂归还土壤， 改善土地的地力，而传统的无纺布草坪很难清除。尤其是回用轻质植生被块的材料都是再生材料，制作成本低，而且在生产过程中排放极低，在农林业，花卉业有广阔的应用前景，同时也有固定二氧化碳的功能，非常符合现代人对低碳生活的需求。
权利要求
1.环保轻质植生被块，其生产工艺包括如下步骤(1)有机原料发酵处理获得发酵料指植物类农林业可分解废弃物经粉碎所得的碎片，加水搅拌成堆使原料堆持水量为50 60%，按每立方米有机原料接种500g EM菌种进行发酵分解；(2)预备以下重量份比例的基质原料高分子吸水材料碎片0.5 7. 5份，发酵料60 70份，废塑料碎片10 15份，珍珠岩、蛭石和粉煤灰混合物粉末5 10份，废纸15 20 份，95%的PP333原药0. 25 7. 5份；(3)制备植生被块胚混合料向发酵料中加入废塑料碎片，珍珠岩、蛭石和粉煤灰混合物粉末、和废纸碎片和95%的PP333原药，加水拌勻，边拌勻边加入高分子吸水材料碎片得到混合料，加水量占混合料重量的50 60%之间，PH调为5. 5 7. 5 ；(4)赋压成型，然后播种；(5)覆盖1.5 3mm厚的植物纤维然，所述植物纤维指青蒿的植株碎片；(6)干燥所述碎片指粒径为3-20mm大小的粉碎物。
2.根据权利要求1所述的环保轻质植生被块，所述回用高分子吸水材料指回收消毒灭菌的废弃纸尿裤，卫生巾，吸水纸。
3.根据权利要求1所述的环保轻质植生被块，播种后，对所述成型的植生被块胚的播种面喷淋一层粘合剂，喷淋厚度为0. 5 1mm，所述粘合剂指粉碎为0. 5 Imm植物类农林业可分解废弃物加开水煮沸后冷却得到的浆糊。
4.根据权利要求1所述的环保轻质植生被块，所述植物类农林业可分解废弃物指农作物秸秆、林木的枯枝落叶、果壳、树皮、食用菌菇渣、中药厂药渣和/或发酵工业的残渣。
5.根据权利要求1 4任一所述的环保轻质植生被块，所述有机原料发酵处理中还加入与植物类农林业可分解废弃物质量比为10 %的干燥牛羊粪碎片。
6.根据权利要求5所述的环保轻质植生被块，所述发酵分解的参数为初期温度30 400C，中期温度45 65°C，翻堆2 3次。
7.根据权利要求5所述的环保轻质植生被块，所述热压成型的参数为压板压辊的温度设定为85摄氏度，垫压时间为15 25分钟，压力为2. 5 3MP。
8.根据权利要求5所述的环保轻质植生被块，所述制备植生被块胚混合料在赋压成型前装入一个网状织物中。
9.根据权利要求7所述的环保轻质植生被块，所述赋压成型采用辊式，成型压板表面密布有锥形突起用于在植生被块胚上压制成播种穴。
10.根据权利要求7所述的环保轻质植生被块，所述赋压成型采用辊式，成型压板底板表面设有形成等大小方格的网格状凸起棱，成型压板面板上对应于底板的方格中央位置设有锥形突起用于在植生被块胚表面上压制成播种穴。
全文摘要
本发明“环保轻质植生被块”，属于环保及资源再利用利用。利用农历废弃物，城市有机固体垃圾、工厂的中药渣、煤灰、糠醛菇渣，回用垃圾中的保水材料放入网状有机植物、造纸厂的废浆、生长延缓剂PP333制成的植生被块；主要用农林花卉业的容器工厂化轻质育苗，荒漠化治理，沙迹地植被恢复，山体滑坡植被恢复，城市屋顶绿化，小区高盐地绿化，足球场、高尔夫球场的建植。本发明的产生既保护了原生材料资源，增加了生态系统平衡的功能，提高了种植业的效率，又给城市生活垃圾、农林废弃物、工厂有机垃圾找到了一条行之有效资源循环利用途径，使再生资源高经济优化组合，更有效合理的利用。
文档编号C05G3/00GK102320882SQ20111015479
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者刘宝音, 郭伟 申请人:刘宝音, 邓华平, 郭伟