一种用于植物幼苗生长的保护箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于植物种植领域，具体涉及一种用于植物幼苗生长的保护箱。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济和社会的迅速发展，人口增长与耕地减少的矛盾日益突出，各类盐土资源，特别是滩涂作为一种重要的土地后备资源，亟待我们去开发、利用和保护。滩涂是指沿海的淤泥质海滩，滩涂围垦是目前沿海地区缓解人多地少矛盾的有效手段，它可以拓展人类的发展空间、改善水利条件。围垦的滩涂可作为农业用地以支撑经济的发展，我国提倡和鼓励沿海地区利用滩涂围垦造田，扩大耕地面积，但是由于沿海淡水严重缺乏，滩涂改造成耕地成本高且效益低，越来越多的滩涂围垦丧失了造田的“初衷”，成为海水养殖的“乐园”，使得国家希望围垦造田或通过围垦达到土地占补平衡的愿望难以成为现实。围垦后的滩涂都是盐碱地，改造成耕地，需要大量的淡水经过多年冲洗才可用于种植，严重制约这些地区的土地使用效率。在耕地日趋减少和淡水资源不足的严重压力下，如何利用大面积的滩涂发展可持续农业，这是国内外农业科学技术迫切需要解决的重大课题。
[0003]因此，开发出一种适合于滩涂地幼苗生长的农业种植设施，以提高中小型工程耐盐幼苗的移植成活率，进一步改善所开发滩涂的土壤土质，最终成为人类真正可利用的土地资源是国内外科研工作者面临的难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于植物幼苗生长的保护箱，使植物幼苗可以在滩涂或盐碱地中正常生长。
[0005]本发明的第一方面，提供一种用于滩涂或盐碱地中植物幼苗生长的保护箱，包括:
[0006]箱体，所述箱体由生物可降解塑料加工制成；
[0007]选择分离窗，所述选择分离窗由正渗透膜制成，设置在所述箱体上；
[0008]培土，置于所述箱体内部，所述植物幼苗的根系植入所述培土内，且所述培土内含有肥料，所述肥料的渗透压高于所述滩涂或盐碱地中水的渗透压。
[0009]在另一优选例中，所述生物可降解塑料选自:热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇、淀粉、纤维素、甲壳质。
[0010]在另一优选例中，所述生物可降解塑料加工制成的箱体具有以下一个或多个特征:
[0011](I)拉伸强度 40-80MPa ;
[0012]⑵厚度0.1-3Omm ;
[0013](3)降解性:土埋 6 个月，降解 85wt%_95wt% ；
[0014](4)降解性:土埋 18 个月，降解 90wt%_100wt%。
[0015]在另一优选例中，所述正渗透膜选自:聚砜正渗透膜、聚醚砜正渗透膜、磺化聚砜正渗透膜、聚砜酰胺正渗透膜、三醋酸纤维素正渗透膜、聚芳醚砜酮正渗透膜、聚芳醚腈酮正渗透膜、共聚聚醚砜正渗透膜、聚偏氟乙烯正渗透膜、聚丙烯腈正渗透膜、醋酸纤维素正渗透膜、聚乳酸正渗透膜、聚苯并咪唑(PBI)正渗透膜、芳香聚酰胺正渗透膜。
[0016]在另一优选例中，所述正渗透膜具有以下一个或多个特征:
[0017](I)水通量 8-25LMH ;
[0018]⑵截盐率>90%;
[0019](3)厚度 60-300 μ m。
[0020]任选较佳地，所述正渗透膜还具有以下一个或多个特征:
[0021 ] (4)降解性:土埋 6 个月，降解 85wt%_95wt% ；
[0022](5)降解性:土埋 18 个月，降解 90wt%_100wt%。
[0023]在另一优选例中，所述植物幼苗选自:红树、甜菜、甜高粱、甘薯、菊芋、海蓬子、碱蓬、海滨锦葵、柽柳、芦苇、芨芨草。
[0024]在另一优选例中，所述肥料为长效肥料泥炭、短效肥料磷石膏、氮肥、过磷酸钙、硫酸钾、微量元素和保水剂中的一种或两种以上的组合。
[0025]本发明的第二方面，提供第一方面所述的保护箱的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0026](a)将生物可降解塑料注塑成箱体，并在所述箱体上留有选择分离窗的位置；
[0027](b)将正渗透膜在80_99wt%失水的状态下，放置在选择分离窗位置，在100-300°C下热压边缘1-1Omin,使正渗透膜与生物可降解塑料结合在一起。
[0028]在另一优选例中，所述方法还包括以下制备生物可降解塑料箱体的步骤:
[0029]在注塑机的作用下将生物可降解塑料粒子注塑成型为所述箱体。
[0030]在另一优选例中，所述方法还包括以下制备正渗透膜的步骤:
[0031](a)提供一铸膜液，所述铸膜液含有聚合物和溶剂；
[0032](b)将所述的铸膜液涂覆于用作支撑层的基材上，形成正渗透层，即得到含所述支撑层和正渗透层的正渗透膜；
[0033]或者所述方法还包括以下制备正渗透膜的步骤:
[0034](a’ )提供一铸膜液，所述铸膜液含有聚合物和溶剂；
[0035](b’ )将所述的铸膜液涂覆于用作支撑层的基材上，形成超滤层；
[0036](c’)通过界面聚合，在所述超滤层表面形成正渗透层，即得到含支撑层、超滤层和正渗透层的正渗透膜。
[0037]在另一优选例中，所述方法还包括以下制备正渗透膜的步骤:
[0038](A)提供一铸膜液，所述铸膜液含有聚合物和溶剂；
[0039](B)将所述的铸膜液涂覆于用作支撑层的基材上，形成聚合物超滤膜，即得到基膜。
[0040](C)将基膜阴干或烘干后在1-7%间苯二胺(或者是对苯二胺、邻苯二胺)水溶液中浸泡3-10分钟，取出后阴干，而后浸入0.05-1%均苯三甲酰氯正己烷溶液中0.5-10分钟，在50-120°C、5-30分钟内热处理，含所述支撑层和基膜的正渗透膜。
[0041]在另一优选例中，所述的铸膜液的制备方法如下:
[0042]将聚合物溶于溶剂(较佳地在加热搅拌下溶解，60°C条件下搅拌6-9个小时)，形成聚合物溶液，所述聚合物溶液是由聚合物溶解在有机溶剂中配制而成，其中，所述聚合物为聚苯并咪唑、聚苯醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、聚砜酰胺、聚芳醚砜酮、聚芳醚腈酮、共聚聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、醋酸纤维素、三醋酸纤维素、聚多巴胺或其组合，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、氯仿、1，4二氧六环、丙酮、磷酸三乙酯、二甲基甲酰胺、甲醇、氯化烃、二甲亚砜，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、正己烷、水或它们的混合物。
[0043]在另一优选例中，所述支撑层为无纺布、筛网。无纺布材质为丙纶(PP)、涤纶(PET)0此外，还有锦纶(PA)、粘胶纤维、腈纶、乙纶(HDPE)、氯纶(PVC)。目数在100-300目。筛网材质为聚氨酯、尼龙，目数在100-300目。
[0044]本发明的保护箱，栽种植物幼苗，由于肥料的渗透压大于滩涂或盐碱地中水的渗透压，滩涂或盐碱地中的水通过正渗透膜扩散到幼苗根部，提供幼苗成长所需水分，保证幼苗茁壮成长。待幼苗长大到可承受滩涂或盐碱地土质时，生物可降解塑料膜制成的箱体降解混合在土壤中，改善滩涂或盐碱地土质，以维持滩涂或盐碱地的可持续发展，可保证滩涂或盐碱地的永续利用。
[0045]应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【附图说明】
[0046]图1为种植由植物幼苗的保护箱的结构示意图，其中I为选择渗透窗；2为箱体；3为培土，含有肥料。
【具体实施方式】
[0047]本申请的发明人经过广泛而深入地研究，首次意外研发出一种用于植物幼苗生长的保护箱，由生物可降解塑料膜制成的箱体上设置有由正渗透膜制成的选择分离窗，含有肥料的培土置于所述箱体内部，肥料不仅用作营养供给还用作汲取物，正渗透膜将滩涂或盐碱地中的盐碱隔离在箱体外，而水通过正渗透膜扩散到幼苗根部，提供幼苗成长所需水分，保证幼苗茁壮成长。待幼苗长大到可承受滩涂或盐碱地土质时，生物可降解塑料膜制成的箱体降解混合在土壤中，可以改善滩涂或盐碱地土质。在此基础上，完成了本发明。
[0048]保护箱
[0049]本发明中“保护箱”、“保护袋”、“保护壳”、“保护包”具有相同的含义，形状没有特别的限定，只要具有一定容积，能够包裹植物幼苗的根系，并使植物幼苗的根系植入其内部的培土内，不暴露在周围环境(滩涂土壤或盐碱地土壤)即可。
[0050]如图1所示，本发明的保护箱，包括:
[0051]箱体2，所述箱体2由生物可降解塑料加工制成；
[0052]选择分离窗I，所述选择分离窗I由正渗透膜制成，设置在所述箱体2上；
[0053]培土 3，置于所述箱体2内部，植物幼苗的根系植入所述培土 3内，且所述培土 3内含有肥料，所述肥料的渗透压高于所述滩涂或盐碱地中水的渗透压。
[0054]所述生物可降解塑料选自:热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇、淀粉、纤维素、甲壳质。
[0055]所述生物可降解塑料箱体具有以下一个或多个特征:
[0056](I)拉伸强度 40_80MPa ；
[0057](2)厚度 0.l-30mm ；
[0058](3)降解性:土埋 6 个月，降解 85wt%_95wt% ；
[0059](4)降解性:土埋 18 个月，降解 90wt%_100wt%。
[0060]本发明中，正渗透膜的结构可以具有多种形式，可以是单纯的正渗透膜也可以是复合的正渗透膜，如包含支撑层和正渗透层的复合的正渗透膜；或含支撑层、超滤层和正渗透聚层的复合的正渗透膜，只要是具有正渗透功能的膜均可作为正渗透膜用于本发明。在另一优选例中，所述正渗透膜选自:聚砜正渗透膜、聚醚砜正渗透膜、磺化聚砜正渗透膜、聚砜酰胺正渗透膜、聚芳醚砜酮正渗透膜、聚芳醚腈酮正渗透膜、共聚聚醚砜正渗透膜、聚偏氟乙烯正渗透膜、聚丙烯腈正渗透膜、醋酸纤维素正渗透膜、三醋酸纤维素正渗透膜、聚乳酸正渗透膜、聚苯并咪唑(PBI)正渗透膜、芳香聚酰胺正渗透膜。所述正渗透膜具有以下一个或多个特征:
[0061](I)水通量 8-25LMH ;
[0062](2)截盐率 > 90% ；
[0063](3)厚度 60-300 μ m。
[0064]任选较佳地，所述正渗透膜还具有以下一个或多个特征:
[0065](4)降解性:土埋 6 个月，降解 85wt%_95wt% ；
[0066](5)降解性:土埋 18 个月，降解 90wt%_100wt%。
[0067]植物幼苗选自耐盐的下列植物:红树、甜菜、甜高粱、甘薯、菊芋、海蓬子、碱蓬、海滨锦葵、柽柳、芦苇、芨芨草。
[0068]培土内含有肥料。本发明中，对肥料进行选择时，可以针对已