专利名称：具有仿生结构的无土人工草坪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及园艺中的无土栽培领域，且特别是有关于一种具有仿生结构的无 土人工草坪。
背景技术：
传统的草坪土壤栽培存在诸多缺点，如草坪卷生产破坏土壤结构；草皮起皮 一次，大约需5cm厚的耕层土壤，而且生产操作繁重，受地域空间限制等，例如中国专利 ZL00216071. 4 “草坪培植床”即存在上述问题。进行规模化无土栽培是解决上述问题的有效方法之一。近年来，这方面已有许多 研究，如中国专利ZL01216163. 2 “草坪毯”、ZL200420105647. 2 “多层组合式厚基质无土草 坪”等。但是由于上述无土草坪中的水肥养分遇热受压会逸出，影响了其实际应用价值。如 遇地形地貌特殊(如土壤沙漠化、水土流失严重等)及持续干旱等原因，植草很容易枯萎。
发明内容本实用新型的目的就在于提供一种不受地域影响、耐干旱且可降解的具有仿生结 构的无土人工草坪。本实用新型提出一种具有仿生结构的无土人工草坪，自上至下由草绿层、基质层、 施肥层以及底层构成。其中，草绿层由疏水的带孔无纺布、秸秆、沙粒、吸水剂以及草籽组 成。基质层由秸秆和泥土组成。施肥层由秸秆、吸水剂、缓控释肥料以及地衣芽孢杆菌混合 而成。底层紧附于施肥层之下，由秸秆和无纺布组成，其中无纺布铺设于底部。本实用新型中，所述带孔无纺布设置于草绿层的最上层，且制作成直径为1 3cm，深度为0. 1 1cm的多个凹半球相连状。具体来说，草绿层的表面设计借鉴了荷叶收 集露水的原理荷叶表面有一层疏水膜，使露水在荷叶表面汇聚。草绿层表面疏水带孔无纺 布的作用类似于荷叶表面的疏水膜，使得草坪草中的水汽在温度降低的时候冷凝到无纺 布表面，由于凹半球的作用，水汇聚在一起，透过无纺布的微孔，渗透到草绿层继续参与草 坪草的生长(由于沙粒的存在，水的渗透更容易进行)，该功能实现草坪自身的节水以及自 我收集水。本实用新型中，所述草绿层还包括肥料，与秸秆、沙粒、吸水剂以及草籽相互均勻
混合o本实用新型中，所述基质层还包括除草剂和杀虫剂，可以消灭危害草坪草的杂草 及害虫。本实用新型中，所述底层还包括塑料支架，设置于无纺布的底部，以方便草坪的移 除。本实用新型中，所述秸秆为气爆秸秆。秸秆经过高温爆破后，得到气爆秸秆，其纤 维组织结构松散，成絮状，蓬松柔软。由于纤维分子间的氢键遭到破坏，大量的亲水基团 (如羟基等)暴露出来，气爆秸秆的吸水与保水性明显优越于秸秆，且比直接粉碎的秸秆更容易被微生物降解(正常秸秆一般需要一年以上的时间才能降解完全，而气爆秸秆在4-5 个月内即可降解)。本实用新型的有益效果是，该草坪主要由作物秸秆制作而成，可降解，突出体现了 提高水肥养分的利用率和节水省肥、保水保肥的能力，水肥释放缓慢，并可不受地域和气候 的影响，既可以用于常规的绿化，也可以用于沙漠化的治理。本草坪植物在生长期可抵御 60 90天干旱，在非生长期可保水90 120天。
图1所示为本实用新型的结构示意图。图2所示为图1的俯视图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图，作详细说明如下。如图1所示，本实用新型所提供的具有仿生结构的无土人工草坪主要是由草绿层 10、基质层11、施肥层12以及底层13组成。草绿层10即培植的草，它在草坪的表面。由表面疏水的带孔无纺布、气爆秸秆弹 成的薄絮、粒径0. 1 2. 0mm的沙粒、吸水剂、肥料以及草籽组成。其中，带孔无纺布可以由 普通的无纺布用针等锐器在其上扎孔所形成。本实施例中，利用秸秆气爆机将秸秆气爆，将 气爆秸秆并添加适量的废旧棉花弄成厚约0. 5 5cm的薄絮，面积可根据需要随时调整。该 薄絮可剪裁，使用方便。结合图2，将沙子、吸水剂、肥料以及草籽混合均勻，铺在厚1. 5 3cm的薄絮上 面，铺盖表面疏水的带孔无纺布，利用压痕缝纫技术，将表面做成许多类似荷叶状的凹半球 100，每个直径为1 3cm，深度为0. 1 1cm，见图2。通过模仿荷叶收集露水的原理，使清 晨产生的露水能迅速汇集，并通过孔渗入薄絮，提高本草坪在干旱地区自身节水的能力。进 一步的，本层的营养与提供的水分应当满足草坪草的生长初期的需求。本实用新型中，基质层11由薄絮、泥土、除草剂以及杀虫剂组成。将除草剂、杀虫 剂和泥土加水活成泥巴，晾干后粉碎，平摊于薄絮之中。本层厚度为5 10cm，不提供营养 与水分，主要起的作用是固定草坪草的根系以及消灭危害草坪草的杂草及害虫。本层同时 也起到减轻雨水或浇水对肥料的冲蚀，减少水分蒸发损失，保持施肥层的水分和养分，延长 草坪的使用周期。其中，除草剂及杀虫剂可根据需要酌情增减。施肥层12由气爆秸秆弹成的薄絮、吸水剂、缓控释肥料及地衣芽孢杆菌混合而 成。具体来说，吸水剂与缓控释肥料及地衣芽孢杆菌发酵粉末混合，分铺到薄絮与薄絮的层 隙之间，通过缝合技术制成本层。其中，缓控释肥料的配比满足如下条件在水存在的情况 下，营养组分能组成使pH在5. 5 6. 5之间的缓冲对，满足地衣芽孢杆菌发酵生长及其分 泌的纤维素降解酶的生理环境需求。磷肥、钾肥以及碳铵肥料均能实现该要求。本层的厚 度为5 10cm，起到提供水分和养料的作用。上述地衣芽孢杆菌是一种耐低pH、兼性厌氧的益生菌，属于现有技术，是人畜安全 四级微生物。地衣芽孢杆菌可产外泌型纤维素降解酶，加速秸秆中纤维素的降解，起到改善
4土壤的作用。本实用新型中，气爆秸秆与地衣芽孢杆菌之间可以发生在位发酵反应从而实 现降解，比秸秆经发酵处理后而用于草坪种植技术更节省时间、设备、场地和人力。这里，在 位发酵是指气爆秸秆不用进行预先发酵处理，而是利用草坪自身的生物化学及物理环境进 行发酵，即在草坪草生长的过程中微生物发酵同时进行。地衣芽孢杆菌的生长温度范围是30 55°C，在0. 8%的NaCl、pH3 9的 条件下可以生长；纤维素降解酶的最适宜温度在35 45°C。这种生长条件表明，地衣芽孢 杆菌在正常的土壤环境下生长缓慢；而沙漠化地区白天地温较高，可为地衣芽孢杆菌提供 一定的温度条件。地衣芽孢杆菌的生长特性为本发明草坪的使用范围提供了良好的基础， 这使得本发明草坪既可用于正常环境下的绿化，也可用于沙漠地区的土壤改造的目的得以 实现。上述吸水剂用的是环境友好型的可降解高性能吸水剂，主要是淀粉类(如淀粉接 枝丙烯腈、淀粉接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酸酰胺、淀粉接枝丙烯酸酯等)、纤维素类、海藻 酸类、壳聚糖类及聚氨基酸类(如聚谷氨酸、聚赖氨酸和聚天冬氨酸等)。底层13由2 5cm厚的薄絮和透气性、透水性良好的无纺布以及塑料支架组成组 成。主要作用是防止水分以及肥料流失，并使草坪与土地或墙壁隔离。塑料支架可根据需 要添加或去除。本实用新型的制作过程为将作物秸秆气爆，将气爆秸秆制作成0. 5cm厚的棉被 状薄絮，并将其裁减成lmXlm的形状待用。在地上铺lmXlm的透气透水的无纺布，取裁减 好的薄絮4-5片，铺平压实，底层制作好。将吸水剂、缓控释肥及地衣芽孢杆菌发酵粉末混 合好，铺在薄絮与薄絮的层隙之间，压实，将边缘缝合好，浇足水，施肥层制作好，平铺于底 层上。将除草剂、杀虫剂和泥土加水活成泥巴，晾干后粉碎，铺在薄絮与薄絮的层隙之间，压 实，将边缘缝合好，基质层制作好，放置于施肥层之上。将沙子、吸水剂、肥料以及草籽混合 均勻，铺在厚1. 5-3cm的薄絮上面，铺盖表面疏水的带孔无纺布，在边缘处缝合，并利用压 痕缝纫技术，将表面做成成片的凹半球，每个凹半球直径2cm，深0. 5cm。浇足水，则草绿层 制作完毕，放于基质层上。将草绿层、基质层、施肥层及底层在边缘处用细铁丝固定缝合起 来，本草坪制作完毕。本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来 限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修 饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求一种具有仿生结构的无土人工草坪，其特征在于，自上至下包括草绿层、基质层、施肥层以及底层，所述底层紧附于施肥层之下。
2.根据权利要求1所述的具有仿生结构的无土人工草坪，其特征在于，所述带孔无纺 布设置于草绿层的最上层，且制作成直径为1 3cm，深度为0. 1 1cm的多个凹半球相连 状。
3.根据权利要求1所述的具有仿生结构的无土人工草坪，其特征在于，所述底层还包 括塑料支架，设置于无纺布的底部。
4.根据权利要求1所述的具有仿生结构的无土人工草坪，其特征在于，所述秸秆为气 爆秸秆。
5.根据权利要求1所述的具有仿生结构的无土人工草坪，其特征在于，所述沙粒的粒 径为0. 1 2. 0mm。
专利摘要本实用新型提出一种具有仿生结构的无土人工草坪，自上至下由草绿层、基质层、施肥层以及底层构成。其中，草绿层由疏水的带孔无纺布、秸秆、沙粒、吸水剂以及草籽组成。基质层由秸秆和泥土组成。施肥层由秸秆、吸水剂、缓控释肥料以及地衣芽孢杆菌混合而成。底层紧附于施肥层之下，由秸秆和无纺布组成，其中无纺布铺设于底部。该草坪主要由作物秸秆制作而成，可降解，突出体现了提高水肥养分的利用率和节水省肥、保水保肥的能力，水肥释放缓慢，并可不受地域和气候的影响，既可以用于常规的绿化，也可以用于沙漠化的治理。本草坪植物在生长期可抵御60～90天干旱，在非生长期可保水90～120天。
文档编号A01G31/00GK201758646SQ201020196050
公开日2011年3月16日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者何秀丽, 孙柏旺, 张征林, 高启合 申请人:东南大学