专利名称：调节植物根生长系统的农业材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及调节植物根生长系统的农业材料及制造这样的农业材料的方法。更具体地，本发明涉及用塑料树脂制造的、含有植物根系统生长调节剂的育苗容器及其制造方法。
现有技术在韩国，农业工业是明确分工、专业化和机械化的。结果，苗圃工业已得到大大发展。在1997年初苗圃工业首次引进韩国之后，苗圃企业在年底已达到总计100个之多。苗圃工业在1997年已提供约四百万塞植幼苗(plug seedling)。在发达国家，在生产庭院树或水果树幼苗中利用容器[塞状育苗盘(plug tray)和盆]的育苗工厂十分普遍。
因为程序育苗工业、批量育苗工业和用于木本美化树的盆栽育苗工业迅速发展，对育苗材料如盆、塞状育苗盘和薄板的需求高度增长，需要优质的育苗材料。
在塞状育苗盘中生产幼苗的最大问题之一是植物的过度生长或根际的异常生长。尽管植物过度生长容易通过生理、化学或物理技术解决，但是根际的生长控制仍有很多领域需要研究。
在很多情况下，蔬菜栽培中采用的传统盆中培育的幼苗在质量上不稳定并且根际生长不旺盛。移植之后，这些幼苗容易患病或表现很差的初期生长，因此出现数量上的严重下降。在传统盆和塞状育苗盘中，幼苗的根缠绕并扭曲。另外，产生绕结和缠绕的根导致移植后的生长抑制。特别是极少有小根生成，而主根纵向生长到都达到缠绕的程度。因此，移植后，幼苗生根缓慢或遭受根空化作用，难以吸收营养。另外，它们容易受根疾病的侵袭并受干旱损伤。传统内塞状育苗盘的根缠绕使得难以从盘室移出幼苗，因此不便于使用自动栽培机械。
由于传统塞植幼苗的根缠绕在盘室壁上，它们容易受低温或高温逆境损伤，使得它们不能有丰富的根际。如果将根缠绕和绕结的塞植幼苗移植到高海拔寒冷地带，根际系统将变得窄小。另外由于营养吸收很少，幼苗容易脱离土壤或在暴风雨中倒伏。
如果在传统盆中培育果树或庭院树的幼苗，只有它们的初生根生长，而只生成极少的侧根，因此在它们生根和将它们从盆中移出时会有问题。对于培育幼苗的水稻盆，它们的根向土壤中伸展得如此之深以致于难以拿起苗圃盆。
另外，植物栽培者需要耐用和可重复使用的育苗材料。
因此，需要改进育苗材料，例如盆、塞状育苗盘和薄板。然而，目前使用的育苗盆、塞状育苗盘和薄板只不过是由塑料制成的简单加工的产品。已对各种高附加值塑料如工程塑料进行广泛研究，但极少对用于育苗的盆、塞状育苗盘和薄板进行研究，特别是没有发现含有用于调节植物根生长系统的试剂的育苗材料。
塞状育苗盘传统地用高密度聚苯乙烯树脂本身制造或通过以共挤塑方式在高密度聚苯乙烯树脂上涂覆高度光滑的苯乙烯树脂来制造。选择性地，它们用烯烃树脂制造或通过在另一材料上涂覆一种烯烃树脂来制造。将树脂塑成薄板或薄膜或真空塑型。对于农场家用薄板，通过薄板形成之后在高温下塑造加工或压制得到它们所需的形状。
发明公开本发明人对用于调节植物根生长系统的农业材料重复进行了深入彻底的研究，发现用混有植物根系统生长调节剂的塑料树脂制造的育苗容器能使幼苗充分发育并得到健康的小根。
因此，本发明的目的是克服现有技术中遇到的上述问题并提供允许幼苗旺盛生长的、调节植物根生长系统的农业育苗材料。
本发明的另一目的是提供制造这样的农业育苗材料的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种用于调节植物根生长系统的农业育苗材料，它以含有铜化合物的树脂为基础，铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂。
根据本发明的另一个方面，提供一种制造育苗材料的方法，包括以下步骤将树脂与铜化合物混合以形成颗粒，树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂，铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂；将颗粒与树脂挤塑成具有双层结构的薄板，双层结构由底层和涂层组成，树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂，底层和涂层分别由树脂和颗粒组成；并且将薄板热塑成预定形状。
根据本发明的进一步方面，提供一种制造育苗材料的方法，包括以下步骤将树脂与铜化合物混合以形成颗粒，树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂，铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂；将颗粒与树脂挤塑成薄板；并且将薄板热塑成预定形状。
在本发明中，对育苗容器如盆、塞状育苗盘和薄板进行各种植物包括蕃茄、胡椒和大白菜生长发育的测试。
附图简述本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将从下面与附图结合的详述得到更清楚的理解，其中
图1是表示使用本发明实施方案所述的共挤塑技术制造农业育苗材料的方法的工艺流程。
图2是表示使用本发明实施方案所述的挤塑技术制造农业育苗材料的方法的工艺流程。
图3表示
图1中所示方法的挤塑技术的详细视图。
图4表示以共挤塑方式(a)和挤塑方式制造的薄板。
实施本发明的最佳模式参照附图，本发明优选实施方案的应用将得到最佳理解。
首先，参照
图1，是按照本发明的实施方案，以涂覆方法为基础，制造用于调节植物根生长系统的育苗容器如塞状育苗盘、盆和薄板的工艺流程。如
图1中所示，育苗容器通过薄板制造工艺S1、薄板加热工艺S2、真空塑型工艺S3和冷却工艺S4制造。在薄板制造工艺S1中，底层与涂层一起共挤塑。作为底层的材料，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)。在涂层中，包含植物根系统的生长调节剂和生物陶瓷以及塑料。在真容塑型工艺之后，对薄板残渣进行切割工艺S5、碎屑粉碎工艺S6和再生工艺S7。
参照图2，是按照本发明的另一实施方案，以挤塑工艺为基础，制造用于调节植物根生长系统的育苗容器的工艺流程。如此图中所示，挤塑时高分子树脂与植物根系统的生长调节剂和生物陶瓷一起加入。如上述，育苗容器通过进行薄板制造工艺S1、薄板加热工艺S2、薄板塑型工艺S3和冷却工艺S4制造。在真容塑型工艺之后，薄板残渣可以通过切割工艺S5、碎屑粉碎工艺S6和再生工艺S7再生。
现在参照图3，是表示
图1中所示工艺流程的共挤塑工艺的详细视图。如图所示，将PE、PP、PS和/或HIPS装入底层材料进料器，而植物根系统的生长调节剂和生物陶瓷以及塑料装入涂层材料进料器中。将这些材料共挤塑成具多层结构的薄板，其中多层结构由底层和涂层形成。此薄板模式在图4a中表示。根据本发明的另一实施方案，选择性地，可以省略底层。即只将涂层混合物挤塑或薄板。此无底层的薄板模式在图4b中表示。
如上所述，育苗容器上以选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂的高分子树脂为基础并与植物根系统的生长调节剂混合。涂层厚度为5-500微米。选择性地，涂层进一步包含表面活性剂、碳酸钙和碳黑。
根据本发明，植物根系统的生长调节剂是铜化合物，例如CuCl2，CuCO3，CuSO4，Cu(CH3CO2)，Cu2O，Cu(OH)2，CuBr2，CuF6Si，Cu(HCO2)2，CrCuO4，CuO，CuBr，CuI和C6Cu2FeN6。本发明中可用的表面活性剂包括甘油单酯、脂肪酸的甘油单酯或双酯、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、双(2-羟基乙烯基)烷基胺、烷基磺酸酯、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯、氯化四烷基铵、烷基甜菜大碱、硬酯酰乳酸钙和钠以及有机酸酯。除了碳酸钙(CaCO3)，也可以加入TiO2，ZnO，ZnS，CaSO4，SiO2或MgO。对于生物陶瓷，它们是多孔的，并选自氧化铝、氧化锆、碳化硅及其混合物。
作为植物根系统生长调节剂的铜化合物以1-80％重量百分比(以树脂和铜化合物的总量为基础)的量定量使用。相应地，树脂的量大致为20-90％重量百分比。优选地，树脂以50-95％重量百分比的量使用，而铜化合物在5-50％重量百分比的范围内。表面活性剂以10％重量百分比(以树脂混合物的总重量为基础)以内的量加入，并且优选的是1-8％重量百分比。生物陶瓷使用树脂混合物总重量的30％重量百分比以内的用量。生物陶瓷的优选用量是5-15％重量百分比。对于碳酸钙，可以以10％重量百分比(以树脂混合物的总重量为基础)以内的量使用，并且优选的是1-5％。与碳酸钙一样，碳黑可以以10％重量百分比(以树脂混合物的总重量为基础)以内的量使用。如果使用，碳黑优选地以1-5％重量百分比的量加入。
根据将要举例说明的下列实施例，可以得到本发明的更好理解，但不应理解为限制本发明。实施例I塞状育苗盘和盆的制造(I)在挤压机中，装入68％重量百分比的聚苯乙烯树脂、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，并且将它们融化混合并制成颗粒状。将颗粒放入共挤压机的涂覆进料器中，而将高密度苯乙烯树脂放入底层进料器中。将它们以涂层100微米的方式共挤塑成薄板。加热薄板并将其在压床中真空下塑型以制造塞状育苗盘和盒。实施例II塞状育苗盘和盆的制造(II)在挤压机中，装入80％重量百分比的聚苯乙烯树脂、10％重量百分比的Cu(OH)2、1％重量百分比的硬脂酰乳酸钠、1％重量百分比的生物陶瓷和5％重量百分比的碳黑，并且将它们融化混合并制成颗粒状。将颗粒放入共挤压机的涂覆进料器中，而将高密度苯乙烯树脂放入底层进料器中。将它们以涂层10微米的方式共挤塑成薄板。加热薄板并将其在压床中真空下塑型以制造塞状育苗盘和盒。实施例III塞状育苗盘和盆的制造(III)在挤压机中，装入85％重量百分比的聚乙烯树脂、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，并且将它们融化混合并制成颗粒状。将颗粒放入共挤压机的涂覆进料器中，而将乙烯树脂放入底层进料器中。将它们以涂层60微米的方式共挤塑成薄板。加热薄板并将其在压床中真空下塑型以制造塞状育苗盘和盒。实施例IV塞状育苗盘和盆的制造(IV)在挤压机中，装入77％重量百分比的聚乙烯树脂、17％重量百分比的CuCO3、3％重量百分比的硬脂酰乳酸钠和3％重量百分比的碳酸钙，并且将它们融化混合并挤塑成薄板。加热薄板并将其在压床中真空下塑型以制造塞状育苗盘和盒。实施例V塞状育苗盘和盆的制造(V)在挤压机中，装入56％重量百分比的聚丙烯树脂、36％重量百分比的CuCl2和8％重量百分比的硬脂酰乳酸钠，并且将它们融化混合并挤塑成薄板。加热薄板并将其在压床中真空下塑型以制造塞状育苗盘和盒。实施例VII塞状育苗盘和盆的制造(VI)在挤压机中，加入76％重量百分比的聚丙烯树脂、16％重量百分比的CuI和5％重量百分比的硬脂酰乳酸钠，并且将它们融化混合并挤塑成薄板。加热薄板并将其在压床中真空下塑型以制造塞状育苗盘和盒。实施例VII蕃茄幼苗的培育在如实施例I中所述的涂覆植物根系统生长调节剂的育苗盆的土壤中播种蕃茄种子。在播种的第35天进行测试，以测定作用于调节植物根生长系统的、用铜化合物处理的盆对番茄生长发育有什么影响。作为对照，使用未用任何生长调节剂处理的育苗盆。
测试结果在下表1中给出。表1 Cu化合物处理的盆对蕃茄植物生长的影响
正如从表1中可明显看出的，本发明盆中栽培的蕃茄植株具有比对照组(未处理)更健康的根系统。与传统盆中栽培的相比，本发明盆中栽培的蕃茄植株茎高增加约17％，地上部分干物质百分比增加约5％，地下部分干物质百分比增强约11％，而总根数增加约5％。实施例VIII胡椒幼苗的培育以与实施例VII相似的方式，在根据本发明所述的塞状育苗盘中以及未用植物根生长调节剂处理的塞状育苗盘中培育胡椒幼苗。
结果在下表2中给出。表2 Cu化合物处理的盆对胡椒植物生长的影响
如表2中所示，实验组具有比对照组更好的根系统。与传统盆中栽培的相比，本发明盆中栽培的胡椒植株茎高增加约12％，地上部分干物质百分比增加约9.8％，地下部分干物质百分比增强约17.8％，而总根数增加约11.3％。实施例IX庭院品种和大白菜的栽培育苗盘对园艺作物生长发育的影响得到测试。在幼苗培育过程中，测定它们的植株高、根长、干物质百分比、定植百分比、营养吸收、底切、根形态和鲜重。实验组的植株高与对照组(传统盘)相似。栽培25天之后，在传统盘中的大白菜根长18cm，而在铜化合物处理的盘中根长6cm。发现在根据本发明所述的盘中栽培的大白菜幼苗的小根都发育良好，而它们的主根达到平衡点。因此，种植后，实验幼苗组比对照组的生根效率更高。在处理组中发现比对照组更高的干物质百分比值和营养吸收值。当使用本发明中开发的功能盘时，防止了根缠绕。另外，没有观察到归罪于植物根系统生长调节剂的叶毒性。处理组的鲜重大于对照组。这些结果总结于下表3中。表3 Cu化合物处理的盘对大白菜植物生长的影响
>工业应用如本文所述的，本发明的农业育苗容器通过单独将加有植物根系统生长调节剂的塑料树脂塑型或与塑料树脂一起塑型成所需形状来制造。当在这些容器中培育幼苗时，它们环绕着须根的根旺盛发育。这种健康的根系统使植物能最大限度地从土壤吸收营养和水。因此，本发明的容器可以改善幼苗的质量。另外，当幼苗根与容器壁接触时，它们的生长会在地上部分处于旺盛时期时停止。另外，它们的侧根发育良好，导致很好根际。而且，移植后，幼苗表现高的生根效率。随后，丰富的根系统导致植物的旺盛生长，使其质量和重量得到提高。而且，本发明容器中栽培的根没有缠绕，因此植物可以使用自动栽种机械种植。进而，移植后这些植物表现对逆境如干旱、冷天气、暴风雨等的高耐受性。用作植物根系统生长调节剂的铜化合物增加了对土壤疾病的抗性。因此，本发明对农业非常有用。
本发明已经用举例说明的方式得到描述，应当理解所用术语是描述的性质，而不是限制。根据上述说明，本发明的很多修饰和变化是可能的。因此，应当理解，在附属的权利要求书范围之内，本发明可以按具体描述的实施方案以外的方案实施。
权利要求
1.一种用于调节植物根生长系统的农业育苗材料，它以含有铜化合物的树脂为基础，铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂。
2.如权利要求1所述的农业育苗材料，其中树脂进一步包含表面活性剂和生物陶瓷。
3.如权利要求2所述的农业育苗材料，其中树脂进一步包含碳黑。
4.如权利要求2所述的农业育苗材料，其中树脂进一步包含碳酸钙。
5.如权利要求1或2所述的农业育苗材料，其中铜化合物选自CuCl2，CuCO3，Cu(OH)2，CuSO4，Cu(CH3CO2)，Cu2O，CuBr2，CuFeSi，Cu(HCO2)2，CrCuO4，CuO，CuBr，CuI和C6Cu2FeN6。
6.如权利要求1或2所述的农业育苗材料，其中树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂。
7.如权利要求1或2所述的农业育苗材料，其中材料选自盆、塞状育苗盘或薄板。
8.如权利要求2所述的农业育苗材料，其中表面活性剂选自甘油单酯、脂肪酸的甘油单酯或双酯、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、双(2-羟基乙烯基)烷基胺、烷基磺酸酯、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯、氯化四烷基铵、烷基甜菜碱、硬酯酰乳酸钙和钠以及有机酸酯。
9.一种制造育苗材料的方法，包括以下步骤将树脂与铜化合物混合以形成颗粒，树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂，铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂；将颗粒与树脂共挤塑成具有双层结构的薄板，双层结构由底层和涂层组成，树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂，底层和涂层由颗粒组成；并且将薄板热塑成预定形状。
10.一种制造育苗材料的方法，包括以下步骤将树脂与铜化合物混合以形成颗粒，树脂选自烯烃树脂、苯乙烯树脂和高密度聚苯乙烯树脂，铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂；将颗粒挤塑成薄板；并且将薄板热塑成预定形状。
全文摘要
本发明公开一种用于调节植物根生长系统的农业育苗材料,它以含有铜化合物的树脂为基础,铜化合物作用为植物根系统的生长调节剂。此材料通过将树脂与铜化合物混合以形成颗粒、并将颗粒选择性地与树脂一起挤塑成薄板并将薄板热塑成预定形状来制造。在此材料中培育幼苗的过程中,幼苗根没有大量发育的须根环绕。这样的健康根系统使植物能最大限度地从土壤吸收营养和水。移植后,在此材料中培育的幼苗表现高生根效率。由此,旺盛的根系统导致植物的晒盛生长。
文档编号A01N59/20GK1273508SQ99801127
公开日2000年11月15日 申请日期1999年5月19日 优先权日1998年5月19日
发明者龙永录, 沈相然 申请人:龙永录, 沈相然