專利名稱：肥石植物栽培基質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沸石植物栽培基質(zhì)，特別適用于作為園林花卉和蔬菜等植物栽培的斜發(fā)沸石植物栽培基質(zhì)。
斜發(fā)沸石是一種非金屬礦，世界各國均有分布。各國對沸石的開發(fā)利用始于工業(yè)，到60年代用于農(nóng)業(yè)，我國的沸石農(nóng)用試驗起步較晚，據(jù)文獻報導(dǎo)，始于1975年。浙江、福建、黑龍江省等地先后作了大量的工作，但也只是將沸石礦粉碎施入土壤，以改良土壤性質(zhì)為主，雖在增產(chǎn)方面亦見效果，然而對沸石的農(nóng)用畢競是局限于常規(guī)的，也是最原始的使用方法。傳統(tǒng)的花卉盆景栽培基質(zhì)為壤土、腐殖質(zhì)伴以有機質(zhì)，其缺點很多、不衛(wèi)生、也不能隨心所欲地根據(jù)植物的特性改變盆土的性狀，因此很多名貴花卉在特殊地區(qū)盆栽活不了幾年，就是在產(chǎn)地也需要有經(jīng)驗的花工，不斷的加強撫育、換盆，以求得正常生長。園林花卉、蔬菜等植物的工廠化栽培生產(chǎn)，過去多采用水培、沙培需要不斷地使用營養(yǎng)液，不僅設(shè)備昂貴，且操作技術(shù)繁鎖，難以普及推廣。
本發(fā)明的目的是利用沸石的性能特點，采取單一肥份元素載肥，混配成各種花木，蔬菜等植物的專用栽培基質(zhì)，使其成為全養(yǎng)份栽培基質(zhì)。并免于頻繁的澆灌營養(yǎng)液，故稱“肥石植物栽培基質(zhì)”從而把無土栽培技術(shù)普遍地推廣。
本發(fā)明提供的方法是通過選礦、活化、載肥、混配等加工程序?qū)崿F(xiàn)的。
選礦，選擇含56%以上斜發(fā)沸石的原礦為原料;制粒。最佳粒級為20-40目;活化采用酸活化和高溫活化兩種;載肥為單一肥份元素處理;混配根據(jù)不同植物生長需要分別配制。
下面對各步驟的原理及實施方法作進一步的描述。
活化處理天然斜發(fā)沸石是一種含有可交換性陽離子的鋁硅酸鹽礦物，有獨特的孔穴和通道結(jié)構(gòu)，在一定的物理化學(xué)條件下，具有精確而固定的直徑，約3-11A°。沸石的這種格架式晶體結(jié)構(gòu)，包含著許多孔道和空腔，對于大的陽離子常被排斥在晶格之外，而小陽離子則可以通過窗口和孔道進入晶體。在伴有蒙脫巖的斜發(fā)沸石中，半徑相當(dāng)大的陽離子(包括許多有機陽離子)也能進入蒙脫石的層間進行陽離子交換。決定沸石離子交換性質(zhì)的結(jié)晶，化學(xué)因素是沸石的格架結(jié)構(gòu);同時在沸石中不等價的陽離子交換不是憑借等值交換，而依靠出現(xiàn)的空位子，保持原子價的局部補償來實現(xiàn)的。如何使得陽離子進入孔道、進入晶體增多，這就要靠活化處理的手段了。通常有酸處理、高溫處理。
酸處理酸法的理論依據(jù)是用酸處理斜發(fā)沸石陽離子堵塞作用會減少，用不同濃度酸(0.1И、1И、2ИH2SO4和2ИHCl在85℃下4h)處理斜發(fā)石表明，除了脫陽離子外，還發(fā)現(xiàn)格架脫鋁，這時在代換性陽離子減少的情況下，Si/Al比增加的同時，發(fā)生堿土金屬相對堿金屬的濃度增加，非常典型的特征是鋁的含量和代換性陽離子總理之間有線性關(guān)系，用濃酸處理、沸石的脫鋁過程，鋁對總代換性陽離子比值實際上沒有變化，而用稀酸處理斜發(fā)沸石時，可以完全除去陽離子而鋁則保持不變，因此用酸處理斜發(fā)沸石可以在一定范圍內(nèi)改善改良其吸附性能。我們選擇HCl，濃度為0.1И，溫度70-90℃浸泡3-5h，撈出后用清水沖洗除去沸石顆粒的游離酸。
高溫處理高溫處理的理論依據(jù)是代換性陽離子和水可以配置在沸石晶體結(jié)構(gòu)的不同位置上，同時當(dāng)填充沸石晶體內(nèi)部空間時，代換性陽離子和水分子或其它液體分子彼此競爭，水分子則充滿了自由空間。經(jīng)過熱處理，可將大部分“沸石水”脫除，使沸石孔道中空位增加，這樣就增強它的吸附能力?；罨瘻囟燃皶r間的試驗，根據(jù)熱穩(wěn)定研究得知，斜發(fā)沸石加熱在100-200℃之間出現(xiàn)吸熱谷，而且連續(xù)加溫到300℃以上的失重漸不明顯，因此我們選擇了300℃為活化溫度的上限。關(guān)于時間我們選擇了4個擋次，即1h、2h、3h、4h，300℃加熱3h時即可達到恒重，但是設(shè)備容量及沸石投量多少直接影響活化時間，需在設(shè)計生產(chǎn)工藝時考慮。
載肥處理載肥最佳粒度的選擇理論上講，粒度愈細接觸表面增大、吸附能力愈強，保水能力也強，但做為栽培基質(zhì)，其通氣性很差，因此我們載肥基質(zhì)的粒級篩選既要注意到吸附能力的強弱，又要考慮到通氣性能的良好，我們的吸氮(ИH4HCO3)試驗20-100目差異不大，大于100目后吸附量下降，因此我們采用了20-40目。
載肥處理溶液濃度的選擇沸石基質(zhì)吸附量隨著濃度增高而吸附量增加，但吸附率卻隨之減弱。做為全肥效基質(zhì)使用，要求有較高的負載，因此其濃度當(dāng)然是飽和為好，但從經(jīng)濟觀點來看，飽和濃度比半飽和濃度用肥要高出幾乎一倍，但吸附量卻增加不到38%，很不合算。同時試驗得知，半飽和濃度處理其有效肥份可以維持草木花卉兩個生長發(fā)育周期，而且基質(zhì)尚有再吸附的作用，為此選擇半飽和濃度較為理想。
載肥處理所需時間的選擇粒級、濃度確定后，在處理時需要多長時間，在室內(nèi)常溫下，用氮做了試驗，發(fā)現(xiàn)浸泡(攪拌)1h吸氮率為52.3%，6h為66.4%，12h達76.6%、18h達84%、1d達89.09%、直到2d未見增長，我們認為處理一晝夜就可以了。
沸石本身具有鉀硅鐵等養(yǎng)份，假若再經(jīng)氮、磷、鉀肥份處理，即可成為全養(yǎng)份栽培基質(zhì)。用半飽和濃度的溶液處理活化沸石，經(jīng)試栽可維持草本花卉的兩個生長發(fā)育周期，這足以說明全肥效沸石基質(zhì)具有保肥和緩慢釋放肥效的特點。因此約在一年半后即可以在澆水時適當(dāng)補以氮、磷肥，只有在特別需要鉀的花卉才考慮補鉀。
沸石基質(zhì)載肥處理為單一肥份元素，因此可以配成不同比例氮、磷、鉀專用栽培基質(zhì)。如南方花卉喜磷、喜鉀，就可以在配制基質(zhì)時把磷、鉀載體加量，微量元素肥料可以定期施入。沸石有很強的吸收有機肥的能力，利用這一特點在花卉、蔬菜栽培生產(chǎn)中也可以施入人糞尿類的有機肥，利用其對有機肥的吸附性能保持肥效，沒有臭味，不污染環(huán)境，所不理想的就是沸石基質(zhì)瑩白、美麗的色澤變的污銹了不如原來美觀了。
另外，用本基質(zhì)對照基質(zhì)為珍珠巖、蛭石、沙土曾作過花卉盆栽試驗，用于草花試驗，花朵數(shù)較對照增加3-5倍，沸石基質(zhì)對照基質(zhì)提前開花10-15天，干物重1-1.5倍，木本花卉如月季、茉莉、米蘭、含笑等花期普遍延長5-20天，且生長良好。
用于蕃茄、青椒栽培試驗，花期較對照提前近20天，果熟提前15天，產(chǎn)量提高15-36%。
用于育秧生產(chǎn)試驗，較對照基質(zhì)發(fā)芽率提高38%，提前出秧18天，葉片數(shù)相差1倍，移植后提高成活率13%。
本發(fā)明的優(yōu)點是利用了沸石的性能特點，使其采用單一肥份元素載肥，根據(jù)不同花卉、植物、生物學(xué)特性，混配成所需的栽培基質(zhì)。本基質(zhì)保肥、保水能力甚強，釋肥緩慢，肥效遲久，免于頻繁的澆灌營養(yǎng)液。由于沸石栽培基質(zhì)經(jīng)過活化處理，特別是高溫處理后載體無菌、無臭、無毒，適用于各種花卉栽培、園林、園藝蔬菜植物工廠化栽培生產(chǎn)使用，也特別適用于客廳、居室養(yǎng)花使用。從而把無土栽培技術(shù)普通地推廣。更值的一提的是本基質(zhì)堆積比重為0.8-1.0/cm3，較常用基質(zhì)材料為輕，是大城市樓房陽臺，屋頂花園很理想的綠化植物栽培基質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種肥石植物栽培基質(zhì)，特別適用于斜發(fā)沸石植物栽培基質(zhì)是經(jīng)粉碎代替土壤，其特征在于經(jīng)過活化處理，即酸活化或高溫活化，活化后采取單一肥份元素栽肥處理后，混配為不同植物生長所需用的專用栽培基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥石植物栽培基質(zhì)，其特征在于a、酸活化酸(HCl)濃度為0.1и，溫度為70-90℃，時間為3-5h。b、高溫活化時溫度為200-350℃，時間為2-3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥石植物栽培基質(zhì)，其特征在于單一元素載肥濃度為半飽和，溫度為40-60℃，時間為1-24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥石植物栽培基質(zhì)，其特征在于粉碎制粒為20-40目。
全文摘要
本發(fā)明為一種適用植物栽培生產(chǎn)使用的無土栽培基質(zhì)。采用天然斜發(fā)沸石礦加工而成，加工程序為選礦、制粒、活化、栽肥、混配。選擇含56％以上斜發(fā)沸石的原礦為原料，最佳粒級為20-40目，并進行酸活化或高溫活化，采用單一肥分元素載肥處理后，根據(jù)不同植物生長需要混配而成。本植物栽培基質(zhì)保肥保水能力甚強，釋放肥緩慢，肥效持久，且無菌、無臭、無毒，適于各種花卉栽培、園林植物、園藝蔬菜等工廠化栽培生產(chǎn)使用。
文檔編號C05G3/00GK1047008SQ8910304
公開日1990年11月21日 申請日期1989年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月6日
發(fā)明者何福悌, 魏鳳珍, 張麗娜 申請人:包頭市園林科技研究所