一种生物质保水剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种生物质保水剂及制备方法和应用，属于蔬菜种植技术领域。本发明专利技术提供的生物质保水剂包括以下原料：高粱秸秆，丙烯酸，丙烯酰胺，坡缕石黏土，N,N′‑亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，其中各原料的质量比为：丙烯酸：高粱秸秆＝10:1～1.5，丙烯酸:丙烯酰胺＝7～9:3，丙烯酸:N,N′‑亚甲基双丙烯酰胺＝0.2％，丙烯酸:过硫酸钾＝1.4％，丙烯酸：坡缕石黏土＝10:1～1.2。本发明专利技术所述生物质保水剂的原料无毒无害，且所述保水剂可吸收自身重量几百倍的水，因而用量省，可降低栽培成本；还具有较好的节水保水以及储存养分的能力，而这些水分和养分可以根据蔬菜的需求进行释放，保障蔬菜种子萌发和菜苗生长。

A Biomass Water Retention Agent, Its Preparation Method and Application

The invention provides a biomass water retaining agent, a preparation method and application, belonging to the technical field of vegetable cultivation. The biological water-retaining agent provided by the invention comprises the following raw materials: sorghum straw, acrylic acid, acrylamide, palygorskite clay, N, N'methylene bisacrylamide and potassium persulfate. The mass ratio of each raw material is acrylic acid: sorghum straw = 10:1-1.5, acrylic acid: acrylamide = 7-9:3, acrylic acid: N, N' methylene bisacrylamide = 0.2%, acrylic acid: supersulfur. Potassium acid = 1.4%, acrylic acid: palygorskite clay = 10:1-1.2. The raw material of the biological water-retaining agent of the invention is non-toxic and harmless, and the water-retaining agent can absorb hundreds of times its own weight of water, thus saving the amount of water and reducing the cultivation cost; it also has good water-saving and water-retaining ability and the ability to store nutrients, which can be released according to the needs of vegetables to ensure the germination of vegetable seeds and the growth of vegetable seedlings.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质保水剂及制备方法和应用
本专利技术属于蔬菜种植
，具体涉及一种生物质保水剂及制备方法和应用。
技术介绍
随着我国城市化进程的不断加快，耕地总面积和人类生存空间的不断缩减，利用阳台这一有限空间来培植绿色无公害蔬菜越来越受到人们的欢迎，它满足了人们对田园生活的向往，美化了居室，体验了收获的乐趣，为人们提供安全无公害的新鲜蔬菜，还能高度利用城市空间资源，达到生态效益与经济效益相结合的目的。阳台蔬菜种植在我国的发展时间不长，技术还不是很成熟，因此，现有的阳台蔬菜种植技术也存在着各种不足和缺点，例如:在阳台蔬菜种植过程中经常选用花盆、花槽或者利用生活中的一些废旧弃物，如泡沫箱、塑料盆、木箱、饮料瓶等作为种植容器，这些种植容器容易占据阳台空间而且挪动不方便。而栽培方式一般为土培和无土栽培两种方式。这两种栽培方式均有各自的缺点，其中土培这种最传统、简单的栽培方式容易造成阳台空间的脏乱，现很少使用。即使使用，也是和其它一些基质混合使用。而无土栽培最常见的即为水培，但水培对栽培容器和栽培技术要求较高，造成成本高和费水费肥。基质栽培，所需基质量多，易带菌、易传病。气雾栽培作为一种新的无土栽培方式，所需设备复杂、成本高、需购买的东西多。目前并没有一种适合阳台蔬菜种植的基质。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种生物质保水剂及制备方法和应用，以所述生物质保水剂直接作为栽培基质，保水性好，可以对养分和水分进行充分利用，提高蔬菜的成活率及促进蔬菜生长，，实现了在成本较低的条件下节省有限的阳台空间和利用干净清洁、环境友好的栽培基质生产出安全无公害的蔬菜。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种生物质保水剂，包括以下重量份的原料：高粱秸秆1～1.5重量份，丙烯酸10重量份，丙烯酰胺3.3～4.3重量份，坡缕石黏土1～1.2重量份，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺5000重量份和过硫酸钾714.3重量份。优选的，包括以下步骤：按90％的中和度将高粱秸秆、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾进行接枝共聚反应，将所述接枝共聚后得到的接枝共聚物与坡缕石黏土混合，得生物质保水剂。优选的，所述接枝共聚反应的温度为65～70℃，时间为60～70min。优选的，所述接枝共聚反应时伴随搅拌，所述搅拌的转速为250～350r/min。本专利技术提供了上述生物质保水剂或上述制备方法制备得到的生物质保水剂在蔬菜种植中的应用。优选的，所述蔬菜的种类为叶用蔬菜；所述叶用蔬菜包括小白菜、小油菜、蒜苗、油麦菜和香菜。优选的，所述蔬菜种植的地点为阳台。优选的，所述蔬菜在种植时，以所述生物质保水剂为种植基质，将包裹在海绵中的所述蔬菜的种子置于所述种植基质中。优选的，将包裹在海绵中的所述蔬菜的种子置于所述种植基质中后，还包括施水和营养液。优选的，所述营养液包括以下浓度的组分：四水硝酸钙472mg/L，硝酸钾202～267mg/L，硝酸铵53～80mg/L，磷酸二氢钾100mg/L、硫酸钾116～174mg/L和七水硫酸镁246～264mg/L，所述营养液的pH值为6.1～7.2。本专利技术提供了一种生物质保水剂及其制备方法，原料无毒无害，且所述保水剂可吸收自身重量几百倍的水，因而用量省，可降低栽培成本；还具有较好的节水保水以及储存养分的能力，而这些水分和养分可以根据蔬菜的需求进行释放，保障蔬菜种子萌发和菜苗生长。本专利技术还提供了所述生物质保水剂在阳台蔬菜种植中的应用，以该保水剂直接作为基质，在种植蔬菜前使其完全溶胀，再注入水，根据需要加入营养液，保障蔬菜苗的正常健康生长。附图说明图1为阳台蔬菜PVC管种植容架及油麦菜种植实例图；图2为本专利技术实施例1蒜苗在阳台的培养实例图；图3为本专利技术实施例3香菜在阳台的栽培实例图。具体实施方式本专利技术提供了一种生物质保水剂，包括以下重量份的原料：高粱秸秆1～1.5重量份，丙烯酸10重量份，丙烯酰胺3.3～4.3重量份，坡缕石黏土1～1.2重量份，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺5000重量份和过硫酸钾714.3重量份。在本专利技术所述生物质保水剂中，所述丙烯酸和高粱秸秆的质量比优选为10:1～1.5，更优选为10:1.2～1.4，最优选为10:1.3。在本专利技术所述生物质保水剂中，所述丙烯酸和坡缕石黏土的质量比优选为10:1～1.2，更优选为10:1.1～1.2。本专利技术还提供一种上述生物质保水剂的制备方法，包括以下步骤：按90％的中和度将所述高粱秸秆，丙烯酸，丙烯酰胺，坡缕石黏土，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾进行接枝共聚反应，将所述接枝共聚后得到的接枝共聚物与坡缕石黏土混合，得所述生物质保水剂。本专利技术所述制备方法优选为水溶液聚合法，以高粱秸秆、丙烯酸和丙烯酰胺为原料，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾分别为交联剂和引发剂，在水浴加热和机械搅拌的条件下进行接枝共聚反应。本专利技术所述接枝共聚反应时的水浴温度优选为60～70℃，更优选为63～69℃，最优选为65～68℃。本专利技术所述接枝共聚反应的时间优选为50～70min，更优选为55～65min.，最优选为60min。本专利技术所述接枝共聚反应时优选伴随搅拌，所述搅拌的转速优选为250～350r/min，更优选为280～320r/min，最优选为300r/min。本专利技术在完成接枝共聚反应后，将得到的接枝共聚物与坡缕石黏土混合，本专利技术所述改性坡缕石黏土为无机纳米填料。本专利技术所述混合优选为在65～70℃、搅拌转速为300～350r/min的条件下，搅拌混合反应30～40min。本专利技术还提供了上述生物质保水剂或利用上述制备方法制备得到的生物质保水剂在蔬菜种植中的应用。在本专利技术中，所述蔬菜种植的地点优选为阳台。本专利技术在阳台上种植蔬菜时，优选的根据阳台的有限空间和光照条件，具体如图1所示，把可伸缩阳台晾衣架和蔬菜种植床相结合，选取PVC管或塑料饮料瓶作为种植容器，并在管道两端配备合适的堵头，防止管道两端漏水，再在管道上面选择适当的间距打孔，放入定植篮，在定植篮里面填充包裹种子的海绵。本专利技术对所述PVC管的长度和孔间距并没有特殊限定，优选根据种植蔬菜的种类进行选择。本专利技术在种植蔬菜优选将所述生物质保水剂吸水溶胀，并将其置于种植容器中，所述溶胀后的生物质保水剂的体积优选为所述种植容器的80～100％，更优选为85～96％，最优选为90％。本专利技术将所述溶胀的生物质保水剂置于种植容器后，优选还包括注入水或者根据需要加入营养液，保障蔬菜苗的正常健康生长。本专利技术所述营养液的加入体积优选为种植容器的5～15％，更优选为8～12％，最优选为10％。本专利技术所述蔬菜的种类优选为叶用蔬菜，包括小白菜、小油菜、蒜苗、油麦菜和香菜。本专利技术所述营养液中优选包括以下成分：四水硝酸钙472mg/L，硝酸钾202～267mg/L，硝酸铵53～80mg/L，磷酸二氢钾100mg/L、硫酸钾116～174mg/L、七水硫酸镁246～264mg/L，pH6.1～7.2；其中，所述营养液包括第一营养液或第二营养液，所述第一营养液中包括：四水硝酸钙472mg/L、硝酸钾267mg/L、硝酸铵53mg/L、磷酸二氢钾100mg/L、硫酸钾116mg/L和七水硫酸镁264mg/L，pH＝6.4～7.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质保水剂，包括以下重量份的原料：高粱秸秆1～1.5重量份，丙烯酸10重量份，丙烯酰胺3.3～4.3重量份，坡缕石黏土1～1.2重量份，N,N′‑亚甲基双丙烯酰胺5000重量份和过硫酸钾714.3重量份。

【技术特征摘要】
1.一种生物质保水剂，包括以下重量份的原料：高粱秸秆1～1.5重量份，丙烯酸10重量份，丙烯酰胺3.3～4.3重量份，坡缕石黏土1～1.2重量份，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺5000重量份和过硫酸钾714.3重量份。2.权利要求1所述生物质保水剂的制备方法，包括以下步骤：按90％的中和度将高粱秸秆、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾进行接枝共聚反应，将所述接枝共聚后得到的接枝共聚物与坡缕石黏土混合，得生物质保水剂。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述接枝共聚反应的温度为65～70℃，时间为60～70min。4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述接枝共聚反应时伴随搅拌，所述搅拌的转速为250～350r/min。5.权利要求1所述生物质保水剂或权利要求2～4任一项所述制备方法制备得到的生物质保水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文旭，梁莉，刘梦，把真聘，贺楠，王滕雪，陆坤，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62