摘 要：本发明公开了一种杂交小青菜育苗基质及其制备方法，属于育苗基质技术领域，苎麻纤维长度较长，制成的预处理纤维虽然经粉碎变短，但是仍具有较好的强度，作为纤维骨架经引发剂处理后与丙烯酸发生交联，制得苎麻纤维树脂后添加到基质后，增加了基质的吸水储水性能，并且苎麻纤维树脂的主要作用为吸附基质中多余的水分，避免过多的水分填充基质内部的孔隙而造成基质的透气性变差，并且能够增加对营养物质的吸附性，防止营养物质随着水分过度流失；并且苎麻纤维树脂的结构保持性较好，防止基质坍缩，增加基质的透气性能，在育苗结束后依然使基质松散透气，便于移苗操作；长效氮肥能够使营养元素缓释，减少施肥次数。
权利要求书
1.一种杂交小青菜育苗基质，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：腐殖酸15-20份、草木灰5-6份、硅藻土50-60份、蛭石15-20份、干牛粪8-10份、长效氮肥5-6份、苎麻纤维树脂5-8份；
其中苎麻纤维树脂通过如下步骤制备：
将预处理纤维用蒸馏水溶分散加入反应釜中，在氮气的保护下加入引发剂，升温至60-65℃保温20-30min；向反应釜中加入丙烯酸溶液和交联剂反应8-9h，过滤后将沉淀用无水乙醇洗涤，破碎，干燥，得到苎麻纤维树脂。
2.根据权利要求1所述的一种杂交小青菜育苗基质，其特征在于，丙烯酸溶液的中和度为70％；苎麻纤维树脂的粒径为0.5-1.5cm。
3.根据权利要求1所述的一种杂交小青菜育苗基质，其特征在于，引发剂为过硫酸钾，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种杂交小青菜育苗基质，其特征在于，预处理纤维通过如下
步骤制备：
将苎麻纤维用粉碎机粉碎，过60-70目筛得到纤维粉；将纤维粉用磷酸盐缓冲液搅拌分散，调节pH至4.5后加入复合纤维素酶，得到混合液；处理混合液后离心、取沉淀，洗涤，干燥后得到预处理纤维。
5.根据权利要求4所述的一种杂交小青菜育苗基质，其特征在于，处理混合液的步骤为：
在48-50℃的条件下将混合液搅拌反应3-4h，加压升温至120-130℃，保温5-6min将复合纤维素酶灭活；将灭酶后的混合液冷却至4-5℃，用15％的氢氧化钠溶液调节pH至7。
6.根据权利要求1所述的一种杂交小青菜育苗基质的制备方法，其特征在于，包括如下
步骤：将腐殖酸、草木灰、硅藻土、蛭石、干牛粪、长效氮肥、苎麻纤维树脂搅拌混合15-30min，得到杂交小青菜育苗基质。
7.根据权利要求6所述的一种杂交小青菜育苗基质的制备方法，其特征在于，长效氮肥
通过如下步骤制备：
将甲醇加入反应釜中，加入草酸二甲酯搅拌20-30min，升温至55-60℃后向反应釜中通入氨气，反应2h回收氨气，收集反应釜底部的固体，干燥，得到草酰胺；将草酰胺、蒙脱石土、氯化铵和水按照2kg：1.2-1.5kg：1kg：5-6L的用量比混合，搅拌20-40min后压制成长度为1-2cm、直径为0.5-1cm的圆柱形颗粒，得到长效氮肥。
8.根据权利要求6所述的一种杂交小青菜育苗基质的制备方法，其特征在于，甲醇和草酸二甲酯的用量比为50-60mL：8g；氨气的通入速度为4m3/min。
技术领域
本发明属于育苗基质技术领域，具体涉及一种杂交小青菜育苗基质及其制备方法。
背景技术
育苗基质一般采用腐殖质、泥炭土、蛭石和植物碎屑等基质混合制得，腐殖酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化以及一系列化学过程和积累起来的一类有机物质，能够改善土壤性能；蛭石是硅酸盐材料经高温加热后形成的云母状物质，在加热过程中会迅速失去水分并膨胀，膨胀后的体积相当于原体积的8-20倍从而使该物质增加通气孔隙和保水能力。
现有的育苗基质中各组分在混合后松散透气，吸水能力也较强，但是在吸水后容易坍缩，使得基质局部的透气性变差，一些幼嫩的植物根系便扎根较浅，抗逆性变差；在小青菜育苗过后需要移栽定植，从育苗基质中拔出时要尽可能地避免对幼嫩的根系造成损伤，需要一种抗坍缩性能好的育苗基质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杂交小青菜育苗基质及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种杂交小青菜育苗基质，按质量份计包括如下组分：将腐殖酸15-20份、草木灰5-6份、硅藻土50-60份、蛭石15-20份、干牛粪8-10份、长效氮肥5-6份、苎麻纤维树脂5-8份；
一种杂交小青菜育苗基质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将甲醇加入反应釜中，加入草酸二甲酯搅拌20-30min，升温至55-60℃后向反应釜中循环通入氨气，反应2h回收氨气，收集反应釜底部的固体，干燥，得到草酰胺；将草酰胺、蒙脱石土、氯化铵和水按照2kg：1.2-1.5kg：1kg：5-6L的用量比混合，用搅拌机搅拌20-40min后加入多孔造粒模具中，压制成长度为1-2cm、直径为0.5-1cm的圆柱形颗粒，得到长效氮肥；
步骤二：将苎麻纤维用粉碎机粉碎，过60-70目筛得到纤维粉；将纤维粉放入加压搅拌罐中并且用新配制的磷酸盐缓冲液搅拌分散，用质量分数为25％的盐酸调节pH至4.5后加入复合纤维素酶，得到混合液；在48-50℃的条件下将混合液搅拌反应3-4h，然后加压升温至120-130℃，保温5-6min将复合纤维素酶灭活；将灭酶后的混合液冷却至4-5℃后用质量分数为15％的氢氧化钠溶液调节pH至7，在转速为2400-2500r/min的条件下离心15-20min，取沉淀用蒸馏水洗涤2-3次后在45-50℃的条件下干燥12h，得到预处理纤维；采用磷酸盐缓冲液有利于维持液体的pH，有利于复合纤维素酶在最适pH值发挥作用；
步骤三：将预处理纤维用蒸馏水分散并加入反应釜中，在氮气的保护下加入引发剂，升温至60-65℃保温20-30min，引发纤维素生产自由基；向反应釜中加入中和度为70％的丙烯酸溶液和交联剂反应8-9h，过滤后将沉淀用无水乙醇洗涤，去除未反应的单体；将洗涤后的沉淀破碎成小颗粒，在45-50℃的条件下真空干燥24h，使干燥后的小颗粒的粒径为0.5-1.5cm，得到苎麻纤维树脂；
步骤四：将腐殖酸、草木灰、硅藻土、蛭石、干牛粪、长效氮肥、苎麻纤维树脂搅拌混合15-30min，得到杂交小青菜育苗基质；
进一步地，步骤一中甲醇和草酸二甲酯的用量比为50-60mL：8g；氨气的通入速度为4m3/min；
进一步地，步骤二中纤维粉、磷酸盐缓冲液和复合纤维素酶的用量比为50g：1-1.5L：1-1.5g；
进一步地，步骤二中磷酸盐缓冲液包括磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和水，磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和蒸馏水的用量比为8.34g：0.87g：1L；
进一步地，步骤二中复合纤维素酶的酶活为10FPU/g；
进一步地，步骤三中预处理纤维、蒸馏水、引发剂、丙烯酸水溶液和交联剂的用量比为25-30g：500mL:8-10g：400mL：0.24g；
进一步地，步骤三中引发剂为过硫酸钾，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
本发明的有益效果：
苎麻纤维长度较长，制成的预处理纤维虽然经粉碎变短，但是仍具有较好的强度，经引发剂处理后作为丙烯酸树脂的纤维骨架，能够对树脂颗粒起到牵引、支撑的作用，防止树脂吸水后破碎，增加了树脂的耐用性；制得苎麻纤维树脂后添加到育苗基质中后，增加了基质的保水性能，在吸水膨胀后体积变化较基质中其他组分更大，与蛭石颗粒均可以作为基质的基本支撑结构，在孔隙中填充其他基质成分，并且苎麻纤维树脂的主要作用为吸附基质中多余的水分，避免过多的水分填充基质内部的孔隙而造成基质的透气性变差，差并且能够增加对营养物质的吸附性，防止营养物质随着水分过度流失；并且苎麻纤维树脂的结构保持性较好，防止基质坍缩，增加基质的透气性能，在育苗结束后依然使基质松散透气，便于移苗操作；长效氮肥能够使营养元素氮缓释，促进小青菜苗生长的同时避免因施用氮肥不当而造成烧苗的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备长效氮肥，包括如下步骤：
将50L甲醇加入反应釜中，加入8kg草酸二甲酯搅拌20min，升温至55℃后，以4m3/min的速度向反应釜中不断地通入氨气，反应2h回收氨气，收集反应釜底部的固体，干燥，得到草酰胺；将2kg草酰胺、1.2kg蒙脱石土、1kg氯化铵和5L水混合，用搅拌机搅拌20min后加入多孔造粒模具中，压制成长度为1cm、直径为0.5cm的圆柱形颗粒，得到长效氮肥。
实施例2
制备长效氮肥，包括如下步骤：
将55L甲醇加入反应釜中，加入8kg草酸二甲酯搅拌25min，升温至58℃后，以4m3/min的速度向反应釜中不断地通入氨气，反应2h回收氨气，收集反应釜底部的固体，干燥，得到草酰胺；将2kg草酰胺、1.3kg蒙脱石土、1kg氯化铵和5.5L水混合，用搅拌机搅拌30min后加入多孔造粒模具中，压制成长度为1.5cm、直径为0.8cm的圆柱形颗粒，得到长效氮肥。
实施例3
制备长效氮肥，包括如下步骤：
将60L甲醇加入反应釜中，加入8kg草酸二甲酯搅拌30min，升温至60℃后，以4m3/min的速度向反应釜中不断地通入氨气，反应2h回收氨气，收集反应釜底部的固体，干燥，得到草酰胺；将2kg草酰胺、1.5kg蒙脱石土、1kg氯化铵和6L水混合，用搅拌机搅拌40min后加入多孔造粒模具中，压制成长度为2cm、直径为1cm的圆柱形颗粒，得到长效氮肥。
实施例4
制备苎麻纤维树脂，包括如下步骤：
将磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和蒸馏水按8.34g：0.87g：1L的用量比混合，配制磷酸盐缓冲液；
将苎麻纤维用粉碎机粉碎，过60目筛得到纤维粉；将5kg纤维粉放入加压搅拌罐中并且用100L新配制的磷酸盐缓冲液搅拌分散，用质量分数为25％的盐酸调节pH至4.5后加入100g复合纤维素酶，得到混合液；在48℃的条件下将混合液搅拌反应3h，然后加压升温至120℃，保温5min将复合纤维素酶灭活；将灭酶后的混合液冷却至4℃后用质量分数为15％的氢氧化钠溶液调节pH至7，在转速为2400r/min的条件下离心15min，取沉淀用蒸馏水洗涤2次后在45℃的条件下干燥12h，得到预处理纤维；
将2.5kg预处理纤维用50L蒸馏水溶分散加入反应釜中，在氮气的保护下加入0.8kg过硫酸钾，升温至60℃保温20min，引发纤维素生产自由基；向反应釜中加40L入中和度为70％的丙烯酸溶液和24gN,N-亚甲基双丙烯酰胺反应8h，过滤后将沉淀用无水乙醇洗涤，去除未反应的单体；将洗涤后的沉淀破碎成小颗粒，在45℃的条件下真空干燥24h，使干燥后的小颗粒的粒径为0.5cm，得到苎麻纤维树脂。
实施例5
制备苎麻纤维树脂，包括如下步骤：
将磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和蒸馏水按8.34g：0.87g：1L的用量比混合，配制磷酸盐缓冲液；
将苎麻纤维用粉碎机粉碎，过70目筛得到纤维粉；将5kg纤维粉放入加压搅拌罐中并且用120L新配制的磷酸盐缓冲液搅拌分散，用质量分数为25％的盐酸调节pH至4.5后加入120g复合纤维素酶，得到混合液；在49℃的条件下将混合液搅拌反应3.5h，然后加压升温至125℃，保温5.5min将复合纤维素酶灭活；将灭酶后的混合液冷却至4℃后用质量分数为15％的氢氧化钠溶液调节pH至7，在转速为2500r/min的条件下离心18min，取沉淀用蒸馏水洗涤2次后在48℃的条件下干燥12h，得到预处理纤维；
将2.8kg预处理纤维用50L蒸馏水溶分散加入反应釜中，在氮气的保护下加入0.9kg过硫酸钾，升温至62℃保温25min，引发纤维素生产自由基；向反应釜中加40L入中和度为70％的丙烯酸溶液和24gN,N-亚甲基双丙烯酰胺反应8.5h，过滤后将沉淀用无水乙醇洗涤，去除未反应的单体；将洗涤后的沉淀破碎成小颗粒，在48℃的条件下真空干燥24h，使干燥后的小颗粒的粒径为1cm，得到苎麻纤维树脂。
实施例6
制备苎麻纤维树脂，包括如下步骤：
将磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和蒸馏水按8.34g：0.87g：1L的用量比混合，配制磷酸盐缓冲液；
将苎麻纤维用粉碎机粉碎，过70目筛得到纤维粉；将5kg纤维粉放入加压搅拌罐中并且用150L新配制的磷酸盐缓冲液搅拌分散，用质量分数为25％的盐酸调节pH至4.5后加入150g复合纤维素酶，得到混合液；在50℃的条件下将混合液搅拌反应4h，然后加压升温至130℃，保温6min将复合纤维素酶灭活；将灭酶后的混合液冷却至5℃后用质量分数为15％的氢氧化钠溶液调节pH至7，在转速为2500r/min的条件下离心20min，取沉淀用蒸馏水洗涤3次后在50℃的条件下干燥12h，得到预处理纤维；
将3kg预处理纤维用50L蒸馏水溶分散加入反应釜中，在氮气的保护下加入1kg过硫酸钾，升温至65℃保温30min，引发纤维素生产自由基；向反应釜中加40L入中和度为70％的丙烯酸溶液和24gN,N-亚甲基双丙烯酰胺反应9h，过滤后将沉淀用无水乙醇洗涤，去除未反应的单体；将洗涤后的沉淀破碎成小颗粒，在50℃的条件下真空干燥24h，使干燥后的小颗粒的粒径为1.5cm，得到苎麻纤维树脂。
实施例7
将1.5kg腐殖酸、0.5kg草木灰、5kg硅藻土、1.5kg蛭石、0.8kg干牛粪、0.5kg实施例1中制得的长效氮肥、0.5kg实施例4中制得的苎麻纤维树脂搅拌混合15min，得到杂交小青菜育苗基质。
实施例8
将1.8kg腐殖酸、0.55kg草木灰、5.5kg硅藻土、1.8kg蛭石、0.9kg干牛粪、0.55kg实施例1中制得的长效氮肥、0.65kg实施例4中制得的苎麻纤维树脂搅拌混合18min，得到杂交小青菜育苗基质。
实施例9
将2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛粪、0.6kg实施例1中制得的长效氮肥、0.8kg实施例4中制得的苎麻纤维树脂搅拌混合30min，得到杂交小青菜育苗基质。
对比例1：将2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛粪、0.8kg实施例4中制得的苎麻纤维树脂搅拌混合30min，得到杂交小青菜育苗基质。
对比例2：将2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛粪、0.6kg实施例1中制得的长效氮肥搅拌混合30min，得到杂交小青菜育苗基质。
对比例3：将2kg腐殖酸、0.6kg草木灰、6kg硅藻土、2kg蛭石、1kg干牛粪拌混合30min，得到杂交小青菜育苗基质。
对实施例7-9和对比例1-3进行性能测试，测试方式如下：
准备6只容积为5L的白色塑料桶，将塑料桶底部均周向均匀打出6个直径为1cm的圆孔，备用；将塑料桶内分别装入2kg实施例7-9和对比例1-3中制得的育苗基质；分别向种植组6只装有不同基质的塑料桶中撒入50粒杂交小青菜的种子，洒上50mL水，用薄膜覆盖桶口待种子发芽后取下薄膜，每隔2天浇水一次，每次的浇水量为50mL，21天后拔出杂交小青菜，尽可能减少小青菜根部附着的基质，分别对小青菜和剩余的基质称重，统计数据，结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，实施例4-6中添加苎麻纤维树脂后的育苗基质具有较好的保水性能，并且添加长效氮肥后小青菜的产量更高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
摘自国家发明专利，发明人：周先亮，秦家乐，绍峰，周先月，薛晓昊，龚世恒，申请号：202210118581.3，申请日：2022.02.08
