[发明专利]用作萌发和植物生长基质的处理稻壳材料

说明书

技术领域

本发明涉及萌发和植物生长基质以及萌发和植物生长基质添加剂领域。本发明涉及基于稻壳的无土基质及其制备和用途。

背景技术

土壤的质地和组成对其如何为植物萌发和生长提供支持有着决定性的影响。土壤应当牢牢保持住种子和根，并同时允许新的根穿透。土壤质地应当为生长中的植物提供易于获取的适当水分和养分贮量。此外，土壤质地应在根系分布区允许有氧气和总的通气，从而防止细菌侵染，防止因浇水过度而导致植物局部腐烂。研究土壤质地和组成可改善植物萌发和生长条件。土壤应具有提供多孔土壤结构防止板结的性质。十分重要的是，土壤应具有适当的水分和养分保持力而且同时能够使水/氧气比保持平衡。pH应当大致为中性，而且土壤应无病原体、害虫和杂草。

为了改善土壤质地，人们提出了许多有机来源和合成来源的材料并将其用作土壤添加剂。实例可为例如泥炭藓、磨碎的树皮、腐殖质土、膨胀云母、泥炭苔、稻草、玉米芯、小粒径水化硅酸三钙(US2,780,031；Bryant)、蛭石、膨胀珍珠岩(US 3,323,898；Pierce)、合成树脂(例如聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮(US 4,762,545；Youssef等))。

植物育种人员除了生产出健壮的植物以外，还面临其它若干挑战。植物生长基质和植物生长基质添加剂应易获得并尽可能地便宜。例如，泥炭被广泛用作有机园艺用生长基质，但是迫于环保组织的压力，该产业需要寻找和使用替代材料。

出于运输目的，植物生长基质应当尽可能地轻。举例来讲，轻便的生长基质可能对草皮卷(rolling-out grass)的生产十分有益，因为要把大卷草皮从生产田间搬到消费者的花园。

由于一些国家不准许进口带土植物，因此也需要无土植物生长基质。避免带土还防止了土壤中存在的微生物的传播。

非常需要提供一种良好的生产健壮植物并同时又便宜、轻便和无土的萌发和植物生长基质。

稻壳是稻粒的坚硬外壳，在加工食用大米的过程中被脱去。稻壳的二氧化硅含量约为18-22％(重量)，形成了二氧化硅多孔骨架结构，该结构的空间或空隙约为75-80％(体积)。含水量约占稻壳材料的15％，pH为6.3。

水稻产业花很大代价将大量的稻壳作为垃圾或通过燃烧进行处理。文献中记载了为了改善用于植物生长的土壤质地而将各种形式的稻壳材料作为土壤改良材料或土壤添加剂。这类材料的实例有：基本上是无定形状态并且具有多孔骨架结构的稻壳灰分(US 4,707,176；Durham)；大约0-25％(体积/体积)的完整稻壳，陈化至少约一年(US5,114,457；Evans)；0-40％(重量/重量)稻壳堆肥(US 5,301,466；Egan)；5-25％(重量/重量)磨碎稻壳(US 2006/0065028A1；Nudelman)和95-99％(重量/重量)用于支持插花、运输新鲜切花和各种植物生根的稻壳灰分(US 4,238,374；Durham等)。

然而，水稻中异株克生物质(他感化合物)的天然含量妨碍了稻壳材料至少在水稻以外的对异株克生物质抑制敏感的其它植物中单独用作萌发或植物生长基质。

异株克生是植物向其周围环境中释放特定化学物质并据此促进或抑制周围植物生长的能力。这类植物被称为异株克生植物，所释放的物质被称为异株克生物质或他感化合物。异株克生物质包括具有除草、抗杂草和/或抗微生物作用的化合物。

从进化的观点来看，异株克生物质的目的很有可能是确保植物在与微生物和其它植物、尤其是与其它植物品种竞争中的生长条件。例如，有报告指出，已以鉴定出水稻的一些异株克生物质，即黄酮(5，7，4′-三羟基-3′，5′-二甲氧基黄酮)和环己烯酮(3-异丙基-5-乙酰氧基环己烯-2-酮-1)有效针对杂草和真菌病原体，但在相同浓度下并不抑制水稻生长。

JP 09070223A(Kitagawa Iron Works Co.Ltd.)使用含水量调整到特定水平的稻壳材料粉作为植物培养基质材料。没有提及加入洗液并随后除去洗液的洗涤步骤。

CN 1582622A(Bai Guijun)通过碾碎、浸入水中、搅拌、摊开、洒水、用薄膜覆盖、保持水分和施肥对稻壳进行处理，得到用于稻秧的干燥无土栽培基底。没有提及加入洗液并随后除去洗液的洗涤步骤。显然，当该基底用于量较少的稻秧时，这类洗涤步骤并不重要，否则的话，会受到来自稻壳的异株克生物质的抑制。