CN1313421C - 用于肥料、农业杀虫剂和植物生长调节剂的木屑胶囊及用于制备该木屑胶囊的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种木屑胶囊及用于制备该木屑胶囊的方法和装置，该木屑胶囊通过以下步骤制备：制备木屑，通过空气干燥该木屑，然后根据作物的种类，通过浸渍法或加压法渗透木屑，使其包含肥料、杀虫剂、及植物生长调节剂中任一种。本发明可以提供用于生长作物的新方法，该方法在每年播种时间使用该胶囊作为肥料，而不再需要在作物生长过程中对底土施用额外的肥料。

Description

用于肥料、农业杀虫剂和植物生长调节剂的木屑胶 囊及用于制备该木屑胶囊的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于肥料、农业杀虫剂、及植物生长调节剂的木屑胶囊，以及用于制备该木屑胶囊的方法和装置。特别是，本发明涉及一种通过向木屑中加入肥料、农业杀虫剂、植物生长调节剂等制备用于施肥、农业杀虫和植物生长调节剂的木屑胶囊的方法和装置，以及利用所述装置制备的用于肥料、农业杀虫剂和植物生长调节剂的木屑胶囊。
背景技术
城市的扩张以及工业的发展通过各种途径污染了土壤和河流。对于水和土壤的污染而言存在各种原因，然而化学肥料不能够被忽视。化学肥料污染了排水区、养鱼场、水库、甚至土壤。就韩国而言，其已经被报道为是缺水的国家，因为来自农业的氮和磷酸盐而引发了的排水区存在严重的营养性生长过度以及运行供水中的问题。
当现有化学肥料一被散播并污染水和土壤它们就被稀释，仅有30％至40％的化学肥料起到了肥料的作用。尤其是，因为来自农业的氮和磷酸盐而导致了在韩国的排水区严重的给水区域富营养化和流水供应。此外，以前的化学肥料一年施加超过4次，因此耐洗以使它们倾向于被过度使用而引起土壤贫瘠。
发明了缓释肥料以弥补所述化学肥料的缺陷。缓释肥料在作物的整个生长期提供给作物恰好的营养。这种缓释肥料有很多优点，如提高肥料的利用率，连续的营养供给，最小化通过清扫、沥滤、凝固、分解、和蒸发的损失，防止作物的顶焦(叶焦)，减少劳动时间和成本以及减缓水和土壤污染，但是其存在高价的问题。
迄今为止，通过化学方法和通过物理方法可以将所开发的缓释肥料粗略地分为两类。化学方法是指使肥料的成分很难溶解或很难分解，而物理方法是指使肥料被涂布防水物质以降低溶解速度。前一种方法很难控制分解速度；而后一种方法的缺陷是复杂的涂覆工艺、高成本、以及会在土壤中遗留大量的防水物质。由于这个原因，缓释肥料目前并没有普遍使用。
此外，大量使用无机肥料侵蚀土壤，并且最终造成土壤贫瘠。有机肥料可通过增加土壤的湿度，使其在恢复土壤贫瘠方面起着重要作用。有机肥料通常是由有机残余物组成，被限定通过微生物分解和作物吸收来达到施肥效果。除了直接效力以外，有机肥料还保持并增进土壤的肥力。
考察缓释肥料的现有技术，1946年在美国配制的脲甲醛缓释氮肥料，自1955年已经商品化。发明了用于高速公路两侧、高尔夫球场、以及水果和蔬菜等等的IBDU(异丁叉二脲)、CDU(丁烯叉二脲)以及类似物，其使类似于尿素甲醛(Ureaform)的化学化合物。有通过涂布法制作的缓释肥料，例如包尿素以及用矩阵法制成的具有肥效组分的石蜡、沥青和松香的合成产品，但是因为这些产品价格高而没有得到使用。在美国，Allen等人缓释肥料利用废纤维通过加压渗透到细胞壁的凹处从而制成缓释肥料，然而，其由于加压处理的高成本以及在高密度条件下不能渗透的原因而变得并不经济。
在韩国，国家农业科学和技术研究院在70年代就发明了包硫尿素(SCU)。随后1985年，CHO BI有限公司发明并商品化了包乳胶尿素。作为韩国销售的缓释肥料，有通过混合无机氮、硫、钾制成的IBDU(异丁叉二脲)复合肥料，或者具有IBDU氮的复合肥料和通过混合无机氮、硫、钾制成的CDU(丁烯叉二脲)复合肥料，或者具有CDU(丁烯叉二脲)氮的复合肥料。如上所述，到目前为止韩国所披露的缓释肥料已经通过用化学材料涂布营养颗粒而制得，但是不存在被装入植物细胞腔内的肥料。虽然也有用于肥料的木胶囊，但是，它们是利用并干燥树皮组织如导管和筛管通过渗透溶液而简单地制得的。
本发明人制造了一种缓释肥料以解决上述化学肥料渗透至细胞腔中所遇到的问题，这些细胞腔是从直径小于14厘米的小材、嫩枝、树叶等获得。本发明通过利用植物的水流通道来使减低渗透成本成为可能，并使用植物细胞来胶囊化高密度的肥料。进而，本发明中用于肥料、农业杀虫剂和植物生长的木胶囊，不仅承担了用于肥料的胶囊的作用也起到了分解植物细胞的有机肥料的作用。
本发明通过下述制备方法制备，该方法为：制备木屑，自然干燥，槽内真空，在正常压力、15-30℃、压力1-40kgf/cm2下，通过阀门将根据本发明的作物的种类将所需的材料渗透进入木屑中去。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种制备用于肥料、农业杀虫和植物生长调节的木屑胶囊(wood chip capsule)的方法。本发明的进一步的目的是提供通过上述方法制备的用于肥料、农业杀虫剂和植物生长调节的木屑胶囊。本发明的另一个目的是提供用于制备上述木屑胶囊的装置。
本发明的目的是通过以下方法实现，该方法如下：制备木屑；定量分析木屑；以及根据木材的种类、木屑的大小、及涂布物质和肥效通过测量溶出速度确定木屑胶囊的效力。
制备本发明中用于肥料、农业杀虫剂和植物生长调节剂的木屑胶囊的方法包括以下步骤：
(a)制备木屑；
(b)自然干燥至含有10％到40％的水分；以及
(c)通过压力或浸渍方法，将选自肥料、杀虫剂、和植物生长调节剂组成的组中的一种以上，渗透进入上述的木屑中。
通过改变木屑的大小、种类或涂布其的方法可以控制肥料的溶出速度。优选的是，在上述加压法中，保持15-30℃和1-40kgf/cm2。当真空状态保持在720mmHg至760mmHg之间，肥料、杀虫剂或植物生长调剂可以充分地渗透进入木屑中。
上述肥料使用包含氮、磷、钾等的物质。而且，可以使用普通化学杀虫剂或从植物中提取的对环境友好的杀虫剂作为所述杀虫剂。作为所述涂布物质，包含钙、镁、铁、锰、铜、锌、硅、氧化镁、粘土、石灰或花生壳、含酵母菌的废料、鱼废料等的混合物是可以利用的。所述木胶囊可以两种方式进行使用。首先，施用在上述步骤(c)中通过将选自肥料、杀虫剂和植物生长调节剂组成的组中一种以上的混合物渗透进入上述木屑中而制备的木屑胶囊。第二，根据用于步骤(c)中的用途，通过仅将选自肥料、杀虫剂和植物生长剂中的一种渗透进入木屑中并通过混合它们而制成的木屑胶囊。上述用途是指根据作物或疾病及昆虫的种类优选不同种类或不同混合物的木胶囊。
上述浸渍法是指一种包括将木头制成木屑并将这些木屑浸渍在肥料、杀虫剂和植物生长调节剂的溶液中的方法。上述加压法是指一种包括将木头制成木屑并在压力下将肥料、杀虫剂和植物生长调节剂渗透到木屑中的方法。
在本发明中用来用于制备用于肥料、杀虫剂和植物生长调节的木屑胶囊的装置详细地示于图6。
用于制备木屑胶囊的装置2包括电控制器10，该电控制器传感并控制可提供电流的电源开关的开/关操作并且设置通过电控制器10的预先固定的信息来操作的真空泵。
该装置设置有混合槽6，该混合槽由于与真空管道16连接而致内部变为真空，该真空管道具有通过上述电控制器10的信号操作的真空孔阀。上述混合槽装配有用于碎屑的孔4以及位于上布的压力计20，并且在与下部出口连接的出口管道具有出口阀36。
上述装置设置有溶液槽26和高压泵14，其中将该溶液槽连接并设置到装配有止回阀28和溶液孔阀24的溶液管道22，该溶液孔阀通过电控制器10的信号进行操作以向上述溶液槽26供给一定量的溶液；将高压泵14连接并设置有高压管道30，该高压管道装配有与上述溶液管道22中分离并且通过电控制器10的信号来操作的高压阀32。
在操作实施例中用于制备木屑胶囊的装置2的说明中，可将自然干燥到含有10％至40％水分的30毫米长、25毫米宽、5毫米厚的木屑通过上述用于碎屑的孔4进入混合槽6。
在上述混合槽6中加入适量木屑以后，电源开关8被置于接通状态，电控制器10传感它以操作真空泵12和高压泵14。
据此，电控制器10保持将真空泵12与混合槽6连接的真空管道16的真空孔阀18打开一段固定时间，以在混合槽6内部形成760mmHg的压力。
同时，位于与真空管道16连接的混合槽6内部图中省略的细网络防止了木屑溢出混合槽6，其使混合槽6中容易形成真空。
当上述混合槽6内的压力到达760mmHg时，压力计20会检测到，真空管道16的真空孔阀18就会被关闭，并且真空泵12的操作会停止。
当溶液管道22的溶液孔阀24打开时，溶液如肥料、杀虫剂、植物生长调剂和涂布物通过空压下从溶液槽26流入混合槽6，其中常压下将溶液与木屑混合。
当混合槽6保持常压，可关闭高压管道30的高压阀32的开口在操作高压泵14时通过高压管道30、止回阀28、及出口管道34使空气压力提供给混合槽6。
如果被提供给混合槽6的压力保持在1至40kgf/cm2之间1或2小时，则渗透至木屑的溶液量的将被最大化，其可被电控制器10所检测以定期地打开出口管34的出口阀36，用于将木屑排送到出口槽38。
从混合槽6排出的木屑量可根据木屑大小的不同而具有不同可控性。
在本发明中肥料溶出(dissolving-out)速度可有三种方式来控制。因为木屑的尺寸越大，溶出速度则越慢，所以可以通过改变木屑的尺寸来控制溶解速度。但是，木屑尺寸越大，则渗透时间越长。此外，植物细胞壁上的凹处约为4μm至10μm，根据植物种类而有不同，因此溶处速度可以根据植物的种类来控制。溶出速度也可以通过使用涂布物质阻塞暴露的植物细胞壁的凹陷和细胞腔来控制。因此，溶出速度可以根据植物的物种、木屑的大小或肥料的种类来控制。
根据本发明制备的木屑胶囊的施肥效果可以通过使用用于水稻(Oryza sativa)和大白菜的木屑胶囊来验证。作为结果，施有木屑胶囊的水稻比施有化学肥料的水稻显示出更好的分蘖和结实，并且一种木屑胶囊的应用可显示出是化学肥料的施用高几倍的产率。可以相信的是木屑胶囊可以为作物的整个生长期提供持续的氮、磷、钾。因此，木屑胶囊是用于废料的最佳选择，同时它是缓释的而不是快速作用的。就大白菜而言，在干重和结实方面，实验获得了相同的结果。可以相信的是木屑胶囊可以为作物的整个生长期提供持续的氮、磷、钾。因此，用于肥料的木胶囊被认为是一种缓释肥料并可以应用于不同的作物。同时，木胶囊也可充当有机肥料，虽然分解的方式不同，但是木胶囊的氮、磷、钾残余物是相当多的。
附图说明
图1示出了制备根据本发明的木屑胶囊后测量肥料密度方法的简要表示法。
图2示出了用于取样以研究来自处理组(用于肥料的木胶囊)和对照组(化学肥料)的生长和产率的装置。
图3示出了根据本发明制备的用于肥料的木胶囊中的氮含量示意图。
图4示示了根据本发明制备的用于肥料的木胶囊中的磷含量示意图。
图5示示了根据本发明制备的用于肥料的木胶囊中的钾含量示意图。
图6示出了制备用于肥料的木胶囊的方法。
符号说明
2：用于制备木胶囊的装置
4：用于碎屑的孔                   6：混合槽
8：电源开关                       10：电控制器
12：真空泵                        14：高压泵
16：真空管道                      18：真空孔阀
20：压力计                        22：溶液管道
24：溶液孔阀                      26：溶液槽
28：止回阀                        30：高压管道
32：高压阀                        34：出口管道
36：出口阀                        38：出口槽
具体实施方式
实施例1：本发明中用于肥料的木屑胶囊的制备
实验实施例1-1：为制备用于肥料的木屑胶囊选择肥料溶液
赤松(Pinus densiflora S.et Z.)在本发明中作为一种被公布的植物而被使用。将磷酸氢钾(K2HPO4)和硝酸铵(NH4NO3)用作被公布的化学制剂。由上述松树上制成30毫米长、25毫米宽、5毫米厚的木屑。上述木屑在达到105℃恒温下干燥24小时。使用氮试剂(NH4Cl，NH4NO3，NH4H2PO4，(NH4)2SO4，NaNO2)、磷试剂(KH2PO4，K2HPO4，NH4H2PO4，NaH2PO4.2H2O，K3PO4)和钾试剂(KNO3，KCl，K2SO4，KH2PO4，K3PO4)，根据上述试剂的相应溶解度制备50mL饱和溶液，并且将上述木屑浸泡一周。为了定量分析渗透至上述木屑中总氮，使用过氧化氢-硫酸(H2O2-H2SO4)法分析上述木屑并使用凯氏测氮法将它定化。为了定量分析总磷和总钾，每24小时三次将1克木胶囊维持在溶解状态下之后，用钒酸盐法(Vanadate-method)定量分析磷并用原子吸收分光光度法或利用pH仪来定量分析钾(表1)。作为结果，在氮试剂中硝酸铵(NH4NO3)含量最高，在磷酸试剂中磷酸氢二钾(KH2PO4)是最高的。
                    表1由赤松制成的用于肥料的木胶囊的成分定量分析
  试剂   氮   磷   钾
ppm   含量(％) ppm   含量(％) ppm   含量(％)
  NH4Cl   102,200   10.2
  NH4NO3   18,720   11.9
  NH4H2PO4   68,600   6.9   152   1.5
  (NH4)2SO4   107,240   10.7
  NaNO2   55,720   5.6
  NaH2PO4.2H2O   183   1.8
  K3PO4   129   1.3
  KH2PO4   149   1.5
  K2HPO4   206   2.1
  KNO3   51,520   5.2   652   6.5
  KCl   862   8.6
  K2SO4   304   3.0
实验实施例1-2：本发明中用于肥料的木屑胶囊的制备
根据浸渍时间来确定含氮木胶囊的溶液含量，将木屑(心材、边材)浸渍在饱和硝酸铵溶液中1天、2天或6天时间间隔。根据空气压力来确定木胶囊中的磷和钾的溶液含量，在被灌注饱和磷酸钾溶液的条件下可将木屑(心材、边材)分别在2kgf/cm2(大气压)、4kgf/cm2、6kgf/cm2下加压45分钟。饱和溶液是由NH4NO3(MV：80.04g/mol，测定：98％，溶解度：214g/100mL，25℃)；K2HPO4(MV：174.18g/mol，测定：98％，溶解度：159g/100ml，0℃)。
实验实施例1-3：用于肥料的木屑胶囊的定量分析
粉碎经过上述实验实施例1-1中溶液处理后的木胶囊(心材、边材)并在干燥器内105℃下彻底干燥，将它们的0.5克放入50毫升的锥形烧瓶并使用过氧化氢-硫酸湿浸提法来分析。使用凯氏测氮法来定量分析木胶囊的氮肥料，用钒酸盐法(Vanadate-method)定量分析用于磷肥料的木胶囊，并且用原子吸收分光光度法或pH仪来定量分析用于钾肥料的木胶囊。
                    表2通过加压法来制备用于施肥的木胶囊中各个成分的平均含量
  测试   边材   心材
  N(％)   P2O5(％)   K(％)   N(％)   P2O5(％)   K(％)
  1   9.30   20.60   21.10   7.66   10.50   11.10
  2   10.26   22.26   21.93   8.20   9.53   10.43
  3   10.30   27.10   25.80   9.43   11.16   11.93
  AVG   9.95   23.32   22.94   8.43   10.39   11.15
  [备注]测试1：N是针对1天而言，P2O5是在2kgf/cm2下，K是在2kgf/cm2下测试2：N是针对3天而言，P2O5是在4kgf/cm2下，K是在4kgf/cm2下测试3：N是针对6天而言，P2O5是在6kgf/cm2下，K是在6kgf/cm2下
边材胶囊中的平均含量是N∶P2O5∶K＝9.95％∶23.32％∶22.94％，并且所有的肥效组分与时间和压力成正比例，如图3、4、和图5所示。尤其是，磷和钾组分是氮组分的两倍，可以相信对于此的原因是磷和钾组分的压力处理。
在心材中，组分的平均含量在压力处理和渗透处理中没有显示出不同，如N∶P2O5∶K＝8.43％∶10.39％∶11.15％。
比较边材和心材，边材中的氮、磷、钾组分通常显示出更高的含量和更快的速率。就浸渍处理的氮组分而言，边材和心材没有区别，但是就压力处理磷组分而言，边材是心材的两倍半，边材钾比心材的钾高两倍。当压力小于1kgf/cm2是没有效果的，而大于50kgf/cm2不适合用于加压木屑。
心材中肥效组分含量较低的原因被认为是具缘纹孔的作用而致，具缘纹孔在细胞腔和管胞之间相互作用。实际上，在大多数针叶树的具缘纹孔处，在成为心材的过程中出现由于强毛细作用动力而造成的纹孔阻塞和由于萃取发生增加而造成纹孔闭锁。因此，肥效组分可以不渗透进入心材的原因被认为是具缘纹孔和纹孔阻塞的打开速率。
实施例2：根据植物种类、肥料种类以及木屑大小的溶出速度
为了分析根据植物种类、肥料种类、以及木屑大小的溶出速度，针对Populus tomentiglandulosa、毛赤扬(Alnus hirsuta)和红松(Pinuskoraiensis)将特定试剂和工业试剂如氢氧化铵(NH4OH)、硝酸铵(NH4NO3)、磷酸(H3PO4)、磷酸二氢钠(NaH2PO4)进行测试。
实验实施例2-1：根据植物的种类、肥料的种类、以及木屑大小的氮溶液的溶出速度。
木屑被制成正六面体，该正六面体的每边长度为4、8、12毫米。对肥效组分的溶出的测定通过以下的步骤实现。第一步是将5克所选择的胶囊肥料放入每个PVC容器，然后用自动吸液管向每个上述容器中加入25毫升的蒸馏水。第二步是过滤上述溶剂24小时后以获取用于分析的样品1。第三步是再次加入25毫升的蒸馏水，并在24小时后过滤以得到样品2。重复相同的步骤来以得到样品3。将样品1、样品2、和样本3中的滤液用于分析。结果示于表格2，当木屑的大小为12mm3(立方毫米)时，溶出相对较慢。取决于肥料的种类进行观察，氢氧化铵(NH4OH)比硝酸铵(NH4NO3)的渗透低。同时，磷渗透进入木屑胶囊的量相对于氮的量明显更小。尤其是，磷酸(H3PO4)试剂的使用使上述趋势显而易见。
                        表3取决于木材种类、肥料种类和木屑尺寸的
                                  木屑胶囊的氮溶出速度
种类 肥料 木屑的尺寸   氮(％)
  样品1   样品2   样品3
 Populustomentiglandulosa   NH4NO3   12mm3   8.340   2.200   0.216
  8mm3   8.170   1.480   0.164
  4mm3   5.590   0.084   0.069
  NH4OH   12mm3   0.020   0.019   0.008
  8mm3   0.020   0.011   0.003
  4mm3   0.010   0.007   0.000
 毛赤扬(Alnushirsuta)   NH4NO3   12mm3   6.410   0.284   0.095
  8mm3   6.420   0.157   0.035
  4mm3   0.180   0.044   0.004
  NH4OH   12mm3   0.020   0.015   0.006
  8mm3   0.020   0.009   0.002
  4mm3   0.010   0.006   0.000
 红松(Pinuskoraiensis)   NH4NO3   12mm3   9.710   0.526   0.209
  8mm3   7.450   0.473   0.181
  4mm3   5.940   0.059   0.028
  NH4OH   12mm3   0.015   0.013   0.000
  8mm3   0.010   0.009   0.000
  4mm3   0.000   0.000   0.000
实验实施例2-2：取决于木材物种和肥料种类的氮、磷、钾溶出速度
根据肥料的种类，氢氧化铵(NH4OH)的渗透比硝酸铵(NH4NO3)低，磷渗透进入木屑的量相对于氮明显要少(当使用磷酸时该趋势明显)，所以再次利用硝酸铵(NH4NO3)、磷酸氢二钠(NaH2PO4)和氯化钾(KCl)作为试剂测试溶出速度。由于12立方毫米的大木屑的溶解速度很缓慢，所以为了比较溶出速度将木屑的尺寸固定到8立方毫米。作为结果，表4示出了取决于木材物种和肥料种类的氮、磷、钾的溶出速度。
                    表4取决于木材物种和肥料种类的氮、磷、钾的溶出速度
种类   氮(％)   磷(％)   钾(％)
  样品1   样品2   样品1   样品2   样品1   样品2
 Populustomentiglandulosa   66.12   25.01   0.32   0.28   10.34   1.76
  65.50   24.36   0.33   0.24   10.23   2.63
  79.10   26.89   0.29   0.28   10.27   1.49
 红松(Pinuskoraiensis)   68.60   22.04   0.28   0.28
  75.04   23.03   0.32   0.19
  81.92   25.96   0.39   0.28
样品1的滤液里氮含量高，样品2滤液中含氮量为22％到26％，此含量证明了作为木屑胶囊的缓释肥料的可能性。含磷是很少的。样品1中的钾含量超过了10％，但是样品2中含量很小。大部分钾被认为在开始的时候便溶出。
考虑到上述的结果，若现有木屑胶囊的尺寸超过12立方毫米，则将其作为缓释肥料可能是有效的。
实施例3：用于施肥的现有木胶囊的施肥效果
根据本发明所制备的木屑胶囊是用于水稻(Oryza sativa)以及大白菜(Brassica campestris subsp.napus var.pekinensis)来评价它们的施肥效果。将用于肥料的木屑胶囊施用于Hwaseongbyeo水稻206，Keomyul-ri，Hongcheoneup，Hongcheon-gun，Gangwon-do，韩国早期栽培品种水稻893，Janghak-ri，Dong-myeon，Chuncheon-si，Gangwon-do，韩国以及在Gangwon农业研究和推广服务处的水稻(Oryza sativa)。同时，春季在乙烯树脂房屋中并在高地将用于肥料的木屑胶囊肥料施用于大白菜。用于施用木屑胶囊的方法是在耕种前将它们播撒在田地上，因此它们被埋入土壤下。除了上述之外全部与栽培者所操作的一样。
实验实施例3-1：根据本发明所制备的木屑胶囊应用于水稻(Orvza sativa)的施肥效果
在施用木屑胶囊以后，施肥效果通过研究施用后的当年作物情况来讨论。
为了评价水稻(Oryza sativa)的施肥效果，分别测量在施用木屑胶囊和施用化学肥料的水稻中检测分蘖数目和营养生长阶段的特征。表5和表6示出了施用木屑胶囊和使用化学肥料的水稻的分蘖数。在Gangwon农业研究和推广服务所，对于早期栽培品种的检测频率为7次，而对于Oryza sativa的检测为6次，然后再取平均数。就早期栽培品种而言，施用木屑胶囊的水稻和施用化学肥料的水稻的分蘖数分别是35.3和35.1，存在很小的区别。但是，在Gangwon农业研究和推广服务所的水稻(Oryza sativa)的分蘖数显示出明显不同。就栎树(Quercus)、落叶松和松树而言，平均分蘖数分别为27.3、26.3和25.3。另一方面，施用化学肥料的水稻(Oryzasativa)的平均分蘖数为19.3。因此，施用木屑胶囊的水稻的分蘖比施用化学肥料的水稻分蘖更好。
                                    表5早期栽培品种的分蘖数
  肥料   研究号(n) 平均值
  1   2   3   4   5   6   7
  用于肥料的木屑胶囊(松树) 35 31 45 32 29 32 43 35.3
  化学施肥   21   39   34   33   38   39   42   35.1
                表6在Gangwon农业研究和推广处的Oryza sativa的分蘖数
肥料   研究号 平均值
  1   2   3   4   5   6
  栎树   20   19   27   28   31   39   27.3
  落叶松   20   22   33   34   30   19   26.3
  松树   20   17   20   31   31   33   25.3
  化学肥料   14   16   23   20   20   26   19.3
在将用于肥料的木屑胶囊和化学肥料施用于Hwaseongbyeo水稻，早期栽培品种和农业研究及推广服务处水稻(Oryza sativa)之后，随后开展了作物生长状况的研究。表7示出了施用于Hwaseongbyeo水稻的木屑胶囊和化学肥料的施肥效果。要素包含盘间距(plating distance)、叶片、叶宽度、茎数目、茎长度、圆锥花序长度、圆锥花序数目，谷粒数目、和谷粒饱满率。盘间距是指水稻和水稻之间的距离。叶片是指一棵上最长树叶的长度。叶片宽度是指一棵上最宽的树叶的宽度。茎数目是指一棵上所有的茎的数目。茎长度是指从地面到穗的颈部的距离。圆锥花序长度是指从穗颈部到穗的底部的距离。圆锥花序数目是指一棵所有的穗的数目。谷粒数目是指所有的饱满或空瘪的谷粒数目。谷粒饱满率是指谷粒的成熟水平。
从三个分开的区域来收集处理组(木胶囊)和对照组(化学肥料)上述各个因素，然后平均这些收集到的数据。从作物情况的检验来看，木屑肥料比化学肥料在谷物数目和决定结果的谷物饱满率方面显示了更高的数值。处理组的谷物数据为120.20，对照组为107.20。此外，处理组的谷物饱满率为85％，而对照组为76.50％。就圆锥花序而言，木屑胶囊不比化学肥料更加有效果。
表8示出了早期栽培品种的施肥效果。木材的种类是松树。圆锥花序的数目，谷物和谷物饱满率决定了结实。如表5所示的，用于施肥的木屑胶囊在以上三个方面都超过了化学肥料。木屑胶囊的圆锥花序的数目，谷物和谷物饱满率分别为18.3、80.7和8.5％。但是，化学肥料的圆锥花序的数目，谷物和谷物饱满率分别是16.5、80.7和80.0％。木屑胶囊和化学肥料施肥的百颗粗米重量分别为3,223克和2,643克，相差约600克。每公亩木胶囊施肥的产量超过了化学肥料施肥的粗米达89千克，褐米产量为72千克，糙米产量为66千克。
表9描述了Gangwon农业研究及推广服务处水稻(Oryzasativa)的施肥效果。使用的木材是栎树(Quercus)、落叶松树和松树。实验结果表明所有的木材胶囊的施肥效果要优于化学肥料。木屑胶囊的平均圆锥花序的数目、谷物和谷物饱满率分别是16.9％、86.1％和82.3％。化学肥料的平均圆锥花序的数目、谷物和谷物饱满率为16.5％、80.7％和80.0％。木屑胶囊和化学肥料的粗米平均百粒(head)重量为3,014克和2,643克，数字上相差371克。三种木屑胶囊的每10公亩(are)产产量比化学施肥的粗米高出151千克，褐米高出119千克，糙米高出110千克。
分析上述结果，木屑胶囊施肥的水稻(Oryza sativa)比化学施肥的水稻(Oryza sativa)显示了更佳的分蘖数和结实。据发现，一年一次施用本发明木屑胶囊比几次施用化学肥料的土地产量增加。据估计，作物生长的整个过程中都应当施加氮、磷、钾肥。因此，木屑胶囊作为一种缓慢释放而不是快速反应肥料，成为了一种高度可信赖的肥料。
    表7化学肥料和木屑胶囊肥料对于Hwaseongbyeo水稻的施肥效果
  种类   化学肥料   用于肥料的木屑胶囊
  盘间距(cm)   22.10   19.60
  叶片(cm)   42.62   38.93
  叶片宽度(cm)   1.38   1.37
  茎数目(n)   26.19   23.20
  茎长度(cm)   73.63   72.69
  圆锥花序长度(cm)   17.89   19.82
  圆锥花序数目(n)   12.00   10.30
  谷粒数目(n)   107.20(10.3)   120.20(10.1)
  谷粒饱满率(％)   76.50   85.00
                            表8对于早期培养物化学肥料和木屑肥料的施肥效果
种类   茎长度(cm)   圆锥花序长度(cm)   圆锥花序数(n)   谷粒数目(n)   谷粒饱满率(％)   1000粒种子重量(g)   褐米/粗米的比率(％)   100粒粗米重量(g)   每10公亩的产率(kg/10a)
粗米 褐米 糙米
  用于废料的木屑胶囊(松树) 64.9 16.5 18.3 87.0 82.5 21.5 82.7 3,223 710.1 586.8 539.8
  化学肥料   65.9   17.5   16.5   80.7   80.0   22.2   82.9   2,643   621.0   514.8   473.7
                                表9化学肥料和木屑胶囊对于农业研究及推广服务处
                                        水稻(Oryza sativa)的施肥效果
种类   茎长度(cm)   圆锥花序长度(cm)   圆锥花序数(n)   谷粒数目(n)   谷粒饱满率(％)   1000粒种子重量(g)   褐米/粗米的比率9(％)   100粒粗米重量(g)   每10公亩的产率(kg/10a)
粗米 褐米 糙米
  落叶松   82.4   20.7   17.6   84.1   82.2   24.6   82.6   3084   789.4   651.8   599.6
  栎树   80.4   19.9   14.0   89.3   82.9   24.5   81.8   2945   753.9   616.9   567.6
  松树   83.4   20.4   19.2   84.9   81.8   24.7   82.4   3012   771.1   635.7   584.8
  化学肥料   65.9   17.5   16.5   80.7   80.0   22.2   82.9   2,643   621.0   514.8   473.7
实验实施例3-2：现有大屑胶囊对于春季生长的大白菜的施肥效果
土地使用了木屑胶囊之后，通过考察大白菜(Brassicacampestris subsp.Napus var.pekinensis)的生长状况来评价它们的施肥效果。木屑胶囊的木材种类是松树。作物状况用诸如总重量、鳞茎重量、鳞茎高度、鳞茎宽度、外叶数、内叶数、叶宽、叶长、湿重、干重和干重率这样的因素进行评价。平均值是指七个样品的平均值。总重量是指大白菜的总重量。鳞茎重量是指去除外叶的大白菜重量。鳞茎高度是指去除外叶的大白菜的高度。鳞茎的宽度的是指去除外叶的大白菜的宽度。内叶数量是指超过1厘米内叶的数目。最长叶是指最长的外叶的长度，干重率是指干重除以湿重的数值。
表10示出了大白菜在乙烯树脂房屋中的作物状况。根据对大白菜的施肥效果的研究，最重要的因素—干重率，在用于肥料的木屑胶囊和化学施肥两种情况下，表现出相同的值6.4％。如果化学肥料的干重率是100％，那么用于肥料的木屑胶囊的干重率也是100％。因此，木屑胶囊和化学肥料的施肥效果是一样的。
表10取决于施用用于肥料的木屑胶囊和化学肥料在乙烯
      树脂房屋内春季生长的大白菜的作物状况
  种类   化学肥料   木屑胶囊
  总重量(g)   2,024   1,977
  鳞茎重量   1,154   1,005
  鳞茎高度(g)   20.0   18.0
  鳞茎宽度(cm)   11.0   10.0
  外叶数目(n)   13.0   15.0
  内叶数目(n)   77.0   70.0
  最宽叶(cm)   33.0   31.0
  最长叶(cm)   46.0   44.0
  千重率(％)   6.4   6.4
  对照的干重率   100   100
进一步研究化学肥料和木屑胶囊的施肥效果，使用了化学肥料和用红松(Pinus koraiensis)、落叶松、以及Populus tomentiglandulosa三种木屑胶囊施肥后的大白菜的作物生长调查。(表11)研究因素包含总重量、鳞茎重量、鳞茎高度、鳞茎宽度、外叶数、内叶数、叶宽、叶长、湿重、干重和干重率。通过研究大白菜的施肥效果，化学肥料、红松(Pinus koraiensis)、Populus tomentiglandulosa、和落叶松的干重率这个最重要的因素分别为4.31％、4.96％、4.87％和4.30％。如果化学肥料的干重率相对为100％，红松的干重率则为115％，Populus tomentiglandulosa为112.9％，落叶松则为99.7％。因此，由落叶松制成的木屑胶囊显示出与化学肥料几乎相同的数值，而由红松或Populus tomentiglandulosa制成的木屑胶囊显示出比化学肥料更高的数值。
                表11取决于施用化学肥料和根据本发明制备的用于
                    肥料的木屑胶囊的高地大白菜的作物状况
种类 化学肥料   木胶囊(Populustomentiglandulosa)   木胶囊(红松)   木胶囊(落叶松)
  总重量(g)   1,891   2,337   1,993   2,469
  鳞茎重量   1,491   1,621   1,325   1,654
  鳞茎高度(g)   21.2   20.1   18.1   22.5
  鳞茎宽度(cm)   13.6   14.1   12.8   14.0
  外叶数目(n)   9.85   10.0   11.0   11.8
  内叶数目(n)   93.9   91.8   87.0   101
  最宽叶(cm)   28.5   29.6   29.7   32.8
  最长叶(cm)   38.3   36.6   36.7   39.5
  干重率(％)   4.31   4.87   4.96   4.30
  对照的干重率   100   112.9   115.0   99.7
为了分析上述结果，使用了木屑胶囊的大白菜比使用了化学肥料的大白菜有着更高的干重比率。据发现，一年一次施用本发明木屑胶囊比几次施用化学肥料的土地产量增加。据调查，作物生长的整个过程中都应当施加氮、磷、钾肥。因此，对于洋白菜，水稻或者其他的作物，木屑胶囊作为一种缓释肥料是高度可信的。
实验实施例3-3：施用完本发明的用于肥料的木屑胶囊的含量分析。
在施用了本发明所制备的用于肥料的木屑胶囊之后，分析土地中的氮、磷含量，从白菜生长过的各种深度土壤中收集的样品进行比较。0-10厘米深度所收集土壤的氮含量大小按照Populustomentiglandulosa，红松、化学肥料、及栎树(Quercus)、落叶松的顺序排列。同样，10-20厘米深度所收集土壤的氮含量大小的顺序为Populus tomentiglandulosa、红松、化学肥料、以及栎树(Quercus)、落叶松。就栎树和落叶松而言，氮含量比化学肥料的低，但是Populus tomentiglandulosa、红松表现出高氮含量。反之，用于肥料的木屑胶囊和化学肥料在磷含量的表现没有明显的差别。
                表12施用根据本发明的用于肥料的木屑胶囊和化学
                      肥料之后根据土壤深度的氮和磷含量
样品   总磷   总氮
  ppm   P(％)   ppm   N(％)
  红松0～10cm   65.8   0.0066   22,400   2.24％
  红松10～20cm   60.2   0.0060   39,200   3.92％
  落叶松0～10cm   54.9   0.0055   18,200   1.82％
  落叶松10～20cm   53.8   0.0054   18,200   1.82％
  栎树0～10cm   58.2   0.0058   19,600   1.96％
  栎树10～20cm   60.1   0.0060   19,600   1.96％
  Populustomentiglandulosa0～10cm 51.5 0.0052 23,800 2.38％
  Populustomentiglandulosa10～20cm 59.5 0.0060 32,200 3.22％
  化学肥料0～10cm   75.5   0.0076   21,000   2.10％
  化学肥料10～20cm   68.1   0.0068   25,200   2.52％
实验实施例3-4：堆肥和土壤之间的关系。
本发明中的用于肥料的木屑胶囊是一种缓释肥料，即可作为化学肥料也可以作为有机肥料。在结束它作为肥料的角色时，本发明中的木屑胶囊作为植物细胞成为了有机肥料。因此，作为植物细胞的胶囊的腐烂为土壤提供了有机材料，增加了土壤的湿度，使土壤有肥力。
因此，完成一个关于用于废料的木屑胶囊的堆肥研究以确定它们作为有机肥料的实际作用的大小。表13示出了木屑胶囊的堆肥。堆肥效果用以下公式描述。
堆肥＝(未处理木材的总干重-处理木材的总干重)/未处理木材的总干重×100％
                    表13本发明的用于肥料的木屑胶囊的堆肥
  作物   种类   施肥日期   堆肥
  农业研究院的大白菜   红松   1999年8月25日   2％
  Populustomentuglandulosa   ″   9％
  农业研究院的水稻   Pinus   2001年5月15日   14％
  落叶松   ″   20％
  栎树   ″   23％
  Hongcheon的大白菜   红松   2000年4月8日   2％
  落叶松   ″   25％
  栎树   ″   45％
  Joongdo的大白菜   Pinus   2001年3月19日   2％
根据实验来判断，用于废料的木屑胶囊的堆肥取决于不同的树种表现不同，但是木屑胶囊起着有机肥料的作用。
实验实施例3-5：本发明的用于肥料的木屑胶囊中的残余物。
开展关于用于肥料的木屑胶囊的氮和磷残余物的研究。在农业研究处的大白菜施用木屑胶囊的氮和磷的残余物量均为2.43％。在对农业研究处的水稻施用木屑胶囊的氮和磷的残余物的平均值为1.01％和0.76％。在Hongcheon，它们为0.93％和0.86％；在Joongdo，它们是1.43％和4.43％。
在农业研究处的大白菜的情况下，尽管施肥过后两年，木屑胶囊中仍然残留了氮和磷。木屑胶囊的残留氮磷含量和施肥的时期不相符。这种趋势被认为是因土壤的类型决定的。Hongcheon和Joongdo的土壤均为沙质土壤。从实验结果可得，当年在Joongdo使用的木屑胶囊中的残余物比去年在Hongcheon使用的木屑胶囊的残余物含量高。
                表14本发明的用于肥料的木屑胶囊中氮和磷残余物
作物  种类   施肥日期   氮残余物   磷残余物
在农业研究院的大白菜  红松   1999年8月25日   2.94％   2.64％
 Populustomentiglandulosa   1.92％   2.22％
在农业研究院的水稻  Pinus   2001年5月15日   0.23％   0.60％
 落叶松   ″   2.55％   0.65％
 栎树   ″   0.25％   1.03％
在Hongcheon的大白菜  红松   2000年4月8日   1.68％   1.13％
落叶松   ″ 0.80％ 0.89％
栎树   ″ 0.30％ 0.55％
在Joongdo的大白菜   Pinus   2001年3月19日   1.43％   4.43％
工业适用性
如上所举例说明的那样，本发明中用于肥料的木屑胶囊能够提供缓慢释放的有机肥料，提高土壤的多孔性使土壤提供空气变得容易。在作物的整个生长过程中，微生物分解该木屑胶囊并且为土壤提供有机肥料。由于具有原始的驱虫组分，因此木屑胶囊的关于疾病和虫害控制的效力使作物减少使用杀虫剂和肥料。总之，过度使用快速反应的化学肥料引发了对作物的损害和土壤的超量碱积累。根据本发明制备的用于肥料的木屑胶囊在农业生产中施非常有价值的，因为本发明作为一种缓释肥料，对作物没有任何损害，增加了产量，并且在作物生长过程中不需要另外施用肥料从而节约了劳动力。

Claims (9)

1.一种用于制备木屑胶囊的方法，包含以下步骤：
(a)制备木屑；
(b)自然干燥至含水量为10％至40％；以及
(c)将选自由肥料、杀虫剂、和植物生长调节剂组成的组中的一种通过加压法或浸渍法渗透进入步骤(a)中所制备的所述木屑。
2.根据权利要求1所述的用于制备木屑胶囊的方法，其中，所述加压法保持在1～40kgf/cm2。
3.根据权利要求1所述的用于制备木屑胶囊的方法，其中，为了将肥料、杀虫剂、和植物生长调节剂充分地渗透进入所述木屑胶囊，所述加压法保持在720mmHg至760mmHg的真空范围内。
4.一种控制方法，所述方法通过改变权利要求1所述的木屑尺寸控制从所述木屑胶囊中溶出肥料、农业杀虫剂、或植物生长调节剂的速度。
5.一种控制方法，所述方法通过改变权利要求1所述的木屑的种类控制从所述木屑胶囊中溶出肥料、农业杀虫剂、或植物生长调节剂的速度。
6.一种控制方法，所述方法通过利用涂布物质来涂布所述权利要求1所述的木屑控制从所述木屑胶囊中溶出肥料、农业杀虫剂、或植物生长调节剂的速度。
7.一种控制方法，所述方法通过利用选自包括钙、镁、铁、锰、铜、锌、硅、氧化镁、粘土、和石灰的组中的一种以上，或选自包括花生壳、包含酵母菌的废料、和鱼废料的组中的一种的混合物作为所述涂布物质，控制从权利要求6所述的木屑胶囊中溶出肥料、农业杀虫剂、或植物生长调节剂的速度。
8.一种使用所述木屑胶囊的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)制备木屑；
(b)自然干燥至含水量为10％到40％；
(c)通过加压法或浸渍法将选自由从肥料、杀虫剂、和植物生长调节剂组成的组中的一种以上渗透进入所述木屑；以及
(d)根据用途按照不同比率混合并使用所述步骤(c)制备的所述木屑胶囊。
9.一种用于制备木屑胶囊的装置，包括：
电控制器(10)，所述电控制器传感并控制可提供电流的电源开关(8)的开/关操作；
真空泵(12)，通过所述电控制器(10)的预先固定信息来操作；
混合槽(6)，所述混合槽由于与真空管(16)连接而变成内部真空，所述真空管具有通过所述电控制器(10)的信号操作的真空孔阀，在上部装备有用于碎屑的孔(4)和压力计(20)，在与下部连接的出口管道(34)中具有出口阀(36)，以及与压力计、指示仪器、和记录器进行电连接；
溶液槽(26)，所述溶液槽被连接并设定到溶液管道(22)，所述溶液管道装备有止回阀(28)以及通过电控制器(10)的信号来操作的溶液孔阀(24)，以将限定量的溶液提供给所述混合槽(6)；以及
高压泵(14)，利用高压管道(30)将所述高压泵进行连接和设定，所述高压管装备有从所述溶液管道(22)分出并通过所述电控制器(10)的信号来操作的高压阀(32)。
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