王春梅，史志成，安 琦，苏高亮，石领尚
（兰州工业学院，甘肃 兰州）
1 PLA 分层式育苗容器整体设计
1.1 设计要求
在进行育苗容器设计时，要遵循以下几个原则：第一，符合当地实际情况；第二，满足种子发芽、幼苗生长、苗木培育等方面要求；第三，种植后便于维护管理[1]。因此在进行育苗容器设计时，需要考虑以下几个方面：第一，考虑气候条件、土壤条件、光照条件等因素对苗木的影响；第二，考虑苗木对养分和水分等需求；第三，考虑苗木对营养和空间需求；第四，考虑苗期管理工作[2]。
1.2 育苗容器结构设计及材料选择
在育苗容器设计过程中，要根据育苗的目的和要求，选择合适的结构形式。育苗容器的表面积不能太大，以防止水分蒸发，同时容器的四周保证其边缘整齐，以方便使用和运输。在进行容器结构设计时，综合考虑容器结构和育苗技术之间的关系。为了方便运输和使用，需要对容器进行分段设计，避免其出现损坏或者变形等现象，从而影响到育苗质量。综合考虑以上因素，根据育苗技术的要求和育苗的目的对容器结构进行合理的设计[3]。
1.2.1 结构设计
育苗容器通常用于种子的育苗和发芽，能够提供光线、水分和合适的温度，合理的育苗容器设计有助于提高植株发芽的速度和成功率。育苗容器的种类和尺寸不尽相同，根据具体种植需求选择不同的尺寸和种类，便于种植者进行育苗[4]。
分层式育苗容器成品形状多为圆柱形，如图1 所示。瓶体由上、下两部分组成，上部为培养土层，下部为营养液层。螺旋式入土机构包括螺旋式支架和螺旋式导管。螺旋式支架呈螺旋形，与瓶体内壁相贴合，支撑瓶体培养土层部分，使其保持稳定。螺旋式导管穿过螺旋式支架，从营养液层延伸至培养土层，使营养液能够顺利进入培养土层，为植物提供养分，有效提高植株的生长速度，方便种植者进行管理。
图1 PLA 分层式育苗容器
育苗容器外观特征最显着的是其螺旋式入土的设计，这种设计方式可以使瓶子更加稳固地固定在土壤中，避免被吹倒或被冲走。此外，螺旋式的设计有助于育苗瓶与土壤之间的紧密接触，从而实现更好的水土分离。这种设计可以让营养物质和水分更加容易地通过瓶壁渗透到植物根部，同时也有助于排出多余的水分，避免造成根部过度浸泡导致的烂根，能够有效地促进育苗的生长。
1.2.2 材料的选择
育苗容器材料的选择是非常重要的，它关系到育苗容器的质量和使用寿命，因此在进行育苗容器设计时，要根据具体情况合理的选择育苗容器材料。通常情况下，育苗容器材料的选择需要考虑以下几个方面：a.具有一定强度；b.具有良好的抗腐蚀性能；c.具有良好的耐热性能；d.具有较高的硬度；e.具有一定的抗低温性能[5]。目前市场上，育苗容器材料主要有塑料、玻璃、陶土等材料。在选择育苗容器材料时，需要考虑以下几点：a.要保证容器具有良好的可降解性；b.要保证容器具有良好的抗高温性能，并且能够承受一定程度的低温。塑料育苗容器使用的主要材料有聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和其他的一些树脂，在选择育苗容器材料时要根据具体情况进行选择。
PLA 是一种可生物降解的塑料，与传统塑料相比有以下优点：
（1）具有更好的环保性能。在湿度和温度适宜的条件下，玉米塑料容器能够在几个月内自然降解，不会对环境造成污染；
（2）玉米塑料材料具有优良的物理性能和耐用性，适用于制造育苗容器。使用玉米塑料制成的育苗容器，具有韧性、耐用、抗压强度高等优点，使用寿命较长；
（3）使用玉米塑料生产育苗容器可以减少对石油等化石能源的依赖，可以使用可再生资源进行生产，减少对有限资源的消耗，是一种可持续发展的选择；
（4）玉米塑料育苗容器具有更好的透气性和透光性，有利于植物的生长发育。与传统塑料育苗瓶相比，玉米塑料育苗容器透气性更好，可以减少水汽聚集和病菌滋生，提高植物的生长质量。同时，玉米塑料育苗容器还具有更好的透光性，可以提供更充足的阳光照射，促进植物的光合作用。
本文设计的育苗容器，不仅具有很好的抗腐蚀性能、耐高温性能、抗低温性能，同时也考虑了环境保护、材料质量、使用期限、避免浪费和过度消耗等问题。因此，在进行容器育苗设计时，选用PLA 可降解材料。
1.3 育苗容器尺寸设计
1.3.1 容器尺寸
育苗容器的尺寸决定着育苗容器的性能和使用功能。如果尺寸设计的不合理，会造成育苗容器的生产成本增加，进而影响到苗木的质量和产量。如果育苗容器尺寸过大，也会增加苗木的运输成本。所以在对育苗容器进行设计时，要保证育苗容器的尺寸合理、实用性强。本文设计的分层式育苗容器，其尺寸可以根据实际需要进行定制，如图2 所示为定制的荒山种植育苗容器结构，其高度、宽度和深度可以根据以下参考尺寸进行设计：
图2 荒山种植PLA 分层式育苗容器
（1）高度：通常分层式育苗容器的高度较低，一般为30～40 cm，以方便植株的生长，避免因高度不足而导致植物受到挤压而影响生长；
（2）宽度和深度：分层式育苗容器的宽度和深度一般为20～30 cm，以便于容纳不同植株，同时也方便日后植物的移植和栽培；
（3）分层数量：分层式育苗容器的分层数量一般设计为2 层，瓶体由上部和下部组成，上部为培养土层，下部为营养液层，可以满足不同植物的生长需求。
1.3.2 设计关键点
为了提高育苗容器的使用质量，在对育苗容器进行设计的时候要选择合理的材料、设计结构及尺寸。在选择材料的时候，要根据不同植物的生长情况来选择不同的材质。在结构设计上，要根据植物根系的生长特点进行设计，同时还要考虑育苗容器的透气性。最后要根据育苗容器设计尺寸和植物根系生长特点来设计育苗容器。
本文设计的分层式育苗容器，通过螺旋式入土机构的设计，能够使营养液和土层相分离，避免因过多的水分导致植物根部腐烂。同时，螺旋式支架和导管的设计也能够保持土层的稳定，使植物根部能够更好地生长。此外，该育苗容器还可以方便地调节营养液的浓度和种植的深度，提高种植效率。该育苗容器可以应用于各种植物的育苗，并且可以在温室、室内等不同环境下使用。通过分层式育苗容器培育的幼苗，可以有效地提高植物的生长速度和质量，为农业生产和园艺种植提供更好的技术支持。
2 可降解分层式育苗容器种植试验
本次研究针对沙漠种植进行实验，选用图3 所示的沙漠种植PLA 分层式育苗容器进行实验。育苗容器底部为锥形，能够更容易的植入沙地中，其内部由上端的营养土和下端的营养稀释液构成，可对农作物提供充足的养分从而提高作物的成活率，具有环保性以及便携性。为了还原实际沙漠中的生长条件，进行种植环境条件模型种植，并且使用沙漠中常种植的树苗种类（梭梭树、红柳）来进行对比实验。在进行对比实验时，通过采用以下步骤进行科学合理的实验：
图3 沙漠种植PLA 分层式育苗容器
步骤一：准备不同材质的育苗容器，包括PLA、玻璃、全沙等。
步骤二：准备不同种类幼苗和培养基，可以均匀分配到不同的育苗容器中，注意每个育苗容器中幼苗的数量和培养基的用量应该相等，以保证实验的公正性和准确性。
步骤三：对不同的幼苗，在育苗容器进行标号，记录下每种幼苗及瓶子的种类和标识。
步骤四：将每个育苗容器放置在相同的环境中，包括光照、温度、湿度等，以保证不同的育苗容器在相同的条件下进行实验。
步骤五：每天观察不同育苗容器内幼苗的生长情况，并记录下观察结果。
步骤六：统计实验数据，分析不同材质的育苗容器对植株生长的影响，比较不同的育苗容器之间的差异。
通过这些步骤，可以采用不同的育苗容器进行对比实验，了解不同材质的育苗容器对植株生长的影响，为植物培育提供更加科学的选择。通过实验得出如图4 所示的生长速度对比曲线，结果显示在相同条件下可降解容器种植的生长速度相较于其他两种种植方式，增长速度较快，生长状态良好。
图4 生长速度对比曲线
结束语
本文对基于PLA 材料的分层式育苗容器进行了详细的介绍和分析，并通过实验验证了其在梭梭树以及沙柳育苗中的使用效果。结果表明，分层式育苗容器不仅可以提高梭梭树以及沙柳育苗的发芽率和幼苗生长速度，还可以节省育苗成本和减少病虫害发生，方便后期维护管理，育苗容器可自然降解，减少对环境的污染。
