CN109156315A - 一种多肉培养基制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多肉培养基制备方法，属于植物栽培，该培养基由上下两层组成：上层为有机发酵基质，下层为保水层；保水层的构建方法为：S1.将秸秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸中，加热；S2.将稀硫酸处理过的秸秆烘干，与天冬氨酸、2‑巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，高温炭化，完成后将秸秆放入足量的水中蒸煮，得改性秸秆；S3.将改性秸秆、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于低温环境下，搅拌后加入N‑羟基琥珀酰亚胺，交联反应，制得。本发明培养基不仅疏水、保湿，还有助于有机养分的保存，有利于多肉植物更好的生长。

Description

一种多肉培养基制备方法

技术领域

本发明属于植物栽培领域，具体涉及一种多肉培养基制备方法。

背景技术

多肉植物是指植物营养器官肥大的高等植物，通常具根、茎、叶三种营养器官和花、果实、种子三种繁殖器官。在园艺上，又称多浆植物或多肉花卉。全世界共有多肉植物一万余种，它们都属于高等植物。多肉植物大多外观小巧，极其可爱，还具有净化空气的作用。多肉植物营养需求不高，只要培养基配比合理，多肉植物均能良好生长。

秸秆含有大量的木质素、纤维素和半纤维素，这三者可以通过热分解的方式分离开来，半纤维素的热解温度是250-300℃，纤维素是由D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键联结而成的长链分子，长链分子进一步通过氢键等作用力形成具有高度结晶区的超分子稳定结构，它的热解温度在350-400℃，木质素的热解温度450-550℃，半纤维素和纤维素热解后产生生物油。

公开号为CN 106718736A的中国发明专利，公开了一种景天科多肉植物培养基，包括铺底层、养料层和铺面层，其特征在于，所述养料层由如下重量份的原料组成，泥炭8-12份、椰糠5-10份、砂石15-25份、蛭石60-80份。该培养基设计合理，制备方法简单，满足多肉植物对养分的需求，具有良好的透气性，能够适应景天科多肉植物的生长。然而，该发明培养基不具有保水功效，且不利于养分的保存。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多肉培养基制备方法，通过将培养基制成上下两层，充分发挥其优势功效；所制得的培养基不仅疏水、保湿，还有助于有机养分的保存，有利于多肉植物更好的生长。

本发明提供一种多肉培养基制备方法，该培养基由上下两层组成；上层为有机发酵基质；下层为保水层。

作为优选，培养基上层为有机发酵基质占培养基总量的30-50％，下层保水层占培养基总量的50-70％。

作为优选，上层有机发酵基质是将各组分重量份：泥炭5-10、高岭土25-55、中草药渣5-20、鸡粪5-15和酵素剂1-2混合，堆积后覆盖薄膜保温36-42℃发酵20-30天，然后高温杀菌，烘干并研磨成粉剂所得；上层有机质干燥粉碎后制成颗粒状，有利于保持土壤疏松和透气，板结的培养基质不利于任何的植物生长，有机质大多来自生活中纤维素比较丰富的有机质，会随时间的推移被加入的酵素剂分解提供长久的养分。

作为优选，下层保水层的构建方法为：

S1.将秸秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸溶液中，加热至60-100℃，保持2-5h；

S2.将所述稀硫酸处理过的秸秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，程序升温至351-449℃，作用3-6h，完成后将秸秆放入足量的水中蒸煮，得改性秸秆；

S3.将改性秸秆、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4-5℃低温环境下，搅拌10-12分钟后加入N-羟基琥珀酰亚胺，交联反应10-15小时，制得。

作为优选，下层保水层由以下重量份的原料构建：秸秆40-65、稀硫酸溶液20-35、石英砂10-15、N-羟基琥珀酰亚胺3-5、麦麸15-28、石膏粉2-8、过磷酸钙2-8。

更优选地，天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为10-15和12-24；天冬氨酸、2-巯基乙醇的特殊存在，能够弱化纤维素分子内和分子间氢键，降低纤维素分子链稳定性从而降低纤维素的结晶度，帮助纤维素结构发生初步膨化；加之利用纤维素和木质素热解温度不同，控制温度使纤维素发生分解形成生物质炭，使得秸秆炭化形成多孔结构，增加了其比表面积，提高了下层结构的通透性；同时秸秆中木质素成分得以保护，木质素的存在，对于储存养分及水分起到关键作用。

更优选地，交联反应辅助用溶剂还包括3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其重量份组成分别为12-25、6-13；3-戊烯-2-醇和海藻酸钙的特殊存在，在低温下逐渐呈凝胶状，能够使秸秆等成分彼此交联形成丰富的网络结构，这些网络通道不仅有利于水的渗透穿过，且基于秸秆生物质炭的多孔结构，当水通过时会受到吸附作用形成水膜，滞留一定量的水分，保持基质一定的湿度，为多肉植物生长提供理想的环境。

本发明的有益效果为：

1)本发明将培养基制成上下两层，上层为有机发酵基质，主要为多肉生长提供养分；下层为保水层，主要组成为秸秆炭多孔材料，富含大量木质素，一是有利于提高培养基的通透性，二是木质素对于储存养分及水分起到关键作用；

2)本发明通过将下层结构交联化，形成丰富的网络结构，这些网络通道不仅有利于水的渗透穿过，且基于秸秆生物质炭的多孔结构，当水通过时会受到吸附作用形成水膜，滞留一定量的水分，保持基质一定的湿度，为多肉植物生长提供理想的环境。

本发明采用了上述技术方案提供范文，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

一种多肉培养基，该培养基由上下两层组成：上层为有机发酵基质，下层为保水层；上层有机发酵基质占培养基总量的30％，下层保水层占培养基总量的70％。

该多肉培养基的制备方法如下：

(1)上层有机发酵基质：将各组分重量份：泥炭5、高岭土25、中草药渣5、鸡粪5和酵素剂1混合，堆积后覆盖薄膜保温36℃发酵20天，然后高温杀菌，烘干并研磨成粉剂所得；上层有机质干燥粉碎后制成颗粒状，有利于保持土壤疏松和透气，板结的培养基质不利于任何的植物生长，有机质大多来自生活中纤维素比较丰富的有机质，会随时间的推移被加入的酵素剂分解提供长久的养分；

(2)下层保水层由以下重量份的原料构建：秸秆40、稀硫酸溶液20、石英砂10、N-羟基琥珀酰亚胺3、麦麸15、石膏粉2、过磷酸钙2；

下层保水层的构建方法为：

S1.将秸秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸溶液中，加热至60℃，保持2h；采用稀硫酸溶液浸泡甘蔗秆，初步软化分离木质素部分和纤维素部分，稀硫酸主要通过水解半纤维素，破坏半纤维素-木质素之间的化学键，达到增大其表面积的效果，同时还可以减小纤维素的平均聚合度；而通过加热蒸煮一段时间，有利于加快这一步骤的效果和进展；

S2.将所述稀硫酸处理过的秸秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，程序升温至351℃，作用3h，完成后将秸秆放入足量的水中蒸煮，得改性秸秆；天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为10和12；天冬氨酸、2-巯基乙醇的特殊存在，能够弱化纤维素分子内和分子间氢键，降低纤维素分子链稳定性从而降低纤维素的结晶度，帮助纤维素结构发生初步膨化；加之利用纤维素和木质素热解温度不同，控制温度使纤维素发生分解形成生物质炭，使得秸秆炭化形成多孔结构，增加了其比表面积，提高了下层结构的通透性；同时秸秆中木质素成分得以保护，木质素的存在，对于储存养分及水分起到关键作用；

S3.将改性秸秆、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4℃低温环境下，搅拌10分钟后加入N-羟基琥珀酰亚胺以及12重量份的3-戊烯-2-醇和6重量份的海藻酸钙，交联反应10小时，制得；3-戊烯-2-醇和海藻酸钙的特殊存在，在低温下逐渐呈凝胶状，能够使秸秆等成分彼此交联形成丰富的网络结构，这些网络通道不仅有利于水的渗透穿过，且基于秸秆生物质炭的多孔结构，当水通过时会受到吸附作用形成水膜，滞留一定量的水分，保持基质一定的湿度，为多肉植物生长提供理想的环境。

实施例2：

一种多肉培养基，该培养基由上下两层组成：上层为有机发酵基质，下层为保水层；上层有机发酵基质占培养基总量的45％，下层保水层占培养基总量的55％。

该多肉培养基的制备方法如下：

(1)上层有机发酵基质：将各组分重量份：泥炭8、高岭土40、中草药渣16、鸡粪11和酵素剂2混合，堆积后覆盖薄膜保温39℃发酵20天，然后高温杀菌，烘干并研磨成粉剂所得；

(2)下层保水层由以下重量份的原料构建：秸秆60、稀硫酸溶液30、石英砂12、N-羟基琥珀酰亚胺4、麦麸22、石膏粉6、过磷酸钙6；

下层保水层的构建方法为：

S1.将秸秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸溶液中，加热至90℃，保持3h；

S2.将所述稀硫酸处理过的秸秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，程序升温至449℃，作用5h，完成后将秸秆放入足量的水中蒸煮，得改性秸秆；天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为11和20；

S3.将改性秸秆、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4℃低温环境下，搅拌10分钟后加入N-羟基琥珀酰亚胺以及21重量份的3-戊烯-2-醇和9重量份的海藻酸钙，交联反应12小时，制得。

实施例3：

一种多肉培养基，该培养基由上下两层组成：上层为有机发酵基质，下层为保水层；上层有机发酵基质占培养基总量的50％，下层保水层占培养基总量的50％。

该多肉培养基的制备方法如下：

(1)上层有机发酵基质：将各组分重量份：泥炭10、高岭土55、中草药渣20、鸡粪15和酵素剂2混合，堆积后覆盖薄膜保温42℃发酵30天，然后高温杀菌，烘干并研磨成粉剂所得；

(2)下层保水层由以下重量份的原料构建：秸秆65、稀硫酸溶液35、石英砂15、N-羟基琥珀酰亚胺5、麦麸28、石膏粉8、过磷酸钙8；

下层保水层的构建方法为：

S1.将秸秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸溶液中，加热至100℃，保持5h；

S2.将所述稀硫酸处理过的秸秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，程序升温至449℃，作用6h，完成后将秸秆放入足量的水中蒸煮，得改性秸秆；天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为15和24；

S3.将改性秸秆、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于5℃低温环境下，搅拌12分钟后加入N-羟基琥珀酰亚胺以及25重量份的3-戊烯-2-醇和13重量份的海藻酸钙，交联反应15小时，制得。

对比例1：

秸秆炭化过程未使用天冬氨酸和2-巯基乙醇，其余部分和实施例2完全一致。

对比例2：

交联反应溶剂未添加3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其余部分和实施例2完全一致。

实施例4：

采用红外光谱扫描测定本发明所制备改性秸秆中各组分的含量；同时利用本发明培养基进行多肉培育试验，各项参数如下：

表1本发明培养基成分含量及多肉培育参数

由表1数据可知，对比例1所得改性秸秆中纤维素含量高于实施例2，而木质素含量低于实施例2，表明天冬氨酸和2-巯基乙醇的特殊存在有助于对秸秆炭化前进行结构膨化，从而提高炭化的分解率，因此对于保护木质素成分有一定作用，而木质素有利于养分及水分的储存，能够提高多肉的成活率；对比例2多肉成活率相比实施例2有所降低，表明3-戊烯-2-醇和海藻酸钙的特殊存在，有利于网络结构的形成，这些网络通道有利于水的渗透穿过，同时使得培养基维持一定的湿度，为多肉植物生长提供理想的环境。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1. 一种多肉培养基制备方法，其特征在于：该培养基由上下两层组成；所述上层为有机发酵基质；所述下层为保水层。

2.根据权利要求1所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述上层为

有机发酵基质占培养基总量的30-50%，下层保水层占培养基总量的50-70%。

3.根据权利要求1所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述下层保水层具有发达的网络结构，一方面可吸水保水，一方面阻断有机成分，使培养基上部水分和养分充足。

4.根据权利要求1所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述下层保水层的构建方法为：

S1.将秸秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸溶液中，加热至60-100℃，保持2-5h；

S2.将所述稀硫酸处理过的秸秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，程序升温至351-449℃，作用3-6h，完成后将秸秆放入足量的水中蒸煮，得改性秸秆；

S3.将改性秸秆、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4-5℃低温环境下，搅拌10-12分钟后加入N-羟基琥珀酰亚胺，交联反应10-15小时，制得。

5.根据权利要求1所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述下层保水层由以下重量份的原料构建：秸秆40-65、稀硫酸溶液20-35、石英砂10-15、N-羟基琥珀酰亚胺3-5、麦麸15-28、石膏粉2-8、过磷酸钙2-8。

6.根据权利要求4所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为10-15和12-24。

7.根据权利要求4所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述交联反应辅助用溶剂还包括3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其重量份组成分别为12-25、6-13。

8.根据权利要求1所述的一种多肉培养基制备方法，其特征在于：所述上层有机发酵基质是将各组分重量份：泥炭5-10、高岭土25-55、中草药渣5-20、鸡粪5-15和酵素剂1-2混合，堆积后覆盖薄膜保温36-42℃发酵20-30天，然后高温杀菌，烘干并研磨成粉剂所得。