CN109328989A - 一种生物基质及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物基质及其应用，该生物基质的原料包括体积比为(20～30)：(10～20)：(5～10)：(1～5)：1的珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂。通过以上方式，本发明生物基质可提高植物的抗逆性，使植物对屋顶等恶劣环境的适应性强，提高成活率，促进植物生长，扩大植物的选择范围；此外，基质疏松透气，利于植物生长和排水，且其稳定性强，容重小，具有较小的保肥能力。

Description

一种生物基质及其应用
技术领域
本发明涉及植物栽培技术领域，具体涉及一种生物基质及其应用。
背景技术
屋顶绿化由于具有很高的生态效益、经济效益及社会效益，备受社会欢迎，政府也大力提倡屋顶绿化。然而，由于屋顶环境与地面截然不同，气候条件特殊，温湿度条件差，风速比地面大，水分蒸发快，墙体和屋顶反射的热和光比地面更为强烈，以及屋顶自身承重问题等，这些特殊的条件给屋顶绿化带来很大的限制与挑战，使得对绿化植物的选择和栽培基质提出了更高的要求。在屋顶绿化植物选择上，一般要求选择耐旱、抗寒性强、抗病、阳性、耐贫瘠、浅根性、抗风、不易倒伏、耐积水等特性的植物。而与普通的绿化基质相比，屋顶绿化栽培基质需要具有稳定的理化性质，满足植物生长的需求；需疏松透气，以利于植物根系生长和排水；具有较强的保肥能力；容重小等。而现有的生物基质通常无法满足以上要求，影响植物生长，植物存活率低；使得对植物的选择具有更高的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种生物基质及其应用。
本发明所采用的技术方案是：一种生物基质，包括如下原料组分：珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂，所述珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂的体积比为(20～30)：(10～20)：(5～10)：(1～5)：1。
优选地，所述珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂的体积比为(22～26)：(13～15)：(7～9)：(2～4)：1。
进一步优选地，所述珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂的体积比为24：15：8：2：1。
优选地，所述丛枝菌根真菌菌剂由包括以下的步骤制得：将包括河沙和沸石的原料混合作为栽培基质；对所述栽培基质进行灭菌处理，而后将霉菌接种到栽培基质中，所述霉菌包括摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉中的至少一种；再向栽培基质中撒入经灭菌的白三叶种子，培育3～6个月，取白三叶根系和栽培基质。
优选地，所述丛枝菌根真菌菌剂中真菌孢子密度＞100个/g干菌剂。
优选地，所述河沙和沸石的体积比为(1～5):1；进一步优选地，所述河沙和沸石的体积比为1:1。
优选地，所述灭菌处理具体为在121℃高压蒸汽灭菌2～4h。
优选地，所述泥炭和黄泥为粒径≤1mm的粉末。
优选地，所述生物基质的pH值为7.2～7.5；干容重为0.1～0.3g/cm3；湿容重为0.4～0.9g/cm3。
以上生物基质可应用于屋顶绿化植物种植。该生物基质主要是通过按以上配比取各原料，加入适量水混合制得。加水量通常以润湿原料为准，使混合后泥炭粉粒、黄泥粉粒、丛枝菌根真菌菌剂包裹于珍珠岩表面，形成颗粒状基质。为了便于保存，可将所制得基质自然晾干，自然晾干后菌剂活性不会受到影响，基质稳定性高。
本发明的有益技术效果是：本发明提供一种生物基质及其应用，该生物基质的原料包括特定配比的珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂。其中，丛枝菌根真菌(AMF)是一类比较古老的土生真菌，能够与地球上绝大多数植物形成菌根，菌根真菌从植物体内获取光合产物，同时从土壤中吸收营养物质和水分传递给宿主植物，二者之间形成互惠共生的关系，从而通过添加丛枝菌根真菌菌剂成分，利用真菌-植物互利共生原理，真菌可通过其庞大的菌丝系统扩大宿主植物的吸收面积，促进宿主对土壤中矿质成分的吸收，改善植株营养状况，促进植物生长，提高植物的抗逆性(包括抗病、抗旱、抗盐、抗酸、抗碱、抗重金属等)，使植物更加适应屋顶的恶劣环境，提高成活率，扩大植物的选择范围；同时可改善植物对矿物质的吸收，减少对屋顶绿化的维护管理需求，减少肥料的使用，降低屋顶绿化的养护成本，减少化学药剂和肥料对环境的污染。另外，黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂均具有粘结作用，可让基质在使用时能够适当地粘结起来且不会过于紧实；丛枝菌根真菌菌剂具有超强的粘结功能，可促进土壤颗粒集合，提高其稳定性，且其还是一类非常稳定的糖蛋白，泥炭、水泥以及丛枝菌根真菌菌剂均可为植物提供营养成分，促进植物生长。以上原料通过按特定配比混合，所制得的基质疏松透气，具有很好的透水性能，利于植物生长和排水，避免下雨时屋顶积水，又不会过于松散，防止基质被大风吹走或被大雨冲刷掉；且容重小，具有较好的保肥能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
丛枝菌根真菌菌剂的制备：将河沙和沸石按照体积比为1:1混合，作为栽培基质，121℃高压蒸汽灭菌2h，将摩西球囊霉接种到基质中，再撒入灭菌的白三叶种子，利用真菌-植物互利共生原理，菌根植物培育4个月，得含有大量真菌孢子、菌丝及具有100％真菌侵染率的白三叶根系的基质，取栽培基质和白三叶根系，得丛枝菌根真菌菌剂(即AM菌剂)。
生物基质的配置：按照珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和以上所制得的AM菌剂的体积比为20：10：5：1：1取各原料，其中，泥炭及黄泥均磨成粉末状，粒径≤1mm；将各原料混合，并加入适量水，使用机器搅匀，泥炭粉粒、黄泥粉粒和AM菌剂包裹于珍珠岩表面，形成颗粒状生物基质。
生物基质使用效果对比试验
1、试验基质：
生物基质M+：上述配方基质；颗粒基质M-：上述配方基质不添加AM菌剂；普通基质：将泥炭：珍珠岩：陶粒按体积比为2:1:1混合制成的基质。
2、实验方法：
(1)对以上3种试验基质的物理特性(包括干容重、湿容重和浊度)进行检测。所得结果如下表1所示。
表1 3种试验基质的物理性能
试验基质 干容重(g/cm<sup>3</sup>) 湿容重(g/cm<sup>3</sup>) 浊度(NTU)
颗粒基质M- 0.20±0.09 0.65±0.24 5.47±1.47
生物基质M+ 0.23±0.05 0.82±0.18 4.25±1.33
普通基质 0.58±0.11 1.40±0.08 12.17±3.20
表1结果表明，以上3种试验基质中，普通基质无论干容重、湿容重及浊度均高于其他两种基质。生物基质M+和颗粒基质M-均具有较小的容重，表明这两种基质对屋顶荷载压力较小。生物基质M+与颗粒基质M-的湿容重比值大于两者间干容重比值，表明，添加AM菌剂能增能加基质的保水性能。生物基质M+的浊度低于颗粒基质M-，表明生物基质M+排水更干净，对水质影响更小，不会造成排水管道淤塞。
(2)比较以上3种试验基质对植物生长效应的影响
以鸢尾及翠芦莉为实验植物，在相同条件下分别采用以上3种试验基质种植鸢尾和翠芦莉，栽培3个月，比较以上3种试验基质对植物生长效应的影响；每种基质处理10株植物，3次重复。所得结果如下表2所示。
表2 3种试验基质对鸢尾及翠芦莉生长效应比较
表2结果表明，生物基质M+能够很好地促进鸢尾及翠芦莉的生长。用生物基质M+栽培的鸢尾及翠芦莉其株高生长量、生物量、菌根侵染率及净光合速率均显著高于其他两种基质栽培的生长效果。
(3)对以上3种试验基质栽培下的植物开展干旱处理试验
对以上3种试验基质栽培下的植物开展干旱处理试验，比较3种试验基质对植物抗旱能力的影响。对以上3种试验基质栽培的鸢尾及翠芦莉进行干旱处理，连续14天不浇水后检测植物的成活率、POD值、叶绿素含量及净光合速率。所得结果如下表3所示。
表3干旱14天后不同基质上鸢尾及翠芦莉成活率及生理特性的响应
表3结果表明，生物基质M+能提高植物的成活率及抗旱能力。对两种植物干旱处理14天后，生物基质M+栽培的两种植物成活率均为100％，POD值显著高于其他两种基质处理。POD值能反映植物的抗旱能力，POD值越高，表明植物的抗旱能力越强。生物基质M+栽培的鸢尾和翠芦莉其叶绿素含量及净光合速率均显著高于其他两种基质处理，表明该基质处理下的植物生长状态好于其他两种基质，植物的耐旱性能显著提高。
实施例2
丛枝菌根真菌菌剂的制备：将河沙和沸石按照体积比为3:1混合，作为栽培基质，121℃高压蒸汽灭菌3h，将幼套球囊霉接种到基质中，再撒入灭菌的白三叶种子，利用真菌-植物互利共生原理，菌根植物培育3个月，取栽培基质和白三叶根系，得丛枝菌根真菌菌剂(即AM菌剂)。
生物基质的配置：按照珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和以上所制得的AM菌剂的体积比为24：15：8：2：1取各原料，其中，泥炭及黄泥均磨成粉末状，粒径≤1mm；将各原料混合，并加入适量水，使用机器搅匀，泥炭粉粒、黄泥粉粒和AM菌剂包裹于珍珠岩表面，形成颗粒状生物基质。
实施例3
丛枝菌根真菌菌剂的制备：将河沙和沸石按照体积比为5:1混合，作为栽培基质，121℃高压蒸汽灭菌4h，分别将摩西球囊霉和根内球囊霉接种到基质中，再撒入灭菌的白三叶种子，利用真菌-植物互利共生原理，菌根植物培育4个月，取栽培基质和白三叶根系，得丛枝菌根真菌菌剂(即AM菌剂)。
生物基质的配置：按照珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和以上所制得的AM菌剂的体积比为30：20：10：5：1取各原料，其中，泥炭及黄泥均磨成粉末状，粒径≤1mm；将各原料混合，并加入适量水，使用机器搅匀，泥炭粉粒、黄泥粉粒和AM菌剂包裹于珍珠岩表面，形成颗粒状生物基质。
实施例4
丛枝菌根真菌菌剂的制备：将河沙和沸石按照体积比为2:1混合，作为栽培基质，121℃高压蒸汽灭菌3h，将根内球囊霉接种到基质中，再撒入灭菌的白三叶种子，利用真菌-植物互利共生原理，菌根植物培育6个月，取栽培基质和白三叶根系，得丛枝菌根真菌菌剂(即AM菌剂)。
生物基质的配置：按照珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和以上所制得的AM菌剂的体积比为25：13：7：3：1取各原料，其中，泥炭及黄泥均磨成粉末状，粒径≤1mm；将各原料混合，并加入适量水，使用机器搅匀，泥炭粉粒、黄泥粉粒和AM菌剂包裹于珍珠岩表面，形成颗粒状生物基质。
实施例5
发明人还设置了多组对比试验，具体试验如下：
对比例1：和实施例1不同的是，珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和AM菌剂按照体积比为30：5：3：10：1混合。
对比例2：和实施例1不同的是，珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和AM菌剂按照体积比为30：25：15：10：1混合。
对比例3：和实施例1不同的是，珍珠岩、泥炭、水泥和AM菌剂按照体积比为20：10：5：1混合，未添加黄泥。
对比例4：和实施例1不同的是，珍珠岩、泥炭、黄泥和AM菌剂按照体积比为20：10：5：1混合，未添加水泥。
分别对实施例与对比例配方基质的物理性质进行检测，所得结果如下表4所示。
表4实施例和对比例所得基质的物理性质
由上表4可知，实施例1～4所制得的生物基质物理性能最佳，基质pH适中，松紧度较好，抗雨水冲刷能力好，很适合用于屋顶，有机质含量高，持水性能好。
对比例1中基质，泥炭及黄泥含量较少，水泥含量较多，导致基质pH值较大，水泥遇水后结成硬块状，不利于植物生长，且有机质含量低，持水性能差，不适合用于屋顶绿化。
对比例2中基质，泥炭、黄泥、水泥含量较多，基质pH值较大，呈碱性的基质不适合植物生长；水泥遇水结成块状，泥炭及黄泥含量较多，完全包裹珍珠岩后还有剩余，遇水冲刷后水质成褐色，浊度大；另外，该基质有机质含量虽然较高，但持水性能差。
对比例3中基质的配方缺少黄泥，基质整体性能相较于实施例1～4基质稍差，pH值高于实施例1～4中基质，基质松紧度比实施例1～4中基质稍微松散，有机质含量较低，持水性能稍差。
对比例4中基质配方缺少水泥，基质呈弱酸性，pH值为6.21；由于缺少水泥，基质粘结度不高，干燥情况下基质很松散，泥炭粉及黄泥粉容易被风吹起；基质抗雨水冲刷性差，基质粘附作用差，雨水冲刷后，包裹于珍珠岩表面的泥炭粉粒、黄泥粉粒、AM菌剂大量被冲走，漏出白色珍珠岩；另外，积水情况下，珍珠岩与泥炭、黄泥分离，漂浮于水面上，不适合用于屋顶绿化，持水性能差。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物基质，其特征在于，包括如下原料组分：珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂，所述珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂的体积比为(20～30)：(10～20)：(5～10)：(1～5)：1。
2.根据权利要求1所述的生物基质，其特征在于，所述珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂的体积比为(22～26)：(13～15)：(7～9)：(2～4)：1。
3.根据权利要求1所述的生物基质，其特征在于，所述珍珠岩、泥炭、黄泥、水泥和丛枝菌根真菌菌剂的体积比为24：15：8：2：1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的生物基质，其特征在于，所述丛枝菌根真菌菌剂由包括以下的步骤制得：将包括河沙和沸石的原料混合作为栽培基质；对所述栽培基质进行灭菌处理，而后将霉菌接种到栽培基质中，所述霉菌包括摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉中的至少一种；再向栽培基质中撒入经灭菌的白三叶种子，培育3～6个月，取白三叶根系和栽培基质。
5.根据权利要求4所述的生物基质，其特征在于，所述丛枝菌根真菌菌剂中真菌孢子的密度＞100个/g干菌剂。
6.根据权利要求4所述的生物基质，其特征在于，所述河沙和沸石的体积比为(1～5):1。
7.根据权利要求4所述的生物基质，其特征在于，所述灭菌处理具体为在121℃高压蒸汽灭菌2～4h。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的生物基质，其特征在于，所述泥炭和黄泥为粒径≤1mm的粉末。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的生物基质，其特征在于，所述生物基质的pH值为7.2～7.5；干容重为0.1～0.3g/cm3；湿容重为0.4～0.9g/cm3。
10.权利要求1-9中任一项所述的生物基质在屋顶绿化植物种植中的应用。
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