CN111374023A - 栽培材料组合物 - Google Patents
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Abstract
一种栽培材料组合物，包括栽培基材以及具有立体网状结构的生物纤维膜材，其中，该生物纤维膜材与栽培基材接触，借此有效地提高栽培作物的产量及品质且缩短采收期，并可以节水、降低营养源的用量，进而降低成本。
Description
技术领域
本发明关于一种栽培材料组合物，尤关于一种提高作物产量及品质并减少肥料用量及水量的栽培材料组合物。
背景技术
由于农业生产方式逐渐朝向工业化及密集化发展，作物产量因此明显地增加，得以解决粮食不足的问题，但这一农业生产方式往往使用为数不少的化学肥料及生长激素等。为了增加产量而过度使用肥料及生长激素等情况不时地发生，此举不仅使得栽种的成本增加，亦使环境受到剧烈污染及破坏，诸如水体富营养化问题、土壤酸化及盐化的问题等，导致无法重新种植作物或必须休耕，给很多的农户很大的困难。
此外，目前农业用水占全球用水的70％以上，而作物栽培期间因土壤无法适当的保水，每次供水后又流失大量水分，而必须于栽培期间反复地供水，因而造成水资源的浪费，尤其对于水资源不足的区域超量抽取地下水，造成地层下陷，致使影响更强烈。
因此，如何提高栽培作物的产量及品质且缩短采收期，并可以节水、降低营养源的用量，实已成为业界首要面临的课题。
发明内容
本发明提供一种栽培材料组合物，包括栽培基材以及具有立体网状结构的接触该栽培基材的生物纤维膜材。
所述生物纤维膜材是指微生物，如本发明所述的细菌，利用培养液中的碳源于细胞内合成β-1,4-糖苷链后经胞外分泌排出的纤维所形成。
所述生物纤维膜材，具有立体网状结构，且于立体网状结构中构成多个纳米孔洞，可借该多个纳米孔洞使水分及养分不流失，进而使作物种子或作物种苗在根部发育较细化与更加茂密，以加速栽培作物的生长周期。
在一个实施方案中，所述生物纤维膜材由选自葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)、醋杆菌属(Acetobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、八叠球菌属(Sarcina)、假单胞菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)、产碱菌属(Alcaligenes)、肠杆菌属(Enterobacter)、固氮菌属(Azotobacter)及农杆菌属(Agrobacterium)所组成组中的至少一种细菌所形成。
在一个实施方案中，所述生物纤维膜材是使细菌于具有碳源、氮源及凝胶支持物的培养液中培养形成。所述培养例如静置培养，所述碳源例如葡萄糖、甘露醇等，所述氮源例如蛋白胨、酵母提取物等，所述凝胶支持物例如琼脂。进一步地，所述碳源、蛋白胨及酵母提取物的重量份比例可为5：1：1至4：1：1。
在一个实施方案中，所述立体网状结构具有多个彼此平行的骨干纤维以及交织于相邻任二个骨干纤维的多个层间纤维生物纤维，借由该多个纤维之间的空隙构成纳米孔洞。
在另一个实施方案中，所述骨干纤维的直径大于或等于所述层间纤维的直径。
在一个实施方案中，所述生物纤维的直径为20至100nm。
在一个实施方案中，所述生物纤维膜材的每单位面积生物纤维量为0.005至0.008g/cm2。
在一个实施方案中，所述的栽培材料组合物中的所述生物纤维膜材还包括水或肥料。举例而言，所述生物纤维膜材与水或肥料的重量比可以为0.1:2。
在一个实施方案中，该生物纤维膜材与该栽培基材的重量比为1:100至30:100。具体地，该生物纤维膜材与该栽培基材的重量比可为1:100、2:100、3:100、4:100、5:100、6:100、7:100、8:100、9:100、10:100、11:100、12:100、13:100、14:100、15:100、16:100、17:100、18:100、19:100、20:100、21:100、22:100、23:100、24:100、25:100、26:100、27:100、28:100、29:100或30:100。
在一个实施方案中，所述栽培基材是有机材料、无机材料、或有机材料及无机材料的混成材料。
所述有机材料包括选自木材、木屑、泥炭、树皮、稻壳、养菇废渣、椰壳、畜粪、麸皮、米糠、水苔、蔗渣、茎秆、杂草、棉籽壳、聚乙烯发泡材、无纺布所组成组中的至少一种。
所述无机材料包括选自土、砂、砾、珍珠石、蛭石、浮石、发泡海绵、发泡炼石、岩绵、煤炭所组成组中的至少一种。此处所指的“土”是指主要为矿物质的无机材料，当然，所述栽培基材是有机材料及无机材料的混成材料时，本领域则泛称为土壤。
在一个实施方案中，所述生物纤维膜材均匀地分散于该栽培基材中，例如与该栽培基材混合；置于该栽培基材上或置于该栽培基材下。
在一个实施方案中，所述栽培材料组合物用于栽培作物的培育，且该栽培作物为植物苗、植物种子或菇蕈类。在一个实施方案中，该生物纤维置于该植物苗的根部周围或该植物种子周围。
所述栽培作物为菇蕈类时，所述生物纤维膜材均匀地分散于该栽培基材中，以利于菌丝体生长为子实体。
本发明的栽培材料组合物是使生物纤维膜材与栽培基材接触或将其添加于栽培基材中，借由该生物纤维膜材的吸收与释放的特性，可以增加保水性，具体而言，本发明透过生物纤维膜材立体网状结构中的纳米孔洞，使水分及养分保持于纳米孔洞中，并随时间缓慢释放，进而使栽培作物能有效率地吸收水分及养分，故能减少肥料及水的用量，且同时增加栽培作物的产量与品质。
附图说明
图1A及图1B是本发明栽培材料组合物中生物纤维的扫描电子显微镜照片(SEM)。
图2A、图2B及图2C用以说明使用本发明的栽培材料组合物的金桔树的开花程度以及对照组的金桔树的开花程度，其中，图2A显示对照组的金桔树开花程度，图2B及图2C分别显示本发明的栽培材料组合物的铺表面组和浇表面组的金桔树开花程度。
图3A、图3B、图3C及图3D分别显示对照组的黄花芥蓝菜的生长情况及使用本发明的栽培材料组合物的黄花芥蓝菜的生长情况，其中，图3A、图3B、图3C及图3D分别为对照组、浇表面组、5％混土壤组及8.3％混土壤组。
图4A、图4B及图4C图分别显示对照组的郁金香球根的生长情况及使用本发明的栽培材料组合物的郁金香球根的生长情况，其中，图4A为对照组，图4B为5％和10％根部组，以及图4C为5％和10％混土壤组。
图5A及图5B分别为对照组的油菜的生长情况和使用本发明的栽培材料组合物的油菜的生长情况。
图6A和图6B分别为对照组的番茄苗的根部生长情况和使用本发明的栽培材料组合物的番茄苗的根部生长情况。
附图标记说明
1 生物纤维膜材
10b 表层
101 立体网状结构
101a 骨干纤维
101b 层间纤维
12 布膜纤维
具体实施方式
以下借由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明亦可借由其它不同的实施方式加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明所揭示的精神下赋予不同的修饰与变更。此外，本文所有范围和值都是包含及可合并的。落在本文中所述的范围内的任何数值或点，例如任何整数都可以作为最小值或最大值以导出下位范围等。
本发明的栽培材料组合物的生物纤维膜材的制备上，是在容置有培养液的容器中，静置培养包括选自葡糖醋杆菌属(Gluconacetobacter)、醋杆菌属(Acetobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、八叠球菌属(Sarcina)、假单胞菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)、产碱菌属(Alcaligenes)、肠杆菌属(Enterobacter)、固氮菌属(Azotobacter)及农杆菌属(Agrobacterium)所组成群组中的至少一种的细菌，且优选地，选用单一菌种进行培养，例如葡糖醋杆菌属或醋杆菌属。培养时间为24至96小时，其中，该培养液具有琼脂及重量份比例为5:1:1至4:1:1的作为碳源的甘露醇、蛋白胨及酵母提取物，以形成生物纤维膜材；以及将该生物纤维膜材与栽培基材接触。
在一个实施方案中，所述培养液被控制为酸性，例如pH值为0.5至6之间，培养液中微生物浓度范围被控制在102至105个/ml，且培养温度为25至28℃，培养时间为24至76小时。由于可使用扁平状的容器，故所述立体网状结构为扁平膜状，之后，待24小时至72小时取出，即得本发明的生物纤维膜材。经检测，该生物纤维膜材的厚度为至少20μm，例如20至30μm、或例如20至26μm或24至26μm，而本发明生物纤维膜材的生物纤维的直径约20至100nm。另外，该生物纤维膜材的每单位面积生物纤维量为0.005至0.008g/cm2。
所述静置培养是指使细菌在培养液的表面以非织造方式形成生物纤维。此外，静置培养使用的容器优选为扁平状的容器，以通过较低的容器高度，较宽广的生长面积，控制细菌的耗氧量，进而达到生物纤维直径的调控。另一方面，因为合成的生物纤维膜材在表面处所形成的网状结构较内部的网状结构的密度更大，是以，通过所述的静置培养和条件，将有利于后续分离多个交织的生物纤维膜材。
在一个实施方案中，所述生物纤维膜材由葡糖醋杆菌属的细菌于具有甘露醇、蛋白胨、酵母提取物及琼脂的培养液中静置发酵而成。
所述葡糖醋杆菌属的细菌优选木质醋酸菌(Gluconacetobacter xylinum)，其特色在于容易控制所得的生物纤维粗细程度。
在一个实施方案中，本发明的栽培材料组合物中的具有立体网状结构的生物纤维膜材如图1A所示，该生物纤维膜材在培养时根据需要设有布膜，故图中所示布膜纤维12处为生物纤维膜材与布膜交界处。如图所示，立体网状结构101介于表层10b及布膜纤维12之间，立体网状结构101自表层10b延伸至布膜纤维12，且该立体网状结构由多个生物纤维所构成。具体而言，立体网状结构101具有多个彼此平行的骨干纤维101a以及交织于相邻任二个骨干纤维101a的层间纤维101b，如此，在水平方向及垂直方向上连接相邻任二个骨干纤维101a以形成三维立体网状结构101，而骨干纤维101a及层间纤维101b均为生物纤维，且骨干纤维101a的直径大于层间纤维101b的直径。
再参阅图1B，其显示生物纤维膜材1的剖面照片，其中生物纤维膜材1具有位于两个表层之间的立体网状结构，该立体网状结构亦具有多个彼此平行、或于该生物纤维膜材1长度方向或宽度方向延伸的骨干纤维101a及与骨干纤维101a交织的层间纤维101b。
准备本发明的栽培材料组合物时，可任选地缩减生物纤维膜材的尺寸，通常可利用均质处理，即，取该生物纤维膜材与水混合后，以具有剪切力的固定外刀及具锯刀状的可回转内刀所组成的均质设备进行粉碎处理，制得分散液。接着，视调配栽培材料组合物的需要，自该分散液中分离出生物纤维膜材并干燥；或者直接将该分散液喷洒至栽培基材或与栽培基材混合。
使用本发明的栽培材料组合物来栽培作物时，采用不同的分布方式可以产生不同的效果，例如于栽培植物种子时，可以使用将生物纤维膜材均匀分散于栽培基材的栽培材料组合物，提高种子的育苗率；于栽培草皮时，可以使用将生物纤维膜材置于栽培基材下的栽培材料组合物，提高草皮色泽及草量；于栽培菜苗时，可以使用将生物纤维膜材置于栽培作物的根部周围的栽培材料组合物，可以提高收成重量；于栽培花朵及果苗时，可以提高土壤保湿度并提高开花率。
本发明的栽培材料组合物，通过具有立体网状结构的生物纤维膜材，将水分及养分容纳于其中，再随时间释放水分及养分，促进或强化栽培作物的根部(或功能相当于植物根部功能的部位)发展，除了使较粗的根生长得更长，相对较细的根则更广泛地向外细化延伸，使栽培作物能有效率地吸收水分及养分，于同样栽培时间内能增进栽培作物的生长高度及重量；于使用相同量的栽培基材、或相同量的栽培基材及肥料的情况下，添加具有立体网状结构的生物纤维膜材相较于未添加生物纤维膜材更能加速栽培作物的生长，进而缩短收成周期；于减少肥料使用量的情况下，添加具有立体网状结构的生物纤维膜材具有与未添加生物纤维膜材几乎具有一样的栽培作物重量及高度，能减少成本，亦避免肥料的过度使用；同时，因本发明的栽培材料组合物的保水性优异，能维持栽培基材的湿度，故能减少灌溉次数及水的用量，具有节省成本且环保的优异效果。
制备例1由单一菌种所生成的生物纤维膜材
将104个/ml木质醋酸菌(Gluconacetobacter xylinum)于包含琼脂及重量比为5:1:1的甘露醇、蛋白胨及酵母提取物的pH＝5的培养液的培养皿中培养72小时，培养温度为27℃，并收集所生成的生物纤维膜材。
制备例2由多个菌种所生成的生物纤维膜材
培养条件如制备例1，但是以总量为104个/ml的木质醋酸菌(Gluconacetobacterxylinum)及巴斯德醋酸菌(Acetobacter pasteurianus)进行培养，并收集所生成的生物纤维膜材。
测试例1比较金桔树的开花程度
根据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，准备10个金桔树盆栽，其中4个金桔树盆栽不添加生物纤维膜材，仅将金桔树种植于2kg土壤中，作为对照组；另外3个金桔树盆栽使100g生物纤维膜材直接置于2kg土壤表面，作为铺表面组；剩余的3个金桔树盆栽使100g生物纤维膜材先与200g水混合并均匀分散后，再置于2kg土壤表面，作为浇表面组。观察金桔树盆栽的开花程度，结果如图2A至图2C所示，其中，有心形标记的盆栽表示开花程度明显。
结果显示，图2A的对照组仅有2盆开花(开花率50％)，而图2B的铺表面组及图2C的浇表面组的开花率皆优于对照组(铺表面组开花率100％、浇表面组开花率66％)。
测试例2比较黄花芥蓝菜的收成情况
根据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，将其用于栽培黄花芥蓝菜，于81天后收成，并观察各组别黄花芥蓝菜的平均高度及平均重量。组别分为5组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；5％浇表面组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为5:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后浇洒于土壤的表面；8.3％浇表面组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后浇洒于土壤的表面；5％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为5:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中；8.3％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中。结果如下表1及表2所示。此外，为方便说明，下述测试例中皆简化栽培材料组合物中的生物纤维膜材含量的表示方式，例如5％是指生物纤维膜材与土壤(栽培基材)的重量比为5:100。
表1各组别黄花芥蓝菜的平均高度(单位:cm)
表2各组别黄花芥蓝菜的平均重量(单位:g)
在本测试例中，8.3％浇表面组和8.3％混土壤组所栽培的黄花芥蓝菜初始高度甚至低于对照组的黄花芥蓝菜初始高度，但由结果可知，使用栽培材料组合物(浇表面组及混土壤组)的黄花芥蓝菜的平均高度及平均重量在第81天的收成日时皆大于对照组，尤其5％混土壤组及8.3％混土壤组的平均高度是对照组的1.13倍，平均重量是对照组的1.881倍及1.940倍。此外，根据上表数据显示，对于叶菜类的生长高度，使生物纤维膜材与土壤混合，收到更佳的结果。
图3A至图3D是各组别黄花芥蓝菜于收成时的照片，图3A为对照组、图3B为浇表面组、图3C为5％混土壤组、图3D为8.3％混土壤组，虫蛀的程度高表示黄花芥蓝菜的成长较佳。相对于对照组，8.3％混土壤组及5％混土壤组中黄花芥蓝菜的虫蛀程度较高。
测试例3比较郁金香球根的发芽状况
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培郁金香球根，并于35天后观察球根发芽状况。组别分为5组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；5％根部组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为5:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后置于郁金香球根周围；10％根部组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为10:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后置于郁金香球根周围；5％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为5:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中；10％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为10:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中。结果如下表3及图4A至图4C所示。
表3各组别郁金香球根发芽的平均高度(单位:cm)
表3中的高度成长率的计算：(高度差平均/初始高度4cm)*100
由表3及图4A至图4C可知，栽培材料组合物中的根部组及混土壤组的郁金香球根发芽的平均高度皆大于对照组，尤其5％混土壤组及10％混土壤组的高度成长率相较于对照组提升了111％及128％。
测试例4比较培育玫瑰花时的土壤湿度
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培玫瑰花，并于22天内观察玫瑰花的土壤湿度。组别分为4组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；10％铺表面组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为10:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材置于土壤的表面；10％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为10:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中；10％浇表面组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为10:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后浇洒于土壤的表面。各组别玫瑰花的土壤湿度如下表4所示。
表4各组别玫瑰花的土壤平均湿度(％)
由表4可知，对照组的土壤平均湿度最低，而使用本发明的栽培材料组合物的土壤平均湿度皆大于对照组，其中，10％浇表面组的土壤平均湿度最高。
测试例5比较青葱的生长状况
据前述制备例1及制备例2的方法制备生物纤维膜材，用于栽培青葱，于27天后观察青葱的生长状况。组别分为3组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤(含15ml肥料)；8.3％根部1组使用制备例1的生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与15ml肥料混合后置于青葱根部周围；8.3％根部2组使用制备例2的生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与15ml肥料混合后置于青葱根部周围，结果如下表5所示。
表5各组别青葱的平均高度(单位:cm)
由表5可知，27天后8.3％根部1组及8.3％根部2组的青葱平均高度皆大于对照组的青葱平均高度，且使用含单一菌种生成的生物纤维膜材的根部1组的青葱平均高度最高，其生长高度相较于对照组提升约40％、相较于8.3％根部2组提升约6％，因此，栽培材料组合物可以增加青葱的生长速度，缩短收成周期，且使用单一菌种生成的生物纤维膜材的栽培材料组合物比使用多个菌种生成的生物纤维膜材效果更佳。
再观察青葱于使用本发明栽培材料组合物，并减少正常肥料添加的生长情形。组别分为5组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤(含30ml肥料)；8.3％根部1组使用制备例1的生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与15ml肥料及30ml肥料混合后置于青葱根部周围；8.3％根部2组使用制备例2的生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与15ml肥料及30ml肥料混合后置于青葱根部周围，结果如下表6所示。
表6各组别青葱的平均高度(单位:cm)
表6中显示，同样使用30ml肥料的情况下，种植27天后的青葱平均高度趋势为:8.3％根部1组>8.3％根部2组>对照组，与表5使用15ml肥料时的趋势相同。且将8.3％根部1组及8.3％根部2组的肥料减半为15ml后，8.3％根部1组与使用30ml肥料的对照组具有相同的青葱平均高度，8.3％根部2组的青葱平均高度亦仅略小于对照组，表示使用本发明的栽培材料组合物可以节省肥料的用量，节省量达50％。此外，调整本发明的栽培材料组合物中生物纤维膜材比例为2.5％或4％的组别，也可提升青葱的生长高度。
测试例6比较本岛莴苣于收成时的平均重量
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培本岛莴苣，于81天后收成，并观察本岛莴苣的平均重量。组别分为2组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；8.3％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中。结果显示对照组于收成时本岛莴苣的平均重量为100.0g；8.3％混土壤组本岛莴苣的平均重量则为170.0g，相较于对照组，平均重量提升了70％。
测试例7比较香蜂草种子的育苗情形
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培香蜂草种子，并观察香蜂草种子的育苗率。组别分为3组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；1.5％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为1.5:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中；3％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中。育苗结果为:对照组育苗率0％；1.5％混土壤组育苗率达76％至82％；3％混土壤组育苗率高达89％。由此可知，使用本发明的栽培材料组合物可以增加种子的育苗率。
测试例8比较斑鸠菊树苗的生长状况
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培斑鸠菊树苗，并观察斑鸠菊树苗的生长状况。组别分为2组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；8.3％根部组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后置于斑鸠菊树苗根部周围。结果显示，对照组径长后才长叶，叶片短小；相较于对照组，8.3％根部组的斑鸠菊树苗在径长较短时就生长树叶，且树叶较茂密，叶片更为宽大。
测试例9比较油菜的生长状况
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培油菜，并观察油菜的生长状况。组别分为2组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；8.3％混土壤组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后均匀混合至土壤中。培育结果如图5A及图5B所示，其中图5A为对照组种植初期和种植后的培育结果，图5B为8.3％混土壤组种植初期和种植后的培育结果。比较两图可知，对照组的油菜生长稀疏且高度矮，而8.3％混土壤组的油菜生长较为茂密且高度较高。
测试例10比较番茄苗的生长及收成状况
据前述制备例1的方法制备生物纤维膜材，用于栽培番茄苗，并观察番茄苗生长及收成状况。组别分为2组:对照组不添加生物纤维膜材，仅使用土壤；8.3％根部组使用生物纤维膜材与土壤的重量比为8.3:100的栽培材料组合物，其中生物纤维膜材与2倍重量的水混合后置于番茄苗根部周围。于种植后第63天开始收成，收成结果如下表7所示。
表7番茄苗的收成情形
由表7的结果可知采摘18次的结果，其中8.3％根部组的采摘量总计为138.6斤，而对照组的采摘量总计为102.9斤，即采用本发明的栽培材料组合物可以增加番茄收成约35％；且8.3％根部组于第87天时仍有100％的采摘棵树(26/26×100％)，而对照组于第87天时仅存约86％的采摘棵树(18/26×100％)，显示使用本发明的栽培材料组合物可以增加栽培作物的存活率。
图6A及图6B为种植番茄苗第87天后的根部照片，其中，图6A为对照组，图6B为8.3％根部组。相较于对照组，8.3％根部组的根系更为发达，须根多且密，即较细的根广泛地向外细化延伸。根部为植物吸收营养的重要部位，根部越发达，则吸收能力越好，图6A及图6B的结果证明了使用本发明的栽培材料组合物可以促进根部的发育，使得植物的成长更好，增加果实的采收量以及植株的存活率。
由以上测试，显示使用本发明的栽培材料组合物，由于添加了具有纳米孔洞结构的生物纤维膜材，使得水及溶于水中的养分可以被吸附于生物纤维膜材中，再由生物纤维膜材缓慢释放至周边栽培基材，增益了栽培作物的吸收效率，使作物的生长速度加快，增加作物的高度及重量，亦促进作物的开花及发芽。此外亦可减少灌溉次数及肥料的用量，达到节省成本及环境保护的效果。
上述测试例仅为例示性说明，而非用于限制本发明。任何该领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述测试例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围由本发明所附的权利要求书所定义，只要不影响本发明的效果及实施目的，应涵盖于此公开技术内容中。
Claims (17)
1.一种栽培材料组合物，包括：
栽培基材；以及
生物纤维膜材，具有立体网状结构，且所述生物纤维膜材接触所述栽培基材。
2.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维膜材由选自葡糖醋杆菌属、醋杆菌属、根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、肠杆菌属、固氮菌属及农杆菌属所组成组中的至少一种细菌所形成。
3.根据权利要求2所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维膜材是使所述细菌于具有碳源、氮源及凝胶支持物的培养液中静置培养形成。
4.根据权利要求3所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述碳源是甘露醇，所述氮源是蛋白胨及酵母提取物，且所述凝胶支持物是琼脂。
5.根据权利要求4所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述碳源、所述蛋白胨及所述酵母提取物的重量份比例为5：1：1至4：1：1。
6.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述立体网状结构具有多个彼此平行的骨干纤维以及交织于相邻任二个所述骨干纤维的多个层间纤维。
7.根据权利要求6所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述骨干纤维及所述层间纤维均为生物纤维，且所述骨干纤维的直径大于或等于所述层间纤维的直径。
8.根据权利要求7所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维的直径为20至100nm。
9.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维膜材的每单位面积生物纤维量为0.005至0.008g/cm2。
10.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维膜材与所述栽培基材的重量比为1:100至30:100。
11.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维膜材还包括水或肥料。
12.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述栽培基材是有机材料、无机材料、或有机材料及无机材料的混成材料。
13.根据权利要求12所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述有机材包括选自木材、木屑、泥炭、树皮、稻壳、养菇废渣、椰壳、畜粪、麸皮、米糠、水苔、蔗渣、茎秆、杂草、棉籽壳、聚乙烯发泡材料、无纺布所组成组中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述无机材料包括选自土、砂、砾、珍珠石、蛭石、浮石、发泡海绵、发泡炼石、岩绵、煤炭所组成组中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维膜材与所述栽培基材混合、置于所述栽培基材上或置于所述栽培基材下。
16.根据权利要求1所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述栽培材料组合物用于栽培作物的培育，且所述栽培作物为植物苗、植物种子或菇蕈类。
17.根据权利要求16所述的栽培材料组合物，其特征在于，所述生物纤维置于所述植物苗的根部周围或所述植物种子周围。
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