CN112400546A - 一种生态棒及其应用 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种生态棒，所述生态棒包括柱状且可崩解的基体，所述基体的上方设置有可崩解的盖体，所述盖体和所述基体之间设置有用于容纳生物体的空腔；所述基体和所述盖体各自含有固相载体、粘结剂、崩解剂和短小芽孢杆菌的发酵液，所述短小芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC NO.13208。

Description

一种生态棒及其应用
技术领域
本公开关于生态修复技术领域，具体地，涉及一种生态棒及其应用。
背景技术
荒漠化是指由于人类不合理的经济活动和气候变化等因素，使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化。随着荒漠化土地腐殖质和有机物质的流失，土壤中微生物种类和数量逐渐减少，降低了生物活性，逐渐地变成缺乏保水性，缺乏保肥性，不利于植物的生长。目前，在人类当今诸多环境问题中，荒漠化是最为严重的灾难之一，而保护人类自己的家园，加快治理荒漠化土地已成为科学研究的前沿领域。现有技术对荒漠化土地进行改良，所采用的方法有网络式的埋入秸秆，并在秸秆处栽种柏物；或者采用可降解营养钵提高荒漠化土地局部水分和肥力，这种方法取得一定效果，但提高保水性、保肥性并不理想。
因此，针对上述问题，开发一种能繁育优良生物体的生态棒，对于维持荒漠化土地的生态系统稳定发展具有重要意义。
发明内容
本公开提供了一种生态棒，该生态棒采用特定组分，能够繁育优良生物体，实现生态系统稳定健康发展。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种生态棒，其中，所述生态棒包括柱状且可崩解的基体，所述基体的上方设置有可崩解的盖体，所述盖体和所述基体之间设置有用于容纳生物体的空腔；所述基体和所述盖体各自含有固相载体、粘结剂、崩解剂和短小芽孢杆菌的发酵液，所述短小芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC NO.13208。
本公开第二方面提供了第一方面所述的生态棒在生物体培育过程中的应用。
通过上述技术方案，本公开提供了一种能够繁育优良的生物体，实现地区生态系统稳定健康发展的生态棒。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
生物材料保藏信息
短小芽孢杆菌，分类命名为短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus），保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2016年10月27日，保藏编号为CGMCC NO.13208。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开第一方面提供了一种生态棒，其中，所述生态棒包括柱状且可崩解的基体，所述基体的上方设置有可崩解的盖体，所述盖体和所述基体之间设置有用于容纳生物体的空腔；所述基体和所述盖体各自含有固相载体、粘结剂、崩解剂和短小芽孢杆菌的发酵液，所述短小芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC NO.13208。
短小芽孢杆菌可以在生态棒干燥的环境中存活，其发酵液中含有大量的大分子蛋白和多糖，可以与粘结剂侨联提高粘结剂的粘合性；短小芽孢杆菌发酵液中还含有大量的脂肽和糖脂等表面活性物质，可以在生态棒吸水后提高生态棒的崩解速率和保水率，其中的生长调节剂类物质也为生物体的培育提供大量的营养成分，进而促进生物体生长发育。本公开中短小芽孢杆菌还可以有效解离主体载体，使主体载体中以难溶形式存在的磷、钾、钙、氮等元素转化成能被生物体吸收的有效磷、有效钾、有效钙和有效氮等，在生物体培育过程中可以提高生物体的繁殖率，进一步促进生物体生长。
根据本公开，其中，所述基体和所述盖体各自还含有生物体启动繁殖生长助剂；所述固相载体包括主体载体和稀释载体；所述主体载体包括煤矸石、油泥沙、废弃矿石粉、动物废弃物和秸秆粉中的至少一种；所述稀释载体包括膨润土、高岭土和硅藻土中的至少一种；所述生物体包括植物繁殖体、微生物、原生动物、病毒粒子中的至少一种。
根据本公开，其中，所述基体中，以所述基体的总重量为基准，所述主体载体的含量为35-45重量份；稀释载体的含量为50-60重量份；粘结剂的含量为0.05-0.1重量份，崩解剂的含量为0.2-0.5重量份，生物体启动繁殖生长助剂为4.4-4.75重量份；所述短小芽孢杆菌发酵液与主体载体的重量比为1-1.5:1，所述短小芽孢杆菌的活菌数为2×108-2×1010CFU/g。
根据本公开，其中，所述盖体中，以所述盖体的总重量为基准，所述主体载体的含量为45-65重量份，稀释载体的含量为30-50重量份，粘结剂的含量为0.1-0.5重量份，崩解剂的含量为0.1-0.5重量份，生物体启动繁殖生长助剂为4-4.8重量份；所述短小芽孢杆菌发酵液与主体载体的重量比为1-1.5:1；所述短小芽孢杆菌发酵液与主体载体的重量比为1-1.5:1，所述短小芽孢杆菌的活菌数为2×108-2×1010CFU/g；所述生物体的含量为1-100ng。
根据本公开，所述空腔中放置的植物繁殖体可以用于植被恢复，微生物、原生动物、病毒粒子一方面用于土壤微生态修复，另一方面可以有效杀灭有害生物。
根据本公开，其中，所述基体中，粘结剂包括羧甲基纤维素钾、聚乙二醇4000-8000、海藻酸钠和皂泥，所述崩解剂包括羟丙基纤维素钾、羧甲基淀粉钠和微晶纤维素，所述生物体启动繁殖生长助剂包括尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾、EDTACa、硫酸镁、钼酸铵、硼酸、EDTAFe、糖类、蛋白类和氨基酸。
根据本公开，其中，所述盖体中，粘结剂包括羧甲基纤维素钾、聚乙二醇4000-8000、海藻酸钠和皂泥，所述崩解剂包括羟丙基纤维素钾、羧甲基淀粉钠和微晶纤维素，所述生物体启动繁殖生长助剂包括尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾、EDTACa、硫酸镁、钼酸铵、硼酸、EDTAFe、糖类、蛋白类和氨基酸。
根据本公开，其中，所述短小芽孢杆菌的发酵液通过包括如下步骤的方法制备得到：将保藏编号为CGMCC NO.13208的短小芽孢杆菌接种于液体发酵培养基中进行培养，培养条件包括：发酵温度为25-40℃、发酵时间为24-72h，搅拌速度为60-100rpm，溶氧与发酵液体体积比为（50-100）：1，得到所述短小芽孢杆菌的发酵液；
其中，所述培养基中含有：氮源、碳源、生长因子增效剂和无机盐；
所述氮源包括淀粉、玉米粉、大米粉、蔗糖和葡萄糖中的至少一种；所述碳源包括豆粕、酵母粉、蛋白胨、尿素和碳铵中的至少一种；
所述无机盐包括磷酸盐、氯化镁、氯化钙和氯化钠中的至少一种；
所述生长因子增效剂包括维生素、胡萝卜素和脂肪酸中的至少一种。
以培养基的总质量为基准，所述氮源的重量百分含量为0.3-5%，碳源的重量百分含量为0.5-1.5%，无机盐的重量百分含量为0.02-1%，生长增效因子的重量百分含量为0.05-5%。
本公开第二方面提供了第一方面所述的生态棒在生物体培育过程中的应用。
根据本公开，其中，所述生物体包括植物繁殖体、微生物、原生动物中的至少一种。
根据本公开，其中，所述微生物包括真菌、细菌、放线菌和病毒粒子中的至少一种。
下面将通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例1
将保藏编号为CGMCC NO.13208的短小芽孢杆菌接种于液体发酵培养基中进行培养，将所述接种后的培养基于35℃、80rpm、溶氧与发酵液体体积比为80：1的条件下培养40h，得到活菌数为2.5×108 CFU/g短小芽孢杆菌的发酵液。培养基各成分及最终浓度为：淀粉（2 mg/L）、玉米粉（5 mg/L）、大米粉（1 mg/L）、蔗糖（5 mg/L），豆粕（5 mg/L）、酵母粉（3 mg/L）、蛋白胨（2 mg/L）、尿素（1 mg/L）、碳铵（2 mg/L），磷酸盐（0.2 mg/L）、氯化钙（0.1 mg/L）、氯化钠（0.5 mg/L）和氯化镁（0.03 mg/L）。
生态棒组成：基体、盖体、空腔
生态棒基体成分及其含量：
主体载体（45重量份%）各成分及其含量：煤矸石10重量份%、油泥沙5重量份%、废弃矿石粉10重量份%、动物废弃物10重量份%和秸秆粉10重量份%；稀释载体（50重量份%）各成分及其含量：膨润土15重量份%、高岭土10重量份%和硅藻土25重量份%；生态棒基体中还含有粘结剂羧甲基纤维素钾0.05重量份%、聚乙二醇4000-8000 0.01重量份%、海藻酸钠和皂泥0.04重量份%；生态棒基体中还含有崩解剂羟丙基纤维素钾0.3重量份%、羧甲基淀粉钠0.18重量份%和微晶纤维素0.02重量份%；生物体启动繁殖生长助剂：尿素0.5重量份%、硝酸铵0.5重量份%、磷酸二氢钾1重量份%、EDTACa 2重量份%、硫酸镁0.2重量份%、钼酸铵0.01重量份%、硼酸0.01重量份%、EDTAFe0.02重量份%、糖类0.13重量份%、氨基酸0.03重量份%；上述保藏编号为CGMCC NO.13208的短小芽孢杆菌发酵液110g。
生态棒盖体组成及其含量：
主体载体（65重量份%）：煤矸石15重量份%、油泥沙5重量份%、废弃矿石粉10重量份%、动物废弃物15重量份%和秸秆粉20重量份%；稀释载体各成分及其含量（30重量份%）：膨润土5重量份%、高岭土10重量份%和硅藻土15重量份%；生态棒基体中还含有粘结剂羧甲基纤维素钾0.05重量份%、聚乙二醇4000-8000 0.02 重量份%、海藻酸钠和皂泥0.08重量份%，生态棒基体中还含有崩解剂羟丙基纤维素钾重量份0.25%、羧甲基淀粉钠重量份0.08%和微晶纤维素重量份0.02%；；生物体启动繁殖生长助剂：尿素0.5重量份%、硝酸铵1重量份%、磷酸二氢钾0.7重量份%、EDTACa 2重量份%、硫酸镁0.2重量份%、钼酸铵0.01重量份%、硼酸0.02重量份%、EDTAFe0.04重量份%、氨基酸0.03重量份%。
将植物繁殖体（苜蓿种子）置于生态棒的空腔中进行培育，种子的萌发率94.44%（绝对萌发率,即萌发种子数占总种子数的比率），且出苗迅速整齐。
对比例1
与实施例1所述生态棒组成相同，唯一不同的是将保藏编号为CGMCC NO.13208的短小芽孢杆菌替换成CGMCC No.4794的友好戈登氏菌。将植物繁殖体（苜蓿种子）置于生态棒的空腔中进行培育，种子的萌发率66.7%（绝对萌发率，即萌发种子数占总种子数的比率）。
对比例2
与实施例1所述生态棒组成相同，唯一不同的是将保藏编号为CGMCC NO.13208的短小芽孢杆菌替换成保藏号为CGMCC No.4796的食烷烃戈登氏菌。将植物繁殖体（苜蓿种子）置于生态棒的空腔中进行培育，种子的萌发率55.6%（绝对萌发率，即萌发种子数占总种子数的比率）。
以上详细描述了本公开的具体实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要这种组合不违背本公开的思想，就同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种生态棒，其特征在于，所述生态棒包括柱状且可崩解的基体，所述基体的上方设置有可崩解的盖体，所述盖体和所述基体之间设置有用于容纳生物体的空腔；所述基体和所述盖体各自含有固相载体、粘结剂、崩解剂和短小芽孢杆菌的发酵液，所述短小芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC NO.13208。
2.根据权利要求1所述的生态棒，其中，所述基体和所述盖体各自还含有生物体启动繁殖生长助剂；所述固相载体包括主体载体和稀释载体；所述主体载体包括煤矸石、油泥沙、废弃矿石粉、动物废弃物和秸秆粉中的至少一种；所述稀释载体包括膨润土、高岭土和硅藻土中的至少一种；所述生物体包括植物繁殖体、微生物、原生动物、病毒粒子中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的生态棒，其中，所述基体中，以所述基体的总重量为基准，所述主体载体的含量为35-45重量份；稀释载体的含量为50-60重量份；粘结剂的含量为0.05-0.1重量份，崩解剂的含量为0.2-0.5重量份，生物体启动繁殖生长助剂为4.4-4.75重量份；所述短小芽孢杆菌发酵液与主体载体的重量比为1-1.5:1，所述短小芽孢杆菌的活菌数为2×108-2×1010CFU/g。
4.根据权利要求1或2所述的生态棒，其中，所述盖体中，以所述盖体的总重量为基准，所述主体载体的含量为45-65重量份，稀释载体的含量为30-50重量份，粘结剂的含量为0.1-0.5重量份，崩解剂的含量为0.1-0.5重量份，生物体启动繁殖生长助剂为4-4.8重量份；所述短小芽孢杆菌发酵液与主体载体的重量比为1-1.5:1，所述短小芽孢杆菌的活菌数为2×108-2×1010CFU/g；所述生物体的含量为1-100 ng。
5.根据权利要求3所述的生态棒，其中，所述粘结剂包括羧甲基纤维素钾、聚乙二醇4000-8000、海藻酸钠和皂泥，所述崩解剂包括羟丙基纤维素钾、羧甲基淀粉钠和微晶纤维素，所述生物体启动繁殖生长助剂包括尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾、EDTACa、硫酸镁、钼酸铵、硼酸、EDTAFe、糖类、蛋白类和氨基酸。
6.根据权利要求4所述的生态棒，其中，所述粘结剂包括羧甲基纤维素钾、聚乙二醇4000-8000、海藻酸钠和皂泥，所述崩解剂包括羟丙基纤维素钾、羧甲基淀粉钠和微晶纤维素，所述生物体启动繁殖生长助剂包括尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾、EDTACa、硫酸镁、钼酸铵、硼酸、EDTAFe、糖类、蛋白类和氨基酸。
7.根据权利要求1所述的生态棒，其中，所述短小芽孢杆菌的发酵液通过包括如下步骤的方法制备得到：将保藏编号为CGMCC NO.13208的短小芽孢杆菌接种于液体发酵培养基中进行培养，培养条件包括：发酵温度为25-40℃、发酵时间为24-72h，搅拌速度为60-100rpm，溶氧与发酵液体体积比为（50-100）：1，得到所述短小芽孢杆菌的发酵液；
其中，所述培养基中含有氮源、碳源、生长因子增效剂和无机盐；
所述氮源包括淀粉、玉米粉、大米粉、蔗糖和葡萄糖中的至少一种；所述碳源包括豆粕、酵母粉、蛋白胨、尿素和碳铵中的至少一种；
所述无机盐包括磷酸盐、氯化镁、氯化钙和氯化钠中的至少一种；
所述生长因子增效剂包括维生素、胡萝卜素和脂肪酸中的至少一种；
以培养基的总重量为基准，所述氮源的重量百分含量为0.3-5%，碳源的重量百分含量为0.5-1.5%，无机盐的重量百分含量为0.02-1%，生长增效因子的重量百分含量为0.05-5%。
8.权利要求1-7所述的生态棒在生物体培育过程中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其中，所述生物体包括植物繁殖体、微生物、原生动物中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的应用，其中，所述微生物包括真菌、细菌、放线菌和病毒粒子中的至少一种。
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