TWI692524B - 栽培材料組成物 - Google Patents

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Abstract

一種栽培材料組成物,係包括栽培基材以及具有立體網狀結構之生物纖維膜材,其中,該生物纖維膜材係與栽培基材接觸,藉此有效地提高栽培作物的產量及品質且縮短採收期,並可以節水、降低營養源之用量,進而降低成本。

Description

栽培材料組成物
本發明係關於一種栽培材料組成物,尤係關於一種提高作物產量及品質並減少肥料用量及水量的栽培材料組成物。
由於農業生產方式逐漸朝向工業化及密集化發展,作物產量因此明顯地增加,得以解決糧食不足的問題,但此農業生產方式往往使用為數不少的化學肥料及生長激素等。為了增加產量而過度使用肥料及生長激素等之情況不時地發生,此舉不僅使得栽種的成本增加,亦使環境受到劇烈污染及破壞,諸如水質優養化問題、土壤酸化及鹽化的問題等,導致無法重新種植作物或必須休耕,給很多的農戶很大的困難。
此外,目前農業用水佔全球用水之70%以上,而作物栽培期間因土壤無法適當的保水,每次供水後復流失大量水分,而必須於栽培期間反覆地供水,因而造成水資源的浪費,尤其對於水資源不足之區域超抽地下水,造成地層下陷,致使影響更鉅。再者,農業施肥一般會流失70%之肥料,造成資源浪費,也增加施肥的難度,影響作物品質。
因此,如何提高栽培作物的產量及品質且縮短採收期,並可以節水、降低營養源之用量,實已成為業界首要面臨的課題。
本發明提供一種栽培材料組成物,係包括栽培基材以及具有立體網狀結構之生物纖維膜材,係接觸該栽培基材。
所述生物纖維膜材,係指微生物,如本發明所述之細菌利用培養液中的碳源於細胞內合成β-1,4-糖苷鏈後經胞外分泌排出之纖維所形成。
所述生物纖維膜材,具有立體網狀結構,且於立體網狀結構中構成複數奈米孔洞,可藉該複數奈米孔洞使水分及養分不流失,進而使作物種子或作物種苗在根部發育較細化與更加茂密,以加速栽培作物的生長週期。
於一具體實施態樣中,所述生物纖維膜材係包括選自由葡糖醋桿菌屬( Gluconacetobacter)、醋桿菌屬( Acetobacter)、根瘤菌屬( Rhizobium)、八疊球菌屬( Sarcina)、假單胞菌屬( Pseudomonas)、無色桿菌屬( Achromobacter)、產鹼菌屬( Alcaligenes)、腸桿菌屬( Enterobacter)、固氮菌屬( Azotobacter)及農桿菌屬( Agrobacterium)所組成群組中之至少一種細菌所形成。
於一具體實施態樣中,所述生物纖維膜材係使細菌於具有碳源、氮源及凝膠支持物之培養液中培養形成。所述培養例如靜置培養,所述碳源例如葡萄糖、甘露醇等,所述氮源例如蛋白腖、酵母萃取物等,所述凝膠支持物例如瓊脂。進一步地,所述碳源、蛋白腖及酵母萃取物的重量分比例可為5:1:1至4:1:1。
於一具體實施態樣中,所述立體網狀結構具有複數彼此平行之骨幹纖維以及交織於相鄰任二該骨幹纖維之複數層間纖維生物纖維,藉由該複數纖維之間的空隙構成奈米孔洞。
又於一具體實施態樣中,所述骨幹纖維之直徑大於或等於所述層間纖維之直徑。
於一具體實施態樣中,所述生物纖維之直徑為20至100 nm。
於一具體實施態樣中,所述生物纖維膜材之每單位面積生物纖維量係0.005至0.008 g/cm 2
於一具體實施態樣中,所述之栽培材料組成物中之所述生物纖維膜材復包括水或肥料。舉例而言,所述生物纖維膜材與水或肥料的重量比可以為0.1:2。
於一具體實施態樣中,該生物纖維膜材與該栽培基材之重量比為1:100至30:100。具體地,該生物纖維膜材與該栽培基材之重量比可為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。
於一具體實施態樣中,所述栽培基材係有機材、無機材或有機材及無機材的混成材料。
所述有機材係包括選自木材、木屑、泥炭、樹皮、稻殼、養菇廢渣、椰殼、畜糞、麩皮、米糠、水苔、蔗渣、莖稈、雜草、棉籽殼、聚乙烯發泡材、不織布所組成群組中之至少一種。
所述無機材係包括選自土、砂、礫、珍珠石、蛭石、浮石、發泡海綿、發泡煉石、岩綿、煤炭所組成群組中之至少一種。此處所指的「土」係指主要為礦物質的無機材,當然,所述栽培基材係有機材及無機材的混成材料時,本領域則泛稱為土壤。
於一具體實施態樣中,所述生物纖維膜材係均勻分散於該栽培基材,例如與該栽培基材混合;置於該栽培基材上或置於該栽培基材下。
於一具體實施態樣中,所述栽培材料組成物係用於栽培作物之培育,且該栽培作物係植物苗、植物種子或菇蕈類。於一具體實施態樣中,該生物纖維係置於該植物苗之根部周圍或該植物種子周圍。
所述栽培作物為菇蕈類時,所述生物纖維膜材係均勻分散於該栽培基材,以利於菌絲體生長為子實體。
本發明之栽培材料組成物係使生物纖維膜材與栽培基材接觸或將其添加於栽培基材中,藉由該生物纖維膜材之吸收與釋放的特性,可以增加保水性,具體而言,本發明透過生物纖維膜材立體網狀結構中的奈米孔洞,使水分及養分保持於奈米孔洞中,並隨時間緩慢釋放,進而使栽培作物能有效率地吸收水分及養分,故能減少肥料及水的用量,且同時增加栽培作物的產量與品質。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式,熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之優點及功效。本發明亦可藉由其它不同之實施方式加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用,在不悖離本發明所揭示之精神下賦予不同之修飾與變更。此外,本文所有範圍和值都係包含及可合併的。落在本文中所述的範圍內之任何數值或點,例如任何整數都可以作為最小值或最大值以導出下位範圍等。
本發明之栽培材料組成物之生物纖維膜材的製備上,係於容置有培養液的容器中,靜置培養包括選自葡糖醋桿菌屬( Gluconacetobacter)、醋桿菌屬( Acetobacter)、根瘤菌屬( Rhizobium)、八疊球菌屬( Sarcina)、假單胞菌屬( Pseudomonas)、無色桿菌屬( Achromobacter)、產鹼菌屬( Alcaligenes)、腸桿菌屬( Enterobacter)、固氮菌屬( Azotobacter)及農桿菌屬( Agrobacterium)所組成群組中之至少一種的細菌,且較佳地,係選用單一菌種進行培養,例如葡糖醋桿菌屬或醋桿菌屬。培養時間為24至96小時,其中,該培養液具有瓊脂及重量分比例為5:1:1至4:1:1的作為碳源之甘露醇、蛋白腖及酵母萃取物,以形成生物纖維膜材;以及將該生物纖維膜材與栽培基材接觸。
於一具體實施態樣中,所述培養液被控制為酸性,例如pH值為0.5至6之間,培養液中微生物濃度範圍被控制在10 2至10 5個/ml,且培養溫度為25至28℃,培養時間為24至76小時。由於可使用扁平狀的容器,故所述的立體網狀結構為扁平膜狀,之後,待24小時至72小時取出,即得本發明的生物纖維膜材。經檢測,該生物纖維膜材的厚度為至少20µm,例如20至30µm、或例如20至26µm或24至26µm,而本發明生物纖維膜材的生物纖維的直徑約20至100nm。又,該生物纖維膜材的每單位面積生物纖維量為0.005至0.008 g/cm 2
所述靜置培養係指使細菌在培養液的表面以非織造方式形成生物纖維。此外,靜置培養使用的容器較佳為扁平狀的容器,以透過較低的容器高度,較寬廣的生長面積,控制細菌的耗氧量,進而達到生物纖維直徑的調控。另一方面,因為合成之生物纖維膜材在表面處所形成的網狀結構較內部的網狀結構的密度更大,是以,透過所述的靜置培養和條件,將有利於後續分離複數交織的生物纖維膜材。
於一具體實施態樣中,所述生物纖維膜材係由葡糖醋桿菌屬之細菌於具有甘露醇、蛋白腖、酵母萃取物及瓊脂之培養液中靜置醱酵而成。
所述葡糖醋桿菌屬之細菌係以選擇木質醋酸菌( Gluconacetobacter xylinum)為佳,其特色在於容易控制所得之生物纖維粗細程度。
於一具體實施態樣中,本發明的栽培材料組成物中之具有立體網狀結構之生物纖維膜材係如第1A圖所示,該生物纖維膜材之培養時係根據需要設有布膜,故圖中所示布膜纖維12處為生物纖維膜材與布膜交界處。如圖所示,立體網狀結構101係介於表層10b及布膜纖維12之間,該立體網狀結構101自該表層10b延伸至該布膜纖維12,且該立體網狀結構由複數生物纖維所構成。具體而言,該立體網狀結構101具有複數彼此平行的骨幹纖維101a以及交織於相鄰任二骨幹纖維101a的層間纖維101b,如此,在水平方向及垂直方向上連接相鄰任二該骨幹纖維101a以形成三維立體網狀結構101,而該骨幹纖維101a及層間纖維101b皆為生物纖維,且骨幹纖維101a的直徑大於層間纖維101b的直徑。
再參閱第1B圖,其顯示生物纖維膜材1的剖面照片,其中生物纖維膜材1具有位於兩表層之間的立體網狀結構,該立體網狀結構亦具有複數彼此平行、或於該生物纖維膜材1長度方向或寬度方向延伸的骨幹纖維101a及與該骨幹纖維101a交織的層間纖維101b。
準備本發明之栽培材料組成物時,可視需要所述縮減生物纖維膜材的尺寸,通常可利用均質處理,亦即取該生物纖維膜材與水混合後,以具有剪切力之固定外刀及具鋸刀狀之可回轉內刀所組成之均質設備進行粉碎處理,製得一分散液。接著,視調配栽培材料組成物之需要,自該分散液中分離出生物纖維膜材,並予以乾燥;或者直接將該分散液噴灑至栽培基材或與栽培基材混合。
使用本發明之栽培材料組成物來栽培作物時,採用不同的分布方式可以產生不同的效果,例如於栽培植物種子時,可以使用將生物纖維膜材均勻分散於栽培基材之栽培材料組成物,提高種子之育苗率;於栽培草皮時,可以使用將生物纖維膜材置於栽培基材之下之栽培材料組成物,提高草皮色澤及草量;於栽培菜苗時,可以使用將生物纖維膜材置於栽培作物之根部周圍之栽培材料組成物,可以提高收成重量;於栽培花朵及果苗時,可以提高土壤保濕度並提高開花率。
本發明之栽培材料組成物,透過具有立體網狀結構之生物纖維膜材,將水分及養分容納於其中,再隨時間釋放水分及養分,促進或強化栽培作物的根部(或功能相當於植物根部功能之部位)發展,除了使較粗的根生長得更長,相對較細的根,則更廣泛地向外細化延伸,使栽培作物能有效率地吸收水分及養分,於同樣栽培時間內能增進栽培作物之生長高度及重量;於使用相同量的栽培基材、或相同量的栽培基材及肥料的情況下,添加具有立體網狀結構之生物纖維膜材者相較於未添加生物纖維膜材者更能加速栽培作物的生長,進而縮短收成週期;於減少肥料使用量的情況下,添加具有立體網狀結構之生物纖維膜材者具有與未添加生物纖維膜材者幾乎具有一樣的栽培作物重量及高度,能減少成本,亦避免肥料的過度使用;同時,因本發明之栽培材料組成物之保水性優異,能維持栽培基材的濕度,故能減少灌溉次數及水的用量,具有節省成本且環保的優異效果。 製備例 1 由單一菌種所生成之生物纖維膜材
將10 4個/ml木質醋酸菌( Gluconacetobacter xylinum)於包含瓊脂及重量比為5:1:1的甘露醇、蛋白腖及酵母萃取物之pH=5的培養液的培養皿中培養72小時,培養溫度為27℃,並收集所生成的生物纖維膜材。 製備例 2 由複數菌種所生成之生物纖維膜材
培養條件如製備例1,但是以總量為10 4個/ml的木質醋酸菌( Gluconacetobacter xylinum)及巴斯德醋酸菌( Acetobacter pasteurianus)進行培養,並收集所生成的生物纖維膜材。 測試例 1 比較金桔樹的開花程度
根據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,準備10個金桔樹盆栽,其中4個金桔樹盆栽不添加生物纖維膜材,僅將金桔樹種植於2 kg土壤中,作為對照組;另外3個金桔樹盆栽使100 g 生物纖維膜材直接置於 2 kg土壤表面,作為鋪表面組;剩餘的3個金桔樹盆栽使100g 生物纖維膜材先與200g 水混合並均勻分散後,再置於2 kg土壤表面,作為澆表面組。觀察金桔樹盆栽的開花程度,結果如第2A至2C圖所示,其中,有心形標記的盆栽表示開花程度明顯。
結果顯示,第2A圖的對照組僅有2盆開花(開花率50%),而第2B圖的鋪表面組及第2C圖的澆表面組的開花率皆優於對照組(鋪表面組開花率100%、澆表面組開花率66%)。 測試例 2 比較黃花芥藍菜的收成情況
根據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,將其用於栽培黃花芥藍菜,於81天後收成,並觀察各組別黃花芥藍菜的平均高度及平均重量。組別分為5組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;5%澆表面組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為5:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後澆灑於土壤之表面;8.3%澆表面組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後澆灑於土壤之表面;5%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為5:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中;8.3%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中。結果如下表1及表2所示。此外,為方便說明,下述測試例中皆簡化栽培材料組成物中之生物纖維膜材含量的表示方式,例如5%係指生物纖維膜材與土壤(栽培基材)之重量比為5:100。
表1    各組別黃花芥藍菜之平均高度(單位: cm)
Figure 107147900-A0305-0001
表2    各組別黃花芥藍菜之平均重量 (單位: g)
Figure 107147900-A0305-0002
在本測試例中,8.3%澆表面組和8.3%混土壤組所栽培之黃花芥藍菜初始高度甚至低於對照組的黃花芥藍菜初始高度,但由結果可知,使用栽培材料組成物(澆表面組及混土壤組)的黃花芥藍菜的平均高度及平均重量在第81天的收成日時皆大於對照組,尤其5%混土壤組及8.3%混土壤組的平均高度是對照組的1.13倍,平均重量是對照組的1.881倍及1.940倍。此外,根據上表數據顯示,對於葉菜類的生長高度,使生物纖維膜材與土壤混合,收到更佳的結果。
第3A至3D圖係各組別黃花芥藍菜於收成時的照片,第3A圖為對照組、第3B圖為澆表面組、第3C圖為5%混土壤組、第3D圖為8.3%混土壤組,蟲蛀的程度高表示黃花芥藍菜的成長較佳。相對於對照組,8.3%混土壤組及5%混土壤組中黃花芥藍菜的蟲蛀程度較高。 測試例 3 比較鬱金香球根的發芽狀況
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培鬱金香球根,並於35天後觀察球根發芽狀況。組別分為5組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;5%根部組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為5:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後置於鬱金香球根周圍;10%根部組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為10:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後置於鬱金香球根周圍;5%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為5:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中;10%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為10:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中。結果如下表3及第4A至4C圖所示。
表3    各組別鬱金香球根發芽的平均高度(單位: cm)
Figure 107147900-A0305-0003
表3中之高度成長率的計算:(高度差平均/初始高度4cm)*100%
由表3及第4A至4C圖可知,栽培材料組成物中的根部組及混土壤組的鬱金香球根發芽的平均高度皆大於對照組,尤其5%混土壤組及10%混土壤組的高度成長率相較於對照組提升了111%及128%。 測試例 4 比較培育玫瑰花時的土壤濕度
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培玫瑰花,並於22天內觀察玫瑰花的土壤濕度。組別分為4組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;10%鋪表面組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為10:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材係置於土壤之表面;10%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為10:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中;10%澆表面組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為10:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後澆灑於土壤之表面。各組別玫瑰花的土壤濕度如下表4所示。
表4    各組別玫瑰花的土壤平均濕度(%)
Figure 107147900-A0305-0004
由表4可知,對照組的土壤平均濕度最低,而使用本發明的栽培材料組成物的土壤平均濕度皆大於對照組,其中,10%澆表面組的土壤平均濕度最高。 測試例 5 比較青蔥的生長狀況
據前述製備例1及製備例2之方法製備生物纖維膜材,用於栽培青蔥,於27天後觀察青蔥的生長狀況。組別分為3組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤(含15 ml肥料);8.3% 根部1組係使用製備例1之生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與15 ml肥料混合後置於青蔥根部周圍;8.3%根部2組係使用製備例2之生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與15 ml肥料混合後置於青蔥根部周圍,結果如下表5所示。
表5    各組別青蔥的平均高度 (單位: cm)
Figure 107147900-A0305-0005
由表5可知,27天後8.3%根部1組及8.3%根部2組的青蔥平均高度皆大於對照組的青蔥平均高度,且使用含單一菌種生成之生物纖維膜材的根部1組的青蔥平均高度最高,其生長高度相較於對照組提升約40%、相較於8.3%根部2組提升約6%,因此,栽培材料組成物可以增加青蔥的生長速度,縮短收成週期,且使用單一菌種生成之生物纖維膜材的栽培材料組成物比使用複數菌種生成之生物纖維膜材效果更佳。
再觀察青蔥於使用本發明栽培材料組成物,並減少正常肥料添加的生長情形。組別分為5組: 對照組係不添加生物纖維膜材,僅使用土壤(含30 ml肥料);8.3%根部1組係使用製備例1之生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與15 ml肥料及30 ml肥料混合後置於青蔥根部周圍;8.3%根部2組係使用製備例2之生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與15 ml肥料及30 ml肥料混合後置於青蔥根部周圍,結果如下表6所示。
表6    各組別青蔥的平均高度 (單位: cm)
Figure 107147900-A0305-0006
表6中顯示,同樣使用30 ml肥料的情況下,種植27天後的青蔥平均高度趨勢為: 8.3%根部1組>8.3%根部2組>對照組,與表5使用15ml肥料時的趨勢相同。且將8.3%根部1組及8.3%根部2組之肥料減半為15 ml後,8.3%根部1組與使用30 ml肥料的對照組具有相同的青蔥平均高度,8.3%根部2組的青蔥平均高度亦僅略小於對照組,表示使用本發明的栽培材料組成物可以節省肥料的用量,節省量達50%。此外,調整本發明的栽培材料組成物中生物纖維膜材比例為2.5%或4%的組別,也可提升青蔥的生長高度。 測試例 6 比較本島萵苣於收成時的平均重量
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培本島萵苣,於81天後收成,並觀察本島萵苣的平均重量。組別分為2組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;8.3% 混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中。結果顯示對照組於收成時本島萵苣的平均重量為100.0 g;8.3% 混土壤組本島萵苣的平均重量則為170.0 g,相較於對照組,平均重量提升了70%。 測試例 7 比較香蜂草種子的育苗情形
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培香蜂草種子,並觀察香蜂草種子的育苗率。組別分為3組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;1.5%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為1.5:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中;3%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中。育苗結果為:對照組育苗率0%; 1.5%混土壤組育苗率達76%至82%; 3%混土壤組育苗率高達89%。由此可知,使用本發明的栽培材料組成物可以增加種子的育苗率。 測試例 8 比較斑鳩菊樹苗的生長狀況
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培斑鳩菊樹苗,並觀察斑鳩菊樹苗的生長狀況。組別分為2組: 對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;8.3%根部組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後置於斑鳩菊樹苗根部周圍。結果顯示,對照組徑長後才長葉,葉片短小;相較於對照組,8.3%根部組的斑鳩菊樹苗在徑長較短時就生長樹葉,且樹葉較茂密,葉片更為寬大。 測試例 9 比較油菜的生長狀況
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培油菜,並觀察油菜的生長狀況。組別分為2組:  對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;8.3%混土壤組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後均勻混合至土壤之中。培育結果如第5A及5B圖所示,其中第5A圖為對照組種植初期和種植後的培育結果,第5B圖為8.3%混土壤組種植初期和種植後的培育結果。比較兩圖可知,對照組的油菜生長稀疏且高度矮,而8.3%混土壤組的油菜生長較為茂密且高度較高。 測試例 10 比較番茄苗的生長及收成狀況
據前述製備例1之方法製備生物纖維膜材,用於栽培番茄苗,並觀察番茄苗生長及收成狀況。組別分為2組:  對照組不添加生物纖維膜材,僅使用土壤;8.3%根部組係使用生物纖維膜材與土壤之重量比為8.3:100的栽培材料組成物,其中生物纖維膜材與2倍重量的水混合後置於番茄苗根部周圍。於種植後第63天開始收成,收成結果如下表7所示。
表7    番茄苗的收成情形
Figure 107147900-A0305-0007
由表7之結果可知採摘18次的結果,其中8.3%根部組的採摘量總計為138.6斤,而對照組之採摘量總計為102.9斤,即採用本發明之栽培材料組成物可以增加番茄收成約35%;且8.3%根部組於第87天時仍有100%的採摘棵樹(26/26 × 100%),而對照組於第87天時僅存約86%的採摘棵樹(18/26 × 100%),顯示使用本發明之栽培材料組成物可以增加栽培作物之存活率。
第6A及6B圖為種植番茄苗第87天後的根部照片,其中,第6A圖為對照組,第6B圖為8.3%根部組。相較於對照組,8.3%根部組的根系更為發達,鬚根多且密,亦即較細的根廣泛地向外細化延伸。根部為植物吸收營養的重要部位,根部越發達者,具有更佳吸收能力,第6A及6B圖的結果證明了使用本發明的栽培材料組成物可以促進根部的發育,使得植物的成長更好,增加果實的採收量以及植株的存活率。
由以上測試,顯示使用本發明之栽培材料組成物,由於添加了具有奈米孔洞結構的生物纖維膜材,使得水及溶於水中之養分可以被吸附於生物纖維膜材之中,再由生物纖維膜材緩慢釋放至周邊栽培基材,增益了栽培作物的吸收效率,使作物的生長速度加快,增加作物的高度及重量,亦促進作物的開花及發芽。此外亦可減少灌溉次數及肥料的用量,達到節省成本及環境保護的效果。
上述測試例僅為例示性說明,而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下,對上述測試例進行修飾與改變。因此,本發明之權利保護範圍係由本發明所附之申請專利範圍所定義,只要不影響本發明之效果及實施目的,應涵蓋於此公開技術內容中。
1:生物纖維膜材 10b:表層 101:立體網狀結構 101a:骨幹纖維 101b:層間纖維 12:布膜纖維
第1A及1B圖係本發明栽培材料組成物中生物纖維的掃描式電子顯微鏡照片(SEM)。
第2A、2B及2C圖係用以說明使用本發明之栽培材料組成物的金桔樹的開花程度以及對照組的金桔樹的開花程度,其中,第2A圖顯示對照組的金桔樹開花程度,第2B及2C圖係分別顯示本發明之栽培材料組成物之鋪表面組和澆表面組的金桔樹開花程度。
第3A、3B、3C及3D圖係分別顯示對照組的黃花芥藍菜的生長情況及使用本發明之栽培材料組成物的黃花芥藍菜的生長情況,其中,第3A、3B、3C及3D圖分別為對照組、澆表面組、5%混土壤組及8.3%混土壤組。
第4A、4B及4C圖係分別顯示對照組的鬱金香球根的生長情況及使用本發明之栽培材料組成物的鬱金香球根的生長情況,其中,第4A圖為對照組,第4B圖為5%和10%根部組,以及第4C圖為5%和10%混土壤組。
第5A及5B圖係分別為對照組的油菜的生長情況和使用本發明之栽培材料組成物的油菜的生長情況。
第6A和6B圖係分別為對照組的番茄苗的根部生長情況和使用本發明之栽培材料組成物的番茄苗的根部生長情況。
1:生物纖維膜材
10b:表層
101:立體網狀結構
101a:骨幹纖維
101b:層間纖維
12:布膜纖維

Claims (14)

  1. 一種栽培材料組成物,係包括:栽培基材,係有機材、無機材或有機材及無機材的混成材料;以及生物纖維膜材,係具有立體網狀結構,且該立體網狀結構具有複數彼此平行之骨幹纖維以及交織於相鄰任二該骨幹纖維之複數層間纖維,其中,該生物纖維膜材與該栽培基材之重量比為1:100至30:100,且該生物纖維膜材接觸該栽培基材。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖維膜材係包括選自由葡糖醋桿菌屬(Gluconacetobacter)、醋桿菌屬(Acetobacter)、根瘤菌屬(Rhizobium)、八疊球菌屬(Sarcina)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、無色桿菌屬(Achromobacter)、產鹼菌屬(Alcaligenes)、腸桿菌屬(Enterobacter)、固氮菌屬(Azotobacter)及農桿菌屬(Agrobacterium)所組成群組中之至少一種細菌所形成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖維膜材係使該細菌於具有碳源、氮源及凝膠支持物之培養液中靜置培養形成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之栽培材料組成物,其中,該碳源係甘露醇,該氮源係蛋白腖及酵母萃取物,且該凝膠支持物係瓊脂。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之栽培材料組成物,其中,該碳源、該蛋白腖及該酵母萃取物重量分比例係5:1:1至4:1:1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該骨幹纖維及該層間纖維皆係生物纖維,且該骨幹纖維之直徑大於或等於該層間纖維之直徑。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖 維之直徑為20至100nm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖維膜材之每單位面積生物纖維量係0.005至0.008g/cm2
  9. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖維膜材復包括水或肥料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該有機材係包括選自木材、木屑、泥炭、樹皮、稻殼、養菇廢渣、椰殼、畜糞、麩皮、米糠、水苔、蔗渣、莖稈、雜草、棉籽殼、聚乙烯發泡材、不織布所組成群組中之至少一種。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該無機材係包括選自土、砂、礫、珍珠石、蛭石、浮石、發泡海綿、發泡煉石、岩綿、煤炭所組成群組中之至少一種。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖維膜材係與該栽培基材混合、置於該栽培基材上或置於該栽培基材下。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之栽培材料組成物,其中,該栽培材料組成物係用於栽培作物之培育,且該栽培作物係植物苗、植物種子或菇蕈類。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之栽培材料組成物,其中,該生物纖維膜材係置於該植物苗之根部周圍或該植物種子周圍。
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