一种利用真菌基生物质材料防治沙漠化的方法及其应用

摘要

本发明属于环保新材料领域，涉及一种利用真菌基生物质材料防治沙漠化的方法及其应用。所述方法步骤如下：培养原料制备；菌丝块制作；填模培养；产品成型；进行防风固沙的处理。得到的生物质材料制作工艺简便、生态环保、吸水蓄水能力强、固沙能力强、具有较好的降解特性，降解得到的有机肥除能改善沙漠成分外，还能为植物的生长长期提供营养，最终达到绿化沙漠的目的；具有极大的市场前景和经济价值。

说明书

技术领域

本发明属于环保新材料加工领域，涉及一种利用真菌基生物质材料防治沙漠化的方法及其应用。

背景技术

我国是一个土地沙漠化非常严重的国家，沙化土地占国土面积的1/6以上，并且每年以60平方千米的速度增长，主要分布在新疆、内蒙古、西藏、青海、甘肃等5省。我国约有4亿人口受到荒漠化危害，每年因荒漠化危害造成的直接经济损失达1200亿元。因此，沙漠化的防治成了我国乃至全世界急需解决的生态问题。我国是一个农业大国，每年产生的农作物秸秆年产量8-9亿吨，可利用的为7亿吨左右，每年仍有1.7亿吨秸秆未能效处理而焚烧，造成了严重空气污染。

目前，结合我国沙漠化和农作物秸秆焚烧严重的现象，广泛采用草方格固沙法进行沙漠化的防治，这也是目前效果最明显的方法。虽然该方法可以降低气流的输沙能力，并且可以截留降水、减少沙面水分蒸发，但是，该方法不能绿化沙漠，治理效果不能持久。

另外，我国是世界上生物多样性资源最丰富的国家之一，据报道，已知的可食用真菌资源约占全世界总量的50％左右，其中许多真菌具有原料利用范围广，菌丝体发达、扭结能力强的优点，同时食用真菌菌丝细胞壁由几丁质或纤维素组成，内部含有大量真菌多糖，具有极好胶结效果。而农作物秸秆又含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素等可被食用菌充分利用的营养物质。

因此，如何从众多食用菌中，筛选出纤维素和木质素转化能力强的特定真菌，结合我国丰富的农作物秸秆，研发出环保的真菌基生物质材料，并将此种材料通过盆栽植物和沙障截留用于沙漠化的治理，是本领域目前刻不容缓的事情。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的空白，解决防风固沙、绿化沙漠的问题，从而提出一种利用真菌基生物质材料防治沙漠化的方法。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种利用真菌基生物质材料防治沙漠化的方法，所述方法步骤如下：

1)培养原料制备：取30-50质量份数的小麦秸秆、5-15质量份数的玉米秸秆、5-15质量份数的稻草秸秆、10-25质量份数的甘蔗渣、10-35质量分数的麦麸或玉米粉，加入60-65质量份的水，充分混匀；加热灭菌处理后，冷却至室温，得到培养原料(所述培养原料的水分含量小于15％)；

2)菌丝块制作：在无菌接种室内将真菌菌种接种于所述培养原料中，搅拌均匀得到混合材料，装袋后，进行无菌培养，直至混合材料上长满菌丝；其中所述真菌菌种与培养原料的质量比为(5-10):100；

3)填模培养：长满菌丝的混合材料捏碎，加入灭菌的石膏粉，充分混匀，填入模具内，进行无菌培养2-3天，待菌丝长满整个模具，并在表面大量扭结后停止培养；然后脱模处理，将所得产品转移至相当于所得产品的两倍体积大小的模具内进行二次培养，1-2天后完成培养；所述石膏粉与所述长满菌丝的混合材料的质量比为(10-20):100；

4)产品成型：将填模培养完成的产品从模具内取出，在30-80℃条件下干燥脱水处理3-12小时，即可得到生物质材料；所述生物质材料为长方体、正方体的生物质板材，或者为花盆形状的生物质花盆；

5)进行防风固沙的处理：

先在沙丘上划好方格网线，使沙障与主风向垂直，再将所得的生物质板材沿方格网线埋入沙层内30-40cm，露出地面的高度20-25cm，形成方格状的固沙屏障；取要在沙漠中种植的植物，种植在制得的所述生物质花盆中，然后将生物质花盆埋入方格状的固沙屏障中；

或先在沙丘上划好方格网线，然后直接将种植有植物的生物质花盆按照网格埋入沙层内约20-30cm，露出地面的高度约20～25cm，形成方格状的固沙屏障。

优选的，所述步骤1)中，所述培养原料中各原料的水分含量小于15％。

优选的，所述步骤1)中，所述灭菌处理的条件为：121℃高压蒸汽灭菌或者微波灭菌，灭菌时间为1-2小时。

优选的，所述步骤3)中，所述无菌培养的条件为：温度20-30℃，湿度50-80％。

优选的，所述步骤2)中，所述真菌菌种是木质层孔菌；所述无菌培养的条件为：温度22-28℃，湿度60-70％。

更为优选的，所述步骤2)中，真菌菌种菌株的培养温度为25℃，pH为6.0。

优选的，所述真菌菌种是从pH为6.0的母种培养基培养获得的；所述母种培养基的配方为：马铃薯和木屑组成的混合提取液每1.0L，含有葡萄糖20.0g，琼脂18.0g。

优选的，所述真菌菌种的原种配方为玉米芯55％，棉籽壳30％，麦麸15％。

优选的，所述步骤5)中，所述的生物质板材在埋入沙层过程中，两两之间需留有约5cm左右的空隙，且前后的空隙需错位，或花盆形状的生物质材料埋入沙层过程中，前后两排花盆装的生物质材料的连接处需错位摆放。

本发明还公开了任一项所述方法在防风固沙领域中的应用。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：该方法得到的生物质材料易于成型，可根据需求制作不同型号的生物质板材和种植植物的生物质花盆；该方法得到的生物质材料吸水、蓄水能力好，除有助于减少沙面水分蒸发，增加沙漠的蓄水量外，也有助于盆栽植物的生长，最终达到绿化沙漠的目的；该方法得到的生物质方格可增大地表粗糙度，降低地表层气流速度，从而降低气流的输沙能力，改变风沙流携沙量随高度分布的特征；该方法得到的该生物质材料能降解为有机肥，给沙漠增加有机质，改善沙漠成分，有助于从根本上治理沙漠化；另外，降解得到的有机肥可为植物的生长长期提供营养，最终达到绿化沙漠的目的。因此，该方法具有极大的市场前景和经济价值。

具体实施方式

实施例

实施例1本实施例公开了一种沙漠治理的是生物质材料和用其治理的方法，所述方法如下：

1、培养原料制备：取30-50质量份数的小麦秸秆、5-15质量份数的玉米秸秆、5-15质量份数的稻草秸秆、10-25质量份数的甘蔗渣、10-35质量分数的麦麸或玉米粉，加入60-65质量份的水，充分混匀；121℃高压蒸汽灭菌或微波灭菌1-2小时，冷却备用；

所用材料要求新鲜无霉变，水分含量小于15％。

2、菌丝块制作：在无菌接种室内将生产用真菌菌种按5-10％(w/w)接种于培养原料中，搅拌均匀，装袋后，进行无菌培养，培养条件为：温度22-28℃，湿度60-70％，直至材料上长满菌丝。

接种的真菌菌种是木质层孔菌，优选编号为AS5.132，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)，菌丝体发达、长势好、菌丝体扭结力强。该菌株最适生长温度25℃，最适生长pH为6.0。母种培养基配方：“马铃薯+木屑”提取液1.0L，葡萄糖20.0g，琼脂18.0g，pH6.0。原种配方：玉米芯55％，棉籽壳30％，麦麸15％，pH自然。

3、填模培养：将所得菌丝块捏碎，加入10-20％(w/w)灭菌冷却的石膏粉，充分混匀，填入特定模具内，于无菌培养室培养，培养条件为：温度：20-30℃，湿度：50％-80％。一次培养2-3天，待菌丝长满整个模具，并在表面大量扭结后停止培养。然后脱模，将所得产品转移至两倍体积大小的模具内进行二次培养，1-2天即可完成培养，得到生物质材料。模具为透明的塑料模具，大小依据产品的尺寸来制作，模具能密封。

4、产品成型：将培养完成的产品从模具内取出，在30-80℃条件下干燥脱水处理3-12小时，即可得到环保型生物质材料。所得生物质材料包括两种：用于形成固沙方格的生物质板材和用于种植植物的生物质花盆。

5、进行防风固沙的处理：先在沙丘上划好方格网线，要使沙障与当地的主风向垂直，再将所得的生物质板材沿方格网线埋入沙层内30-40cm，露出地面的高度20-25cm，形成方格状的固沙屏障；取适合在沙漠中生长的植物，种植在制得的生物质花盆中，然后将生物质花盆埋入方格状的固沙屏障中。

或先在沙丘上划好方格网线，然后直接将种植有植物的生物质花盆按照网格埋入沙层内约20-30cm，露出地面的高度约20～25cm，形成方格状的绿色固沙屏障。所述的生物质花盆中种植植物时，应盛有3/4体积的适用于植物生长的土壤或有机质。

所述的生物质板材在埋入沙层形成网格的过程中，两两之间需留有约5cm左右的空隙，且前后的空隙需错位，目的在于更好的降低气流的输沙能力，以及增加生物质方格的使用寿命。待种植的植物可以为梭梭、花棒、柠条等各类沙生植物。

本实施例用食用真菌菌丝生长迅速、扭结力强的特性，将农作物秸秆转化为环保型的生物质材料，该种材料制作工艺简便、生态环保、吸水蓄水能力强、具有较好的降解特性。除利用该生物质材料固沙外，还可以利用该生物质材料盆栽植物绿化沙漠，从而达到高效持久的治理效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。