本发明属于培养基领域，具体涉及一种利用药渣生产的植物培养基。
背景技术：
以黄芪等为原料的中成药在生产过程中会产生大量的药渣，目前药渣的主要处理方式还是采用传统的填埋、固定区域堆放、焚烧等方法，会对自然环境造成破坏。
植物培养基是我国目前农、林、花卉种植产业中一种重要的栽培方法，是一种通过基质吸收营养液和氧的一种无土栽培方式，由于其对土壤环境要求低、设备简单、省水省肥等优点，受到广大种植生产者的采纳应用。而随着我国种植业的不断发展和种植面积的不断扩大，栽培基质的使用量也不断增长，传统的采用草炭、蛭石等单一原料或简单混合制备的基质已经不能满足种植的需求，同时现阶段基质普遍营养单一，造成栽培过程中植物的发芽率低、成活率低，同时使用过程中基质的物理性质不稳定，吸水性差、易塌陷、附加价值低，无法针对具体环境实现较高的应用价值，影响种植业经济效益的增长。
公开号为cn108299045a的中国发明专利，公开了一种用于栽培裂褶菌的培养基，所述培养基由以下质量百分比的各组分组成：黄芪药渣70-90％，石膏粉1％，过磷酸钙1％，麦麸8％-28％，各组分百分比之和为100％。该发明利用黄芪药渣为主要基料，对裂褶菌子实体进行栽培，可以顺利实现出菇，采收得到裂褶菌子实体，裂褶菌子实体是名贵的食药用真菌，具有很高的经济价值。然而，该发明培养基结构，稳定性、透气性差，且不利于植物根系生长等。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用药渣生产的植物培养基，该培养基具有特殊的网络结构，既能够分散、稳定培养基组分，提高营养组分向植物输送，还可以达到通风透气、储存养分及水分、有利于植物扎根等目的。
甘蔗秸秆含有大量的木质素、纤维素和半纤维素，这三者可以通过热分解的方式分离开来，半纤维素的热解温度是250-300℃，纤维素是由d-葡萄糖通过β-1,4糖苷键联结而成的长链分子，长链分子进一步通过氢键等作用力形成具有高度结晶区的超分子稳定结构，它的热解温度在350-400℃，木质素的热解温度为450-550℃，半纤维素和纤维素热解后产生生物油。
裂褶菌是一种典型的木腐菌，对木质素和纤维素具有很强的降解能力，黄芪药渣富含大量纤维素，经裂褶菌降解可作为植物生长的主要碳源；麦麸是一种在北方地区常见的用于植物栽培的有机氮源；磷、硫、钙等元素能够参与植物细胞物质的组成及酶的组成，维持酶的活性，调节细胞的渗透压，石膏粉和过磷酸钙是植物栽培中常用的无机盐，可以满足植物生长发育。
本发明提供一种利用药渣生产的植物培养基，该培养基富含木质素成分和中药渣；其中木质素对中药渣具有分散、固定作用。
作为优选，木质素通过改性甘蔗秆获得。
作为优选，一种利用药渣生产的植物培养基，由以下重量份的原料制成：甘蔗秆25-40、稀硫酸溶液30-45、石英砂10-15、中药渣65-80、裂褶菌粉30-40、乙醇3-5、麦麸15-28、石膏粉2-8、过磷酸钙2-8。
作为优选，木质素获得方法为：
s1.将甘蔗秆粉碎成细长条形，放入稀硫酸溶液中，加热至60-100℃，保持2-5h；采用稀硫酸溶液浸泡甘蔗秆，初步软化分离木质素部分和纤维素部分，稀硫酸主要通过水解半纤维素，破坏半纤维素-木质素之间的化学键，达到增大其表面积的效果，同时还可以减小纤维素的平均聚合度；而通过加热蒸煮一段时间，有利于加快这一步骤的效果和进展；
s2.将s1所得甘蔗秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，程序升温至351-449℃，作用3-6h，完成后将甘蔗秆放入足量的水中蒸煮去除炭化杂质，得所需改性甘蔗秆。
作为优选，天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为10-15和12-24；天冬氨酸、2-巯基乙醇的特殊存在，能够弱化纤维素分子内和分子间氢键，降低纤维素分子链稳定性从而降低纤维素的结晶度，帮助纤维素结构发生初步膨化；加之利用纤维素和木质素热解温度不同，控制温度使纤维素发生分解形成生物质炭，使得甘蔗秆炭化形成多孔结构，增加了其比表面积，且在培养基中，可达到稳定通气，维持培养基结构，储存养分及水分，有利于植物扎根等优点；而甘蔗秆中木质素成分得以保护，木质素通过向植物传输水分和营养物质起到关键的作用。
作为优选，程序升温方法为：以5-6℃/min升温至351-400℃，保持3-4h；然后以9-10℃/min升温至401-449℃，保持0.5-1h。
作为优选，一种利用药渣生产的植物培养基的制备方法为：
将中药渣与水混合，球磨至匀浆，然后加入乙醇及改性甘蔗秆并煎煮熬制60-75min，得所需物料；
将所得物料，以及裂褶菌粉、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4-5℃低温环境下，搅拌10-12分钟后加入n-羟基琥珀酰亚胺，交联反应10-15小时后，灭菌得培养基。
更优选地，辅助交联反应用溶剂还包括3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其重量份组成分别为12-25、6-13；3-戊烯-2-醇和海藻酸钙的特殊存在，在低温下逐渐呈凝胶状，可帮助培养基组分形成一种匀质结构，既维持培养基结构的稳定性，其内部网络结构还有利于保护菌种细胞不受损害；基于交联形成的网络结构和培养基中木质素多孔结构的存在，能够起到一种支架作用，为种子、幼苗提供一定的支撑和生长界面，还有利于菌种微生物、中药渣的搭载以及根系细胞的延伸，而3-戊烯-2-醇和海藻酸钙增强了这种网络结构的机械强度。
作为优选，中药渣包括黄芪等中药成分的药渣。
本发明的有益效果为：
1)本发明通过改性甘蔗秆：利用稀硫酸水解半纤维素，以及高温炭化纤维素使得甘蔗秆中木质素成分得以保留；炭化后的甘蔗秆具有丰富的孔隙结构，对培养基中中药渣等有效成分具有分散、固定的作用，同时还有利于培养基的透气性，有利于储存、输运养分及水分，有利于植物扎根等；
2)本发明将培养基有效成分进行交联形成强大的网络结构，能够起到一种支架作用，为种子、幼苗提供一定的支撑和生长界面，还有利于菌种微生物、中药渣的搭载以及根系细胞的延伸。
本发明采用了上述技术方案提供范文，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
一种利用药渣生产的植物培养基，由以下重量份的原料制成：甘蔗秆25、稀硫酸溶液30、石英砂10、中药渣65、裂褶菌粉30、乙醇3、麦麸15、石膏粉2、过磷酸钙2。
一种利用药渣生产的植物培养基的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将甘蔗秆粉碎成细长条形，放入5％稀硫酸溶液中，加热至60℃，保持2h；采用稀硫酸溶液浸泡甘蔗秆，初步软化分离木质素部分和纤维素部分，稀硫酸主要通过水解半纤维素，破坏半纤维素-木质素之间的化学键，达到增大其表面积的效果，同时还可以减小纤维素的平均聚合度；而通过加热蒸煮一段时间，有利于加快这一步骤的效果和进展；
(2)将(1)所得甘蔗秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，以5℃/min升温至351℃，保持3h；然后以9℃/min升温至401℃，保持0.5h；完成后将甘蔗秆放入足量的水中蒸煮去除炭化杂质，得所需改性甘蔗秆；天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为10和12；天冬氨酸、2-巯基乙醇的特殊存在，能够弱化纤维素分子内和分子间氢键，降低纤维素分子链稳定性从而降低纤维素的结晶度，帮助纤维素结构发生初步膨化；加之利用纤维素和木质素热解温度不同，控制温度使纤维素发生分解形成生物质炭，使得甘蔗秆炭化形成多孔结构，增加了其比表面积，且在培养基中，可达到稳定通气，维持培养基结构，储存养分及水分，有利于植物扎根等优点；而甘蔗秆中木质素成分得以保护，木质素通过向植物传输水分和营养物质起到关键的作用；
(3)将中药渣与水混合，球磨至匀浆，然后加入乙醇及改性甘蔗秆并煎煮熬制60min，得所需物料；中药渣包括黄芪等中药成分的药渣；
(4)将(3)所得物料，以及裂褶菌粉、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4℃低温环境下，搅拌10分钟后加入n-羟基琥珀酰亚胺，交联反应10小时后，灭菌得培养基；
辅助交联反应用溶剂还包括3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其重量份组成分别为12、6；3-戊烯-2-醇和海藻酸钙的特殊存在，在低温下逐渐呈凝胶状，可帮助培养基组分形成一种匀质结构，既维持培养基结构的稳定性，其内部网络结构还有利于保护菌种细胞不受损害；基于交联形成的网络结构和培养基中木质素多孔结构的存在，能够起到一种支架作用，为种子、幼苗提供一定的支撑和生长界面，还有利于菌种微生物、中药渣的搭载以及根系细胞的延伸，而3-戊烯-2-醇和海藻酸钙增强了这种网络结构的机械强度。
实施例2：
一种利用药渣生产的植物培养基，由以下重量份的原料制成：甘蔗秆35、稀硫酸溶液40、石英砂12、中药渣75、裂褶菌粉35、乙醇4、麦麸25、石膏粉5、过磷酸钙5。
一种利用药渣生产的植物培养基的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将甘蔗秆粉碎成细长条形，放入5％稀硫酸溶液中，加热至90℃，保持3h；
(2)将(1)所得甘蔗秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，以5℃/min升温至400℃，保持3h；然后以10℃/min升温至420℃，保持0.5h；完成后将甘蔗秆放入足量的水中蒸煮去除炭化杂质，得所需改性甘蔗秆；天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为12和16；
(3)将中药渣与水混合，球磨至匀浆，然后加入乙醇及改性甘蔗秆并煎煮熬制70min，得所需物料；中药渣包括黄芪等中药成分的药渣；
(4)将(3)所得物料，以及裂褶菌粉、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于4℃低温环境下，搅拌10分钟后加入n-羟基琥珀酰亚胺，交联反应12小时后，灭菌得培养基；辅助交联反应用溶剂还包括3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其重量份组成分别为22、9。
实施例3：
一种利用药渣生产的植物培养基，由以下重量份的原料制成：甘蔗秆40、稀硫酸溶液45、石英砂15、中药渣80、裂褶菌粉40、乙醇5、麦麸28、石膏粉8、过磷酸钙8。
一种利用药渣生产的植物培养基的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将甘蔗秆粉碎成细长条形，放入5％稀硫酸溶液中，加热至100℃，保持5h；
(2)将(1)所得甘蔗秆烘干，与天冬氨酸、2-巯基乙醇一同放入马弗炉中，加入石英砂并通氮气，以6℃/min升温至400℃，保持4h；然后以10℃/min升温至449℃，保持1h；完成后将甘蔗秆放入足量的水中蒸煮去除炭化杂质，得所需改性甘蔗秆；天冬氨酸、2-巯基乙醇的重量份组成分别为15和24；
(3)将中药渣与水混合，球磨至匀浆，然后加入乙醇及改性甘蔗秆并煎煮熬制75min，得所需物料；中药渣包括黄芪等中药成分的药渣；
(4)将(3)所得物料，以及裂褶菌粉、麦麸、石膏粉和过磷酸钙混合，置于5℃低温环境下，搅拌12分钟后加入n-羟基琥珀酰亚胺，交联反应15小时后，灭菌得培养基；辅助交联反应用溶剂还包括3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其重量份组成分别为25、13。
对比例1：
甘蔗秆炭化过程未使用天冬氨酸和2-巯基乙醇，其余部分和实施例2完全一致。
对比例2：
交联溶剂未添加3-戊烯-2-醇和海藻酸钙，其余部分和实施例2完全一致。
实施例4：
采用红外光谱扫描测定本发明所制备改性甘蔗秆中各组分的含量；同时利用本发明培养基进行香菇的种植试验，各项参数如下：
表1本发明培养基成分含量及香菇种植参数
由表1数据可知，对比例1所得改性甘蔗秆中纤维素含量高于实施例2，而木质素含量低于实施例2，表明天冬氨酸和2-巯基乙醇的特殊存在有助于对甘蔗秆炭化前进行结构膨化，从而提高炭化的分解率，因此对于保护木质素成分有一定作用；从香菇的出菇转化率来看，对比例2远低于实施例2，表明3-戊烯-2-醇和海藻酸钙的特殊存在，有利于培养基稳定结构的构建，而这种结构有利于种子、幼苗的生长以及植物根系的延伸，因此能够提高香菇产出率。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。