本发明涉及一种生物性介质，尤其涉及一种包含枯草杆菌的生物性介质。
背景技术：
在农业、养殖业领域所使用的化学药剂虽然可以达到预期效果，例如杀菌、土壤增肥等，增加生产品质或数量，但大量使用化学药剂，甚至是误用、滥用对环境造成的负面影响，经过时间累积同样不容小觑。
相较之下，生物性药剂或生物性材料利用自然环境中的微生物、无机物等物质开发，这些物质与环境相容性高、针对的害虫不易产生抗药性、对生态影响降低，可同时达到经济产值又不破坏生态平衡。因此，生物性材料的研发成为本领域重点对象。然而，生物性材料可包含具有生物活性的物质，为了维持物质的活性也造成制造上的难度，或是产品保存与实际使用时不同环境的生物物质适应问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种生物性介质，其能够克服现有技术中生物性材料存在的问题。
本发明提供一种生物性介质包含沸石占50-70％的重量百分比、活性碳占3-5％的重量百分比、硅酸钙粉占5-10％的重量百分比、碳酸钙粉占5-10％的重量百分比、麦饭石粉占3-5％的重量百分比以及枯草杆菌占1-5％的重量百分比。
根据本发明部分实施例，沸石以及枯草杆菌的重量比为10:1。
根据本发明部分实施例，枯草杆菌是纳豆菌。
根据本发明部分实施例，一部分纳豆菌处于孢子状态。
根据本发明部分实施例，沸石是资源再生沸石。
根据本发明部分实施例，资源再生沸石具有化学通式：M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O，M是一阳离子，n是该阳离子的价数，x≥2，且y≥0。
根据本发明部分实施例，阳离子是碱金属或碱土金属。
根据本发明部分实施例，生物性介质的pH值介于6.5-7.5之间。
根据本发明部分实施例，生物性介质上形成有多个细孔，该细孔的直径介于0.4-0.8纳米。
根据本发明部分实施例，生物性介质的吸水性约为0.8％每立方公分。
本发明的生物性介质的有益效果在于，通过易取得的材料，经过简化的步骤，可大量生产制造对环境影响较小的生物性介质，并保有当中具有生物活性成分的功效。
附图说明
本发明的上述和其他方面、特征及其他优点参照说明书内容并配合附图得到更清楚的了解，其中：
图1为依照本发明的一实施方式的生物性介质的示意图。
具体实施方式
为了使本公开内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所公开的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然 而，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明的实施例。
请参考图1。本发明涉及一种生物性介质10，其包含沸石、活性碳、硅酸钙粉、碳酸钙粉、麦饭石粉以及枯草杆菌。
沸石是一种具有结晶性的含水铝硅酸盐矿物，其结构是以硅氧化物(SiO4)或者是铝氧化物(AlO4)的四面体为基本单元，以氧原子连接硅、铝的四面体而成的三维空间架构。在结晶构造中沸石具有许多直径0.4～0.8nm大小的孔洞。另外，因为AlO4带有负电荷，所以在结晶孔洞中常会含着碱金属或碱土金属，例如：钠(Na)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)等阳离子保持电气中性，这些阳离子倾向与其他阳离子进行交换反应，因此沸石的多孔性使其具有吸附、交换离子以及触媒等特性。沸石根据其来源可分为天然沸石、合成沸石以及资源再生沸石(资生沸石)。天然沸石由自然中的矿物结合而成，合成沸石为通过化学药剂制备得到的沸石，资生沸石为利用煤灰、纸灰或炼铝煤渣等工业废弃再生改质而成的沸石，其价格便宜且稳定性高。
根据本发明部分实施例，沸石是资生沸石。该资生沸石具有化学通式M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O，M为上述碱金属或碱土金属，n为阳离子M的价数，x≥2，且y≥0。硅氧化物与铝氧化物的比，可以作为沸石的亲水性、疏水性以及耐酸性的指标。在制造过程中，硅氧化物与铝氧化物的比值被控制在2以上。亦即比值越大，资生沸石的吸附性越强，而比值越小，阳离子交换力(cation exchange capacity,CEC)越强。资生沸石占生物性介质10约50-70％的重量百分比。
生物性介质10还包含具有生物活性的枯草杆菌(Bacillus subtilis)。许多植物病害皆由土壤或根圈真菌所引起，因此利用微生物间的拮抗作用，可抑制其他真菌的生长。枯草杆菌属于革兰式阳性、好氧性的杆状细菌，普遍存在于土壤以及植物体表。枯草杆菌型态的主要特征是具有周生鞭毛及内生孢子。枯草杆菌在内生孢子的状态下，可以在恶劣的环境下存活，而且在产孢(孢子分裂繁殖)的过程中，可产生高达66种对多项病原菌有抑制作用的抗生物质。枯草杆菌占生物性介质10约1-5％的重量百分比。
根据本发明部分实施例，选用纳豆菌(Bacillus natto Sawamura)，纳豆菌是枯草杆菌的亚种。纳豆菌在孢子分裂繁殖过程所产生的酵素可以分解有机质和氨，达到除臭、净化等目的。纳豆菌产生的酵素包含天然维他命化合物吡啶二羧酸，可有效抑制大肠杆菌或海洋弧菌等病原菌滋生。本发明在制造过程利用纳豆菌孢子，每克活菌孢子数可达到10亿颗。纳豆菌孢子在干燥的环境下呈现休眠状态，遇水后恢复活性，快速繁衍，且在繁殖过程中产生诸多酵素例如纳豆激酶(nattokinase)，经由上述拮抗作用，可有效抑制病原菌对作物的危害。
生物性介质10还包含活性碳，以提高生物性介质的阳离子交换率以及材质本身吸附速率。活性碳占生物性介质约3-5％的重量百分比。根据本发明部分实施例，选用椰壳活性碳可同时达到利用天然材料以及资源再利用的目的。生物性介质10还包含硅酸钙粉占5-10％的重量百分比、碳酸钙粉占5-10％的重量百分比以及麦饭石粉占3-5％的重量百分比。硅酸钙为生物可分解材料，具有粘度，可有效调整生物性介质10的密度。硅酸钙浓度越高，生物性介质10粘度越高，流动性低；相反地，硅酸钙浓度越低，生物性介质10流动性也较高。碳酸钙与麦饭石可调节生物性介质10的pH值，稳定生物性介质10的酸碱性，使其pH值介于6.5-7.5之间。
资生沸石的多孔性使得生物性介质10产生许多细孔11，细孔11为枯草杆菌或其孢子提供可依附的环境，为枯草杆菌无论在休眠状态或是繁殖期提供基底。经实验证明，生物性介质10吸水率可达0.8％每立方公分。
生物性介质10的制备方式为先将枯草杆菌孢子与沸石按照1：10的重量比调配，再以无机粘着剂按照比例进行熬合，并依据上述重量百分比添加硅酸钙粉、碳酸钙粉、椰壳活性碳以及麦饭石粉。将材料均匀搅拌之后再通过造粒机造粒，根据本发明部分实施例，产物为直径约1毫米、长度约1-3毫米的条状颗粒，如图1所示。然而，本发明的生物性介质10的形状大小并不局限于此。造粒形成的颗粒需放置阴凉处风干至少二十四小时，风干之后再将颗粒置于干燥机内以100℃快速烘干，使其含水率小于5％，即完成制造生物 性介质10。生物性介质10含水率若过高，则易激发枯草杆菌孢子从休眠状态进入繁殖周期，破坏生物性介质的酵素功能。由上述制造程序可保持枯草杆菌孢子不受制造工艺破坏，且在生物性介质10遇水后激发枯草杆菌孢子进入繁殖周期，释放有益酵素。
利用本发明的生物性介质进行实验，在50毫升水里添加1％、3％以及5％生物性介质和不含生物性介质当作对照组。在121℃下封盖杀菌15秒，再置于室内收菌72小时，之后从样本中取0.01毫升液体放入培养皿中，进行常规细菌培养一周，最后计算培养皿中细菌量。根据实验结果发现，包含3％以及5％生物性介质的样本具有明显良好抑菌效果。
本发明的生物性介质可单独使用，取代土壤，直接用于作物栽种，作为有机无毒栽培介质。如与土壤混合使用，可改善土壤性质或强化沙丘地质的养分保持能力，尤其，因为沸石的多孔性以及生物性介质中含有具有活性的枯草杆菌，对保水力与保肥力的功效特别显著。同时提升作物矿物质与微量元素含量。土壤中的残留农药或重金属也可通过离子交换的方式固定在生物性介质颗粒中，防止污染扩散。
再者，生物性介质可作为种子处理剂，通过枯草杆菌的强势繁殖能力，与病原菌竞争蛋白质与淀粉等营养成分，进而抑制病原菌生长，防治一般早发病害。同时，枯草杆菌在繁殖过程中还可分解土壤中的有机质，将有机质中的氮、磷、钾等转变为作物可吸收的状态。
经研究发现枯草杆菌在繁殖过程中会产生大量抗生物质(iturin A)，iturinA与真菌类病原细胞膜作用，使其离子通道孔隙扩大，让病原细胞中的钾离子因浓度梯度迅速排放至细胞外，导致病原真菌菌丝分解、抑制病原发展繁衍，达到降低病原对作物的危害。
虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。