一种生态边坡的构建方法

1.一种生态边坡的构建方法，其特征在于：该构建方法包括：在边坡基础上铺设袋装土壤，所述袋装土壤包括柔性袋体和容纳在该柔性袋体内部的土壤，并且在所述袋装土壤上种植植物；所述袋装土壤的所述柔性袋体为植生袋；并且，将所述柔性袋体通过铆钉固定在所述边坡基础的岩石结构上或者通过锚杆固定在所述边坡基础的土质结构上；所述袋装土壤为多个，并沿所述边坡基础的延伸方向上下交错压缝地铺设所述袋装土壤；其中，在容纳于所述柔性袋体内部的土壤中掺入微生物菌剂；所述微生物菌剂含有地衣芽孢杆菌，该地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的保藏编号为CCTCC NO：M2013497；所述微生物菌剂还含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，该枯草芽孢杆菌的保藏编号为CCTCC NO：
M2013498。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述微生物菌剂的总活菌浓度为(2-
200)×108CFU/kg。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：该微生物菌剂通过包括如下步骤的制备方法制备得到：
(1)将所述地衣芽孢杆菌接种到液态培养基中，培养得到地衣芽孢杆菌的种子液；
(2)将所述地衣芽孢杆菌的种子液接种到固态培养基中并进行发酵，得到发酵后的物料。
4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于：步骤(1)中，培养的条件使得种子液中地衣芽孢杆菌的活菌浓度为(2-20)×109CFU/mL。
5.根据权利要求3或4所述的构建方法，其特征在于：所述液态培养基包括牛肉膏蛋白胨培养基、肉汤培养基和LB培养基中的至少一种；所述固态培养基含有400-700g/kg的秸秆、100-300g/kg的豆饼粉、2-10g/kg的磷酸二氢钾和1-10g/kg的硫酸亚铁。
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：相对于100kg容纳于所述柔性袋体内部的土壤，掺入微生物菌剂的用量为0.5-5kg。
7.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：该微生物菌剂通过包括如下步骤的制备方法制备得到：
(1)将所述地衣芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌分别接种到液态培养基中，分别培养得到地衣芽孢杆菌的种子液和枯草芽孢杆菌种子液；
(2)将所述地衣芽孢杆菌的种子液和所述枯草芽孢杆菌种子液接种到固态培养基中并进行发酵，得到发酵后的物料；
相对于108CFU的接种至固态培养基所用的所述地衣芽孢杆菌，接种至固态培养基所用的所述枯草芽孢杆菌的数量为(0.1-0.3)×108CFU。
8.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述植物包括胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和/或紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)。

一种生态边坡的构建方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及微生物应用领域，具体地，涉及一种生态边坡的构建方法。\n背景技术\n[0002] 边坡是人们在修建诸如道路等基础设施时开挖山体或大量填方形成的，裸露的边坡既不稳定，易引起塌方和滑坡，又影响美观，不符合生态要求。\n[0003] 边坡治理主要工作就是要稳定边坡。该过程的任务是清除危石、降坡削坡，将未形成台阶的悬崖尽量构成水平台阶，把边坡的坡度降到安全角度以下，以消除崩塌隐患；之后就要对已经处理的边坡进行复绿，使其进一步保持稳定。\n[0004] 在对边坡的复绿过程中，常用的植物包括胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和/或紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)等灌木，但是在实际使用过程中发现上述植物的根系在边坡生长的发达程度不高，难以进一步保持边坡的稳定性。\n发明内容\n[0005] 本发明的发明人分离了一株地衣芽孢杆菌，发现其能够显著的促进胡枝子和紫穗槐的根系在边坡生长并达到更高的发达程度，从而进一步增加了边坡的稳定性，由此得到了本发明。\n[0006] 本发明提供了一种生态边坡的构建方法，该构建方法包括：在边坡基础上铺设袋装土壤，所述袋装土壤包括柔性袋体和容纳在该柔性袋体内部的土壤，并且在所述袋装土壤上种植植物；其中，在容纳于所述柔性袋体内部的土壤中掺入微生物菌剂；所述微生物菌剂含有地衣芽孢杆菌，该地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的保藏编号为CCTCC NO：M2013497。\n[0007] 通过上述技术方案，本发明能够显著的促进绿化植物的根系在边坡生长并达到更高的发达程度，从而进一步增加了边坡的稳定性。\n[0008] 本发明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。\n[0009] 生物材料保藏\n[0010] 本发明的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)是本发明的发明人从天津静海县的土壤样本中分离的纯培养物，其保藏编号为CCTCC NO：M2013497，保藏日期为2013年\n10月24日，保藏单位为中国典型培养物保藏中心，地址位于中国武汉武汉大学，分类命名为Bacillus licheniformis。\n[0011] 本发明的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是本发明的发明人从天津静海县的土壤样本中分离的纯培养物，其保藏编号为CCTCC NO：M2013498，保藏日期为2013年10月24日，保藏单位为中国典型培养物保藏中心，地址位于中国武汉武汉大学，分类命名为Bacillus subtilis。\n具体实施方式\n[0012] 以下对本发明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发明，并不用于限制本发明。\n[0013] 本发明提供了一种生态边坡的构建方法，该构建方法包括：在边坡基础上铺设袋装土壤，所述袋装土壤包括柔性袋体和容纳在该柔性袋体内部的土壤，并且在所述袋装土壤上种植植物；其中，在容纳于所述柔性袋体内部的土壤中掺入微生物菌剂；所述微生物菌剂含有地衣芽孢杆菌，该地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的保藏编号为CCTCC NO：M2013497。\n[0014] 其中，特别优选地，所述微生物菌剂还含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，该枯草芽孢杆菌的保藏编号为CCTCC NO：M2013498。在该优选情况下，所述地衣芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌能够取得优异的增效效果。\n[0015] 其中，所述微生物菌剂的总活菌浓度可以为(2-200)×108CFU/kg。\n[0016] 其中，该微生物菌剂可以通过常规的制备微生物菌剂的方法得到，例如该微生物菌剂可以通过包括如下步骤的制备方法制备得到：(1)将本发明如上所述的地衣芽孢杆菌接种到液态培养基中，培养得到地衣芽孢杆菌的种子液；(2)将所述地衣芽孢杆菌的种子液接种到固态培养基中并进行发酵，得到发酵后的物料。\n[0017] 其中，步骤(1)中，地衣芽孢杆菌的种子液中的活菌浓度没有特别的限制，可以为地衣芽孢杆菌培养过程中常用的浓度，例如可以为(2-20)×109CFU/mL。其中，培养的条件没有特别的限制，培养的条件使得地衣芽孢杆菌的种子液中的活菌浓度可以为(2-20)×\n109CFU/mL，例如，培养的温度可以为28-38℃，培养的时间可以为10-40小时。在培养的过程中，可以通过常规的方法，例如血球板计数法或OD值观察法得到活菌的浓度。\n[0018] 其中，发酵的条件和发酵后的物料中的活菌浓度没有特别的要求，可以为地衣芽孢杆菌发酵过程中常用的条件和浓度，作为本发明优选的一种实施方式，步骤(2)中，发酵的条件使得发酵后的物料中的总活菌浓度为(2-200)×108CFU/kg，在该优选实施方式中的活菌浓度下，获得的发酵后的物料作为微生物菌剂使用，能够更好地在边坡土壤中定植并建立微环境。例如发酵的时间可以为20-200小时，温度可以为28-36℃。\n[0019] 其中，所述液态培养基可以为常规的各种能够培养地衣芽孢杆菌的液态培养基，例如包括但不限于牛肉膏蛋白胨培养基、肉汤培养基和LB培养基中的至少一种。\n[0020] 其中，所述固态培养基可以为常规的各种能够发酵扩大地衣芽孢杆菌数目的固态培养基，例如所述固态培养基可以含有秸秆、木屑、豆饼粉、面粉、淀粉、米糠和麸皮中的至少一种；且所述固态培养基还可以含有2-10g/kg的磷酸二氢钾和1-10g/kg的硫酸亚铁，以补充地衣芽孢杆菌快速生长时所需的无机盐。\n[0021] 其中，作为本发明特别优选的一种实施方式，所述固态培养基含有400-700g/kg的秸秆、100-300g/kg的豆饼粉、2-10g/kg的磷酸二氢钾和1-10g/kg的硫酸亚铁。其中，该固态培养基还可以含有余量的水和/或其它成分。在该优选方式中，一方面能够让地衣芽孢杆菌在发酵过程中快速生长，另一方面获得的发酵后的物料作为微生物菌剂使用，能够更好地在边坡土壤中定植并建立微环境。\n[0022] 其中，秸秆可以粉碎为能用于发酵的常规的大小，例如长度可以为5-10mm，宽度可以为3-8mm，厚度可以为3-8mm。秸秆可以为为各种来源的秸秆，例如包括玉米秸秆、高粱秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆和大豆秸秆中的至少一种。\n[0023] 其中，发酵后的物料可以直接作为微生物菌剂使用，也可以通过包括干燥和/或造粒等步骤进一步加工为更方便贮藏的剂型的微生物菌剂使用。\n[0024] 其中，在土壤中掺入微生物菌剂的用量没有特别的要求，例如相对于100kg容纳于所述柔性袋体内部的土壤，掺入微生物菌剂的用量可以为0.5-5kg，优选为1-3kg。\n[0025] 其中，为了有利于植物的生长，优选情况下，所述袋装土壤的所述柔性袋体为植生袋。为了进一步加固边坡，更优选地，将所述柔性袋体通过铆钉固定在所述边坡基础的岩石结构上或者通过锚杆固定在所述边坡基础的土质结构上。\n[0026] 其中，所述袋装土壤可以为多个，还可以沿所述边坡基础的延伸方向上下交错压缝地铺设所述袋装土壤。\n[0027] 其中，作为本发明特别优选的一种实施方式，在该微生物菌剂通过包括如下步骤的制备方法制备得到：(1)将所述地衣芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌分别接种到液态培养基中，分别培养得到地衣芽孢杆菌的种子液和枯草芽孢杆菌种子液；(2)将所述地衣芽孢杆菌的种子液和所述枯草芽孢杆菌种子液接种到固态培养基中并进行发酵，得到发酵后的物料。在该优选实施方式中，所述地衣芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌可以产生增效的效果，从而进一步提高促进植物生长的能力。其中，在该优选方式中，发酵后的物料中的活菌浓度是指总活菌浓度。其中，所述地衣芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌接种至固态培养基所用的接种量可以在较大范围内变化，优选情况下，相对于108CFU的接种至固态培养基所用的所述地衣芽孢杆菌，接种至固态培养基所用的所述枯草芽孢杆菌的数量为(0.1-0.3)×108CFU。\n[0028] 其中，接种至固态培养基所用的所述枯草芽孢杆菌可以通过常规的枯草芽孢杆菌培养基培养和培养条件培养为枯草芽孢杆菌的种子液。例如，培养的条件使得枯草芽孢杆菌的种子液中的活菌浓度可以为(1-30)×109CFU/mL，例如，培养的温度可以为28-38℃，培养的时间可以为10-40小时；培养所用的培养基包括但不限于牛肉膏蛋白胨培养基、肉汤培养基和LB培养基中的至少一种。其中，步骤(2)中，发酵的条件使得发酵后的物料中的总活菌浓度为(2-200)×108CFU/kg\n[0029] 其中，作为本发明特别优选的一种实施方式，所述植物包括胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和/或紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)。在该优选实施方式中，本发明的上述菌剂可以显著地增加这些植物在边坡中的根系的生物量。\n[0030] 其中，容纳在所述柔性袋体内部的土壤可以为客土，也可以为客土和矿区废渣的混合物，例如可以为客土与煤矸石粉的混合物；其中，客土与煤矸石粉的重量比可以为1:\n(0.3-3)。\n[0031] 以下通过实施例进一步详细说明本发明：\n[0032] 制备实施例1\n[0033] 本制备实施例用于说明本发明的地衣芽孢杆菌的培养及微生物菌剂的制备。\n[0034] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013497的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为1010CFU/mL，得到地衣芽孢杆菌的种子菌液。\n[0035] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013498的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为2×109CFU/mL，得到枯草芽孢杆菌的种子菌液。\n[0036] 将100mL上述地衣芽孢杆菌的种子菌液和100mL上述枯草芽孢杆菌的种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有600g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约\n10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、300g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进行观察，直至每千克固体培养基中的总活菌数为1010CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备实施例的微生物菌剂。\n[0037] 制备实施例2\n[0038] 本制备实施例用于说明本发明的地衣芽孢杆菌的培养及微生物菌剂的制备。\n[0039] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013497的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为1010CFU/mL，得到地衣芽孢杆菌的种子菌液。\n[0040] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013498的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为1×109CFU/mL，得到枯草芽孢杆菌的种子菌液。\n[0041] 将100mL上述地衣芽孢杆菌的种子菌液和100mL上述枯草芽孢杆菌的种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有600g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约\n10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、300g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进行观察，直至每千克固体培养基中的总活菌数为1010CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备实施例的微生物菌剂。\n[0042] 制备实施例3\n[0043] 本制备实施例用于说明本发明的地衣芽孢杆菌的培养及微生物菌剂的制备。\n[0044] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013497的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为1010CFU/mL，得到地衣芽孢杆菌的种子菌液。\n[0045] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013498的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为3×109CFU/mL，得到枯草芽孢杆菌的种子菌液。\n[0046] 将100mL上述地衣芽孢杆菌的种子菌液和100mL上述枯草芽孢杆菌的种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有600g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约\n10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、300g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进\n10\n行观察，直至每千克固体培养基中的总活菌数为10 CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备实施例的微生物菌剂。\n[0047] 制备实施例4\n[0048] 本制备实施例用于说明本发明的地衣芽孢杆菌的培养及微生物菌剂的制备。\n[0049] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013497的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为1010CFU/mL，得到种子菌液。\n[0050] 将100mL上述种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有600g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、300g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进行观察，直至每千克固体培养基中的地衣芽孢杆菌的活菌数为1010CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备实施例的微生物菌剂。\n[0051] 制备实施例5\n[0052] 本制备实施例用于说明本发明的地衣芽孢杆菌的培养及微生物菌剂的制备。\n[0053] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013497的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为5×109CFU/mL，得到种子菌液。\n[0054] 将100mL上述种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有500g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、200g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进行观察，直至每千克固体培养基中的地衣芽孢杆菌的活菌数为109CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备实施例的微生物菌剂。\n[0055] 制备实施例6\n[0056] 本制备实施例用于说明本发明的地衣芽孢杆菌的培养及微生物菌剂的制备。\n[0057] 将保藏编号为CCTCC NO：M2013497的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在32℃和100转/分振荡下培养至活菌浓度为2×109CFU/mL，得到种子菌液。\n[0058] 将100mL上述种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有450g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、150g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进行观察，直至每千克固体培养基中的地衣芽孢杆菌的活菌数为5×108CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备实施例的微生物菌剂。\n[0059] 制备对比例1\n[0060] 将购自ATCC的商品号为 14580TM的地衣芽孢杆菌(Bacillus \nlicheniformis)接种到LB培养基(含10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母提取物和10g/L的NaCl)中，在35℃和80转/分振荡下培养至活菌浓度为1010CFU/mL，得到种子菌液。\n[0061] 将100mL上述种子菌液均匀地淋洒到100kg发酵培养基中(发酵培养基含有600g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、300g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)，翻拌均匀后在30℃下发酵，在发酵过程中进行取样并通过显微镜直接计数法进行观察，直至每千克固体培养基中的地衣芽孢杆菌的活菌数为1010CFU，所得到的发酵后的物料即为本制备对比例的微生物菌剂。\n[0062] 测试实施例1\n[0063] 本测试实施例在室外盆栽实验中测定本发明所用的微生物菌剂在促进胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)的根系生长中的作用。\n[0064] 室外盆栽使用的基质土壤购自北京花卉市场的花卉土，土壤有机质含量10.24g/kg、全氮0.561g/kg、全磷1.14g/kg、全钾14.98g/kg、速效氮39.19mg/kg、速效磷16.26mg/kg、速效钾160.07mg/kg、pH6.5。并且，为了模拟矿山边坡的土壤环境，还在花卉土中掺入了与花卉土等重量的煤矸石粉(取自北京市房山区大安山乡的废弃煤矿)，盆栽试验盆高\n50cm、上直径30cm、下直径23cm，每盆加土8.2kg，分别加入制备实施例1-6和制备对比例1的微生物菌剂100g作为实验处理，并以加入100g的发酵培养基(含有600g/kg的秸秆(玉米秸秆，已粉碎为约10mm长，5mm宽，5mm厚的大小)、300g/kg的豆饼粉、5g/kg的磷酸二氢钾、5g/kg的硫酸亚铁和余量的水)作为空白对照。\n[0065] 在不同的盆中植入相同大小的胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)幼苗，分别用于在30天、60天和90天后，测定胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)的地下部分的生物量(即地下部分的鲜重)，并以实验处理的地下部分的生物量除以空白对照的地下部分的生物量，计算增重比，结果如表1所示。\n[0066] 表1\n[0067]\n[0068] 通过表1的数据可见，本发明所用的地衣芽孢杆菌菌剂能够显著的促进胡枝子和紫穗槐的根系生长并达到更高的发达程度。并且，在优选所述微生物菌剂还含有保藏编号为CCTCC NO：M2013498的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的情况下，能够进一步促进胡枝子和紫穗槐的根系生长。\n[0069] 实施例1\n[0070] 本实施例通过边坡原位监测来测定本发明的微生物菌剂在促进胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)和紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)的根系生长以及本发明的生态边坡的构建方法。\n[0071] 边坡位于北京市房山区大安山乡的废弃煤矿渣坡，将渣坡作为边坡基础。\n[0072] 首先制备作为实验处理和空白对照的袋装土壤，该袋装土壤为内装土壤的植生袋(107×74cm)，每袋装入250kg土壤(由125kg的客土和125kg的煤矸石粉混合而成)。分别在