本发明涉及土壤修复和土壤改良技术领域，具体的，本发明涉及一种采用矿物粉和微生物协同作用来进行重金属污染土壤的修复，并同时提供肥分进行土壤改良的方法。
背景技术：
土壤重金属污染是我国目前面临的重要环境污染问题。土壤重金属污染具有持久性和隐蔽性的特点，治理比较难，对多种土壤生物具有危害性，而且可通过食物链对人体健康造成巨大威胁。2014年4月18日，环境保护部和国土资源部发布了全国土壤污染状况调查公报，耕地土壤点位超标率达到19.4％，林地土壤为10.0％，草地土壤为10.4％。从污染物超标情况看，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％。可见，我国土壤重金属污染形势相当严峻，对农田重金属污染的治理迫在眉睫。
土壤重金属污染修复的方法比较多，其中对土壤中的重金属进行钝化是最简单有效的方法之一，该方法可减少重金属可交换态的含量，降低其生物有效性，减少动物植物的吸收量，从而达到污染修复土壤的目的。
专利cn201310324576.9公开了一种能够钝化土壤重金属的生物有机肥料，由微生物菌种、载体及培养基与畜禽粪便组成，所述的微生物菌种由硅酸盐微生物菌剂、有机物料腐熟剂、生物修复菌剂按照菌数比1：1：0.25配置，所述的禽粪便以牛粪为主，有机质≥45％，水分≤25％；还公开了一种生物有机肥料的制备方法，先以微生物菌、载体及培养基先进行预发酵制成高活性、高密度的菌群酵头，再用菌群酵头同畜禽粪便混合，进行二次发酵，制成含可钝化土壤重金属的微生物的优质生物有机肥，本产品中含有的特殊菌种，可以将土壤中活性较高的离子态的镉、砷等重金属转变成活性较低的络合态的重金属，从而降低作物对重金属的吸收，减少农产品中重金属的含量。该技术主要通过特殊菌将重金属进行钝化，钝化效率较低，而且成本高，不适合大面积使用。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对土壤中重金属的钝化效率高、并为土壤提供高效肥分的可以有效钝化土壤重金属的生物有机肥。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可以有效钝化土壤重金属的生物有机肥，其特征在于，该生物有机肥由微生物菌群、培养基、海鲜壳粉、腐殖酸粉、预发酵基料按重量比0.5～2:8～12:5～8:3～6:200混合配制。
所述的微生物菌群包括一下重量份的组分：巨大芽孢杆菌1～2份，蜡样芽胞杆菌1～2份，地衣芽孢杆菌0.5～1.5份，解淀粉芽孢杆菌0.5～1.5份，胶质芽孢杆菌0.5～1.5份、双歧杆菌1～2份、嗜热脂肪芽孢杆菌0.5～1.5份、啤酒酵母菌1～2份、黄孢原毛平革菌1～2份、诺卡氏菌0.5～1.5份、圆褐固氮菌0.5～1.5份、米曲霉菌0.5～1.5份，哈茨木霉菌0.5～1.5份。
所述的培养基包括以下重量份的组分：玉米浸粉5～10份、酵母浸粉1～3份、无机盐2～6份、红糖80～90份。
所述的无机盐由硝酸钾、硝酸铵、磷酸酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、硫酸亚铁按重量比20:15～18:15～18:2～6:2～7:0.1～1的配制而成。
所述的海鲜壳粉通过以下方法制得：将海鲜壳粉碎，然后在920～1120℃之间焙烧30～40min，去除其中的有机质和可灰化成分，然后制备成粒径为60～80μm的细颗粒
所述的预发酵基料为：畜禽粪便与秸秆按3～5:1的重量比进行初步发酵后的产物。
所述的畜禽粪便包括鸡粪、猪粪或牛粪，秸秆为粉碎后粒径为10～100mm的秸秆。
所述的初步发酵是指，将畜禽粪便与秸秆自然堆积1～2天。
一种可以有效钝化土壤重金属的生物有机肥的制备方法，步骤如下：
(1)将微生物菌群与培养基混合，在37℃±5℃条件下进行菌群扩培10天；
(2)扩培后的菌液用水稀释10倍；
(3)将上述稀释后的菌液、海鲜壳粉与腐殖酸粉混合均匀，将得到的混合物再与预发酵基料充分混合；
(4)将步骤(3)的得到的混合物进行好氧堆肥发酵，发酵过程中每天测定温度一次，待温度上升到60℃以上时，每隔1-2天进行翻堆，直至堆体温度降至室温，即可进行包装出料。
步骤(2)稀释菌液采用的水为去离子水。
传统钝化剂的而海鲜壳份由于其特殊的表面性质，钝化效率显著高于传统材料。一些微生物也具有钝化重金属的作用。如果将钝化材料和这些微生物相结合，有机地融合于肥料制作过程中，可以实现在施肥的同时高效钝化重金属，将土壤污染治理与土壤改良及地力提升有效结合起来，将显著提高农田污染治理和种植效率。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明首次采用海鲜壳粉进行高温焙烧后制成细颗粒材料，该材料具有固氮、固钾和固定有机肥的作用。增加肥料的稳定性，提高肥分利用率。同时海鲜壳粉具有良好的吸附固定重金属的作用，施肥后对土壤中的重金属可以起到很好的钝化作用。
2)本发明中的腐殖酸也具有较好的吸附螯合重金属离子的作用。其中的微生物菌剂经过筛选与配比，不仅对物料具有良好的发酵腐熟作用，而且多种微生物还对粪便及土壤中含有的活性重金属离子具有钝化作用，主要机理是微生物产生的大量分泌物(如乳酸、柠檬酸、草酸等)可与重金属离子进行螯合反应，减少活化态的重金属离子，同时微生物本身也可吸收一定数量的重金属离子。细海鲜壳份与腐殖酸和微生物起协同作用，大大增强了产品对重金属的吸附钝化作用。
3)本发明材料还可以增加土壤有机质，增加土壤的团粒结构，提供土壤微生物的活性、改善土壤生态，促进土壤营养物质的循环和作物的利用，具有很好的土壤改良作用。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种可以钝化土壤重金属的新型生物有机肥；具体是利用海鲜壳粉和特定微生物来制作新型生物有机肥，进行土壤中重金属的钝化，并为土壤提供高效肥分的方法。
所述的生物有机肥按以下组分备料：微生物菌群、培养基、海鲜壳粉、腐殖酸粉、预发酵基料按重量比1:9:6:5:200准备。
其中，微生物菌群包括巨大芽孢杆菌1.5份，蜡样芽胞杆菌1.5份，地衣芽孢杆菌1份，解淀粉芽孢杆菌1份，胶质芽孢杆菌1份、双歧杆菌1.5份、嗜热脂肪芽孢杆菌1份、啤酒酵母菌1.5份、黄孢原毛平革菌1.5份、诺卡氏菌1份、圆褐固氮菌1份、米曲霉菌1份，哈茨木霉菌1份。
所述培养基由玉米浸粉8份、酵母浸粉2份、无机盐5份、红糖85份组成；其中无机盐按硝酸钾、硝酸铵、磷酸酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、硫酸亚铁按20:17:17:5:5.5:0.5的比例配制而成。
所述的海鲜壳粉制备方法为，将海鲜壳进行粉碎，然后在920～1120℃之间焙烧30～40min，再制备成粒径为70μm的细颗粒。
所述预发酵基料鸡粪等畜禽粪便与秸秆按4:1的比例进行初步发酵后的产物。
所述有机肥的制备步骤如下：
(1)将微生物菌群与培养基按比例混合，在37℃±5℃条件下进行菌群扩培10天；
(2)扩培后的菌液用水稀释10倍；
(3)将上述稀释后的菌液、海鲜壳粉与腐殖酸粉混合均匀，将此混合液再与预发酵基料充分混合；
(4)将此混合物进行好氧堆肥发酵，发酵过程中每天测定温度一次，待温度上升到60℃以上时，每隔1-2天进行翻堆，直至堆体温度降至室温，即可进行包装出料。
实施例2
生物有机肥由微生物菌群、培养基、海鲜壳粉、腐殖酸粉、预发酵基料按重量比0.5:8:5:3:200混合配制。
所述的微生物菌群包括一下重量份的组分：巨大芽孢杆菌1份，蜡样芽胞杆菌1份，地衣芽孢杆菌0.5份，解淀粉芽孢杆菌0.5份，胶质芽孢杆菌0.5份、双歧杆菌1份、嗜热脂肪芽孢杆菌0.5份、啤酒酵母菌1份、黄孢原毛平革菌1份、诺卡氏菌0.5份、圆褐固氮菌0.5份、米曲霉菌0.5份，哈茨木霉菌0.5份。
所述的培养基包括以下重量份的组分：玉米浸粉5份、酵母浸粉1份、无机盐2份、红糖80份。
所述的无机盐由硝酸钾、硝酸铵、磷酸酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、硫酸亚铁按重量比20:15:15:2:2:0.1的配制而成。
其余同实施例1。
实施例3
生物有机肥由微生物菌群、培养基、海鲜壳粉、腐殖酸粉、预发酵基料按重量比2:12:8:6:200混合配制。
所述的微生物菌群包括一下重量份的组分：巨大芽孢杆菌2份，蜡样芽胞杆菌2份，地衣芽孢杆菌1.5份，解淀粉芽孢杆菌1.5份，胶质芽孢杆菌1.5份、双歧杆菌2份、嗜热脂肪芽孢杆菌1.5份、啤酒酵母菌2份、黄孢原毛平革菌2份、诺卡氏菌1.5份、圆褐固氮菌1.5份、米曲霉菌1.5份，哈茨木霉菌1.5份。
所述的培养基包括以下重量份的组分：玉米浸粉10份、酵母浸粉3份、无机盐6份、红糖90份。
所述的无机盐由硝酸钾、硝酸铵、磷酸酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、硫酸亚铁按重量比20:18:18:6:7:1的配制而成。
其余同实施例1。
对比例1
所述的生物有机肥中不含海鲜壳粉，其余同实施例1。
对比例2
未用生物有机肥。
在某镉和铅污染地块，使用上述实施例1-3和对比例制得的生物有机肥，用量为1吨/亩，作为基肥使用，分别种植水稻及大白菜。收集施肥前的土壤样品和作物收获后的土壤样品，以及大米和大白菜样品。采用gb/t23739-2009测定土壤中的有效镉和有效铅，并采用gb/t5009.268-2016测定大米及菜心中的镉和铅残留量，并设置未用生物有机肥的对照组。重金属残留量结果如下表1所示。
表1大米和大白菜重金属残留量(mg/kg)
可以看出，施用了本发明有机肥的大米中镉降低90％以上、铅降低80％以上；大白菜中的镉含量均降低80％以上。所有处理地块大米和大白菜中镉和铅含量均低于国家标准。而有机肥中不含海鲜壳粉时，尽管可以一定程度上降低镉铅含量，但是降低程度要远低于加海鲜壳粉，而对比例2超标。
本发明材料还可以增加土壤有机质，增加土壤的团粒结构，提供土壤微生物的活性、改善土壤生态，促进土壤营养物质的循环和作物的利用，对植物生长具有良好的促进作用。对上述水稻和大白菜的生长情况比较如下表2所示。
表2大米和大白菜产量
可以看出，施用了本发明的有机肥后，大米千粒重比未施生物有机肥的对比例2高35％以上，比未加海鲜壳粉的对比例1高6％以上；产量比对比例2提高40％以上，比对比例1提高8％以上。大白菜单株重比未施生物有机肥的对比例2高45％以上，比未加海鲜壳粉的对比例1高7％以上；产量比对比例2提高40％以上，比对比例1提高10％以上。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。