本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种微生物农田土壤修复剂及其修复方法。
背景技术：
人类祖祖辈辈繁衍生息在土地上，通过在土壤上耕种来获得源源不断的生存资源。目前，农田里为了增产增效大量地使用化学肥料及农药，致使土壤中重金属含量超标，土壤板结严重，最终导致农作物减产甚至无法生长。土壤受到了重金属的污染，耕种用的农田土壤环境逐步变差。重金属会通过食物链最终富集到人类体内，给食用者的身体健康带来安全隐患。耕种土壤的污染和粮食的减产都阻碍了农业健康的发展，因此需要有效可行的土壤修复方法。
农田土壤重金属污染的治理方法按空间来分有原位修复和异位修复，按处理方法来分有工程措施、化学措施、微生物措施。土壤修复方法各有利弊：异位修复比较彻底但操作难度大、成本高昂且不适用于大面积农田修复。工程措施包括客土法、换土法、深耕翻土法、固化、稳定化方法、电动力修复法等，工程措施具有稳定、见效快的优点，但存在工程量大、投资费用高、二次污染隐患等缺点，不适宜大面积污染土壤的治理。化学治理措施包括淋溶法、施用改良剂等方法，能够在短期内降低土壤中重金属的毒性和生物有效性，但因为人为的向土壤中施加化学药剂，化学药剂过量投放易造成土壤的二次污染。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种微生物农田土壤修复剂及其修复方法，以解决农田土壤重金属污染、农作物生长不良、土壤修复成本高、工程量大、耗时长、存在药剂过量投放土壤二次污染等技术问题。
本发明一个方面提供一种微生物农田土壤修复剂，所述修复剂包括培养基和微生物；所述培养基包括红糖或者白砂糖、无菌水和营养盐。
进一步，所述微生物为放线菌，乳酸菌，酵母菌，解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中的一种或几种；各微生物菌株的质量百分比为：放线菌1.1％～1.3％，乳酸菌0.8％～1.0％，酵母菌0.9％～1.1％，解磷菌1.1％～1.2，解钾菌1.1％～1.2，固氮菌0.8％～1.6％，枯草芽孢杆菌0.7％～1.3％，巨大芽孢杆菌1％～1.5％，胶冻样芽孢杆菌0.5％～1％和苏云金芽孢杆菌0.7％～1.2％。
进一步，所述培养基中红糖或者白砂糖的质量百分比为2％～3％，营养盐的质量百分比为0.1％～0.35％。
进一步，所述修复剂中活菌数不低于2.5亿/ml。
本发明另一方面提供使用上述微生物农田土壤修复剂进行土壤修复的方法，所述方法包括土壤样品的采集与检测、土壤修复剂的成分调配、土壤修复剂的使用及使用之后的土况保持，具体按下述步骤进行：
步骤一，采集土壤样品并检测重金属成分及活性态含量；
步骤二，根据检测数据有针对性地配比土壤修复剂；
步骤三，测定土壤含水量；
步骤四，在待处理的土壤表层施有机肥，将土壤修复剂稀释后喷洒在待处理的土壤表层，完成之后翻耕土壤；
步骤五，覆土保温，棚膜垂放，进入土壤修复过程。
进一步，所述步骤三测定土壤含水量，并将含水量控制在30％～50％。
进一步，所述禽畜粪便为鸡粪，羊粪和牛粪中的一种或几种。
进一步，翻耕深度20cm～40cm。
进一步，步骤五中棚内温度为20℃～40℃。
进一步，所述修复剂覆盖到需要进行修复的土壤上，微生物修复剂的用量为每亩10～30L。
进一步，所述步骤四土壤修复剂使用水稀释，稀释比例为1∶80～100。
在一些优选的实施方案中，微生物农田土壤修复剂由2％的红糖，0.25％的营养盐，1.2％的放线菌，1.1％的解钾菌，0.9％的的乳酸菌，1％的酵母菌，1.1％的解磷菌和无菌水组成。
本发明的有益效果体现在：
(1)本发明一种微生物农田土壤修复剂及其修复方法，该修复方法基于微生物修复技术，具体由土壤样品的采集与检测、土壤修复剂的成分调配、土壤修复剂的使用及使用之后的土况保持等技术环节构成。土壤修复剂中的有效成分能够固化土壤中的活性态重金属，降低其对农作物的毒害作用，为农作物的生长提供良好的环境，实现了在重金属污染区域温室大棚内农作物的种植，通过田间试验的对比，效果显著。
(2)本发明提供的微生物农田土壤修复剂，配比科学合理并可以有针对性的优化土壤的微生物菌群，改善土壤理化性质，增强土壤的微生物活性。修复后的土壤条件良好，质地疏松，有机物质利用率增加。使用者可以通过不断调整修复剂组分，使污染的土壤逐步恢复净化功能和缓冲功能。修复后的耕地土壤能促进作物生长，抑制土传病害。
(3)本发明一种微生物农田土壤修复剂及其修复方法，具有成本低、见效快、易操作、效果稳定、无二次污染等优点，本发明具有抛砖引玉的作用，将使微生物原位土壤修复技术逐步成为农田土壤修复的主要研发方向。
本发明提供的微生物农田土壤修复剂及其修复方法可以广泛应用于农业、林业和土壤改良等领域，以解决了土壤重金属危害农作物生长的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。
具体实施方式
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。以上术语涵盖术语“由……组成”和“基本上由……组成”。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。
本发明提供一种微生物农田土壤修复剂，所述修复剂包括培养基和微生物；所述培养基包括红糖或者白砂糖、无菌水和营养盐。
其中，所述微生物由放线菌，乳酸菌，酵母菌，解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中的一种或几种混合而成；各微生物菌株的质量百分比为：放线菌1.1％～1.3％，乳酸菌0.8％～1.0％，酵母菌0.9％～1.1％，解磷菌1.1％～1.2、解钾菌1.1％～1.2、固氮菌0.8％～1.6％、枯草芽孢杆菌0.7％～1.3％、巨大芽孢杆菌1％～1.5％、胶冻样芽孢杆菌0.5％～1％和苏云金芽孢杆菌0.7％～1.2％。
所述培养基中红糖或者白砂糖的质量百分比为2％～3％，营养盐的质量百分比为0.1％～0.35％，所述微生物菌液中活菌数不低于2.5亿/ml。
本发明还提供一种使用上述微生物农田土壤修复剂进行土壤修复的方法，所述方法包括土壤样品的采集与检测、土壤修复剂的成分调配、土壤修复剂的使用及使用之后的土况保持，具体按下述步骤进行：
步骤一，采集土壤样品并检测重金属成分及活性态含量(详见表3)；具体的，利用环刀式原状土壤取样器，采用棋盘式布点法采集土壤样品(若温室大棚较为狭长则采用蛇形布点法)，土壤样品数量5个/亩(依据实际面积按比例增减)，采集完成之后利用GB15618-1995方法检测重金属含量(可以交由检测机构检测)；
步骤二，根据表3提供的检测数据有针对性地配比土壤修复剂(实施例1～4，配比详见表1)；
步骤三，测定土壤含水量，并将含水量控制在30％～50％。若含水量不足需要浇水保湿。
步骤四，将禽畜粪便(禽畜粪便可以为鸡粪、羊粪、牛粪等)的有机肥按农作物正常生长所需量均匀施撒于待处理的土壤表面，将土壤修复剂稀释后喷洒在待处理的土壤表层，完成之后立即翻耕土壤，翻耕深度20cm～40cm；土壤修复剂使用水稀释，比例为1∶80～100。
步骤五，土壤翻耕完成之后，覆土保温将温度控制在20℃～40℃，棚膜垂放，保持大棚内厌氧环境，土壤进入修复过程。若处理时节为夏季，则需要定时开棚口通风降温。所述步骤三、步骤四和步骤五需要在24小时内完成。使用土壤修复剂之后，5～8天为微生物土壤修复剂的修复期，期间不能进行农事操作并且不得使用任何化肥农药。根据目前修复土壤获得的数据，修复剂覆盖到需要进行修复的土壤上，用量为每亩10～30L。修复剂用量需要根据有机肥的量设定。每一吨有机肥平均配10L菌液。
需要注意的是本发明提供的微生物农田土壤修复剂仅能与以禽畜粪便类为原料的有机肥配合使用。
实施例1～4为发明人在山东省青州市某村进行的实验，当地农民由于长期大量使用化肥农药，使得土壤重金属污染问题十分突出，严重影响了当地农民的收入，限制了当地农业的发展。我们在当地采用对照试验的方法，对比了传统模式与使用土壤修复剂两种处理方式下通过尖椒一个生长季的时间(5～6个月左右)，土壤重金属含量前后的变化。
通过抽取土壤样品并测定其重金属含量后，制备修复剂，如下表1所示：
表1实施例1～4的组分配比
进行土壤修复施工时，实施例1～4的土壤修复反应参数如下表2所示：
表2土壤修复反应参数
表3：对照组处理前、后各重金属元素含量变化
小结：
从表3中可看出，传统种植方式由于使用了化肥，采收后土壤重金属污染严重。使用了本发明提供的微生物修复剂进行土壤修复，土壤中的重金属不同程度的降低，说明配合本发明提供一种微生物农田土壤修复剂对土壤中活性态重金属含量有明显的抑制作用。
基于上述实施例1～4，本发明提供的一种微生物农田土壤修复剂，污染土壤采样科学，配比合理，方法有效。土壤修复剂中的有效成分能够有针对性的固化土壤中的活性态重金属，降低其对农作物的毒害作用，为农作物的生长提供良好的环境，应用前景广阔。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。