一种复合微生物土壤修复剂及其制备方法与流程

1.本发明属于土壤修复领域，具体涉及一种复合微生物土壤修复剂及其制备方法。


背景技术：

2.土壤作为人类赖以生存的物质来源的基础，随着工农业的发展，土壤污染日益严重，尤其是土壤重金属污染，土壤重金属污染具有隐秘性和累积性；随着时间的推移，土壤中的重金属累积会日益加重，土壤中的重金属通过食物链进入人体，对人类的健康造成威胁；重金属污染土壤的修复成为急需解决的环境问题，尤其是农田土壤，目前重金属污染土壤的修复剂包括化学修复剂和生物土壤修复剂，化学修复剂一方面其修复效果有限，另一方面化学修复剂不可避免地会改变土壤的微生态环境，对农田土壤的土壤肥力造成影响，而降低农作物的产量；而单纯的生物修复剂仅具有修复作用，在改善土壤理化性质以及促作物生长方面的效果尚不理想。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种复合微生物土壤修复剂及其制备方法，该复合微生物土壤修复剂具有良好修复重金属污染土壤的作用，在改善土壤理化性质以及修复土壤污染方面具有显著效果，对重金属污染土壤的修复率达到了50％以上，且可显著提高农作物的产量。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种复合微生物土壤修复剂，其是由以下重量份数的原料组成：10-18份复合微生物菌剂、30-70份有机质和10-25份无机原料；所述的复合微生物由以下重量比的微生物组成：0.5-5份枯草芽孢杆菌、0.5-5份地衣芽孢杆菌、0.3-4份胶冻样芽孢杆菌、0.2-3份巨大芽孢杆菌和0.2-3份淡紫紫孢菌；所述的有机质为农作物废弃物；所述的无机原料为海泡石、麦饭石和磷灰石的混合物；
6.进一步地，所述的复合微生物土壤修复剂中有效活菌数≥0.2亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；
7.优选地，所述的海泡石、麦饭石、磷灰石的重量比为1∶1∶1；
8.进一步地，所述的微生物土壤修复剂的制备方法，具体包括以下步骤：
9.(1)将海泡石、麦饭石和磷灰石置于球磨机中进行粉碎获得混合矿物粉体；将微生物复合菌分散于去离子水中搅拌获得菌种分散液，将混合矿物粉体分散于菌种分散液中；超声处理后过滤获得负载有菌种的混合矿物粉体，备用；
10.(2)将农作物废弃物粉碎处理获得粉体，向农作物废弃物粉体中加入等量的水，搅拌混合均匀后，向其中加入负载有菌种的混合矿物粉体，混合均匀后进行发酵处理，获得混合发酵产物；混合发酵产物经脱水干燥处理即可获得复合微生物土壤修复剂。
11.优选地，步骤(1)中所述的超声处理的温度为30℃，超声功率为300-400w，超声时间为40-60min；
12.优选地，步骤(1)中所述的混合矿物粉体的粒径为300-400目；
13.优选地，步骤(2)中所述的农作物废弃物粉体的粒径为100-200目；
14.本发明的海泡石、麦饭石、磷灰石作为复合微生物的载体，可显著提高微生物的存在稳定性；海泡石、麦饭石以及磷灰石混合形成的混合矿物与农作物废弃物经复合微生物发酵处理后，有利于其中的微量元素的溶出，提高土壤中营养成分的含量，有利于作物生长；同时，海泡石、麦饭石以及磷灰石还可通过物理或化学键合作用固定土壤中的重金属，达到降低土壤中重金属污染的目的；复合微生物可改善土壤的微生态环境，调节土壤的酸碱度；同时，混合矿物质和农作物废弃物经复合微生物发酵后的发酵产物可丰富土壤中的营养成分，改善土壤酸碱度等理化性质，改善土壤贫瘠以及板结等问题。
15.有益效果
16.将本发明的复合微生物土壤修复剂应用于重金属污染的土壤，其对土壤中的重金属具有钝化作用，可显著降低土壤中有效态重金属的含量，将土壤中的重金属由生物可利用的形态转化为稳定化状态；
17.本发明的复合微生物土壤修复剂中复合微生物与农作物废弃物有机质以及无机矿物粉体协同作用，改善土壤的理化性质，改变土壤的微生态环境，有利于作物的生长，可显著提高作物的产量。
具体实施方式
18.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作详细描述，但需要强调的是，本发明并不受限于所述的具体实施方式。
19.实施例1
20.一种复合微生物土壤修复剂，其是由以下重量份数的原料组成：10份复合微生物菌剂、30份有机质和10份无机原料；所述的复合微生物由以下重量份数的微生物组成：2.8份枯草芽孢杆菌、2.8份地衣芽孢杆菌、2.2份胶冻样芽孢杆菌、1.6份巨大芽孢杆菌和1.6份淡紫紫孢菌；所述的有机质为农作物废弃物；所述的无机原料为海泡石、麦饭石和磷灰石的混合物；所述的海泡石、麦饭石、磷灰石的重量比为1∶1∶1；其制备方法，具体包括以下步骤：
21.(1)取所述重量份数的海泡石、麦饭石和磷灰石置于球磨机中进行粉碎过筛获得300-400目混合矿物粉体；将活化后的微生物复合菌分散于去离子水中搅拌获得菌种分散液，将混合矿物粉体分散于菌种分散液中；超声处理后过滤获得负载有菌种的混合矿物粉体，备用；其中所述的超声处理的温度为30℃，超声功率为300w，超声时间为60min；
22.(2)将农作物废弃物粉碎处理获得粒径为100-200目粉体，向农作物废弃物粉体中加入等量的水，搅拌混合均匀后，向其中加入负载有菌种的混合矿物粉体，混合均匀后进行发酵处理，获得混合发酵产物；混合发酵产物经脱水干燥处理即可获得复合微生物土壤修复剂。
23.所述的复合微生物土壤修复剂中有效活菌数≥0.2亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；
24.实施例2
25.一种复合微生物土壤修复剂，其是由以下重量份数的原料组成：14份复合微生物菌剂、50份有机质和17.5份无机原料；所述的复合微生物由以下重量份数的微生物组成：2.8份枯草芽孢杆菌、2.8份地衣芽孢杆菌、2.2份胶冻样芽孢杆菌、1.6份巨大芽孢杆菌和
1.6份淡紫紫孢菌；所述的有机质为农作物废弃物；所述的无机原料为海泡石、麦饭石和磷灰石的混合物；所述的海泡石、麦饭石、磷灰石的重量比为1∶1∶1；其制备方法，具体包括以下步骤：
26.(1)取所述重量份数的海泡石、麦饭石和磷灰石置于球磨机中进行粉碎过筛获得300-400目混合矿物粉体；将活化后的微生物复合菌分散于去离子水中搅拌获得菌种分散液，将混合矿物粉体分散于菌种分散液中；超声处理后过滤获得负载有菌种的混合矿物粉体，备用；其中所述的超声处理的温度为30℃，超声功率为350w，超声时间为50min；
27.(2)将农作物废弃物粉碎处理获得粒径为100-200目粉体，向农作物废弃物粉体中加入等量的水，搅拌混合均匀后，向其中加入负载有菌种的混合矿物粉体，混合均匀后进行发酵处理，获得混合发酵产物；混合发酵产物经脱水干燥处理即可获得复合微生物土壤修复剂。
28.所述的复合微生物土壤修复剂中有效活菌数≥0.2亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；
29.实施例3
30.一种复合微生物土壤修复剂，其是由以下重量份数的原料组成：18份复合微生物菌剂、70份有机质和25份无机原料；所述的复合微生物由以下重量份数的微生物组成：14份复合微生物菌剂、50份有机质和17.5份无机原料；所述的复合微生物由以下重量比的微生物组成：2.8份枯草芽孢杆菌、2.8份地衣芽孢杆菌、2.2份胶冻样芽孢杆菌、1.6份巨大芽孢杆菌和1.6份淡紫紫孢菌；所述的有机质为农作物废弃物；所述的无机原料为海泡石、麦饭石和磷灰石的混合物；所述的海泡石、麦饭石、磷灰石的重量比为1∶1∶1；其制备方法，具体包括以下步骤：
31.(1)取所述重量份数的海泡石、麦饭石和磷灰石置于球磨机中进行粉碎过筛获得300-400目混合矿物粉体；将活化后的微生物复合菌分散于去离子水中搅拌获得菌种分散液，将混合矿物粉体分散于菌种分散液中；超声处理后过滤获得负载有菌种的混合矿物粉体，备用；其中所述的超声处理的温度为30℃，超声功率为400w，超声时间为40min；
32.(2)将农作物废弃物粉碎处理获得粒径为100-200目粉体，向农作物废弃物粉体中加入等量的水，搅拌混合均匀后，向其中加入负载有菌种的混合矿物粉体，混合均匀后进行发酵处理，获得混合发酵产物；混合发酵产物经脱水干燥处理即可获得复合微生物土壤修复剂。
33.所述的复合微生物土壤修复剂中有效活菌数≥0.2亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；
34.实施例4
35.实施例4中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：0.5份枯草芽孢杆菌、0.5份地衣芽孢杆菌、0.3份胶冻样芽孢杆菌、0.2份巨大芽孢杆菌和0.2份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
36.实施例5
37.实施例5中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：0.5份枯草芽孢杆菌、5份地衣芽孢杆菌、4份胶冻样芽孢杆菌、3份巨大芽孢杆菌和3份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
38.实施例6
39.实施例6中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：5份枯草芽孢杆菌、0.5份地衣芽孢杆菌、4份胶冻样芽孢杆菌、3份巨大芽孢杆菌和3份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
40.实施例7
41.实施例7中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：5份枯草芽孢杆菌、5份地衣芽孢杆菌、0.3份胶冻样芽孢杆菌、3份巨大芽孢杆菌和3份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
42.实施例8
43.实施例8中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：5份枯草芽孢杆菌、5份地衣芽孢杆菌、4份胶冻样芽孢杆菌、0.2份巨大芽孢杆菌和3份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
44.实施例9
45.实施例9中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：5份枯草芽孢杆菌、5份地衣芽孢杆菌、4份胶冻样芽孢杆菌、3份巨大芽孢杆菌和0.2份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
46.实施例10
47.实施例10中所述的复合微生物土壤修复剂的制备方法与实施例2的方法基本相同，不同之处在于调整了复合微生物菌剂中的微生物的组成为：5份枯草芽孢杆菌、5份地衣芽孢杆菌、4份胶冻样芽孢杆菌、3份巨大芽孢杆菌和3份淡紫紫孢菌；获得了复合微生物土壤修复剂；
48.对比例1
49.一种复合微生物土壤修复剂，其是由以下重量份数的原料组成：14份复合微生物菌剂、67.5份有机质；所述的复合微生物由以下重量份数的微生物组成：2.8份枯草芽孢杆菌、2.8份地衣芽孢杆菌、2.2份胶冻样芽孢杆菌、1.6份巨大芽孢杆菌和1.6份淡紫紫孢菌；所述的有机质为农作物废弃物；其制备方法，具体包括以下步骤：
50.将农作物废弃物粉碎处理获得粒径为100-200目粉体，向农作物废弃物粉体中加入等量的水，搅拌混合均匀后，向其中加入复合微生物菌剂，混合均匀后进行发酵处理，获得混合发酵产物；混合发酵产物经脱水干燥处理即可获得复合微生物土壤修复剂。
51.对比例2
52.对比例2与实施例2制备复合微生物土壤修复剂的方法基本相同，不同之处在于，其中所述的无机原料仅为海泡石；
53.对比例3
54.对比例3与实施例2制备复合微生物土壤修复剂的方法基本相同，不同之处在于，其中所述的无机原料仅为麦饭石；
55.对比例4
56.对比例4与实施例2制备复合微生物土壤修复剂的方法基本相同，不同之处在于，其中所述的无机原料仅为磷灰石；
57.修复试验
58.将本发明实施例2以及对比例1-4制备获得的复合微生物土壤修复剂分别应用于重金属铅污染农田土壤的修复，试验田为某重金属铅污染农田6亩，平均分成6组，其中一组作为空白对照组，其他14组作为实验组，依次施加本发明实施例2以及对比例1-4复合微生物土壤修复剂，经整地后在土壤中种植花生，每亩地均进行相同的田间管理及养护至花生收获。花生收获前采集土壤样品并对土壤中的重金属含量进行检测分析，同时对花生籽粒中的重金属含量进行了分析，还统计了花生的产量，结果如表1所示。
59.表1.
[0060][0061][0062]
由表1数据可以看出，本发明实施例2制备获得复合微生物土壤修复剂施加土壤后，经过一茬花生生长的修复周期(5个月)后，土壤中重金属铅有效态含量降低，花生籽仁中重金属铅的含量(≤0.4)降低，且都符合无公害食品花生卫生标准(ny5303-2005)；经本发明的复合微生物修复剂修复后，种植花生的产量提高。
[0063]
相比于对照组，对比例1-4制备获得的复合微生物修复剂修复后土壤中的重金属铅有效态含量也有所降低，花生产量提高，但重金属铅有效态含量降低幅度以及花生增产量小于本发明实施例2制备获得复合微生物土壤修复剂修复后的土壤。
[0064]
以上实验例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。