用于矿区土壤修复的微生物复合菌剂及其使用方法与流程

1.本发明属于环境修复领域，涉及利用土壤微生物菌群对矿区土壤进行修复，从而达到修复矿区生态环境的目的。


背景技术：

2.矿产是经济发展的基础性资源，为我国的高速经济发展做出巨大贡献。然而，不合理的矿山开采行为给矿山周边带来严重的生态环境问题，诸如，土壤退化、自然景观破坏、地质灾害、水资源污染、生物多样性降低等。这些环境问题加剧矿山生态系统功能的丧失，最终导致矿山失去原有的环境价值。
3.矿区的生态修复的基础在于对其土壤的修复，土壤的修复方法包括物理法、化学法和生物法。物理法需要大量的覆土，覆土厚度至少在30cm，这一修复方式成本很高；而化学法最大的问题在于化学药剂的添加存在改变土壤性质、造成植物减产等后果，不利于矿区生态的可持续发展。微生物修复具有成本低，修复效果好，对环境及土壤结构破坏小，有利于生态恢复等优点，被广泛地应用到矿山的生态修复，是一种比较有效的改良土壤的方式。尽管微生物修复技术已日益引起重视，由于难以寻取适宜菌株，大多数已报道的微生物修复方法效果不显著、见效慢、修复效果不稳定，限制了该技术的推广应用。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于矿区土壤修复的复合微生物菌剂及其使用方法，从而更有效地修复因矿山开发而遭到破坏的土壤。
5.本发明提供的复合微生物修复菌剂包括圆褐固氮菌(azotobacter chroococcum)、凝结芽孢杆菌(bacillus coagulans)、施氏假单胞菌(pseudomonas stutzeri)的混合物。
6.其中，所述微生物菌剂组合包括：
7.20-30wt％施氏假单胞菌(中国微生物菌种查询网编号：bio-52779)；
8.30-60wt％圆褐固氮菌(中国微生物菌种查询网编号：bio-05484)；
9.15-50wt％凝结芽孢杆菌(中国微生物菌种查询网编号：bio-53285)。
10.所述各微生物组分重量百分比之和为100％。
11.用于富集上述复合微生物菌剂的培养基配方为：10重量份葡萄糖，5重量份磷酸钙，0.3重量份氯化钠，0.03重量份硫酸亚铁，1重量份酵母提取液，1000重量份水，ph控制在7.0-7.5。
12.上述复合微生物修复菌剂按以下步骤使用：利用液体培养基对复合微生物菌剂进行富集培养，，培养温度和时间：30℃以上(例如30-35℃)，48-96h；或者20-30℃，72-120h。富集培养结束后，菌剂浓度为0.7-2g/l，将所得菌群均匀地喷洒至待修复区域，接种量为每m2面积1-10l；如此往复3-5次，每次间隔5-7天。接种复合微生物菌剂后需要保持土壤湿度为35％
±
5％。
13.本发明提供的复合微生物菌剂具有容易获得、制备简单构、无污染的优点，能够高效地改善土壤肥力。
具体实施方式
14.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
15.以下实施例中使用的菌种施氏假单胞菌(中国微生物菌种查询网编号：bio-52779)、圆褐固氮菌(中国微生物菌种查询网编号：bio-05484)、凝结芽孢杆菌(中国微生物菌种查询网编号：bio-53285)均购自中国微生物菌种查询网(www.biobw.org)。
16.实验所需土样来自于露天煤矿排土场，用于评价修复菌剂优劣的标准土样来自于同一区域内的自然草原土样。
17.实施例1
18.(1)配制复合微生物修复菌剂：20wt％施氏假单胞菌，60wt％圆褐固氮菌，15wt％凝结芽孢杆菌，所述各微生物组分重量百分比之和为100％。
19.(2)将复合微生物修复菌剂进行富集培养，液体培养基配方：10重量份葡萄糖，5重量份磷酸钙，0.3重量份氯化钠，0.03重量份硫酸亚铁，1重量份酵母提取液，1000重量份水，ph控制在7.0-7.5。
20.(3)利用液体培养基对复合微生物修复菌剂进行富集培养，培养温度和时间：20℃，120h。富集培养结束后，菌剂浓度为2g/l，将菌群均匀地喷洒至北方某待修复矿区土壤，修复区域面积约为200m2，接种量为每m2面积10l；如此往复3次，每次间隔5天。
21.(4)每次接种结束后，应洒水保持土壤湿润含水量为35％
±
5％。经检测，其土壤理化指标可接近自然草原状态。
22.实施例2
23.(1)配制复合微生物修复菌剂：30wt％施氏假单胞菌，50wt％圆褐固氮菌，20wt％凝结芽孢杆菌，所述各微生物组分重量百分比之和为100％。
24.(2)将复合微生物修复菌剂进行富集培养，液体培养基配方：10重量份葡萄糖，5重量份磷酸钙，0.3重量份氯化钠，0.03重量份硫酸亚铁，1重量份酵母提取液，1000重量份水，ph控制在7.0-7.5。
25.(3)利用液体培养基对复合微生物修复菌剂进行富集培养，培养时间：35℃，48h。富集培养结束后，菌剂浓度在0.7g/l，将菌群均匀地喷洒至北方某待修复矿区土壤，修复区域面积约为200m2，接种量为每m2面积5l；如此往复4次，每次间隔6天。
26.(4)每次接种结束后，应洒水保持土壤湿润含水量为35％
±
5％。经检测，其土壤理化指标可接近自然草原状态。
27.实施例3
28.(1)配制复合微生物修复菌剂：30wt％施氏假单胞菌，40wt％圆褐固氮菌，30wt％凝结芽孢杆菌，所述各微生物组分重量百分比之和为100％。
29.(2)将复合微生物修复菌剂进行富集培养，液体培养基配方：10重量份葡萄糖，5重量份磷酸钙，0.3重量份氯化钠，0.03重量份硫酸亚铁，1重量份酵母提取液，1000重量份水，
ph控制在7.0-7.5。
30.(3)利用液体培养基对复合微生物修复菌剂进行富集培养，培养时间：25℃，72h。富集培养结束后，菌剂浓度在1g/l，将菌群均匀地喷洒至北方某待修复矿区土壤，修复区域面积约为200m2，接种量为每m2面积1l；如此往复5次，每次间隔7天。
31.(4)每次接种结束后，应洒水保持土壤湿润含水量为35％
±
5％。经检测，其土壤理化指标可接近自然草原状态。
32.实施例4
33.(1)配制复合微生物修复菌剂：25wt％施氏假单胞菌，50wt％圆褐固氮菌，25wt％凝结芽孢杆菌，所述各微生物组分重量百分比之和为100％。
34.(2)将复合微生物修复菌剂进行富集培养，液体培养基配方：10重量份葡萄糖，5重量份磷酸钙，0.3重量份氯化钠，0.03重量份硫酸亚铁，1重量份酵母提取液，1000重量份水，ph控制在7.0-7.5。
35.(3)利用液体培养基对复合微生物修复菌剂进行富集培养，培养时间：30℃，96h。富集培养结束后，菌剂浓度在0.7g/l，将菌群均匀地喷洒至北方某待修复矿区土壤，修复区域面积约为200m2，接种量为每m2面积8l；如此往复5次，每次间隔5天。
36.(4)每次接种结束后，应洒水保持土壤湿润含水量为35％
±
5％。经检测，其土壤理化指标可接近自然草原状态。
37.对实施例1～4修复后的土壤以及对照组(未喷菌的土壤和自然草原土样)送至重庆索奥监测有限公司进行土壤养分的测试，实验结果参见表1。
38.表1
[0039][0040]
所述土壤养分以土壤碳氮比的指标进行表征。通常土壤碳氮比在15到25之间表明土壤养分状况较为良好，且越高表示养分越多。此外，粘粒比例含量的增加，说明土壤的保水能力再加强，土壤状况在逐渐变好。