微生物菌剂及钝化土壤中重金属方面的应用_2

文档序号:8246652阅读:来源:国知局
菌种都有大量存活,而且比例稳定,能 够使得发酵过程正常进行。优选每克菌剂中各菌种的数量为表I. 1所示的数值范围,即以 表1. 1所示的较小的数值为下限、以表1. 1所示的较大的数值为上限的范围,例如每克菌 剂中 JceioAacieraceii的数量为 3. 30 X 10 7~3· 38 X IO7;又如每克菌剂中如〇5772>77?? 知<3幻7£?>^的数量为1.21叉10 8~1.33叉108。
[0010] 优选在本发明的第二方面中,所述微生物菌剂包括的基质可以是灭菌处理过的, 也可以是未经过灭菌处理的。基质的主要用途是使微生物附着,分散均匀,因此基质中往往 有植物纤维(通常是植物纤维性废弃物);为了使微生物菌剂中的菌种能够长期存活,基质 中优选还包括微生物营养成分,如动物粪便、动物源性蛋白、植物源性蛋白和/或单细胞蛋 白等。常见的植物纤维材料有木屑、稻壳、稻糠、秸杆等;常见的动物粪便有人粪便、牛粪、 猪粪、鸡粪等;常见的动物源性蛋白有鱼粉等;常见的植物源性蛋白有豆粉等;单细胞蛋白 通常用于饲料中,但是本发明人发现配制微生物菌剂时使用单细胞蛋白有助于提高菌种的 存活量,因此优选基质中含有单细胞蛋白,常见的单细胞蛋白如中国专利申请CN1426460A、 CN1607908A等所述的那些,可以通过诸如挪威诺弗姆公司购买。在优选的方面,所述基质包 括植物纤维、动物粪便、动物源性蛋白、植物源性蛋白和单细胞蛋白之一种或多种,更优选 所述基质包括木屑、稻壳、稻糠、秸杆、牛粪、猪粪、鸡粪、鱼粉、豆粉和单细胞蛋白之一种或 多种,最优选所述基质是稻壳、牛粪、鱼粉、大豆粉和单细胞蛋白的混合物。
[0011] 另外,在一个独立的方面,本发明的目的还在于提供用于本发明第二方面所述的 微生物菌剂的制备方法,其包括将本发明第一方面所述的微生物组合物与基质混合的步 骤。为了方便操作,优选用培养各菌种的菌液等体积混合,也优选基质中各成分等质量混 合。优选混合的步骤之后,所述制备方法还包括将所得的混合物在室温下放置的步骤。这 样,可以使菌种在基质中增殖并形成稳定的比例。在本文中,室温具有本领域技术人员所能 理解的含义,为了清楚起见,其指的是温度介于15和30摄氏度,优选介于18和25摄氏度, 最优选为22摄氏度。通常放置的时间为2-10周,直至可以形成稳定的菌种存活量比例,放 置的时间优选为3-8周,更优选为4-7周,最优选为5周。放置的中优选对混合物通气,可 以通过翻动、搅动来通入气体,如每周翻动1-5次使混合物通气。
[0012] 在第三方面,本发明的目的在于提供改良剂,其通过本发明第二方面所述的微生 物菌剂对动物粪便和植物纤维发酵而成。
[0013] 优选该改良剂用于次生盐碱地和/或沙化地改良。
[0014] 也优选该改良剂用于重金属污染土地改良。
[0015] 由于重金属在土壤中以稳定态和可交换态这两种形式存在,前者难以释放被植物 利用,基本不会造成植物中重金属的残留;而后者由于其生物有效性,是植物中重金属积累 的罪魁祸首,加之其可移动性,所以可交换态的重金属是修复的对象。所以,在本文中,土壤 重金属污染的修复指的是降低土壤中可交换态的重金属。即在本文中,如无相反指示,术语 "重金属"及具体的重金属,指的均是相应可交换态的重金属。对于植物中的重金属来说,都 被视为是可交换态的。
[0016] 在本文中,术语"次生盐碱地"具有本领域技术人员所公知的意义,指的是分布在 干旱、半干旱地区的土壤,原本可以种植植物(包括农作物),但是因灌溉不合理,过量施入 化肥,导致地下水位上升,引起可溶性盐类在土壤表层或土壤中不断积累。与原生盐碱地不 同,次生盐碱地原来接受过各种肥料成分,所以再次使用肥料成分处理的效率通常不高,而 更加倚重土壤中存活的微生物发挥的土壤改造的效果。
[0017] 在本文中,术语"土壤沙化"具有本领域技术人员所公知的意义,指的是由于盐渍 和大风吹蚀等造成的土壤颗粒细化,植物生产能力下降甚至彻底丧失。
[0018] 本发明的改良剂施用时,可以与次生盐碱或沙化地的表层土壤混合,优选可以与 次生盐碱或沙化地的表面至以下IOOcm之间的土壤混合,更优选可以与次生盐碱或沙化地 的表面至以下50cm之间的土壤混合,最优选可以与次生盐碱或沙化地的表面至以下20cm 之间的土壤混合。混合可以通过耕翻表层土壤并将本发明的改良剂加入其中混合。施用量 可以根据植物的种类和生长情况以及次生盐碱或沙化地的具体情况来确定,通常为每平方 米0. 5~50kg,优选为每平方米]~20kg,更优选为每平方米3~10kg,如每平方米5kg。
[0019] 本发明的改良剂施用时,可以与重金属污染土地的土壤混合,优选其可以与重金 属污染土地的土壤以1 :20~200(优选30~150,更优选40~100,最优选1 :50)的重量比混合。
[0020] 优选在本发明的第三方面中,动物粪便是畜禽粪便,优选选自牛粪、猪粪、鸡粪之 一种或多种,最优选是牛粪。另外其中,优选植物纤维选自木屑、稻壳、稻糠和秸杆之一种或 多种,更优选是稻壳和/或秸杆,最优选是稻壳。
[0021] 在第四方面,本发明的目的在于提供本发明第三方面所述的改良剂的制备方法, 其依次包括以下步骤: (1) 混合本发明第二方面所述的微生物菌剂、动物粪便和植物纤维; (2) 使步骤(1)得到的混合物发酵,直至升温到60-70°C,优选升温到65°C ; (3) 使步骤(2)得到的发酵产物保温在60-70°C发酵5-18天,优选发酵7-15天,最优 选发酵10天;和 (4) 使步骤(3)得到的发酵产物保温在45-55°C发酵7-20天,优选保温在48~52°C,更 优选保温在50°C。
[0022] 由于通常改良剂的发酵条件无法做到食品或工业品发酵的洁净程度,时刻受着寄 生虫和杂菌的污染,同时发酵原料中本身就存在着有害的寄生虫(如,蛔虫卵)和干扰本发 明的微生物菌剂生长的杂菌,因此需要利用发酵所产生的高温杀灭和抑制。但是,本发明人 发现高于70摄氏度的高温同样也会影响本发明的微生物菌剂中大多数菌种的生长、繁殖 和发酵,甚至会彻底杀灭本发明的微生物菌剂中的某些菌种,对发酵产生极其不利的影响。 因此,本发明的次生盐碱沙化改良剂的制备方法应当使步骤(3)的杀灭寄生虫和抑制杂菌 繁殖的步骤中温度应当控制在70°C以下。在步骤(4)的发酵过程中也应当保持适当的高温 (50°C左右),不在本发明的微生物菌剂中多数菌种的最适生长、发酵温度发酵,以避免低温 下杂菌过快生长的影响。对于其中步骤(2),优选保温在65°C ;其升温时间通常为2-3天。 对于其中步骤(4),优选发酵10-15天,最优选发酵12天。本发明的改良剂的制备方法中控 制温度可以仅需要通过翻动、搅拌发酵槽内混合物的开启频率以及速度,通过控制通入的 外界室温空气的多寡,就能控制,优选是自动化控制。
[0023] 在第五方面,本发明的目的在于提供本发明第一方面所述的微生物组合物在制备 用于次生盐碱地和/或沙化地改良的改良剂中的应用方法,优选其中改良剂是本发明第三 方面所述的改良剂。
[0024] 相应地,在第五方面,本发明的目的还在于提供本发明第一方面所述的微生物组 合物在制备用于重金属污染土地改良的改良剂中的应用方法,优选其中改良剂是本发明第 三方面所述的改良剂。
[0025] 在第六方面,本发明的目的
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