本发明涉及土壤修复调理剂技术领域，具体是一种微生物土壤修复调理剂及其制备方法和应用。
背景技术
土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期使用化学肥料及化学农药，土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤有机质下降土壤板结退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。
不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法。
工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。
物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。
固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的酸碱性、氧化还原条件或离子构成情况，进而对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用产生影响的稳定化技术。但固化/稳定化方法只是改变了重金属在土壤中的形态，不能使重金属真正的土壤中脱离，随着环境条件的改变，其生物有效性也可能变化，容易再度活化而危害土壤环境污染。
土壤淋洗技术是运用化学试剂与土壤固相中的重金属作用，形成溶解性的重金属离子或金属络合物，然后用清水把污染物冲至根层外，再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤，使之与重金属离子形成更稳定的络合物，使重金属形成化合物沉淀。该项技术的关键是提取液的选择，既能提取重金属，又能不损害土壤结构。如果提取液选取不当，很可能造成二次污染。
植物修复技术是利用天然植物及其根际微生物的生长代谢去除、转化和固定土壤中的重金属，从而实现地下水净化目的的技术，包括植物提取、植物挥发和植物稳定。植物提取即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物，随后收割地上部并进行集中处理；植物挥发是利用植物根系吸收金属，并将其转化为气态物质挥发到大气中；植物稳定是通过金属在根部的积累沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化。植物修复技术适用于多数重金属的处理，应用性很强，适合大面积污染场地治理，但该处理对土壤条件要求较高，受环境因素限制较大，修复深度仅为根际范围，修复周期长，而且重金属浓度过高会显著抑制植物的正常生长。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，适应现实发展，提供一种微生物土壤修复调理剂及其制备方法和应用。
本发明所述的一种微生物土壤修复调理剂，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌0.5～3.5份，植物碳粉10～25份，生物熬合剂1～15份，生物有机质20～35份，澎润土15～35份，有机硅10～40份，风化煤10～25份。
优选地，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌1.5～2.5份，植物碳粉15～20份，生物熬合剂5～10份，生物有机质25～30份，澎润土20～30份，有机硅20～30份，风化煤15～20份。
更优选地，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌2份，植物碳粉17.5份，生物熬合剂7.5份，生物有机质27.5份，澎润土25份，有机硅25份，风化煤17.5份。
本发明还公开了一种微生物土壤修复调理剂的制备方法，包括如下步骤：
先将所述植物碳粉碎，过120目筛，得到植物碳粉；
再将所述植物碳粉与所述铜绿假单胞原菌在所述生物熬合剂的作用下混合，然后在40℃条件下熬合发酵48小时，再按顺序依次与所述生物有机质、所述澎润土、所述有机硅和所述风化煤混合搅拌均匀，得到微生物土壤修复调理剂；
最后将所述微生物土壤修复调理剂放入加厚的聚乙烯塑料袋内，冲氮气保护储存。
上述微生物土壤修复调理剂的应用，对施肥过度导致的酸化、盐化、板结的土壤修复调理。
进一步，应用于春施，在田间将所述微生物土壤修复调理剂与肥料混合均匀，播种时随着肥料一起施入土壤。
进一步地，应用于秋施，秋收后整地时，将所述微生物土壤修复调理剂撒于田间地表，耕翻。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：
本发明提供的微生物土壤修复调理剂，其关键技术是将微生物与植物碳有机螯合生成微生物菌碳，微生物菌碳具有嗜重金属性作用，对土壤中重金属及各种污染介质进行净化吸收分解，使土壤重金属污染及土壤板结化有了很好的改善，提高了土壤的蛋白脂，而且造价成本低，使用方便，没有二次土壤重金属及土壤水质污染，提高农作物产品质量，使我们食用的农产品更绿色安全，发展前景好。
铜绿假单胞原菌微生物，具备一般表面活性剂的基本特征，其亲水基团一般是由1～2分子的铜绿假单胞环构成，憎水基团则由1～2分子具有不同碳链长度的饱和或不饱和脂肪酸构成。在生物合成过程中，这些基团之间可相互链接而生成多种化学结构相近的同系物。铜绿假单胞原菌发酵产物之一铜绿假单鼠李糖脂，可以修复人类所造成的环境污染，包括土壤、水、金属或其他污染物，具有一定的金属螯合能力，作为螯合剂可用来清除土壤、污水及其他液体的重金属污染物；还可用作于采用植物修复方法吸收土壤重金属离子的方式处理土壤，是植物技术原位处理被重金属污染土壤的优良产品。
本发明提供的微生物土壤修复调理剂对碱性土壤环境改善可以起到有效的作用，是碱性土壤改性良好的添加剂。利用rh在碱性条件下，电离出rh-与h+的性能，与碱性土壤中的oh-中和改善土壤的碱性，从而改变土壤板结环境条件。
在土壤中适量施加植物碳粉后，由黑色炭粉吸收太阳能，可使土壤温度提高，植物碳能改善土壤的透气性和排水能力，可以吸收土壤中的重金属，改变土壤的酸碱度，增加co2含量，提高土壤细胞活动等。
土壤有机质是土壤中来源于生命的物质，土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，是植物营养的主要来源之一，能够促进植物的生长发育，改善土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，并具有提高土壤的保肥性和缓冲性的作用，与土壤的结构性、通气性、渗透性和吸附性、缓冲性有密切的关系；土壤有机质还具有络合和吸附的作用，因而能减轻或消除农药的残毒和重金属的污染，腐殖物质能与重金属离子络合，从而会有助于消除土壤溶液中过量的重金属离子对作物的毒害作用。
膨润土具有良好的粘结性、分散性和吸附性等，含有钾、磷、钠、镁、铝、铜、镭、钛、铬、钒、铁、锌等多种营养元素，在改良土壤方面具有较好的效果，将膨润土和砂质土壤混合起来，可明显改善土壤板结，防止土壤养分流失，改善水分状况，提高作物产量。施膨润土可有效降低土壤容重，提高土壤中的含水量，创造良好的保水保肥环境而不产生污染，并因而促进植物生长发育，有利干物质积累。
有机硅是土壤的保健营养料，能活化有益微生物，改良土壤，矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌、抗重茬及减轻重金属污染作用。
风化煤含有较高腐植酸，由于土壤水稳性团粒和微团聚体的增加，土壤容重、孔隙度、空气含量及渗透速度均有改善，土壤耕作性能也便随之改善。氧化还原电位值提高，根层土壤水分溶解氧和土壤呼吸强度均增加；风化煤改良盐碱土，是由于风化煤本身呈酸性有较大的代换量，土壤的理化性状得到了改善，因此，有利于土壤盐分特别是钠离子的脱除，同时也降低了钾、钠离子与钙、镁离子，增强土壤水保能力。
生物螯合剂是新一代的螯合剂，由植物原料发酵制备而成，是安全并且容易生物降解的螯合剂，且植物碳与微生物菌代谢物有螯合能力；由于它是天然物质、可持续的再生原料，在ph范围宽的条件下，具有特别高的溶解度，螯合能力强，同时还能对体系中的其它物质产生协同效应，并且对皮肤和眼睛均没有刺激性，是一种最安全最环保的绿色螯合剂。
本发明提供的微生物土壤修复调理剂，通过创造性的配方组合及制备方法使各组份本身的作用相互配合，产生协同效应，使产品效果达到极限，能迅速改善土质，使酸化、盐化、板结、施化学肥料过度而导致的污染土壤快速恢复活力；
改善土壤连作障碍，提供适宜生长的土壤环境，有利于土壤良性循环；
提高作物产量，改善土壤品质；
预防病虫害、病菌对植物的危害，增强抗病、抗菌、抗逆能力；
分解土壤、植物体内肥料、农药残留，螯合重金属对环境的污染。
备注：生物材料铜绿假单胞原菌来源于商业购买。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例做详细说明。
实施例1
一种微生物土壤修复调理剂，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌0.5kg，植物碳粉10kg，生物熬合剂1kg，生物有机质20kg，澎润土15kg，有机硅10kg，风化煤10kg；
上述微生物土壤修复调理剂的制备方法，包括如下步骤：
先将所述植物碳粉碎，过120目筛，得到植物碳粉；
再将所述植物碳粉与所述铜绿假单胞原菌在所述生物熬合剂的作用下混合，然后在40℃条件下熬合发酵48小时，再按顺序依次与所述生物有机质、所述澎润土、所述有机硅和所述风化煤混合搅拌均匀，得到微生物土壤修复调理剂；
最后将所述微生物土壤修复调理剂放入加厚的聚乙烯塑料袋内，冲氮气保护储存。
实施例2
一种微生物土壤修复调理剂，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌3.5kg，植物碳粉25kg，生物熬合剂15kg，生物有机质35kg，澎润土35kg，有机硅40kg，风化煤25kg；
上述微生物土壤修复调理剂的制备方法，包括如下步骤：
先将所述植物碳粉碎，过120目筛，得到植物碳粉；
再将所述植物碳粉与所述铜绿假单胞原菌在所述生物熬合剂的作用下混合，然后在40℃条件下熬合发酵48小时，再按顺序依次与所述生物有机质、所述澎润土、所述有机硅和所述风化煤混合搅拌均匀，得到微生物土壤修复调理剂；
最后将所述微生物土壤修复调理剂放入加厚的聚乙烯塑料袋内，冲氮气保护储存。
实施例3
一种微生物土壤修复调理剂，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌1.5kg，植物碳粉15kg，生物熬合剂5kg，生物有机质25kg，澎润土20kg，有机硅20kg，风化煤15kg；
上述微生物土壤修复调理剂的制备方法，包括如下步骤：
先将所述植物碳粉碎，过120目筛，得到植物碳粉；
再将所述植物碳粉与所述铜绿假单胞原菌在所述生物熬合剂的作用下混合，然后在40℃条件下熬合发酵48小时，再按顺序依次与所述生物有机质、所述澎润土、所述有机硅和所述风化煤混合搅拌均匀，得到微生物土壤修复调理剂；
最后将所述微生物土壤修复调理剂放入加厚的聚乙烯塑料袋内，冲氮气保护储存。
实施例4
一种微生物土壤修复调理剂，由下列重量份的原料制成：2.5kg，植物碳粉20kg，生物熬合剂10kg，生物有机质30kg，澎润土30kg，有机硅30kg，风化煤20kg；
上述微生物土壤修复调理剂的制备方法，包括如下步骤：
先将所述植物碳粉碎，过120目筛，得到植物碳粉；
再将所述植物碳粉与所述铜绿假单胞原菌在所述生物熬合剂的作用下混合，然后在40℃条件下熬合发酵48小时，再按顺序依次与所述生物有机质、所述澎润土、所述有机硅和所述风化煤混合搅拌均匀，得到微生物土壤修复调理剂；
最后将所述微生物土壤修复调理剂放入加厚的聚乙烯塑料袋内，冲氮气保护储存。
实施例5
一种微生物土壤修复调理剂，由下列重量份的原料制成：铜绿假单胞原菌2kg，植物碳粉17.5kg，生物熬合剂7.5kg，生物有机质27.5kg，澎润土25kg，有机硅25kg，风化煤17.5kg；
上述微生物土壤修复调理剂的制备方法，包括如下步骤：
先将所述植物碳粉碎，过120目筛，得到植物碳粉；
再将所述植物碳粉与所述铜绿假单胞原菌在所述生物熬合剂的作用下混合，然后在40℃条件下熬合发酵48小时，再按顺序依次与所述生物有机质、所述澎润土、所述有机硅和所述风化煤混合搅拌均匀，得到微生物土壤修复调理剂；
最后将所述微生物土壤修复调理剂放入加厚的聚乙烯塑料袋内，冲氮气保护储存。
应用例1
黑龙江省北部和东部大豆主产区，长期种植大豆，连作严重，土壤出现酸化、和板结趋势，土壤ph4.5～5.5，大豆孢囊线虫较严重，土壤养分偏耗，表现缺锌、缺硼、严重影响大豆产量。同时，由于大豆长效除草剂残留，使下茬玉米减产，影响结构调整。
2015～2017年在黑河大豆、玉米连作和轮作方式进行定位试验，微域尺度的春施实施例5中所述的微生物土壤修复调理剂，在田间将所述微生物土壤修复调理剂与肥料混合均匀，播种时随着肥料一起施入土壤，用量为350kg/ha。
结果表明：施用所述微生物土壤修复调理剂的试验组与没有施用所述微生物土壤修复调理剂的对照组相比，平均增产：大豆连作增产8.2～15.2％，玉米连作增产9.2～12.5％，大豆-玉米-玉米轮作区：增产12.5～17.5％。
所述微生物土壤修复调理剂对酸化土壤有一定的改良效果，三年施用效果：黑河土壤ph由5.2提高到6.7，增加1.5个单位。所述微生物土壤修复调理剂还可提高土壤中氮肥的利用率，在减施氮肥20％条件下，施用所述微生物土壤修复调理剂处理土壤，氮肥利用率分别提高12.5～14.7％。
表1施用微生物修复调理剂的土壤理化性质变化和综合效果
通过上述试验可以看出，施用实验例5所述的微生物土壤修复调理剂对大豆和玉米的生长发育有良好的促进作用，增产效果显著。施用该微生物土壤修复调理剂能够提高土壤的ph值和全盐含量，对土壤能够起到较明显的去酸化作用。该微生物土壤修复调理剂经济适用，使用方法简单，增产增收效果较明显，修复调理酸化、结板土壤性能稳定，建议在示范的同时大面积推广应用。
土壤的综合检测效果是指对施用生物肥料前后土壤的有机质含量、养分、团粒、活性生物菌群、有害菌、重金属等指标的变化情况按照如下标准的测定方法及计算公式进行数理统计测定和评价。其中，土壤中的有机质、氮元素、五氧化二磷和氧化钾等养分含量按nyt525-2002标准的规定测定。活性微生物菌按nyt798-2004标准测定；有害菌群数按gb/t19524.1-2004中的规定测定；蛔虫卵死亡率的按gb/t19524.2-2004中的规定测定；as、cd、pb、cr、hg重金属指标按gb18877-2002中5.12～5.17的规定测定；土壤团粒用物理方法判定。
综合效果的数据就是根据上述各种规定检测得到的数据进行加权平均得出，且数据值越高，表明土壤修复的效果越好。
表2施用微生物修复调理剂的土壤上大豆和玉米子粒中蛋白质的含量(％)
应用例2
2015～2017年，在黑龙江垦区853农场进行大尺度的秋施实施例5中所述的微生物修复调理剂，建立万亩土壤调理修复的示范基地，秋收后整地时，将所述微生物土壤修复调理剂撒于田间地表，耕翻，施用量为1250kg/ha，在长期连作荞麦的地块施用本发明所述微生物修复调理剂，使荞麦增产15.5～18.8％，下茬玉米增产13.5～15.8％。农垦853农场土壤ph由8.7降低到7.8。同时，施用所述微生物修复调理剂可以有效控制由于结构调整中玉米种植出现的缺素、荞麦前茬病害严重，土壤盐化障碍所引起的出苗问题。
表3施用微生物修复调理剂的土壤理化性质变化和综合效果
通过上述试验可以看出，施用实验例5所述的微生物土壤修复调理剂对荞麦和玉米的生长发育有良好的促进作用，增产效果显著。施用该微生物土壤修复调理剂能够降低土壤的ph值和全盐含量，对土壤能起到较明显的降盐降碱作用。该微生物土壤修复调理剂经济适用，使用方法简单，增产增收效果明显，且修复调理盐碱化土壤性能稳定，建议在示范的同时大面积推广应用。
土壤的综合检测效果是指对施用生物肥料前后土壤的有机质含量、养分、团粒、活性生物菌群、有害菌、重金属等指标的变化情况按照如下标准的测定方法及计算公式进行数理统计测定和评价。其中，土壤中的有机质、氮元素、五氧化二磷和氧化钾等养分含量按nyt525-2002标准的规定测定。活性微生物菌按nyt798-2004标准测定；有害菌群数按gb/t19524.1-2004中的规定测定；蛔虫卵死亡率的按gb/t19524.2-2004中的规定测定；as、cd、pb、cr、hg重金属指标按gb18877-2002中5.12～5.17的规定测定；土壤团粒用物理方法判定。
综合效果的数据就是根据上述各种规定检测得到的数据进行加权平均得出，且数据值越高，表明土壤修复的效果越好。
表4施用微生物修复调理剂的土壤上荞麦和玉米子粒中蛋白质的含量(％)
经过在全国各地不同地试验，得出结论，本发明微生物土壤修复调理剂对于防治农作物土传病害，修复调理土壤微环境，活化土壤促进作物根系吸收养分，降解硝酸盐、亚硝酸盐及重金属，杀灭根际线虫，改善土壤结构，解磷、解钾，保水、保肥、提高肥效，提高作物品质，增加产量，减少肥料用量方面均有明显的效果，并且本发明提供的微生物土壤修复调理剂绿色环保无残留，对环境友好。
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。