一种土壤镉钝化剂及制备方法和应用与流程

1.本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种土壤镉钝化剂及制备方法和应用。


背景技术：

2.中国专利文献cn106967442a公开了一种土壤镉钝化剂，包括生物炭、生石灰和海藻酸钠，该土壤镉钝化剂中的生石灰可以提高土壤的ph值，将离子态的有效镉转化为氢氧化镉等无效态的镉沉淀物，海藻酸钠对重金属镉具有很好的螯合作用，生物炭对离子态的有效镉、氢氧化镉与络合态镉等无效镉均具有一定的吸附作用，上述镉钝化剂中的生物炭、生石灰和海藻酸钠可在特定配比下相互配合、协同作用，起到降低土壤中有效态镉含量和生长于该土壤中生物体的镉含量的作用，还具有提高土壤ph值，改善土壤功能、且不会造成二次污染的优势。虽然土壤镉钝化剂处理的土壤镉含量降低了56-72％，芥菜种植于处理后的土壤中，芥菜中的镉含量比较高，说明该处理后土壤还不适合经济作物的种植。


技术实现要素：

3.为了解决降低镉污染土壤处理后适合经济作物种植的技术问题，本发明公开以下技术方案：
4.一种土壤镉钝化剂，所述土壤镉钝化剂包含生物炭、海藻酸钠和复合微生物菌剂；所述复合微生物菌剂包含苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌。
5.优选地，所述土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：90-130份饼粕类有机肥、65-93份生物炭、5-30份海藻酸钠和18-36份复合微生物菌剂。
6.优选地，所述土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：115份饼粕类有机肥80份生物炭、25份海藻酸钠和25份复合微生物菌剂。
7.优选地，所述复合微生物菌剂中微生物总量为2.0
×
10
8-1.0
×
109cfu/ml。
8.优选地，所述苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、所述假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、所述巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb 20082567。
9.优选地，所述苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:1-6:1-5。
10.一种制备土壤钝化剂的方法，其特征在于，包含以下步骤：
11.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
12.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
13.优选地，所述步骤(1)中过筛选择20-60目。
14.优选地，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.1-0.5％。
15.一种土壤镉钝化剂在减少经济作物中镉积累中的应用。
16.本发明的有益效果：
17.本发明将包含饼粕类有机肥、生物炭、海藻酸钠和复合微生物菌剂土壤镉钝化剂，其中复合微生物菌剂包含苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌，处理镉超标的土壤，结果表明土壤镉钝化剂不仅能降低土壤中有效镉含量，还能减少种植于改良后的土壤中的
农作物镉累积，提高农作物的安全性。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.下表中的微生物购于中国典型培养物保藏中心，其余的原料均能市场购得。
20.保藏号名称拉丁文cctcc hb 20082349苏云金芽孢杆菌bacillus thuringiensiscctcc hb 20082565假单胞菌pseudomonas sp.cctcc hb 20082567巨兽芽孢杆菌bacillus megaterium
21.实施例1
22.一种土壤镉钝化剂，土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：90份饼粕类有机肥、65份生物炭、5份海藻酸钠和18份复合微生物菌剂；
23.其中，苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb20082567。
24.其中，苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:1:1；
25.其中，复合微生物菌剂中微生物总量为3.0
×
108cfu/ml。
26.本实施例的土壤镉钝化剂的制备方法包括以下的步骤:
27.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
28.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
29.其中，所述步骤(1)中过筛选择20目；
30.其中，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.1％。
31.实施例2
32.一种土壤镉钝化剂，土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：128份饼粕类有机肥、93份生物炭、30份海藻酸钠和36份复合微生物菌剂；
33.其中，苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb 20082567。
34.其中，苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:6:5；
35.其中，复合微生物菌剂中微生物总量为1.0
×
109cfu/ml。
36.本实施例的土壤镉钝化剂的制备方法包括以下的步骤:
37.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
38.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
39.其中，所述步骤(1)中过筛选择60目；
40.其中，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.5％。
41.实施例3
42.一种土壤镉钝化剂，土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：115份饼粕类有机肥、80份生物炭、25份海藻酸钠和25份复合微生物菌剂；
43.其中，苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb 20082567。
44.其中，苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:3:3；
45.其中，复合微生物菌剂中微生物总量为5.0
×
108cfu/ml。
46.本实施例的土壤镉钝化剂的制备方法包括以下的步骤:
47.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
48.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
49.其中，所述步骤(1)中过筛选择30目；
50.其中，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.3％。
51.实施例4
52.一种土壤镉钝化剂，土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：130份饼粕类有机肥、65份生物炭、25份海藻酸钠和35份复合微生物菌剂；
53.其中，苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb 20082567。
54.其中，苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:4:3；
55.其中，复合微生物菌剂中微生物总量为2.0
×
108cfu/ml。
56.本实施例的土壤镉钝化剂的制备方法包括以下的步骤:
57.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
58.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
59.其中，所述步骤(1)中过筛选择50目；
60.其中，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.4％。
61.实施例5
62.一种土壤镉钝化剂，土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：100份饼粕类有机肥、93份生物炭、20份海藻酸钠和25份复合微生物菌剂；
63.其中，苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb 20082567。
64.其中，苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:3:4；
65.其中，复合微生物菌剂中微生物总量为7.0
×
108cfu/ml。
66.本实施例的土壤镉钝化剂的制备方法包括以下的步骤:
67.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
68.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
69.其中，所述步骤(1)中过筛选择40目；
70.其中，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.3％。
71.实施例6
72.一种土壤镉钝化剂，土壤镉钝化剂中给组分按质量份计包含：130份饼粕类有机肥70份生物炭、30份海藻酸钠和20份复合微生物菌剂；
73.其中，苏云金芽孢杆菌的保藏号为cctcc hb 20082349、假单胞菌的保藏号为cctcc hb 20082565、巨兽芽孢杆菌的保藏号为个数比cctcc hb 20082567。
74.其中，苏云金芽孢杆菌、假单胞菌和巨兽芽孢杆菌的个数比为1:1:1；
75.其中，复合微生物菌剂中微生物总量为3.0
×
108cfu/ml。
76.本实施例的土壤镉钝化剂的制备方法包括以下的步骤:
77.(1)将生物炭、饼粕类有机肥粉碎，过筛后与复合微生物菌剂搅拌，得混合物a；
78.(2)将海藻酸钠水溶解，再与混合物a搅拌干燥得所述土壤钝化剂；
79.其中，所述步骤(1)中过筛选择29目；
80.其中，所述海藻酸钠水溶解后海藻酸钠的质量分数为0.4％。
81.对比例1
82.土壤镉钝化剂，含有生物炭82％，生石灰％1.5％，海藻酸钠16.5％，制备方法参照中国专利文献cn106967442a公开的制备方法制备。
83.对比例2
84.土壤镉钝化剂，含有生物炭82％，海藻酸钠18％。制备方法为：
85.(1)将生物炭粉碎制成40目颗粒；
86.(2)将海藻酸钠溶于水，配制海藻酸钠水溶液；
87.(3)配制固化剂水溶液，将步骤(1)和(2)制备的坯料放入所述固化剂水溶液中进行固化处理，过滤，滤饼经干燥后，即制得所述土壤镉钝化剂。
88.对比例3
89.空白对照
90.试验例1
91.在镉污染的土壤上选取1-9个试验区，每个实验区20m2，将实施例1-6和对比例1-2中的土壤镉钝化剂对应施入试验区1-8中，施入量为0.8kg/m2；实验区9为空白对照；30天后每个试验区移栽50棵小白菜，常规管理，2个月后，测量试验区土壤中镉含量和小白菜中镉含量，结果如下表所示：
92.表1处理后土壤中镉含量和小白菜中镉含量的结果表
93.[0094][0095]
表1数据显示，实施例1-6经过本发明土壤镉钝化剂处理的土壤相比对比例3显著降低土壤中有效镉含量和小白菜中镉含量；对比例1为现有技术中的土壤镉钝化剂，虽然能降低土壤中有效镉含量和小白菜中镉含量，但是小白菜中镉含量累积过多，蔬菜的安全性不高。因此本发明的土壤镉钝化剂不仅能降低土壤中有效镉含量，还能减少种植于改良后的土壤中的农作物镉累积，提高农作物的安全性。