用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于微生物菌剂领域，具体涉及一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.酸性土壤是低ph值土壤的总称，目前，随着酸雨的沉降以及铵态氮肥的施加等导致土壤出现酸化趋势，大部分酸性土壤的ph值小于5.5；土壤酸化会造成土壤结构改变，土壤养分流失，造成土壤贫瘠而不能满足植物正常生长；土壤结构的改变造成了土壤中微生物活性降低，使土壤中有机质的分解以及n、p、k等元素的循环受到影响；酸性土壤中阳离子交换量降低，土壤中植物可吸收态铝含量升高，植物过量吸收铝而引发铝毒，造成植株中营养元素的失衡，造成作物抗逆性能力降低，作物产量降低，品质下降；同时还会造成土壤中重金属等元素浓度升高而被植物吸收利用，影响植物生长，甚至通过食物链而进入我们人体危害健康。
3.目前常用的改良酸性土壤的方法是向酸性土壤中添加生石灰等碱性物质作为改良剂改善土壤的ph值，但是现有的改良剂虽然可在一定程度上中和土壤的酸性，但是大量施加生石灰等碱性物质，造成土壤碱性迅速增强，给土壤的微生态环境造成影响，且不利于作物的生长，并且随着时间的推移，土壤会出现再次酸化的情况。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法和应用，所述的复合微生物菌剂具有调节土壤酸性，改善土壤理化性质和微生态环境，增加土壤的固氮解磷、钾效果，提高土壤养分含量，促进作物生长，达到增产的作用目的。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，是由以下原料制成：复合矿物质、餐厨垃圾发酵残渣、鸡蛋壳、微生物菌剂发酵液、海藻酸钠和谷朊粉组成；
7.优选地，所述的用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，是由以下重量份数的原料制成：20-30份复合矿物质、10-15餐厨垃圾发酵残渣、12-14份鸡蛋壳、10-13微生物菌剂发酵液、8-12份海藻酸钠和4-6份谷朊粉组成；
8.优选地，所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；
9.进一步地，所述的餐厨垃圾发酵残渣的制备方法为：将餐厨垃圾进行分拣粉碎处理后，向其中加入餐厨垃圾重量1-3倍量的水，调节发酵体系的含水量，再添加碳酸钙保持发酵体系的ph值在5-6；接种5-7％的乳酸菌45℃下进行厌氧发酵后，过滤分离获得滤渣；将滤渣低温干燥处理即可获得餐厨垃圾发酵残渣；
10.优选地，所述的微生物菌剂发酵液由枯草芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌组成；发酵
液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；枯草芽孢杆菌与侧孢短芽孢杆菌菌体数量比为2∶1；
11.进一步地，所述的枯草芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将枯草芽孢杆菌的种子液接种在发酵培养基中(接种量为5％)，在25℃温度条件下进行发酵培养后获得枯草芽孢杆菌发酵液，发酵液中的有效活菌数≥10亿/克；所述的培养基由以下原料组成：20g/l葡萄糖、15g/l蛋白胨、5g/l氯化钠、0.5g/l牛肉膏，余量为水。
12.进一步地，所述的侧孢短芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将侧孢短芽孢杆菌种子液接种于发酵培养基中(接种量为5％)，在39℃温度条件下进行发酵培养后获得侧孢短芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数≥10亿/克；所述的培养基由以下原料组成：10g/l低温豆饼粉、6g/l葡萄糖、0.25g/l磷酸二氢钾、0.2g/l七水硫酸镁、0.25g/l氯化钠、0.02g/l硫酸锰、0.5g/l碳酸钙，余量为水。
13.进一步地，所述的用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法具体为：将镁质黏土、麦饭石、磷矿石、餐厨垃圾发酵残渣、鸡蛋壳置于球磨机中粉碎处理获得混合粉体；将微生物菌剂发酵液加入海藻酸钠/谷朊粉混合溶液中搅拌均匀后获得微生物菌剂/海藻酸钠/谷朊粉混合溶液；而后向其中加入混合粉体搅拌均匀后置于模具中成型后，置于氯化钙溶液中固化后，取出干燥即可获得复合微生物菌剂；
14.优选地，所述的混合粉体的粒径为200-300目；
15.所述的复合微生物菌剂在酸性土壤修复剂中的应用。
16.有益效果
17.本发明制备获得了一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，复合微生物菌剂是海藻酸钠和谷朊粉包覆由枯草芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌组成的复合微生物和由镁质黏土粉、麦饭石粉和磷矿石粉组成的复合矿物质以及餐厨垃圾发酵产物组成；复合微生物菌剂加入酸性土壤后，海藻酸钠和谷朊粉发生分解形成小分子物质，释放其中的复合微生物和矿物质以及餐厨垃圾发酵残渣，分解产生的小分子物质和复合矿物质以及餐厨垃圾发酵残渣为微生物提供了营养物质和定植空间，有利于微生物在土壤中定植存活和快速扩繁；同时提高了土壤中有机质以及矿物质元素含量；随着时间的推移，微生物生长过程中的分泌物与土壤中的阳离子形成土壤团粒结构，改良土壤，调节土壤的理化性质，同时还可改善酸性土壤中存在的土壤板结现象，还为作物的生长提供营养物质，促进作物增产。
18.本发明的复合微生物菌剂施入酸性土壤后，各原料成分协同作用，能够快速提高土壤ph值，土壤通气透水性得到改善，土壤微生态环境改善，生物活力增强，有效氮、磷、钾含量增加，显著提高了作物的抗逆性，使作物产量得到显著提升。
19.具体实施例方式
20.下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，本发明中的原料如无特殊说明均可从市面购买获得。
21.实施例1
22.微生物菌剂发酵液的制备：
23.枯草芽孢杆菌发酵液的制备：
24.将枯草芽孢杆菌的种子液接种在发酵培养基中(接种量为5％)，在25℃温度条件下进行发酵培养后获得枯草芽孢杆菌发酵液，发酵液中的有效活菌数≥10亿/克；所述的培
养基由以下原料组成：20g/l葡萄糖、15g/l蛋白胨、5g/l氯化钠、0.5g/l牛肉膏，余量为水。
25.侧孢短芽孢杆菌发酵液的制备：
26.将侧孢短芽孢杆菌种子液接种于发酵培养基中(接种量为5％)，在39℃温度条件下进行发酵培养后获得侧孢短芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数≥10亿/克；所述的培养基由以下原料组成：10g/l低温豆饼粉、6g/l葡萄糖、0.25g/l磷酸二氢钾、0.2g/l七水硫酸镁、0.25g/l氯化钠、0.02g/l硫酸锰、0.5g/l碳酸钙，余量为水。
27.实施例2
28.餐厨垃圾发酵残渣的制备
29.将餐厨垃圾进行分拣粉碎处理后，向其中加入餐厨垃圾重量1-3倍量的水，调节发酵体系的含水量，再添加碳酸钙保持发酵体系的ph值在5-6；接种5-7％的乳酸菌45℃下进行厌氧发酵后，过滤分离获得滤渣；将滤渣低温干燥处理即可获得餐厨垃圾发酵残渣；所述的餐厨垃圾为市政收集的餐饮剩余物；所述的餐厨垃圾为市政收集的餐饮剩余物；
30.实施例3
31.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：20份复合矿物质、10份餐厨垃圾发酵残渣、12份鸡蛋壳、10份微生物菌剂发酵液、8份海藻酸钠和4份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；所述的微生物菌剂发酵液由枯草芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；枯草芽孢杆菌与侧孢短芽孢杆菌菌体数量比为2∶1；
32.所述的用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法具体为：
33.将所述重量份数的镁质黏土、麦饭石、磷矿石、餐厨垃圾发酵残渣、鸡蛋壳置于球磨机中粉碎处理获得混合粉体；将微生物菌剂发酵液加入海藻酸钠/谷朊粉溶液中搅拌均匀后获得微生物菌剂/海藻酸钠/谷朊粉溶液；而后向其中加入混合粉体搅拌均匀后置于模具中成型后，置于0.5g/l氯化钙溶液中固化，取出干燥即可获得复合微生物菌剂；所述的混合粉体的粒径为200-300目。
34.实施例4
35.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：25份复合矿物质、12.5份餐厨垃圾发酵残渣、13份鸡蛋壳、11.5份微生物菌剂发酵液、10份海藻酸钠和5份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；所述的微生物菌剂发酵液由枯草芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；枯草芽孢杆菌与侧孢短芽孢杆菌菌体数量比为2∶1；
36.所述的用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法具体为：
37.将所述重量份数的镁质黏土、麦饭石、磷矿石、餐厨垃圾发酵残渣、鸡蛋壳置于球磨机中粉碎处理获得混合粉体；将微生物菌剂发酵液加入海藻酸钠/谷朊粉溶液中搅拌均匀后获得微生物菌剂/海藻酸钠/谷朊粉溶液；而后向其中加入混合粉体搅拌均匀后置于模具中成型后，置于0.5g/l氯化钙溶液中固化，取出干燥即可获得复合微生物菌剂；所述的混合粉体的粒径为200-300目。
38.实施例5
39.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：30份复合矿物质、15餐厨垃圾发酵残渣、14份鸡蛋壳、11.5份微生物菌剂发酵液、10份海藻酸钠和5份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；所述的微生物菌剂发酵液由枯草芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；枯草芽孢杆菌与侧孢短芽孢杆菌菌体数量比为2∶1；
40.所述的用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法具体为：
41.将所述重量份数的镁质黏土、麦饭石、磷矿石、餐厨垃圾发酵残渣、鸡蛋壳置于球磨机中粉碎处理获得混合粉体；将微生物菌剂发酵液加入海藻酸钠/谷朊粉溶液中搅拌均匀后获得微生物菌剂/海藻酸钠/谷朊粉溶液；而后向其中加入混合粉体搅拌均匀后置于模具中成型后，置于0.5g/l氯化钙溶液中固化，取出干燥即可获得复合微生物菌剂；所述的混合粉体的粒径为200-300目。
42.对比例1
43.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，其是由以下重量份数的原料制成：由以下重量份数的原料制成：25份复合矿物质、12.5份餐厨垃圾发酵残渣、13份鸡蛋壳、11.5份微生物菌剂发酵液、10份海藻酸钠和5份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由麦饭石、磷矿石组成，所述的麦饭石、磷矿石的重量比3∶1；所述的微生物菌剂发酵液由枯草芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；枯草芽孢杆菌与侧孢短芽孢杆菌菌体数量比为2∶1；
44.其制备方法同实施例4。
45.对比例2
46.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：25份复合矿物质、12.5份餐厨垃圾发酵残渣、13份鸡蛋壳、11.5份微生物菌剂发酵液、10份海藻酸钠和5份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；所述的微生物菌剂发酵液中仅含有枯草芽孢杆菌；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；
47.其制备方法同实施例4。
48.对比例3
49.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：25份复合矿物质、12.5份餐厨垃圾发酵残渣、13份鸡蛋壳、11.5份微生物菌剂发酵液、10份海藻酸钠和5份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；所述的微生物菌剂发酵液中仅含有侧孢短芽孢杆菌；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；
50.其制备方法同实施例4。
51.对比例4
52.一种用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：25份复合矿物质、12.5份餐厨垃圾发酵残渣、13份鸡蛋壳、11.5份微生物菌剂发酵液、10份海藻酸钠和5份谷朊粉组成；所述的复合矿物质由镁质黏土、麦饭石、磷矿石组成，所述的镁质黏土、麦饭石、磷矿石的重量比1∶1∶1；所述的微生物菌剂发酵液由枯草芽孢杆菌和侧孢短芽
孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；枯草芽孢杆菌与侧孢短芽孢杆菌菌体数量比为2∶1；
53.所述的用于酸性土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法具体为：
54.将所述重量份数的镁质黏土、麦饭石、磷矿石、餐厨垃圾发酵残渣、鸡蛋壳置于球磨机中粉碎处理获得混合粉体；将混合粉体加入海藻酸钠/谷朊粉溶液中搅拌均匀后获得复合矿物质/海藻酸钠/谷朊粉溶液；而后向其中加入微生物菌剂发酵液搅拌均匀后置于模具中成型后，置于0.5g/l氯化钙溶液中固化，取出干燥即可获得复合微生物菌剂；所述的混合粉体的粒径为200-300目。
55.试验验证
56.将本发明的复合微生物菌剂用于某种植马铃薯的酸性土壤中，记录观察复合微生物菌剂的施加对酸性土壤理化性质以及对马铃薯生长的影响；
57.具体试验方法为：
58.试验土壤为商丘某酸性土壤，试验作物为马铃薯(豫马铃薯1号)；将土壤分为对照组和试验组土壤；其中对照组土壤(m-0)，除不添加复合微生物菌剂外，与试验组进行相同的土壤处理；试验组土壤分为7组(m-1～m-7)，在种植马铃薯前，依次施加本发明实施例3-5以及对比例1-4制备获得的复合微生物菌剂进行整地处理(施加量为25kg/亩)；将对照组和试验组土壤均进行翻耕处理，同时向土壤中浇水保持土壤的含水率为20％；处理30天后，对对照组和试验组土壤施加基肥进行整地处理后均种植马铃薯，期间进行相同的施肥、灌溉、除草等相同的田间管理；在进行施加复合微生物菌剂处理前采集土壤样品(耕作层土壤)进行检测并记录于表1；在马铃薯收获后再次采集土壤样品进行检测；同时对各地块中采收的马铃薯的产量进行统计；土壤检测结果以及产量统计结果记录于表2。
59.表1处理前土壤样品的理化性质
[0060][0061]
表2马铃薯收获时不同处理组土壤的理化性质以及收获马铃薯的产量
[0062][0063]
由表2可以看出，本发明的复合微生物菌剂施加进入土壤后可显著改善酸性土壤
的ph，增加土壤中有机质以及碱解氮、有效磷以及速效钾的含量，并且可显著降低土壤中可交换态铝的含量，同时提高了酸性土壤中种植马铃薯的产量。
[0064]
m-4～m-7组土壤的理化性质有所改善，ph值有所提高，碱解氮、有效磷以及速效钾含量均有所提高，土壤中可交换态铝含量降低；但是其土壤中ph值、碱解氮、有效磷、速效钾含量以及马铃薯产量低于m-2，可交换态铝含量高于m-2；相较于m-2处理组，m-4复合微生物菌剂中不含镁质黏土，土壤的理化性质变化不大，而使土壤中可交换态铝的含量高于m-2；造成土壤中的马铃薯易发生软腐病而使马铃薯产量低于m-2；m-5和m-6组中采用的复合微生物菌剂中分别只含有枯草芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌；处理后土壤的理化性质稍差于m-2组；m-7组采用的复合微生物菌剂的制备方法中改变微生物菌剂的添加顺序，处理后m-7土壤中理化性质改善差于m-2组，分析原因可能是由于将复合矿物质与海藻酸钠/谷朊粉混合后再添加微生物菌剂发酵液，一方面复合矿物质引发海藻酸钠发生了部分固化造成了海藻酸钠/谷朊粉对微生物的包覆率降低而造成微生物在菌剂制备过程中失活而使复合菌肥中有效活菌数降低。本发明中的各原料协同作用共同达到了改善酸性土壤理化性质和促进马铃薯生长的作用效果。
[0065]
以上实施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。