一種微生物土壤修復劑及其製備方法和應用的製作方法

2023-12-02 01:15:46 1

專利名稱：：一種微生物土壤修復劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明屬於肥料領域，具體涉及一種微生物土壤修復劑及其製備方法和應用。
背景技術：
：在我國，隨著工農業生產的發展，農業汙染特別是土壤環境汙染問題已越來越突出！全國受重金屬汙染的耕地多達2000萬公頃以上，受農藥和其它化學品汙染的農田約6000多萬公頃。土壤環境質量直接關係到農產品的安全。由於土壤大面積汙染，我國每年生產重金屬汙染的糧食多達1200萬噸；全國生產的主要農產品中，農藥殘留超標率高達16~20%,問題非常嚴重，我國農產品已經"基本"沒有安全保障！在許多重點地區，土壤及地下水汙染已經導致癌症等疾病的發病率和死亡率明顯高於沒有汙染的對照區數倍到10多倍。不可置疑，進入WTO後，土壤汙染將成為限制我國農產品國際貿易和社會經濟可持續發展重大障礙之一，迫切需要修復、治理。在國際上，土壤科學研究已經從傳統的農林土壤學發展為環境土壤學，汙染土壤修復的研究已成為土壤科學的學科前沿。深入開展汙染土壤發生過程與調控、汙染土壤修復的研究與應用研究，緊緊把握住汙染土壤修復技術創新的方向，直接關係到我國農業汙染與生態安全。現有的各種汙染土壤修復技術，由於都有一定的適用範圍的限制，並或多或少的存在某些問題，其中有些甚至是難以克服的技術難點，如何解決這些技術難點，如何走出目前研究的困境和誤區，如何在生態安全的前提下從技術概念進行整體意義上的創新和技術再造，是當前迫切需要解決的一大科學難題。本發明中的微生物土壤修復劑是指利用草炭、沸石粉等天然有機肥作載體將多種有益微生物複合菌帶入土壤中，通過微生物技術轉移、吸收、降解和轉化土壤中的汙染物，使其濃度降低到可接受水平，或將有毒有害的汙染物轉化為無害的物質，從而達到原生態土壤結構，從根源上解決了土壤及環境汙染問題，解決了農產品的安全問題，真正實現了人類的健康。
發明內容本發明的目的是提供一種微生物土壤修復劑。本發明的目的還在於提供該微生物土壤修復劑的製備方法。本發明的目的還在於提供該微生物土壤修復劑在修復土壤方面的應用。本發明的目的還在於提供該微生物土壤修復劑在水稻、小麥、棉花、菸草、蔬菜、瓜果等種植業方面的應用。本發明的目的還在於使用該微生物土壤修復劑能夠減少化肥和農藥的使用量，提高農產品的安全性。本發明提供了一種微生物土壤修復劑，由一種液體微生物肥料含光合細菌、芽孢桿菌、放線菌和乳酸菌，將其吸附草炭、沸石粉等天然有機肥作載體按比例攪拌而成。其中，所述各發酵菌液的體積按體積份計優選為放線菌發酵液1~10,光合細菌發酵液1~10,芽孢桿菌發酵液1~20，乳酸菌發酵液1~10。各種發酵菌液中單位有效活菌數不低於5億/毫升。本發明還提供了所述微生物土壤修復劑的製備方法。該製備方法包括下述步驟(l)分別將光合細菌、芽孢桿菌、放線菌和乳酸菌的母種接種於一級培養基進行培養，獲得一級菌種；(2)分別將光合細菌、芽孢桿菌、放線菌的一級菌種接種於二級培養基進行培養，獲得二級菌種；(3)分別將光合細菌、芽孢桿菌、放線菌的二級菌種接種於發酵培養基進行培養，獲得發酵菌液；(4)將各發酵菌液按比例混勾即得液體微生物肥料；(5)將微生物肥料按吸附載體(草炭、沸石粉等天然有機肥)的不同噴灑量在20%40%，溼度保持在35%左右，與載體混合攪拌即得。所述步驟(1)中光合細菌一級培養時接種量優選為20%~50%,培養pH優選為6~10，培養溫度優選為28~36°C，光照強度優選為3000~4000勒克斯，培養時間優選為7~10天；芽孢桿菌一級培養時接種量優選為5%~15%,培養pH優選為6~8,培養溫度優選為28~34°C，培養時間優選為2~3天；放線菌一級培養時接種量優選為10%~50%，培養pH優選為68,培養溫度優選為27~32°C,培養時間優選為5~7天；乳酸菌一級培養時接種量優選為5%~20%,培養pH優選為6~8,培養溫度優選為28~34°C，培養時間優選為2~5天。所述步驟(2)中光合細菌二級培養優選為間歇式通氣培養，接種量優選為20%~50%,培養pH優選為6~10,培養溫度優選為28~36°C，光照強度優選為3000~4000勒克斯，培養時間優選為7~10天；芽孢桿菌二級培養優選為通氣培養，接種量優選為5%~15%,培養pH優選為6~8，培養溫度優選為28~32°C，培養時間優選為2~5天；放線菌二級培養優選為通氣培養，接種量優選為20%~50%,培養pH優選為6~8,培養溫度優選為27~32°C,培養時間優選為5~7天；乳酸菌二級培養優選為不通氣培養，接種量優選為5%~20%,培養pH優選為6~8,培養溫度優逸為28~34°C,培養時間優選為2~5天。所述步驟(3)中光合細菌發酵培養優選為間歇式通氣培養，將二級菌種接種於500L種子罐，接種量優選為20%~50%，培養pH優選為7~8，培養溫度優選為28~36°C，光照強度優選為3000~4000勒克斯，培養時間優逸為7~10天，之後接種於2噸發酵罐，接種量優選為20%~50%,培養pH優選為78,培養溫度優選為28~36°C,光照強度優選為3000~4000勒克斯，培養時間優選為7~10天；芽孢桿菌發酵培養優選為通氣培養，將二級菌種接種於200L種子罐，接種量優選為5%~15%,培養pH優選為68,培養溫度優選為28~32°C,培養時間優選為2~3天，之後接種於2噸發酵罐，接種量優選為20%~50%，培養pH優選為78,培養溫度優選為28~36°C,培養時間優選為2~3天；放線菌發酵培養優選為通氣培養，將二級菌種接種於500mL種子罐，接種量優選為20%~50%,培養pH優選為6~8,培養溫度優選為27~32°C,培養時間優選為5~7天之後接種於2噸發酵罐，接種量優選為20%~50%,培養pH優選78,培養溫度優選為28~36°C,培養時間優選為7~10天；乳酸菌發酵培養為不通氣培養，將二級菌種接種於200L種子罐，接種量優選為5%~20%,培養pH優選為6~8,培養溫度優選為28~32°C,培養時間優選為23天，之後接種於2噸發酵罐，接種量優選為5%~20%，培養pH優選為7~8，培養溫度優選為28~36°C,培養時間優選為2~3天。所述步驟(5)吸附載體可為草炭、沸石粉等天然有機肥中其中一種或多種的混合物。本發明還提供了所述微生物土壤修復劑在修復土壤方面的應用。本發明還提供了所述微生物土壤修復劑應用在水稻、小麥、棉花、菸草、蔬菜、瓜果等種植業方面的應用。本發明還提供了所述微生物土壤修復劑的使用方法，其特徵在於與基肥、複合肥混合使用，首次使用量23kg/畝，以後每年維護量:卜2kg/畝。本發明還提供了所述微生物土壤修復劑本身含有大量有效活菌，施入土壤中就能作為養分被作物吸收，不會在地裡形成殘留物。同時通過菌種本身的生長、繁殖、死亡等一系列的微生物活動，為土壤創造腐殖質，來增加土壤內的有機質含量，提高土壤的肥力。這一系列微生物活動還會產生大量的"磷酸聚糖"，幫助分解土壤當中由於長期大量使用化肥所導致的固化和鈣化了的化學物質殘留，並使土壤變得疏鬆，氧氣和水等得以流通，使板結了的土壤恢復以往的活力和生機，為植物根部的生長創造出寬鬆的環境，使作物根部迅速生長、深扎。使得長年沉澱在土壤中無機氮、磷、鉀以及微量元素等得以充分的為植物根部所吸收，同時，使不健康的處於病態的土壤得以恢復健康，恢復自身的自創力和再生性，使其恢復到原生態的土壤結構。這些作用所帶來的結果是使農產品產量高，質量好、品質好、外形美，耐儲性強，土壤的肥力得以保護並增強。這種高效功能是其它肥料所沒有的，在痩瘠地或者板結地、病蟲害嚴重的土地，施用此微生物土壤修復劑，效果更為明顯。有益技術效果體現如下施用本發明後為農作物提供了生長所必需的各種營養元素，而且增加土壤中有益微生物的活性，同時克服了化肥的過量施用和不平衡施肥造成的弊端。過量施用化肥會對自然生態造成破壞，如環境中硝態氮含量的增加，保護地的次生鹽漬化，某些土壤結構的破壞，對蔬菜、水果品質的影響，最後造成化肥報酬率的降低和土壤退化。此發明又擔負著土壤有機質腐殖質轉化的重任，增加土壤團粒結構，提高保水保肥能力，活化被土壤固化了的養分，提高化肥利用率,同時微生物土壤修復劑中的有益微生物向土壤分泌各種有益物質，生長刺激素、吲哚乙酸、赤黴素和各種酶，從而有效地促進養分的轉化,減輕了土傳病的發生，修復了汙染的土壤，是綠色農業、有機農業的理想肥料，在農業可持續發展中有著廣闊前景。圖1微生物土壤修復劑生產工藝流程圖。圖2同等肥力的土壤中施用本發明微生物土壤修復劑的烤菸與常規施肥的烤菸根莖對比，示範組比對照組的莖杆粗壯，鬚根多而長。圖3同等肥力的土壤中施用本發明微生物土壤修復劑的烤菸與常規施肥的烤菸生長期對比，示範組比對照組的葉片寬厚、葉色綠、長勢健康。圖4同等肥力的土壤中施用本發明微生物土壤修復劑的棉花與常規施肥的棉花莖杆對比，示範比對照莖杆粗壯，根系發達，毛細根圖5同等肥力的土壤中施用本發明微生物土壤修復劑的棉花與常規施肥的棉花生長期對比，示範比對照枝繁葉茂，現蕾早，蕾鈴多。圖6同等肥力的土壤中施用本發明微生物土壤修復劑的水稻與常規施肥的水稻苗期根系對比，示範比對照根系發達，毛細根多。圖7同等肥力的土壤中施用本發明微生物土壤修復劑的水稻與常規施肥的水稻苗期對比，示範比對照發芽率高，苗齊，苗壯，葉色正綠。具體實施例方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。其中，光合細菌一級培養基為MgSO4'7H2O0.2g、(NH4)2S04l.Og、NaHCO35.0g、K2HP040.5g、NaCl0.2g、蛋白腖1.5g;將各成分溶於400ml蒸僧水中，用H3P04和Na2C03調pH7.1,再加入蒸餾水至lOOOml,115。C滅菌10分鐘。二級培養基為醋酸鈉3g、NaClO.lg、(NH4)2S040.3g、MgS040.2g、KH2P030.5g、K2HP030.3g、檸檬酸鐵銨7ml、蛋白腖1.2g、蒸餾水定容至1000ml，用H3P04和Na2C03調pH為7.2。發酵培養基為醋酸鈉2.6g、NaCl0.07g、(NH4)2S040.25g、MgS040.16g、KH2P030.38g、K2HP030.25g、杵檬酸鐵銨5ml、蛋白腖1.0g、水定容至1000ml、用H3PO4和Na2CO3調pH為7.1~7.2。芽胞桿菌一級培養基為牛肉膏0.3%、蛋白腖1.0%、氯化鈉0.5%、蒸餾水定容至1000ml，pH7.0。二級培養基為牛肉膏1.0%、蛋白腖1.0%、氯化鈉0.5%、瓊脂2.0%、蒸餾水定容至1000ml，pH7.0。發酵培養基為澱粉0.3%、蔗糖0.5%、30.8mg/Kg硫酸錳溶液0.2%、磷酸氫二鉀0.3%、磷酸二氫鉀0.15%、豆粕3.0%,水補足100%，pH7.0。放線菌一級培養基為硝酸鉀l克，可溶性澱粉20克，磷酸氫二鉀0.5克，硫酸鎂0.5克，氯化鈉0,5克，硫酸亞鐵0.01克，瓊脂20克，蒸餾水補足1000ml，pH7.2~7.4。二級培養基為硝酸鉀0.8克，可溶性澱粉8克，葡萄糖5克，酵母汁5克，磷酸氫二鉀0.3克，硫酸鎂0.2克，氯化鈉0.4克，硫酸亞鐵0.05克，水補足1000ml，pH7.2~7.4。發酵培養基為葡萄糖1%,酵母汁1%，磷酸氫二鉀0.015%,氯化鈉0.02%，硫酸亞鐵0.003%，水補足100%，pH7.2~7.5。乳酸菌一級培養基為硝酸鉀l克，可溶性澱粉10克，磷酸氫二鉀0.5克，硫酸鎂0.5克，氯化鈉0,5克，硫酸亞鐵0.01克，瓊脂20克，蒸餾水補足1000ml，pH7.2~7.4。二級培養基為硝酸鉀0.8克，可溶性澱粉8克，葡萄糖5克，酵母汁5克，磷酸氫二鉀0.3克，硫酸鎂0.2克，氯化鈉0.4克，硫酸亞鐵0.05克，水補足lOOOml,pH7.2~7.4。發酵培養基為葡萄糖1%，酵母汁1%，磷酸氫二鉀0.015%,氯化鈉0.02%,硫酸亞鐵0.003%,水補足100%，pH7.2~7.5。實施例l各發酵菌液的生產條件見表l。其中，光合細菌沼澤紅假單孢菌培養過程中光照強度為3000勒克斯。表l菌種培養過程沼澤紅假單孢菌枯草芽孢桿菌涇陽鏈黴菌嗜酸乳桿菌一接種量(％)2015105級pH6786培溫度("C)32283228養培養時間(天)733接種量(％)352020二級PH8687培養溫度('c)28303228培養時間(天)725接種量(％)2015505種子pH7了86罐培溫度("c)28283228養培養時間(天)733接種量(％)50202012發酵pH8787罐培溫度(r)36283232養培養時間(天)7373取四種發酵好的並且檢驗合格的菌液體積按體積份計沼澤紅假單孢菌150升，枯草芽孢桿菌150升，涇陽鏈黴菌700升，嗜酸乳桿菌150升，打入儲液罐，將儲液罐的菌液混合均勻後即為液體微生物肥。實施例2各發酵菌液的生產條件見表2。其中，光合細菌類球紅細菌培養過程中光照強度為4000勒克斯。菌種培養過程類球紅細菌臘樣芽孢桿菌涇陽鏈黴菌植物乳桿菌一接種量(％)5055012級pH10667培溫度(°c)28312734養培養時間(天)10265接種量(％)2015505二級PH6876培養溫度(°c)36282734培養時間(天)1065接種量(％)5052020種子pH8667罐培溫度36322730養培養時間(天)106剩您2050505發酵7878罐培溫度(°c)28362828養培養時間(天)10之102取四種發酵好的並且檢驗合格的菌液體積按體積份計沼澤紅假單孢菌100升，枯草芽孢桿菌100升，涇陽鏈黴菌2000升，嗜酸乳桿菌IOO升，打入儲液罐，將儲液罐的菌液混合均勻後即為液體微生物肥。實施例3各發酵菌液的生產條件見表3。其中，光合細菌沼澤紅假單孢菌培養過程中光照強度為3500勒克斯。表3菌種培養過程沼澤紅假單孢菌膠質芽孢桿菌涇陽鏈黴菌嗜酸乳桿菌tableseeoriginaldocumentpage14取四種發酵好的並且檢驗合格的菌液體積按體積份計沼澤紅假單孢菌1000升，枯草芽孢桿菌1000升，涇陽鏈黴菌100升，嗜酸乳桿菌1000升，打入儲液罐，將儲液罐的菌液混合均勻後即為液體微生物肥料。實施例4將微生物肥料的發酵液按吸附載體(草炭、沸石粉等天然有機肥)的不同噴灑量控制在20%40%,溼度控制在35%左右，與載體混合攪拌即得成品。實施例5本發明進一步公開了所述微生物土壤修復劑在修復土壤中的使用方法以及應用在水稻、小麥、棉花、菸草、蔬菜、瓜果等種植業中的明顯效果。本發明微生物土壤修復劑與基肥、複合肥混合使用，首次使用量:23kg/畝，以後每年維護量12kg/畝。施於土壤中，增加土壤內的有機質含量，提高土壤的肥力；達到解鉀、釋磷、固氮的目的，使板結的土壤得到迅速改良；使不健康的處於病態的土壤恢復自身的自創力和再生性，使其恢復到原生態的土壤結構。應用於水稻、小麥、棉花、菸草、蔬菜、瓜果等種植業中，可減少化肥30~50%的用量，減少農藥的用量，使作物根部迅速生長、深扎，提高農產品的產量、質量、品質，使其達到有機農產品的標準。實驗例1:2005年3月下旬在貴州白色農業示範縣鳳岡縣何壩鄉、進化鎮、蜂巖鎮、分別進行了此微生物土壤修復劑在烤菸上的示範工作，示範面積170畝，示範過程中土壤條件、水肥及各項管理水平一致。根據如下平均數據可以發現，此微生物土壤修復劑能有效改善煙地土壤理化性質，抑制有害微生物的滋生繁衍，改善團粒結構；分解土壤中的有機質、礦物質，增強菸草植株抗病性，減少化肥、農藥的用量;使烤菸等作物根系發達，長勢旺盛，莖杆粗壯，無病蟲害，改善菸葉品質，提高菸葉產量,達到生態優質煙的標準。(如圖2、圖3)(-)不同生長期表現tableseeoriginaldocumentpage15tableseeoriginaldocumentpage16實驗例2:山東霑化示範縣馮家鎮農民趙連清在村東邊承包十畝棉田，自1986年起在承包的棉田上種植了近二十年棉花，每年精心耕種、精心管護，投入大量資金購買化肥、農藥用於增加土地肥力和滅治病蟲害，但隨著種植時間的增長、土地板結，病蟲害猖獗，在資金投入不斷增加、管護精力不減的情況下，棉花產量卻逐年下降。特別是近幾年來枯萎病、黃萎病大面積惡性發作，使70%的棉苗死亡，成活率僅保持在30%左右，棉株高度始終在5070公分之間徘徊，從而導致棉花產量大幅度下降。2006年4月，趙連清使用了此發明後，棉田出現了驚人的變化棉苗成活率達98%以上，棉花技繁葉茂，棉株普遍增高30公分以上，棉桃個大、伏前桃多6-7個，棉花纖維長、柔軟光滑、潔白，基本看不到棉花枯萎病、黃萎病、蟲害，品質明顯提高；而且棉桃飽滿，數量多，平均一株上有30個，比未用的多一倍,產量提高40%以上。(如圖4、圖5),權利要求1、一種微生物土壤修復劑，其特徵在於，由一種液體微生物肥料(含光合細菌、芽孢桿菌、放線菌和乳酸菌按比例混合而成)，將其發酵液吸附草炭、沸石粉等天然有機肥作載體按比例攪拌而成。2、根據權利要求1所述的微生物土壤修復劑，其特徵在於，所述各微生物肥料與吸附載體的比例微生物肥料按吸附載體的不同噴灑量在20%40%,載體在60%80%。3、一種權利要求所述微生物土壤修復劑的製備方法，該方法包括下述步驟(1)分別將光合細菌、芽孢桿菌、放線菌和乳酸菌的母種接種於一級培養基進行培養，獲得一級菌種；(2)分別將上述一級菌種接種於二級培養基進行培養，獲得二級菌種；(3)分別將上述二級菌種接種於發酵培養基進行培養，獲得發酵菌液；(4)將各發酵菌液按比例混勻即得液體微生物肥料；(5)將微生物肥料按吸附載體(草炭、沸石粉等天然有機肥)的不同噴灑量在20%40%，溼度在35%左右，與載體混合攪拌即得。4、根據權利要求3所述的微生物土壤修復劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟(l)中光合細菌一級培養時接種量20%~50%,培養pH610，培養溫度2836。C,光照強度3000~4000勒克斯，培養時間710天；芽孢桿菌一級培養時接種量5%~15%，培養pH6-8，培養溫度28~34°C，培養時間2~3天；放線菌一級培養時接種量10%~50%,培養pH68,培養溫度2732℃,培養時間57天；乳酸菌一級培養時接種量5%~20%,培養pH68,培養溫度2834。C,培養時間2~5天。5、根據權利要求3所述的微生物土壤修復劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟(2)中光合細菌二級培養為間歇式通氣培養，接種量20%~50%，培養pH610，培養溫度28~36°C，光照強度3000-4000勒克斯，培養時間7~10天；芽孢稈菌二級培養為通氣培養，接種量5%~15%,培養pH68,培養溫度2832。C,培養時間2~5天；放線菌二級培養為通氣培養，接種量20%~50%,培養pH68，培養溫度27~32°C,培養時間57天；乳酸菌二級培養為不通氣培養，接種量5%~20%，培養pH6-8，培養溫度2834"C,培養時間25天。6、根據權利要求3所述的微生物土壤修復劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟(3)中光合細菌發酵培養為間歇式通氣培養，將二級菌種接種於500L種子罐，接種量20%50%,培養pH78,培養溫度2836。C,光照強度3000~4000勒克斯，培養時間7~10天，之後接種於2噸發酵罐，接種量20%~50%,培養pH7~8,培養溫度28~36°C,光照強度30004000勒克斯，培養時間710天；芽孢桿菌發酵培養為通氣培養，將二級菌種接種於200L種子罐，接種量5%~15%，培養pH68,培養溫度2832。C，培養時間2~3天，之後接種於2噸發酵罐，接種量20%~50%,培養pH78,培養溫度28~36°C,培養時間2~3天；放線菌發酵培養為通氣培養，將二級菌種接種於500mL種子罐，接種量20%~50%,培養pH6~8，培養溫度2732。C,培養時間5~7天之後接種於2噸發酵罐，接種量20%~50%，培養pH7~8,培養溫度2836。C,培養時間7~10天；乳酸菌發酵培養為不通氣培養，將二級菌種接種於200L種子罐，接種量5%~20%,培養pH"8，培養溫度2832。C,培養時間23天，之後接種於2口屯發酵罐，接種量5%~20%，培養pH7-8，培養溫度2836。C,培養時間2~3天。7、權利要求1~3任一所述的微生物土壤修復劑在修復土壤中的應用效果，通過載體草炭、沸石粉等天然有機肥將有益微生物帶入土壤中，利用微生物技術轉移、吸收、降解和轉化土壤中的汙染物，調節土壤pH值，消除土壤板結，抑制土傳病害，調節土壤生態因子，增加有機質，提高土壤的生產力，達到改良土壤結構的目的，使土壤恢復到原生態結構。8、一種權利要求1~3任一所述的微生物土壤修復劑，其特徵在於應用在菸草、棉花、水稻、蔬菜、瓜果等種植業上，能夠調節植物個體微生態系統，增強抗病能力，提高產量，改善品質，延長保鮮期,使其達到綠色、有機食品的標準。9、一種權利要求"3任一所述的微生物土壤修復劑的使用方法,其特徵在於與基肥、複合肥混合使用，首次使用量23kg/畝，以後每年維護量12kg/畝，可減少化肥3050%的使用量，減少農藥使用量，減少成本投入，同時提高農產品的安全性。全文摘要本發明涉及一種微生物土壤修復劑。本發明還涉及該微生物土壤修復劑的製備方法，將含有光合菌、芽孢桿菌、放線菌和乳酸菌的液體微生物肥吸附於草炭、沸石粉等一種或多種天然有機肥中，按比例攪拌而成。本發明還涉及所述微生物土壤修復劑在修復土壤中的應用效果，通過施用此發明，將有益微生物帶入土壤中，利用微生物技術轉移、吸收、降解和轉化土壤中的汙染物，調節土壤pH值，消除土壤板結，抑制土傳病害，達到改良土壤結構的目的，使土壤恢復到原生態結構。其次，本發明中大量的活菌群體定植於作物根系中，使作物根部迅速生長、深扎，可提高農產品的產量、質量、品質，是有機農業的理想肥料，在農業可持續發展中有著廣闊前景。文檔編號C05G3/04GK101168491SQ20061015001公開日2008年4月30日申請日期2006年10月24日優先權日2006年10月24日發明者王立平申請人:北京新紀元三色生態科技有限公司