CN103937700A - 一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合生物菌剂及其制备方法，尤其是一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂及其制备方法，属于镉污染土壤修复生物菌剂技术领域；所述用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂包含草炭和枯草芽孢杆菌，还进一步包含土著微生物、乳酸菌和酵素菌；本发明的镉污染土壤修复的复合生物菌剂成本低廉，能够有效的镉污染土壤进行修复，防止重金属镉随农作物进入人体，同时本发明的镉污染土壤修复的复合生物菌剂，不改变农田种植习惯，无二次污染、使用方便，且亩使用量小、成本低廉等优点。
Description
本发明涉及一种复合生物菌剂及其制备方法，尤其是一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂及其制备方法，属于镉污染土壤修复生物菌剂技术领域。
背景技术
随着地区工业的发展，特别是矿山开采及磷化工业排放的废水，这些含镉污水长期浇灌农田，导致镉离子在农田中富集，同时由于化肥的大量使用，化肥中含有镉元素或者化肥导致土壤中镉形态的转化，污染面积扩大，污染程度加重，在植物（如稻谷）的生长，重金属镉进入植物，继而随进食进入人体，危害人体健康。
现行技术对镉污染土壤修复，主要集中在采用对镉具有高吸收性的作物的种植，也有采用微生物处理，但存在处理成本高、使用量大的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，在不改变种植习惯的前提下，实现对镉污染土壤的生物修复，有效阻止重金属镉通过农作物进入人体，同时具有使用量小、成本低的优势。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，包含草炭和枯草芽孢杆菌。
进一步的，所述草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为3～7:10～15。
进一步的，所述草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为5:12。
所述枯草芽孢杆菌的活菌数大于100亿cfu/g。
本发明的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，还包含有土著微生物、乳酸菌和酵素菌。
所述草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌的质量比为3～7:10～15:1～2:1～2:1～2。
进一步的，所述草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌的质量比为5:12:1.5:1.5:1.5。
所述土著微生物、乳酸菌和酵素菌的活菌数大于2亿cfu/g。
一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂的制备方法，将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成。
进一步的，所述草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌的质量比为5:12:1.5:1.5:1.5。
一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂的使用方法，是将所述复合生物菌剂以5-15公斤/亩的用量施撒于水田中。
本发明的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，所述土著微生物是自然农业五种基本材料之一，是以土壤为自己的栖息地，是千百年来生长在当地土壤里的微生物群体，土著微生物是由固定碳素的光合细菌、抑制病害的放线菌、分解糖类的酵母菌、在嫌气状态下有效分解的乳酸菌等几十种微生物组成的群落，可采用常规传统的方法制备获得。
本发明的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂是采用微生物修复原理，利用微生物在繁殖中能够吸附、氧化重金属（改变金属的价态）同时降解难降解有机物，减少重金属的迁移，增加有机结合态，减少水溶态，从而减少重金属被植物吸收转化进而进入食物链的生态风险。
本发明的草炭和枯草芽孢杆菌微生物能抗镉，原理是生物胞外基团和代谢产物对镉具有极强的富集能力，同时土著微生物、乳酸菌和酵素菌作为草炭和枯草芽孢杆菌的协同，能够有效的提高和促进草炭和枯草芽孢杆菌对镉污染土壤的修复作用，该用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，微生物在田间大量繁殖过程分泌的胞外酶，可吸附土壤中的镉离子，镉在生物细菌的作用下转化为五种形态：可交换态、碳酸盐结合态（同时也包括磷酸盐态）、铁锰(铝)氧化物结合态、有机物结合态、残渣态等，能够有效的镉污染土壤进行修复，同时本发明的微生物修复镉污染生态环境具有无二次污染、方法简便、成本低的优点。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的镉污染土壤修复的复合生物菌剂成本低廉，能够有效的镉污染土壤进行修复，防止重金属镉随农作物进入人体，同时本发明的镉污染土壤修复复合生物菌剂，不改变农田种植习惯，无二次污染、使用方便，且亩使用量小、成本低廉等优点。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明中所采用的草炭、枯草芽孢杆菌（BS-208）、乳酸菌和酵素菌均采用的为市售普通商品菌剂原料。
土著微生物采用传统方法制的：将稍硬的大米饭装入用杉木板做的小箱约三分之一，上面盖上宣纸，用线绳系好口，将其埋在实验地落叶聚集较多的松软土壤中，经数天后，周边的土著微生物潜入到米饭中，形成白色菌落（放置时间稍长时会形成各种颜色菌落，虽然也能利用，但白色菌落为佳）；再把变的稀软状态的米饭取回后装入坛子里，然后参上原材料量1/2左右的红糖，将其混合均匀，盖上宣纸，用线绳系好口，放置在温度18℃左右地方，放置数天后就会变成液体状态，制的土著微生物原液。所述土著微生物制备中不依赖操作人员的专业技术水平，普通实验者在试验地制备即能获得良好的再现性。
以下实施例中所采用的草炭、枯草芽孢杆菌（BS-208）、乳酸菌和酵素菌可采用任何市售产品，各实施例中枯草芽孢杆菌（BS-208）为保定瑞谷生物科技有限公司的产品，而土著微生物、乳酸菌和酵素菌也可以根据现有制备方法进行制备，为提高复合菌剂的用量和效率，本发明实施例中进一步要求枯草芽孢杆菌的活菌数为大于100亿cfu/g，土著微生物、乳酸菌和酵素菌的活菌数大于2亿cfu/g。
实施例1
将市售的草炭和枯草芽孢杆菌，按照草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为3:10进行混合，制的所述用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂。
实施例2
将市售的草炭和枯草芽孢杆菌，按照草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为5:12进行混合，制的所述用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂。
实施例3
将市售的草炭和草芽孢杆菌，按照草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为7:15进行混合，制的所述用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂。
实施例4
将市售的草炭和枯草芽孢杆菌，按照草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为3:15进行混合，制的所述用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂。
实施例5
将市售的草炭和枯草芽孢杆菌，按照草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为7:10进行混合，制的所述用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂。
实施例6
将草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌，按照草炭：枯草芽孢杆菌：土著微生物：乳酸菌：酵素菌质量比为3:10:1:1:1进行配比，先将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成制得。所述草炭、枯草芽孢杆菌、乳酸菌和酵素菌均采用市售菌剂，而土著微生物采用具体实施方式中所描述的方法制的。
实施例7
将草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌，按照草炭：枯草芽孢杆菌：土著微生物：乳酸菌：酵素菌质量比为5:12:1.5:1.5:1.5进行配比，先将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成制得。所述草炭、枯草芽孢杆菌、乳酸菌和酵素菌均采用市售菌剂，而土著微生物采用具体实施方式中所描述的方法制的。
实施例8
将草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌，按照草炭：枯草芽孢杆菌：土著微生物：乳酸菌：酵素菌质量比为7:15:2:2:2进行配比，先将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成制得。所述草炭、枯草芽孢杆菌、乳酸菌和酵素菌均采用市售菌剂，而土著微生物采用具体实施方式中所描述的方法制的。
实施例9
将草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌，按照草炭：枯草芽孢杆菌：土著微生物：乳酸菌：酵素菌质量比为3:15:1:2:1进行配比，先将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成制得。所述草炭、枯草芽孢杆菌、乳酸菌和酵素菌均采用市售菌剂，而土著微生物采用具体实施方式中所描述的方法制的。
实施例10
将草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌，按照草炭：枯草芽孢杆菌：土著微生物：乳酸菌：酵素菌质量比为7:10:2:1:2进行配比，先将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成制得。所述草炭、枯草芽孢杆菌、乳酸菌和酵素菌均采用市售菌剂，而土著微生物采用具体实施方式中所描述的方法制的。
本发明的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，以实施例2中的草炭和枯草芽孢杆菌两组分配比而成进行田间种植试验，实验田未处理前原始土壤采样检验重金属镉的含量为1.69mg/kg（超标563%）。实验采用水稻（B优827）种植过程中施加本发明的复合生物菌剂的方式进行，并于2011年进行首次施加。
施加方式：水稻定苗种植后将复合生物菌剂均匀施于稻田中，施加量：5-15公斤/亩，稻田种植采用已有灌溉和施肥方式进行。
结果检测：水稻收割后对土壤进行重金属镉含量的检测，同时选用邻近田块土壤做空白对实验，各年检测数据如下表1：
表1：
由上表可见，本发明实施例2的复合生物菌剂能够有效的对镉污染土壤进行修复，同时能在降低农作物对镉的吸收，防止重金属镉随农作物进入人体。
另外为了排除田间种植的生产因素对检测结果的影响，本发明在实验室中采用模拟水稻田进行实验。
在试验室中对2012年处理后的土壤做模拟水稻田试验，试验组1为实施例2的草炭和枯草芽孢杆菌的复合菌，实验组2为实施例7的草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌组成的复合菌，对比组为枯草芽孢杆菌，空白组不添加修复菌剂：将样本土壤加水，再加入生物菌剂，并在恒温箱中维持30℃温度处理240小时，对实验室处理后的土壤进行重金属镉含量检测，试验组1的测定值为0.84mg/kg，实验组2的测定值为0.80mg/kg，对比组的测定值为0.87mg/kg，空白对比试验的测定值为0.91mg/kg，统计如下表2：
表二：
从试验可见：草炭的加入使得枯草芽孢杆菌的镉修复能力明显加强，而土著微生物、乳酸菌和酵素菌的加入协同下，进一步提高了对镉污染土壤的修复能力。
由田间实验检测结果，同时辅以实验室检测结果可见：本发明的复合生物菌剂能够有效的对镉污染土壤进行修复，防止重金属镉随农作物进入人体，同时本发明的镉污染土壤修复复合生物菌剂，不改变农田种植习惯，无二次污染，使用方便等优点。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，其特征在于：包含草炭和枯草芽孢杆菌。
2.如权利要求1所述的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，其特征在于：所述草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为3～7:10～15。
3.如权利要求2所述的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，其特征在于：所述草炭和枯草芽孢杆菌的质量比为5:12。
4.如权利要求1至3任一项所述的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，其特征在于：还包含有土著微生物、乳酸菌和酵素菌。
5.如权利要求4所述的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，其特征在于：所述草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌的质量比为3～7:10～15:1～2:1～2:1～2。
6.如权利要求5所述的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂，其特征在于：所述草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌的质量比为5:12:1.5:1.5:1.5。
7.一种用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂的制备方法，其特征在于：将草炭和枯草芽孢杆菌混合均匀，再将土著微生物、乳酸菌和酵素菌以液态均匀喷洒于所述草炭和枯草芽孢杆菌混合物上，混匀而成。
8.如权利要求7所述的用于镉污染土壤修复的复合生物菌剂的制备方法，其特征在于：所述草炭、枯草芽孢杆菌、土著微生物、乳酸菌和酵素菌的质量比为5:12:1.5:1.5:1.5。
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