CN105018383B - 一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂和方法 - Google Patents

一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂和方法。将1×109‑8×109CFU/ml的胶质芽胞杆菌GIM1.15菌液、6×108‑3×109CFU/ml的哈茨木霉GIM3.442菌液、3×109‑9×109CFU/ml的固氮红螺菌CGMCC 1.5023菌液、2×108‑9×108CFU/ml荧光假单胞菌GIM1.209菌液和8×108‑6×109CFU/ml的巨大芽孢菌GIM1.270菌液按照体积比1.5～6:0.8～2:0.5～3:1～3:1.5～5混合形成混合菌液；再将变性淀粉与稻壳炭按体积比1～5:9混合，作为菌液吸附剂，然后将混合菌液和菌液吸附剂按体积比5～20:100的比例将混合菌液接种到菌液吸附剂上，搅拌均匀，喷雾干燥，得到微生物复合菌剂。本发明可以大幅提高煤矸石废弃地造林成活率，从而促进煤矸石废弃地快速植被恢复，在煤矸石废弃地生态修复领域具有良好的应用前景。

Description

一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂和方法
技术领域：
本发明属于矿山废弃地生态修复技术领域，具体涉及一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂和方法。
背景技术：
煤炭开采过程中伴随大量的煤矸石产生，一般每开采1t煤，伴生10％-30％左右的煤矸石，煤矸石已成为我国排放量最大的工业废渣之一。煤矸石的堆积不仅占用了大量的土地，同时污染了周围的环境，如土壤、植被等污染。煤矸石山风化层土壤容重较大，孔隙度偏小，使得与正常土壤相比，持水能力差，有效水分含量低，直接影响植物正常生长。同时，强酸的环境有利于煤矸石中重金属等物质的释放，同样会影响植物的成活和生长。煤矸石山由矸石堆砌而成，缺乏动物和微生物活动，延缓了表层煤矸石及其风化物熟化速度，不利于其物理结构的改善，制约了植物的生长发育。因此，在煤矸石废弃地的生态修复过程，面临着植物营养极度缺乏、高温、缺水、酸害、盐害及重金属胁迫等恶劣条件，从而使得造林成活率低。
发明内容：
本发明的第一个目的是提供一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
本发明的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，其是通过以下方法制备的：将1×109-8×109CFU/ml的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)GIM1.15菌液、6×108-3×109CFU/ml的哈茨木霉(Trichoderma harzianumRifai)GIM3.442菌液、3×109-9×109CFU/ml的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液、2×108-9×108CFU/ml荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescensMigula)GIM1.209菌液和8×108-6×109CFU/ml的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液按照体积比1.5～6:0.8～2:0.5～3:1～3:1.5～5混合形成混合菌液；再将变性淀粉与稻壳炭按体积比1～5:9混合，作为菌液吸附剂，然后将混合菌液和菌液吸附剂按体积比5～20:100的比例将混合菌液接种到菌液吸附剂上，搅拌均匀，喷雾干燥，得到能提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
所述的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15菌液，其发酵培养基，每升含有：KH2PO40.2g，K2HPO40.8g，MgSO4.7H2O 0.2g，CaSO4.2H2O 0.1g，Na2MoO4.2H2O Trace微量，酵母膏0.5g，甘露醇20g，FeCl3Trace微量，余量为水。
所述的哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液，其发酵培养基，每升含有：马铃薯浸粉3g，葡萄糖20g，余量为水。
所述的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液，其发酵培养基，每升含有：苹果酸5g，K2HPO40.5g，MgSO4.7H2O 0.2g，NaCl 0.1g，CaCl20.02g，溴麝香草酚蓝5g，余量为水。
所述的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液，其发酵培养基，每升含有：蛋白胨5g，牛肉膏30g，NaCl 5g，MnSO4.H2O 5mg，余量为水。
所述的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液，其发酵培养基，每升含有：蛋白胨5g，牛肉膏30g，NaCl 5g，MnSO4.H2O 5mg，余量为水。
所述的变性淀粉由玉米粉加工而成，其属于现有技术中的产品，可以购买到。
所述的稻壳炭是指稻壳经过加热至其着火点温度以下，使其不充分燃烧而形成的炭化物质，其也属于现有技术中的产品，可以购买到。
本发明的第二个目的是提供一种提高煤矸石废弃地造林成活率的方法，其特征在于，在煤矸石废弃地造林的时候，将上述提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂与黄泥巴混合均匀，优选是按质量比3:1的比例混匀，再加水搅拌后，对造林幼苗进行蘸根，然后按常规方法造林，并在造林两周后，在造林植物根部按5～15g/棵树的用量施用上述提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
本发明的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂可以大幅提高煤矸石废弃地造林成活率，从而促进煤矸石废弃地快速植被恢复，在煤矸石废弃地生态修复领域具有良好的应用前景。
胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15，保藏于广东省微生物菌种保藏中心(地址：中国广州市先烈中路100号省微生物所实验楼五楼，邮编：510070)，其保藏编号为：GIM1.15，其是对社会公众开放购买的。
哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442，保藏于广东省微生物菌种保藏中心(地址：中国广州市先烈中路100号省微生物所实验楼五楼，邮编：510070)，其保藏编号为：GIM3.442，其是对社会公众开放购买的。
固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所邮编100101)，其保藏编号为：CGMCC 1.5023，其是对社会公众开放购买的。
荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209，保藏于广东省微生物菌种保藏中心(地址：中国广州市先烈中路100号省微生物所实验楼五楼，邮编：510070)，其保藏编号为：GIM1.209，其是对社会公众开放购买的。
巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270，保藏于广东省微生物菌种保藏中心(地址：中国广州市先烈中路100号省微生物所实验楼五楼，邮编：510070)，其保藏编号为：GIM1.270，其是对社会公众开放购买的。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
所述的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15菌液，其发酵培养基，每升含有：KH2PO40.2g，K2HPO40.8g，MgSO4.7H2O 0.2g，CaSO4.2H2O 0.1g，Na2MoO4.2H2O Trace微量(5ug)，酵母膏0.5g，甘露醇20g，FeCl3Trace微量(5ug)，余量为水。其配制方法是将上述组份混合均匀后，灭菌备用。将胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15接种到其发酵培养基中，在28℃摄氏度下培养36h，获得胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15菌液。然后再用其发酵培养基可以调节菌液中的活菌数。
所述的哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液，其发酵培养基，每升含有：马铃薯浸粉3g，葡萄糖20g，余量为水。其配制方法是将上述组份混合均匀后，灭菌备用。将哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442接种到其发酵培养基中，在28℃摄氏度下培养7d，获得哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液。然后再用其发酵培养基可以调节菌液中的活菌数。
所述的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液，其发酵培养基，每升含有：苹果酸5g，K2HPO40.5g，MgSO4.7H2O 0.2g，NaCl 0.1g，CaCl20.02g，溴麝香草酚蓝5g，余量为水。其配制方法是将上述组份混合均匀后，灭菌备用。将固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023接种到其发酵培养基中，在28℃摄氏度下培养24h，获得固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液。然后再用其发酵培养基可以调节菌液中的活菌数。
所述的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液，其发酵培养基，每升含有：蛋白胨5g，牛肉膏30g，NaCl 5g，MnSO4.H2O 5mg，余量为水。其配制方法是将上述组份混合均匀后，灭菌备用。将荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209接种到其发酵培养基中，在28℃摄氏度下培养24h，获得荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液。然后再用其发酵培养基调节菌液中的活菌数。
所述的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液，其发酵培养基，每升含有：蛋白胨5g，牛肉膏30g，NaCl 5g，MnSO4.H2O 5mg，余量为水。其配制方法是将上述组份混合均匀后，灭菌备用。将巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270接种到其发酵培养基中，在28℃摄氏度下培养24h，获得巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液。然后再用其发酵培养基调节菌液中的活菌数。
所述的变性淀粉由玉米粉加工而成。
所述的稻壳炭是指稻壳经过加热至其着火点温度以下，使其不充分燃烧而形成的炭化物质。
实施例1：
本实施例的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其是通过以下方法制备的：将1×109CFU/ml的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15菌液、2×109CFU/ml的哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液、3×109CFU/ml的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液、2×108CFU/ml的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液、8×108CFU/ml的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液按照体积比5:1:0.5:2:4混合形成混合菌液，此外将变性淀粉与稻壳炭按体积比1:9混合，作为菌液吸附剂，然后将混合菌液和菌液吸附剂按照体积比1:10的比例将混合菌液接种至变性淀粉与稻壳炭的混合物上，搅拌均匀，喷雾干燥，得到提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
实施例2：
本实施例的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其是通过以下方法制备的：将5×109CFU/ml的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15菌液、6×108CFU/ml的哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液、5×109CFU/ml的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液、5×108CFU/ml的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液、8×108CFU/ml的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液按照体积比1.5:0.8:1:1:1.5混合形成混合菌液，此外将变性淀粉与稻壳炭按体积比1:3混合，作为菌液吸附剂，然后将混合菌液和菌液吸附剂按照体积比1:20的比例将混合菌液接种至变性淀粉与稻壳炭的混合物上，搅拌均匀，喷雾干燥，得到提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
实施例3：
本实施例的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其是通过以下方法制备的：将8×109CFU/ml的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)GIM1.15菌液、3×109CFU/ml的哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液、9×109CFU/ml的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液、9×108CFU/ml的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液、6×109CFU/ml的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液按照体积比6:2:3:3:5混合形成混合菌液，此外将变性淀粉与稻壳炭按体积比1:5混合，作为菌液吸附剂，然后将混合菌液和菌液吸附剂按照体积比2:10的比例将混合菌液接种至变性淀粉与稻壳炭的混合物上，搅拌均匀，喷雾干燥，得到提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
实施例4：
田间试验结果
1材料与方法
1.1试验区概况
煤矸石废弃区位于信丰铁石口镇细村牛皮滩，地处北纬25°23′30″，东经114°54′34″，该区气候温和、光照充足、热量丰富、雨量充沛，属中亚热带季风湿润气候。
1.2试验材料
供试菌剂：本发明实施例1的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
供试植物：湿地松、枫香、泡桐、苦楝
1.2试验方法
于2014年3月信丰铁石口镇进行田间造林试验，造林树种为湿地松、枫香、泡桐、苦楝，分实验组和对照组，重复3次，总共24个区组。每个区组栽植密度1.5m×1.5m，栽植造林植物30株，每个区组面积67.5m2。
造林的时候，试验区将本发明的实施例1的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂与黄泥巴按质量比3:1的比例混匀，再加水搅拌后，对造林幼苗进行蘸根，然后按常规方法造林，并在造林两周后，在造林植物根部按5g/棵树的用量施用提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂1次，具体方法是，将提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂5g均匀撒播在造林植物根部周围，再撒播一薄层黄土覆盖其上，对照区按常规方法造林。2014年7月份，调查各树种的造林成活率。
1.3试验结果
表1造林成活率(％)
由表1可以看出，使用本发明的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂后，可以大幅提高湿地松、枫香、苦楝、泡桐等树种的煤矸石废弃地造林成活率，从而促进煤矸石废弃地快速植被恢复，在煤矸石废弃地生态修复领域具有良好的应用前景。

Claims (8)

1.一种提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，其是通过以下方法制备的：将1×109-8×109CFU/ml的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)GIM1.15菌液、6×108-3×109CFU/ml的哈茨木霉(Trichoderma harzianumRifai)GIM3.442菌液、3×109-9×109CFU/ml的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液、2×108-9×108CFU/ml荧光假单胞菌(PseudomonasfluorescensMigula)GIM1.209菌液和8×108-6×109CFU/ml的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液按照体积比(1.5～6):(0.8～2):(0.5～3):(1～3):(1.5～5)混合形成混合菌液；再将变性淀粉与稻壳炭按体积比(1～5):9混合，作为菌液吸附剂，然后将混合菌液和菌液吸附剂按体积比(5～20):100的比例将混合菌液接种到菌液吸附剂上，搅拌均匀，喷雾干燥，得到能提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
2.根据权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，所述的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)GIM1.15菌液，其发酵培养基，每升含有：KH2PO4 0.2g，K2HPO4 0.8g，MgSO4.7H2O 0.2g，CaSO4.2H2O 0.1g，Na2MoO4.2H2O 5μg，酵母膏0.5g，甘露醇20g，FeCl3 5μg，余量为水。
3.根据权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，所述的哈茨木霉(Trichoderma harzianum Rifai)GIM3.442菌液，其发酵培养基，每升含有：马铃薯浸粉3g，葡萄糖20g，余量为水。
4.根据权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，所述的固氮红螺菌(Rhodobacter azotoformans)CGMCC 1.5023菌液，其发酵培养基，每升含有：苹果酸5g，K2HPO4 0.5g，MgSO4.7H2O 0.2g，NaCl 0.1g，CaCl2 0.02g，溴麝香草酚蓝5g，余量为水。
5.根据权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，所述的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens Migula)GIM1.209菌液，其发酵培养基，每升含有：蛋白胨5g，牛肉膏30g，NaCl 5g，MnSO4.H2O 5mg，余量为水。
6.根据权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂，其特征在于，所述的巨大芽孢菌(Bacillus megatherium)GIM1.270菌液，其发酵培养基，每升含有：蛋白胨5g，牛肉膏30g，NaCl 5g，MnSO4.H2O 5mg，余量为水。
7.一种提高煤矸石废弃地造林成活率的方法，其特征在于，在煤矸石废弃地造林的时候，将权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂与黄泥巴混合均匀，再加水搅拌后，对造林幼苗进行蘸根，然后按常规方法造林，并在造林两周后，在造林植物根部按5～15g/棵树的用量施用提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将权利要求1所述的提高煤矸石废弃地造林成活率的微生物复合菌剂与黄泥巴混合均匀，其是按质量比3:1的比例混匀。
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