CN106367365A - 一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品及其制造方法；该粉末制品由含菌玉米粉50‑70份，含菌米糠粉15‑25份，含菌花生饼粉10‑20份，含菌豆饼粉5‑10份组成；含菌玉米粉内培养有嗜碱芽孢杆菌，细菌浓度为100亿cfu/g‑200亿cfu/g；米糠粉内培养有枯草芽孢杆菌，细菌浓度为50亿cfu/g‑200亿cfu/g；含菌花生饼粉内培养有白腐真菌，白腐真菌浓度为10亿cfu/g‑100亿cfu/g；含菌豆饼粉内培养有坚强芽孢杆菌，细菌浓度为50亿cfu/g‑200亿cfu/g；本发明还公开了该微生物粉末制品的制造方法。本发明的微生物粉末制品适用于重金属污染盐碱地。

Description

一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品及其制造方法

技术领域

本发明涉及重金属防治领域，尤其涉及一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品及其制造方法。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。目前的修复方法主要包括电动修复方法、化学淋洗方法以及植物修复方法等，这类方法的优点是能够清除土壤中的重金属，但是应用中存在着耗能高、难于实现原位修复等缺点。相对于活化方法来说，固定方法虽然不能实现重金属的去除，但是操作简便、成本低廉，易于实现原位修复，传统的的固定化方法主要是向土壤中添加不同类型的化学物质，与重金属发生吸附、螯合和沉淀作用来实现重金属的固定化。

在国内已申请的相关专利中，并没有专门针对盐碱化土壤进行微生物治理的相关技术资料。在相近领域中，专利《一种重金属污染土壤的微生物修复方法》（申请号：201110122739.6，公开日：2011-11-16）公开了一种利用球形红细菌制剂配合淹水治理土壤的方法，其工作原理主要为利用球形红细菌在富水厌氧环境下大量繁殖后吸附重金属，再经由水渗入地下降低土壤中的重金属浓度，但其在治理过程中土壤不能用于种植作业，经济成本高，另一方面，也不适用于盐碱化的区域，而且重金属流入地下水也会造成二次污染；专利《重金属污染土壤微生物修复剂及其应用》（申请号：201410682558.2，公开日：2015-04-22）公开了一种采用枯草芽孢杆菌和热带假丝酵母作为有效成份的重金属污染土壤治理剂，该发明的生物修复剂可以吸附一定比例的重金属，并可在土壤中存留一段时间，但热带假丝酵母属厌氧菌类，在干燥通风的土壤中无法长期存活，另一方面，由于每种微生物都有其局限，因此其治理土壤的效果既不长效、也不全面。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种适用于盐碱地，同时具有降解重金属和促植物生长作用，长期有效用，有效成份功能互补的治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其中：

该粉末制品由以下重量份的粉末机械混合而成：含菌碱性玉米粉50-70份，含菌米糠粉15-25份，含菌花生饼粉10-20份，含菌碱性豆饼粉5-10份；

所述含菌碱性玉米粉内培养有处于生长对数期的嗜碱芽孢杆菌，浓度范围为50亿cfu/g-100亿cfu/g；所述米糠粉内培养有处于生长对数期的枯草芽孢杆菌，浓度范围为100亿cfu/g-200亿cfu/g；所述含菌花生饼粉内培养有白腐真菌，浓度范围为30亿cfu/g-50亿cfu/g；所述含碱性菌豆饼粉内培养有处于生长对数期的坚强芽孢杆菌，浓度范围为20亿cfu/g -50亿cfu/g。

上述的治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其中：所述白腐真菌优选为多孔菌属白腐真菌。

上述的治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其中：所述枯草芽孢杆菌为采用平板划线法进行纯化后获得。

上治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品的制造方法，包括以下步骤：

①准备营养基粉：选用玉米、米糠、花生、黄豆，经过榨油、干货提取、烘干制饼、机械磨粉等步骤分别制得玉米粉、米糠粉、花生饼粉和豆饼粉，所述烘干制饼为低温烘培制饼，将获得的玉米粉、米糠粉、花生饼粉和豆饼粉进行分装，再在玉米粉和豆饼粉内添加碳酸钠或碳酸氢钠至该两种粉末PH值为8.5-9.5，再高温杀菌后封存待用；

②微生物培养：培养并纯化嗜碱芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、白腐真菌和坚强芽孢杆菌，至获得各菌种对数期的足够菌株；

③按权利要求1所述比例和配方将步骤②获得的菌株移植到步骤①制取的对应营养基粉当中，施加微量水份后在35℃-40℃下保存1天，获得对应的含菌营养粉末；

④将步骤③获得的含菌营养粉末按权利要求1所述的重量份数进行混合及机械搅拌，搅拌速度为20-100r/min，搅拌时间不低于10min；

⑤将步骤④获得的机械混合粉末放入0℃-4℃无水环境下保藏待用，即制得所述治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：四种微生物均为需氧菌，能适应在翻犁后的盐碱地里长期生存；白腐真菌可将土壤中的植物根系、枯死的茎杆分解为植物可用的营养素，同时分泌出大量酶，可将重金属进行胞外沉淀，降毒后固化在土壤中，防止作物吸收；枯草芽孢杆菌同样具有分解植物纤维、促进植物对营养素吸收的作用，另外其还可以胞外吸附较多种类的重金属，使重金属污染治理更加全面；坚强芽孢杆菌和嗜碱芽孢杆菌最佳生长环境PH值为8-10，在盐碱地中生命力顽强，存活时间长，耐缺水、干旱及碱性环境，同时能吸附多种重金属；枯草芽孢杆菌和白腐真菌在分解植物纤维时产生可代谢弱酸，处于盐碱地时可中和一部分碱性土壤，降低土壤PH值，并使其不易板结，使土地逐渐去盐碱化；由于营养基只采用了对人类基本无用的残渣，经济成本低。

具体实施方式

实施例1：

一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其中：

该粉末制品由以下重量份的粉末机械混合而成：含菌碱性玉米粉50-70份，含菌米糠粉15-25份，含菌花生饼粉10-20份，含菌碱性豆饼粉5-10份；

所述含菌碱性玉米粉内培养有处于生长对数期的嗜碱芽孢杆菌，浓度范围为50亿cfu/g-100亿cfu/g；所述米糠粉内培养有采用平板划线法进行纯化后获得的处于生长对数期的枯草芽孢杆菌，浓度范围为100亿cfu/g-200亿cfu/g；所述含菌花生饼粉内培养有多孔菌属白腐真菌，浓度范围为30亿cfu/g-50亿cfu/g；所述含碱性菌豆饼粉内培养有处于生长对数期的坚强芽孢杆菌，浓度范围为20亿cfu/g -50亿cfu/g。

上治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品的制造方法，包括以下步骤：

①准备营养基粉：选用玉米、米糠、花生、黄豆，经过榨油、干货提取、烘干制饼、机械磨粉等步骤分别制得玉米粉、米糠粉、花生饼粉和豆饼粉，所述烘干制饼为低温烘培制饼，将获得的玉米粉、米糠粉、花生饼粉和豆饼粉进行分装，再在玉米粉和豆饼粉内添加碳酸钠或碳酸氢钠至该两种粉末PH值为8.5-9.5，再高温杀菌后封存待用；

②微生物培养：培养并纯化嗜碱芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、白腐真菌和坚强芽孢杆菌，至获得各菌种对数期的足够菌株；

③按权利要求1所述比例和配方将步骤②获得的菌株移植到步骤①制取的对应营养基粉当中，施加微量水份后在35℃-40℃下保存1天，获得对应的含菌营养粉末；

④将步骤③获得的含菌营养粉末按权利要求1所述的重量份数进行混合及机械搅拌，搅拌速度为20-100r/min，搅拌时间不低于10min；

⑤将步骤④获得的机械混合粉末放入0℃-4℃无水环境下保藏待用，即制得所述治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品。

应用本微生物粉末制品的具体步骤为：

①在被重金属污染的盐碱地表面按10-20kg/亩的比例均匀施加微生物制品。

②对盐碱地进行耕犁、翻混，并以保持土地常规含水量不变的灌溉速度定期施水。

③每2-3个月重复步骤①-②一次，即可将被重金属污染的盐碱地修复为相对良性的土壤。

本实施例在实验田里进行实地效果验证，情况如下：取新疆省某市重金属污染盐碱地作为实验地，分别取间距十米以上的土壤进行测量后取平均值，其中土地的PH值为9.5，AS（砷）含量以重量计为34.76mg/kg，Hg（汞）含量以重量计为0.623mg/kg，Pb（铅）含量以重量计为57.23mg/kg，Cr（铬）含量以重量计为125.44mg/kg；经按本实施例按上述方式应用在目标沙土上，一个月后再以同样方式进行检测，结果为：土地的PH值为8.5，AS（砷）含量以重量计为11.57mg/kg，Hg（汞）含量以重量计为0.153mg/kg，Pb（铅）含量以重量计为21.02mg/kg，Cr（铬）含量以重量计为61.20mg/kg；以同样的方式继续治理一个月后再以同样方式进行检测，结果为：土地的PH值为8，AS（砷）含量以重量计为7.26mg/kg，Hg（汞）含量以重量计为0.09mg/kg，Pb（铅）含量以重量计为10.64mg/kg，Cr（铬）含量以重量计为32.57mg/kg。

国家标准为：AS（砷）含量以重量计不大于15mg/kg，Hg（汞）含量以重量计不大于0.15mg/kg ，Pb含量以重量计不大于35mg/kg，Cr（铬）含量以重量计不大于90mg/kg。

本发明的重金属污染土壤的微生物粉末制品治理土壤的工作原理为：

四种微生物均为需氧菌，能适应在翻犁后的盐碱地里长期生存；白腐真菌可将土壤中的植物根系、枯死的茎杆分解为植物可用的营养素，同时分泌出大量酶，可将重金属进行胞外沉淀，降毒后固化在土壤中，防止作物吸收；枯草芽孢杆菌同样具有分解植物纤维、促进植物对营养素吸收的作用，另外其还可以胞外吸附较多种类的重金属，使重金属污染治理更加全面；坚强芽孢杆菌和嗜碱芽孢杆菌最佳生长环境PH值为8-10，在盐碱地中十分活跃，生命力顽强，存活时间长，耐缺水、干旱及碱性环境，同时能吸附多种重金属，是长效治理重金属的主要菌种；枯草芽孢杆菌和白腐真菌在分解植物纤维时产生可代谢弱酸，处于盐碱地时可中和一部分碱性土壤，降低土壤PH值，并使其不易板结，使土地逐渐去盐碱化，是对盐碱地进行去盐碱化的主力菌种；由于营养基只采用了对人类基本无用的残渣，经济成本低，适合长时间施加及大面积使用。

本发明尤其适用于被重金属污染的盐碱地，特别是中度或重度盐碱地（PH值8-10）。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其特征在于：

该粉末制品由以下重量份的粉末机械混合而成：含菌碱性玉米粉50-70份，含菌米糠粉15-25份，含菌花生饼粉10-20份，含菌碱性豆饼粉5-10份；

所述含菌碱性玉米粉内培养有处于生长对数期的嗜碱芽孢杆菌，浓度范围为50亿cfu/g-100亿cfu/g；所述米糠粉内培养有处于生长对数期的枯草芽孢杆菌，浓度范围为100亿cfu/g-200亿cfu/g；所述含菌花生饼粉内培养有白腐真菌，浓度范围为30亿cfu/g-50亿cfu/g；所述含碱性菌豆饼粉内培养有处于生长对数期的坚强芽孢杆菌，浓度范围为20亿cfu/g -50亿cfu/g。

2.根据权利要求1所述的治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其特征在于：所述白腐真菌优选为多孔菌属白腐真菌。

3.根据权利要求2所述的治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌为采用平板划线法进行纯化后获得。

4.根据上述任一权利要求所述治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

①准备营养基粉：选用玉米、米糠、花生、黄豆，经过榨油、干货提取、烘干制饼、机械磨粉等步骤分别制得玉米粉、米糠粉、花生饼粉和豆饼粉，所述烘干制饼为低温烘培制饼，将获得的玉米粉、米糠粉、花生饼粉和豆饼粉进行分装，再在玉米粉和豆饼粉内添加碳酸钠或碳酸氢钠至该两种粉末PH值为8.5-9.5，再高温杀菌后封存待用；

②微生物培养：培养并纯化嗜碱芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、白腐真菌和坚强芽孢杆菌，至获得各菌种对数期的足够菌株；

③按权利要求1所述比例和配方将步骤②获得的菌株移植到步骤①制取的对应营养基粉当中，施加微量水份后在35℃-40℃下保存1天，获得对应的含菌营养粉末；

④将步骤③获得的含菌营养粉末按权利要求1所述的重量份数进行混合及机械搅拌，搅拌速度为20-100r/min，搅拌时间不低于10min；

⑤将步骤④获得的机械混合粉末放入0℃-4℃进行保藏待用，即制得所述治理重金属污染盐碱地的微生物粉末制品。