CN111348969A

CN111348969A - 一种土壤修复剂及其制备方法

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Publication number: CN111348969A
Application number: CN202010194908.6A
Authority: CN
Inventors: 何怀江; 付世萃; 罗也; 包广道; 陈思羽; 张忠辉; 韩姣; 刘婷
Original assignee: Jilin Provincial Academy of Forestry Sciences
Current assignee: Jilin Provincial Academy of Forestry Sciences
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-06-30

Abstract

本发明公开了一种土壤修复剂及其制备方法，该土壤修复剂包括如下质量份数的组分：硅藻土10～30份、壳聚糖10～20份、磷石膏30～50份、微量元素补充剂5～15份、微生物微胶囊20～40份。该土壤修复剂的制备方法为：微量元素补充剂的制备、混合物的制备、囊芯的制备、微生物微胶囊的制备以及制得土壤修复剂。本发明取得的有益效果为：(1)能够解决土壤酸化、微量元素匮乏、重金属污染、有机质匮乏等问题，多方位修复土壤；(2)兼具保水、保肥功效；(3)将微生物使用微胶囊技术包被，使其免受环境因素的影响；(4)协同作用，互为补充，安全、持效时间长、无后续污染。

Description

一种土壤修复剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，更具体的说是涉及一种土壤修复剂及其制备方法。

背景技术

林业土壤由于长期不合理种植、地面植物遭到破坏等原因，出现肥力下降、通透性变差、不适宜种植的情况，主要表现为林地土壤酸化、微量元素匮乏、菌群失衡、盐化、板结、重金属污染、有机质缺乏及连作障碍等诸多问题，严重影响作物产量和品质，有些作物甚至颗粒无收；所以通过土壤修复来改变当前土壤状况已经成为改善土壤质量、提高作物产量的有效方案。

但是，目前土壤修复剂还是存在一些问题，例如：应用较多的主要是单用途土壤修复剂，难以对土壤进行多方位的修复；微生物土壤修复剂容易受到环境等因素的影响；持效时间短。

因此，如何提供一种持效时间长、不易受环境影响且能对土壤进行多方位修复的土壤修复剂是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种土壤修复剂及其制备方法，能有效对土壤进行多方位的修复，且持效时间长、不易受环境影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤修复剂，其特征在于，包括如下质量份数的组分：硅藻土10～30份、壳聚糖10～20份、磷石膏30～50份、微量元素补充剂5～15份、微生物微胶囊20～40份。

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，其化学成分以SiO₂为主，还含有少量的Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、P₂O₅和有机质，密度1.9～2.3g/cm³，堆密度0.34～0.65g/cm³，孔体积0.45～0.98m³/g，吸水率是自身体积的2～4倍，在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造，具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的性质，其独特的物理构造，应用土壤后具有很好的保肥、保水、疏松土壤的特性，在土壤板结、中微量元素补充、重金属固定、防止养分流失等方面具有很好的作用；壳聚糖分子中的氨基、与氨基相临的羟基和Hg、Ni、Cu、Pb、Ca、Ag等金属离子能形成稳定的螯合物；磷石膏为强酸性土壤改良剂。

优选的，所述微量元素补充剂包括如下质量份数的组分：秸秆5～10份、螯合锌10～20份、螯合铁10～20份、螯合镁10～30份、螯合铜1～5份和有机氮2～3.5份。

优选的，所述微生物微胶囊由囊芯和囊壳组成；所述囊芯包括如下质量份数的组分：菌根菌20～30份，光合细菌3～10份，枯草芽孢杆菌10～15份，放线菌5～10份，脆弱拟杆菌5～10份，产朊假丝酵母菌10～20份，双酶梭菌3～10份；所述囊壳由明胶和壳聚糖组成。

菌根菌能促进植物富集重金属离子，起到转移土壤重金属污染物、达到植物修复重金属污染土壤的目的；光合细菌具有独特的抗病、促生长能力，能大大提高产量；枯草芽孢杆菌对一些致病菌具有直接或间接的抑制作用，并且，能够分解有害物质、垃圾颗粒等，无污染、无残留，增加作物抗逆性、固氮；放线菌为固定大气中的氮；脆弱拟杆菌具有强抗炎特性，可单一抑制促炎因子生成，无毒副作用，并且还可以产生苹果酸脱氢酶，为土壤提供必要的营养；产朊假丝酵母菌同化残留在土壤中肥料所带有的硝酸盐；双酶梭菌对土壤中的细菌和一些害虫起到了一定的作用。微胶囊具有保护物质免受环境影响、控制核心释放、延长储存期、使不相容的成分混合均匀和易于降解等功能。

一种土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将秸秆、螯合锌、螯合铁、螯合镁、螯合铜和有机氮称量、过筛、混合，得到微量元素补充剂，备用；

(2)将硅藻土、壳聚糖、磷石膏和微量元素补充剂称量、过筛、混合，得到混合物，备用；

(3)将菌根菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、放线菌、脆弱拟杆菌、产朊假丝酵母菌和双酶梭菌称量、混合，制得囊芯，备用；

(4)将囊芯1～3份和明胶溶液3～8份混合均匀，调节pH值至5.0，制得混合液；将混合液1份逐滴加入到2～5份壳聚糖溶液中，连续搅拌30-50min，过滤，收集膜上截留物质，生理盐水洗涤，干燥，即得微生物微胶囊；

(5)将混合物与微生物微胶囊称量、混合均匀，即得土壤修复剂。

优选的，所述明胶溶液的质量浓度为0.3～0.8％。

优选的，所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.4～0.8％。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)能够解决林地土壤酸化、微量元素匮乏、重金属污染、有机质匮乏等问题，多方位修复土壤；(2)兼具保水、保肥功效；(3)将微生物使用微胶囊技术包被，使其免受环境因素的影响；(4)协同作用，互为补充，安全、持效时间长、无后续污染。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例中微生物原料来源：

摩西球囊霉菌，购于北京市农林科学院植物营养与资源研究所；

幼套球囊霉菌，购于北京市农林科学院植物营养与资源研究所；

沼泽红假单胞菌，购于上海复祥生物科技有限公司；

深红红螺菌，购于上海沪峥生物科技有限公司；

枯草芽孢杆菌CGMCC 1.3358，购于中国普通微生物菌种保藏管理中心；

细黄链霉菌，购于北京豫维科技有限公司；

脆弱拟杆菌，购于上海沪峥生物科技有限公司；

产朊假丝酵母菌，购于深圳市思美泉生物科技有限公司；

双酶梭菌，购于上海莼试生物技术有限公司。

实施例1

(1)将秸秆5kg、EDTA螯合锌20kg、EDTA螯合铁20kg、氨基酸螯合镁10kg、EDTA螯合铜1kg和尿素3.5kg过筛、混合，得到微量元素补充剂，备用；

(2)将硅藻土10kg、壳聚糖20kg、磷石膏30kg和微量元素补充剂15kg过筛、混合，得到混合物，备用；

(3)将摩西球囊霉菌20kg、沼泽红假单胞菌3kg、枯草芽孢杆菌10kg、细黄链霉菌10kg、脆弱拟杆菌10kg、产朊假丝酵母菌20kg和双酶梭菌10kg混合，制得囊芯，备用；

(4)将囊芯1kg和质量浓度为0.3％明胶溶液8kg混合均匀，调节pH值至5.0，制得混合液；将混合液1kg逐滴加入到5kg质量浓度为0.8％的壳聚糖溶液中，连续搅拌30min，过滤，收集膜上截留物质，生理盐水洗涤，干燥，即得微生物微胶囊；

(5)将混合物与微生物微胶囊20kg混合均匀，即得土壤修复剂。

实施例2

(1)将秸秆10kg、柠檬酸螯合锌10kg、柠檬酸螯合铁10kg、氨基酸螯合镁30kg、氨基酸螯合铜5kg和花生饼粉2kg过筛、混合，得到微量元素补充剂，备用；

(2)将硅藻土30kg、壳聚糖10kg、磷石膏50kg和微量元素补充剂5kg过筛、混合，得到混合物，备用；

(3)将幼套球囊霉菌30kg、深红红螺菌10kg、枯草芽孢杆菌15kg、细黄链霉菌5kg、脆弱拟杆菌5kg、产朊假丝酵母菌10kg和双酶梭菌3kg混合，制得囊芯，备用；

(4)将囊芯3kg和质量浓度为0.8％明胶溶液3kg混合均匀，调节pH值至5.0，制得混合液；将混合液1kg逐滴加入到2kg质量浓度为0.4％的壳聚糖溶液中，连续搅拌50min，过滤，收集膜上截留物质，生理盐水洗涤，干燥，即得微生物微胶囊；

(5)将混合物与微生物微胶囊40kg混合均匀，即得土壤修复剂。

实施例3

(1)将秸秆7kg、黄腐酸螯合锌15kg、氨基酸螯合铁15kg、EDTA螯合镁20kg、柠檬酸螯合铜3kg和玉米粉3kg过筛、混合，得到微量元素补充剂，备用；

(2)将硅藻土20kg、壳聚糖15kg、磷石膏40kg和微量元素补充剂10kg过筛、混合，得到混合物，备用；

(3)将幼套球囊霉菌25kg、深红红螺菌7kg、枯草芽孢杆菌12kg、细黄链霉菌7kg、脆弱拟杆菌7kg、产朊假丝酵母菌15kg和双酶梭菌7kg混合，制得囊芯，备用；

(4)将囊芯2kg和质量浓度为0.5％明胶溶液5kg混合均匀，调节pH值至5.0，制得混合液；将混合液1kg逐滴加入到3kg质量浓度为0.6％的壳聚糖溶液中，连续搅拌40min，过滤，收集膜上截留物质，生理盐水洗涤，干燥，即得微生物微胶囊；

(5)将混合物与微生物微胶囊30kg混合均匀，即得土壤修复剂。

对比例1

微生物菌剂不经微胶囊处理，其他步骤同实施例3。

对比例2

步骤(2)中不添加磷石膏，添加40kg的生石灰，其他步骤同实施例3。

对比例3

步骤(2)中不添加硅藻土，添加20kg的凹凸棒土，其他步骤同实施例3。

对比例4

步骤(2)中不添加壳聚糖，添加15kg的膨润土，其他步骤同实施例3。

实验1 土壤酸化改善效果实验

1、试验设计：将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3、对比例4制备的土壤修复剂施入酸雨地区土壤中，亩使用量25千克。

2、检测指标：土壤pH值。

3、检测方法：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T1121.2-2006土壤检测第二部分-土壤pH的测定：施用土壤修复剂0、7、15、30d后取土样，称取10g过1mm筛孔尼龙筛的土样，放入50ml烧杯中，加入25ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌1min，使土体充分散开，放置30min，然后用pH计测定。

4、检测结果：如表1所示。

表1 土壤酸化改善效果实验结果

实验2 土壤重金属改善效果实验

1、试验设计：将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3、对比例4制备的土壤修复剂施入土壤中，亩使用量25千克。

2、检测指标：土壤中镉含量、土壤中铅含量。

3、检测方法：

(1)镉的检测：

参照《土壤农化分析》中测定方法进行：称取5g过1mm筛孔尼龙筛的土样，放入50ml广口瓶中，加入25ml 0.1mol/l的HCL溶液，在25℃下反复震荡1.5h，过滤，滤液定容至25ml，用原子吸收光谱法测定。

(2)铅的检测：

准确称取0.3g土壤样品于消解管中，用少许水湿润样品。在通风橱中，加入硝酸5ml、氢氟酸2.5ml、高氯酸1ml，摇匀。将消解管放入消解仪中，加盖，消解。消解温度于190℃持续30min后，揭盖并调整位置，不断摇动并观察，将消化液赶酸浓缩成团后，取下冷却。加入硝酸溶液(1∶5，V/V)1ml，加热溶解残渣，将溶液转入25ml比色管中，并用纯水少量多次反复洗涤消解管，合并洗液并定容至刻度，摇匀，澄清，备上机测定。

4、检测结果：如表2所示。

表2 土壤重金属改善效果实验结果

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的较为简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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

1.一种土壤修复剂，其特征在于，包括如下质量份数的组分：硅藻土10～30份、壳聚糖10～20份、磷石膏30～50份、微量元素补充剂5～15份、微生物微胶囊20～40份。

2.如权利要求1所述的一种土壤修复剂，其特征在于，所述微量元素补充剂包括如下质量份数的组分：秸秆5～10份、螯合锌10～20份、螯合铁10～20份、螯合镁10～30份、螯合铜1～5份、有机氮2～3.5份。

3.如权利要求2所述的一种土壤修复剂，其特征在于，所述微生物微胶囊由囊芯和囊壳组成；

所述囊芯包括如下质量份数的组分：菌根菌20～30份，光合细菌3～10份，枯草芽孢杆菌10～15份，放线菌5～10份，脆弱拟杆菌5～10份，产朊假丝酵母菌10～20份，双酶梭菌3～10份；

所述囊壳由明胶和壳聚糖组成。

4.如权利要求1～3任一所述的一种土壤修复剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的一种土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述明胶溶液的质量浓度为0.3～0.8％。

6.如权利要求5所述的一种土壤修复剂的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.4～0.8％。