CN111499432B - 一种盐碱土壤微生物修复菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物土壤修复技术领域,公开了一种盐碱土壤微生物修复菌剂,由以下重量份的原料组成:食用菌渣40‑50份、腐植酸粉20‑30份、硫磺6‑10份,包括泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌的复合菌剂10‑20份。本发明提供的微生物土壤修复剂将多种微生物活体生命活动及代谢产物、有机质和矿物质相结合,降低土壤pH和盐分含量,增加土壤团粒结构和有机质含量,提高土壤肥力,恢复土壤生态。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域,具体涉及的是一种盐碱土壤微生物修复菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
土地盐碱化是人类面临的一个重要的世界性问题,对盐碱地进行开发治理是世界相关国家和机构关注的热点。盐碱地的形成是由于自然或人为的原因,使地下潜水位升高,矿化度增加、气候干旱、蒸发增强,而导致的土壤表层盐化或碱化过程增强,表层盐渍度或碱化度加重的现象。盐碱土是在一定的自然或者人为条件下形成的,其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配,从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。盐碱地土壤实际上分为盐化土和盐土、碱化土与碱土两种盐碱土类型,盐化土与盐土是可溶性盐类(氯化物、硫酸盐、重碳酸盐和碳酸盐类)在土壤表层的积聚过程,当易溶盐类在土壤表层(0~20cm)累积量达到影响或危害作物生长和发育时(0.2%),便成为盐化土。当表层含盐量达到1%时,严重危害作物,使其严重减产,甚至绝收,便成为盐土。而另一类碱化土和碱土的表层含盐量并不高,但土壤胶体上的吸附性钠离子超过一定量(≥5%吸附性阳离子总量),便成为碱化土;吸附性钠离子与吸附性阳离子总量比值≥20%时便形成碱土。吸附性钠离子量较高的土层(碱化层),碱化层的pH可达9或9以上。碱化层湿时粘重,干时坚硬,物理性状极差。因此,盐碱地改良需要降盐、降pH和增加土壤有机质、土壤团粒含量。
但现有技术中土壤调理产品,从单一角度进行产品设计,要不微生物、要不矿物质,效果单一;微生物类土壤调理产品,生产时采用单一有机原料或单一菌种吸附,不利于菌种扩繁和存活,没有利用菌种与基质之间共生协同作用;化学类土壤调理产品,生产时采用单一矿质原料,使用后不利于增加土壤中有机质,也不利于土壤微生物的生存。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种微生物土壤修复剂,将多种微生物活体生命活动及代谢产物与有机质和矿物质相结合,降低土壤pH和盐分含量,增加土壤团粒结构和有机质含量,提高土壤肥力,恢复土壤生态。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种盐碱土壤微生物修复菌剂,由以下重量份的原料组成:食用菌渣40-50份、腐植酸粉20-30份、硫磺6-10份,复合菌剂10-20份。
其中,本发明中复合菌剂包括泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌。
优选的,复合菌剂中含有活菌量20-40亿·克-1;进一步优选的,含有枯草芽孢杆菌20-40亿·克-1、胶冻样芽孢杆菌3-5亿·克-1、泾阳链霉菌1-3亿·克-1。
本发明还提供了上述盐碱土壤微生物修复菌剂的制备方法,在食用菌渣、腐植酸粉、硫磺中加入复合菌剂,混合即得。
在本发明中,优选将食用菌渣、腐植酸粉、硫磺粉碎过筛,粉碎细度优选为80目。
优选的,复合菌剂的制备方法包括:
(1)将摇瓶培养得到的胶冻样芽孢杆菌液、泾阳链霉菌液按各2.8-3.2%的接种量接入种子罐混合发酵,在温度30-35℃下培养30-35小时;
(2)将摇瓶培养得到的枯草芽孢杆菌液按2.8-3.2%的接种量接入种子罐中,在温度30-37℃下培养24-26小时;
(3)将步骤(1)中得到的胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌混合菌液按10%~20%的接种量、步骤(2)中得到的枯草芽孢杆菌菌液按5%~10%的接种量接入生产罐,30-35℃下同时培养38-40小时;
(4)将生产罐发酵得到的泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌混合菌液按10%~20%的接种量均匀混合到含麸皮、饼粕、草炭的混合物料中,陈化堆置22-26小时即得;
其中,本发明步骤(1)和步骤(2)之间没有时间顺序限定。
优选的,本发明步骤(4)中混合物料中各成分重量份组成为:麸皮20-30份,饼粕5-10份,草炭60-80份。
本发明还提供了上述微生物修复菌剂在修复盐碱地土壤中的应用;本发明中盐碱土壤包括强盐碱性土壤、中等盐碱性土壤与弱盐碱性土壤。
优选的,将本发明盐碱土壤微生物修复菌剂制成粉剂或颗粒剂。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明提供的微生物土壤修复剂将多种微生物活体生命活动及代谢产物、有机质和矿物质相结合,可降低土壤pH和盐分含量,增加土壤团粒结构和有机质含量,提高土壤肥力,提高养分利用率和耕地质量,恢复土壤生态,增强作物抗性,减少病害,实现绿色健康发展。
具体实施方式
本发明提供了一种盐碱土壤微生物修复菌剂,将多种微生物活体生命活动及代谢产物与有机质和矿物质相结合,可提高养分利用率和耕地质量,恢复土壤生态,实现绿色健康发展。本发明的盐碱土壤微生物修复菌剂,由以下重量份的原料组成:食用菌渣40-50份、腐植酸粉20-30份、硫磺6-10份,复合菌剂10-20份。
在本发明中,复合菌剂包括泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌混合菌。其中作为优选的,泾阳链霉菌(Streptomycesjingyangensis),中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC40021;枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis),中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC19742;胶冻样芽孢杆菌(Bacillus Mucilaginosus),中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC10013。
在本发明中,链霉菌具有嗜盐碱作用;枯草芽孢杆菌具有分解纤维素酶和降低土壤pH的作用;胶冻样芽孢杆菌具有分泌胞外多糖,改善土壤团粒结构的作用。将该三种菌菌剂与固体基质混合作为土壤修复剂可提高土壤肥力,改善土壤理化性质,改善土壤微生态系统,从而达到提高作物产量,改善作物品质等作用。
在本发明优选的实施方式中,复合菌剂优选含有活菌量20-40亿·克-1;进一步优选含有活菌量30-35亿·克-1;其中,优选含有枯草芽孢杆菌20-40亿·克-1、胶冻样芽孢杆菌3-5亿·克-1、泾阳链霉菌1-3亿·克-1;进一步优选含有枯草芽孢杆菌35亿·克-1、胶冻样芽孢杆菌4亿·克-1、泾阳链霉菌2亿·克-1。
本发明对食用菌渣、腐植酸粉、硫磺的来源没有特殊限定,现有技术中的已知或市售原料均能用于本发明中,制备盐碱土壤微生物修复菌剂。食用菌渣残留大量的菌丝体,富含氨基酸和纤维素、碳氢化合物和微量元素,与复合菌剂混合后,可为菌种提供丰富的能源,促进微生物活体生命活动,微生物菌种的代谢产物与有机质和食用菌渣中含有的微量元素相结合可提高土壤肥力,改善土壤肥力结构;腐植酸粉可促进土壤微量元素的活化,提高磷肥利用率,同时促进土壤团粒的形成,促进土壤微生物活性,腐植酸粉的酸性可与盐碱土壤的碱性中性,调节土壤酸碱度;硫磺可调节土壤PH值,调节植物对铁等矿质元素的吸收,也可通过土壤细菌将硫磺变成硫磺酸,降低土壤pH值。三种原料与复合菌剂同时应用,将多种微生物活体生命活动及代谢产物、有机质和矿物质相结合,从多方面对盐碱土壤进行修复。
在优选的实施方式中,本发明食用菌菌渣技术指标:含水量32±5%、有机质52±8%、总氮1.2±0.6%、P2O51.4±0.8%、K2O 0.6±0.2%;腐植酸技术指标:含水量28±5%、有机质42±5%、pH 4.0±1、总腐殖酸含量22±5%、有机物44±8%;硫磺优选为工业用硫磺,技术指标:硫的质量分数99.0±1%、水分2±0.5%、灰分0.15±0.05%。
本发明还提供了上述盐碱土壤微生物修复菌剂的制备方法,在食用菌渣、腐植酸粉、硫磺中加入复合菌剂,混合即得。
作为优选的实施方式,本发明将食用菌渣、腐植酸粉、硫磺粉碎过筛,进一步优选的物料粉碎细度为80目。本发明将物料粉碎,不仅有利于固体物料与微生物菌液混合均匀,而且利于复合菌剂与固体基质的有机结合,施用后从微生物、有机质和矿物质三方面共同对盐碱土壤进行修复。
作为优选的实施方式,本发明中复合菌剂的制备方法包括:
(1)将摇瓶培养得到的胶冻样芽孢杆菌液、泾阳链霉菌液按各2.8-3.2%的接种量接入种子罐混合发酵,在温度30℃-35℃下培养30-35小时;
(2)将摇瓶培养得到的枯草芽孢杆菌液按2.8-3.2%的接种量接入种子罐中,在温度30-37℃下培养24-26小时;
(3)将步骤(1)中得到的胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌混合菌液按10%~20%的接种量、步骤(2)中得到的枯草芽孢杆菌菌液按5%~10%的接种量接入生产罐,30-35℃下同时培养38-40小时;
(4)将生产罐发酵得到的泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌混合菌液按10%~20%的接种量均匀混合到含麸皮、饼粕、草炭的混合物料中,陈化堆置22-26小时即得;
其中,本发明步骤(1)和步骤(2)之间没有时间顺序限定。
在本发明优选的实施方式中,本发明步骤(1)中进一步优选的接种量为3%;培养温度进一步优选为33℃;培养时间进一步优选为33小时;
本发明步骤(2)中进一步优选的接种量为3%;培养温度进一步优选为35℃;培养时间进一步优选为24小时;
本发明步骤(3)中胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌混合菌液的接种量进一步优选为15%;枯草芽孢杆菌菌液的接种量进一步优选为7.5%;培养温度进一步优选为33℃;培养时间进一步优选为39小时;
本发明步骤(4)中泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌混合菌液的接种量进一步优选为15%;陈化堆置进一步优选为24小时;混合物料中各成分重量份组成优选为:麸皮20-30份,饼粕5-10份,草炭60-80份;更优选为麸皮25份,饼粕8份,草炭70份。
本发明对麸皮、饼粕类、草炭没有特殊限定,现有技术中的已知或市售原料均能用于本发明中;其中,本发明中饼粕类可选现有技术中已知的大豆饼、花生饼、棉籽饼、菜籽饼、葵花籽饼或芝麻饼当中的一种或多种。作为一种优选的实施方式,本发明中麸皮技术指标:粗蛋白质≥11.0%,粗纤维<11.0%,粗灰分<6.0%;草炭技术指标:有机质含量70%-80%,腐植酸40%-50%,pH值为5.0-5.5,细度过80-100目;饼粕类,技术指标:总氮≥6.15%、P2O5≥2.51%和K2O≥0.66%。
本发明陈化堆置中对堆垛方式无特征要求,现有技术中已知的常规堆垛方式均可用于本发明制备复合菌剂。
在本发明中,胶冻样芽孢杆菌液、泾阳链霉菌混合发酵不会产生拮抗作用,将两种菌混合发酵后,再次接入枯草芽孢杆菌,三种菌液体发酵后的混合菌液比例稳定,将三种菌混合液固体发酵后肥效稳定。本发明将菌种混合发酵的形式不仅节省了发酵设备、减少投资成本,而且缩短了发酵周期。
作为一个可实施的方式,泾阳链霉菌摇瓶培养条件为:培养温度优选为25~28℃,更优选为26℃;摇瓶转数优选为180-220转/分,更优选为200转/分;培养时间优选为40-44h,更优选为42h;
枯草芽孢杆菌摇瓶培养条件为:培养温度优选为28~30℃,更优选为29℃;摇瓶转数优选为180-220转/分,更优选为200转/分;培养时间优选为18-22h,更优选为20h;
胶冻样芽孢杆菌摇瓶培养条件为:培养温度优选为28~30℃,更优选为29℃;摇瓶转数优选为180-220转/分,更优选为200转/分;培养时间优选为28-32h,更优选为30h。
胶冻样芽孢杆菌液、泾阳链霉菌混合液种子罐培养条件优选为:培养温度30-35℃、培养转速200-240转/分、培养通风1-1.2:1(v:v/min);培养时间30-35小时;枯草芽孢杆菌种子罐培养条件优选为:培养温度30-37℃、培养转速180~200转/分、培养通风0.8-1:1(v:v/min);培养时间24-26小时;三种菌(混合)生产罐培养条件优选为:培养温度30-35℃、培养转速190-220转/分、培养通风:1-1.2:1(v:v/min),培养38-40小时。
在本发明优选的实施方式中,生产罐三种菌发酵液中活菌量优选为150亿·毫升-1以上;进一步优选,含有枯草芽孢杆菌120~150亿·毫升-1、胶冻样芽孢杆菌30~50亿·毫升-1、泾阳链霉菌10~20亿·毫升-1。
本发明优选的实施方式中,三种微生物摇瓶培养与种子罐、生产罐发酵的培养基优选为:
摇瓶培养:
1)泾阳链霉菌的培养基
培养基:可溶性淀粉20克
KNO31.0克
K2HPO40.5克
MgSO4.7H2O 0.5克
NaCl 0.5克
FeSO4.7H2O 0.01克
蒸馏水1000毫升
pH7.2~7.4
(2)枯草芽孢杆菌液的培养
培养基:马铃薯200克
蔗糖20克
蒸馏水1000毫升
pH 6.0~6.5
(3)胶冻样芽孢杆菌液的培养
蔗糖5克
酵母膏0.8克
硫酸铵0.1克
硫酸镁0.8克
K2HPO4 1克
氯化钠0.1克
碳酸钙1克
pH7.0~7.2
种子罐培养
(1)胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌种子罐发酵培养
培养基重量百分比:豆饼粉0.5%
蔗糖0.5%
酵母粉0.5%
硫酸铵0.01%
硫酸镁0.08%
磷酸氢二钾0.1%
氯化钠0.01%
碳酸钙0.1%
硫酸亚铁0.001%
蒸馏水98.199%
(2)枯草芽孢杆菌种子罐发酵培养
培养基重量百分比:硫酸铵0.2%
葡萄糖0.286%
土豆淀粉0.714%
磷酸氢二钾0.030%
氯化钠0.020%
氯化钾0.020%
硫酸镁0.080%
硫酸锰0.003%
硫酸亚铁0.003%
酵母粉0.300%
蒸馏水98.344%
三种菌混合生产罐发酵培养
培养基重量百分比:淀粉3%
豆饼粉1%
磷酸氢二钾0.03%
硫酸铵0.1%
硫酸镁0.05%
氯化铁0.001%
碳酸钙0.01%
酵母粉0.02%
蒸馏水95.789%。
本发明还提供上述微生物修复菌剂在修复盐碱地土壤中的应用,作为可实施的方式,本发明优选将盐碱土壤微生物修复菌剂制成粉剂或颗粒剂。
本发明提供了一种微生物土壤修复剂,将多种微生物活体生命活动及代谢产物与有机质和矿物质相结合,降低土壤pH和盐分含量,增加土壤团粒结构和有机质含量,提高土壤肥力,恢复土壤生态。
下面将结合本发明中的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明,但是不能将以下实施例理解为对本发明保护范围的限定。
本发明的下述实施例中使用以下原料及微生物种类,本领域技术人员仍可根据原料及微生物来源情况进行合适的代替或更换,对此并不能作为对本发明技术方案的限定。
食用菌菌渣,技术指标:含水量34.01%、有机质58.70%、总氮1.61%、P2O51.78%、K2O 0.73%;
腐植酸,技术指标:含水量30.01%、有机质44.23%、pH 4.0、总腐殖酸含量25.90%、有机物48.73%;
工业用硫磺,技术指标:硫的质量分数99.5%、水分2.0%、灰分0.16%;
麸皮,技术指标:粗蛋白质≥11.0%,粗纤维<11.0%,粗灰分<6.0%;
草炭,技术指标:有机质含量70%-80%,腐植酸40%-50%,pH值为5.0-5.5,细度过80-100目;
饼粕类,技术指标:总氮6.15%、P2O52.51%和K2O 0.66%;
泾阳链霉菌(Streptomyces jingyangensis),中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC40021;枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis),中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC 19742;胶冻样芽孢杆菌(Bacillus Mucilaginosus),中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC10013。
实施例1
复合菌剂制备:
工艺流程:
1.菌种液体发酵
1.1摇瓶培养:
(1)泾阳链霉菌的培养基
培养基:可溶性淀粉20克
KNO31.0克
K2HPO40.5克
MgSO4.7H2O 0.5克
NaCl 0.5克
FeSO4.7H2O 0.01克
蒸馏水1000毫升
pH7.3
注入150ml培养基到500ml三角瓶中;用5ml无菌水将斜面上菌种转入相应的摇瓶中,在26℃、200转/分条件下培养42h。
(2)枯草芽孢杆菌液的培养
培养基:马铃薯200克
蔗糖20克
蒸馏水1000毫升
pH 6.3
注入150ml培养基到500ml三角瓶中;用5ml无菌水将斜面上菌种转入相应的摇瓶中,在29℃、200转/分条件下培养20h。
(3)胶冻样芽孢杆菌液的培养
蔗糖5克
酵母膏0.8克
硫酸铵0.1克
硫酸镁0.8克
K2HPO4 1克
氯化钠0.1克
碳酸钙1克
pH7.1
注入150ml培养基到500ml三角瓶中;用5ml无菌水将斜面上菌种转入相应的摇瓶中,在29℃、200转/分条件下培养30h。
1.2种子罐培养
(1)胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌种子罐发酵培养
培养基重量百分比:豆饼粉0.5%
蔗糖0.5%
酵母粉0.5%
硫酸铵0.01%
硫酸镁0.08%
磷酸氢二钾0.1%
氯化钠0.01%
碳酸钙0.1%
硫酸亚铁0.001%
蒸馏水98.199%
将摇瓶培养的胶冻样芽孢杆菌液、泾阳链霉菌液按各3%的接种量接入种子罐后混合发酵;温度33℃、培养转速220转/分、培养通风1.1:1(v:v/min);培养时间33小时,得到胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌种子罐培养液。
(2)枯草芽孢杆菌种子罐发酵培养
培养基重量百分比:硫酸铵0.2%
葡萄糖0.286%
土豆淀粉0.714%
磷酸氢二钾0.030%
氯化钠0.020%
氯化钾0.020%
硫酸镁0.080%
硫酸锰0.003%
硫酸亚铁0.003%
酵母粉0.300%
蒸馏水98.344%
将摇瓶培养的枯草芽孢杆菌液按3%的接种量接入种子罐后混合发酵;温度35℃、培养转速190转/分、培养通风0.9:1(v:v/min);培养时间25小时,得到枯草芽孢杆菌种子罐培养液。
1.3生产罐培养
三种菌混合生产罐发酵培养
培养基重量百分比:淀粉3%
豆饼粉1%
磷酸氢二钾0.03%
硫酸铵0.1%
硫酸镁0.05%
氯化铁0.001%
碳酸钙0.01%
酵母粉0.02%
蒸馏水95.789%
将胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌种子罐培养液按15%、枯草芽孢杆菌种子罐培养液按8%的接种量使三类菌进入生产罐同时培养,培养温度30℃、培养转速190转/分、培养通风1:1(v:v/min),培养39小时,检菌,出罐得到三种微生物的混合发酵液。
2.复合菌剂制备
将生产罐得到的得到三种微生物的混合发酵液按15%的接种量使三类菌均匀混合到麸皮25份,饼粕8份,草炭70份的混合物料中,陈化堆置24小时后即得复合菌剂。
实施例2
修复强盐碱性土壤菌剂:
将食用菌渣50份,腐植酸粉20份,硫磺(工业级)15份,实施例1制得的复合菌剂15份充分混合,挤压造粒,即得修复强盐碱性土壤菌剂。
实施例3
修复中等盐碱性土壤菌剂:
将食用菌渣50份,腐植酸粉30份,硫磺(工业级)10份,实施例1制得的复合菌剂20份充分混合,挤压造粒,即得修复中等盐碱性土壤菌剂。
实施例4
修复弱盐碱性土壤菌剂:
将食用菌渣60份,腐植酸粉20份,硫磺(工业级)8份,实施例1制得的复合菌剂12份充分混合,挤压造粒,即得修复弱盐碱性土壤菌剂。
实施例5
对本发明实施例2-4制得的盐碱土壤修复菌剂技术指标进行检测:
其中,有效活菌数的测定:按照GB 20287-2006中的6.3.2的规定进行。
杂菌率的测定:按照GB 20287-2006中的6.3.4的规定进行。
有机质含量的测定:按GB 18877-2009中5.7的规定进行。
关键参数的测定:按附录A方法测定。
硫含量的测定:按GB/T 19203-2003中3.5的规定进行。
水分的测定:按GB/T 8576-2010的规定进行。
pH值的测定:按GB/T 9724-2007的规定进行。
粒度的测定:按GB 18877-2009中5.8的规定进行。
粪大肠杆菌群数的测定:按GB/T 19524.1-2004的规定进行。
蛔虫卵死亡率的测定:按GB/T 19524.2-2004的规定进行。
砷的测定:按GB/T23349-2009的规定进行。
镉的测定:按GB/T23349-2009的规定进行。
铅的测定:按GB/T23349-2009的规定进行。
铬的测定:按GB/T23349-2009的规定进行。
汞的测定:按GB/T23349-2009的规定进行。
盐碱土壤修复菌剂的产品质量应符合表1要求;盐碱土壤修复菌剂无害化指标应符合表2要求。
表1盐碱土壤修复菌剂产品的技术指标
表2盐碱土壤修复菌剂无害化指标
经检测结果表明,本发明实施例2-4制得的盐碱土壤修复菌剂技术指标及无害化指标均符合规定。
本发明实施例2制得的修复强盐碱性土壤菌剂pH值3.5,有机质≥20%,活菌数≥2亿/g,纤维素酶活力≥200U/mL,菌株嗜盐率≥20%,胞外多糖≥1.0mg/g。
本发明实施例3制得的修复中等盐碱性土壤菌剂pH值4.5,有机质≥25%,活菌数≥2亿/g,纤维素酶活力≥200U/mL,菌株嗜盐率≥20%,胞外多糖≥1.0mg/g。
本发明实施例4制得的修复弱盐碱性土壤菌剂pH值5.0,有机质≥25%,活菌数≥2亿/g,纤维素酶活力≥200U/mL,菌株嗜盐率≥20%,胞外多糖≥1.0mg/g。
实施例6
盐碱地土壤修复菌剂的田间试验
为了验证本发明盐碱地土壤修复菌剂的具体效果,发明人于2015年10月-2016年6月和2016年10月-2017年6月在同一试验田安排两次冬小麦的田间试验。
试验点为山东省滨州市无棣县北海新区的渤海粮仓试验区。供试地块耕作层平均有机质12.67g/kg,全氮0.73g/kg,有效磷13.44mg/kg,速效钾453.45mg/kg。
本发明实施例4制得的盐碱土壤修复菌剂(泾阳链霉菌+枯草芽孢杆菌+胶东样芽孢杆菌≥2.0亿/g,有机质≥20%,S≥5.0%,pH值5,水分≤30.0,粪大肠菌群数≤100个/g,蛔虫卵死亡率≥95%,有效期6个月)。
常规肥料:硫加树脂包膜尿素26kg/亩,尿素14kg/亩,硫酸钾10kg/亩,过磷酸钙55kg/亩。
供试小麦品种为山农22,播种量15kg/亩。
试验共设置四个处理,每个处理5个重复,每个小区30m2,所用小区随机分布。
T1:常规施肥
T2:常规施肥+微生物肥料(菌剂)
T3:常规施肥+灭活微生物土壤修复剂
T4:常规施肥+微生物土壤修复剂
常规施肥:按硫加树脂尿素26kg/亩,尿素14kg/亩,硫酸钾10kg/亩,过磷酸钙55kg/亩用量底施。
常规施肥+微生物肥料(菌剂):在常规施肥的基础上,底施50kg/亩的市售微生物肥料(菌剂,活菌量活菌数≥2亿/g,标识具有改良盐碱地效果)。
常规施肥+微生物土壤修复剂:在常规施肥的基础上,底施50kg/亩的本发明微生物土壤修复剂。
常规施肥+灭活微生物土壤修复剂:在常规施肥基础上,将本发明微生物土壤修复剂127℃灭菌30-60min后,底施50kg/亩。
各处理田间农艺措施一致,小区四周设保护行。
实验结果与分析
在小麦生长的各个时期,对各处理土壤的容重、pH、含盐量等理化指标以及小麦植株性状指标进行考察,主要结果如下:
1、对土壤容重的影响
表3 2015-2016年冬小麦土壤容重
表4 2016-2017年冬小麦土壤容重
分别在小麦种植前、灌浆期和收获期对不同处理的土壤容重进行测定,其结果显示4个处理中,常规施肥的土壤容重是最高的,说明常规施肥会增加土壤的板结程度,施用微生物肥料产品可以降低土壤容重,本发明的土壤修复剂组有效的降低了土壤容重,相对于市售产品,两次实验分别降低了7.0%和4.7%,差异极显著。
2、对土壤pH、含盐量与团粒结构的影响
分别在小麦播种期和收获期对不同处理的土壤含盐量及pH进行测定。土壤含盐量测定结果表明,供试土壤的初始含盐量为4.73g/kg左右,T2处理和T3处理在播种期和收获期变化不大,T1处理含盐量上升了7.5%,说明常规施肥会增加土壤的含盐量,T4处理在收获期比播种期的含盐量两次实验分别降低了12.34%和13.84%,说明添加微生物土壤修复剂可有效降低土壤的含盐量。供试土壤的初始pH值在8.4左右,常规施肥(T1处理)略有上升,市售产品(T2处理)pH上升明显,T3处理和T4处理都在一定程度上降低了土壤的pH,其中T4处理两次pH分别降低了1.54%和2.13%。
表5 2015-2016年冬小麦土壤含盐量及pH
表6 2016-2017年冬小麦土壤含盐量及pH
2017年小麦收获后,测定了各处理的土壤水稳性团聚体,由下表表7可以看出,4个处理的土壤水稳性团聚体都在1~3mm、0.5~1mm和0.25~0.5mm这3个分级中较为稳定,在测定中发现,>3mm的土壤团聚体在水中稳定性极差。在30min内上层的土壤团聚体全部分散到下面3个分级中。而且水稳性团聚体随筛孔减小呈增加趋势。4个处理水稳性团聚体1~3mm的含量差别不大,而在0.5~1mm和0.25~0.5mm分级中,T3处理和T4处理的水稳性团聚体含量都明显高于常规处理(T1处理),且T3处理、T4处理这两个粒径的水稳性团聚体含量都较T1处理、T2处理高,说明施用土壤改良剂能增强土壤团聚体在水中的稳定性。T3处理土壤团聚体在水中的稳定性虽不及T4处理,但其效果远远好于常规处理(T1处理)和市售产品。总体来说,土壤改良剂的施入对土壤团聚体的形成有一定的促进作用,使微团聚体在水中的稳定性增强;灭活土壤改良剂的施用(T3处理)对土壤团聚体的形成效果虽没达到微生物土壤改良剂(T4处理)的效果,但明显好于常规处理(T1处理)和市售产品(T2处理)。
表7不同处理对土壤水稳性团聚体粒径分级的影响
3、对盐碱土壤可培养微生物差异的影响
由下表表8可以看出,施加微生物改良剂后,土壤中微生物总量显著增加。T4处理比T1处理总数增加了507.93%,比市售产品增加了457.77%,差异极显著;可培养微生物的结构也发生了显著变化,其中T4处理细菌和放线菌所占比例明显要高于其他处理。
表8 2016-2017年各处理可培养微生物差异
4、对小麦产量的影响
表9两次实验冬小麦产量(kg/亩)
两次实验结果表明,使用微生物土壤修复剂两次实验与常规施肥相比分别增产了29.17%和36.13%,差异极显著。
5、对经济效益的影响
表10 2016-2017冬小麦修复剂对经济效益的影响
注:化肥(包括硫加树脂包膜尿素、尿素、硫酸钾、过磷酸钙)共计157.5元/亩;供试肥料1.5元/kg。(农本仅考虑肥料投入因素),2016年小麦价格2.6元/公斤
与常规施肥相比,在施用土壤微生物修复剂的情况下用肥成本较常规施肥的成本有所升高,但由于供试肥料处理增加产量,经济效益显著提高,利润增幅达30.12%(表10)。
由以上实施例可知,本发明施用盐碱土壤修复菌剂可有效降低土壤容重,降低土壤pH值、含盐量;对土壤团聚体的形成有一定的促进作用,使微团聚体在水中的稳定性增强;在0.5~1mm和0.25~0.5mm分级中,两个处理的水稳性团聚体含量都明显高于常规处理;增加土壤中微生物总量,改变可培养微生物的结构增加细菌和放线菌的比例;显著增加小麦产量,提高农民收入。
本发明提供的微生物土壤修复剂将多种微生物活体生命活动及代谢产物、有机质和矿物质相结合,可降低土壤pH和盐分含量,增加土壤团粒结构和有机质含量,提高土壤肥力,提高养分利用率和耕地质量,恢复土壤生态,增强作物抗性,减少病害,实现绿色健康发展。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种盐碱土壤微生物修复菌剂,其特征在于,由以下重量份的原料组成:食用菌渣40-50份、腐植酸粉20-30份、硫磺6-10份,复合菌剂10-20份;
所述复合菌剂为泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌混合菌液;
所述泾阳链霉菌在中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC40021;枯草芽孢杆菌在中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC19742;胶冻样芽孢杆菌在中国农业微生物菌种保藏管理中心菌种保藏号为ACCC10013;
所述复合菌剂中含有活菌量20-40亿·克-1;
所述复合菌剂中含有枯草芽孢杆菌20-40亿·克-1、胶冻样芽孢杆菌3-5亿·克-1、泾阳链霉菌1-3亿·克-1。
2.权利要求1所述一种盐碱土壤微生物修复菌剂的制备方法,其特征在于,在食用菌渣、腐植酸粉、硫磺中加入复合菌剂,混合即得。
3.根据权利要求2所述一种盐碱土壤微生物修复菌剂的制备方法,其特征在于,将所述食用菌渣、腐植酸粉、硫磺粉碎过筛,细度为80目。
4.根据权利要求2所述一种盐碱土壤微生物修复菌剂的制备方法,其特征在于,所述复合菌剂的制备方法为:
(1)将摇瓶培养得到的胶冻样芽孢杆菌液、泾阳链霉菌液按各2 .8-3 .2%的接种量接入种子罐混合发酵,在温度30-35℃下培养30-35小时;
(2)将摇瓶培养得到的枯草芽孢杆菌液按2 .8-3 .2%的接种量接入种子罐中,在温度30-37℃下培养24-26小时;
(3)将步骤(1)中得到的胶冻样芽孢杆菌、泾阳链霉菌混合菌液按10%~20%的接种量、步骤(2)中得到的枯草芽孢杆菌菌液按5%~10%的接种量接入生产罐,30-35℃下同时培养38-40小时;
(4)将生产罐发酵得到的泾阳链霉菌、枯草芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌混合菌液按10%~20%的接种量均匀混合到含麸皮、饼粕、草炭的混合物料中,陈化堆置22-26小时即得;
所述步骤(1)和步骤(2)之间没有时间顺序限定。
5.根据权利要求4所述一种盐碱土壤微生物修复菌剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中混合物料中各成分重量份组成为:麸皮20-30份,饼粕5-10份,草炭60-80份。
6.根据权利要求1所述微生物修复菌剂在修复盐碱地土壤中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,将所述盐碱土壤微生物修复菌剂制成粉剂或颗粒剂。
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述盐碱土壤包括强盐碱性土壤、中等盐碱性土壤与弱盐碱性土壤。
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GR01 | Patent grant | ||
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