CN113754494B - 一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法及产品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法及产品，以元素矿物和粘土矿物作为基质，在经过生物改性后负载甲壳素和土壤调理菌群，将产品造粒后进行粘土矿物二次包裹制作而成。所得产品可以针对重茬连作土壤的营养组分、土壤微生态、土壤酶系进行修复，施用生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂可以将土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量分别提高5.84g/kg、38.55g/kg、31.01mg/kg和66.33mg/kg；将土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶的含量分别提升了1.89倍、1.58倍、1.80倍和2.51倍。

Description

一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法及产品
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及到一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法及产品。
背景技术
我国农耕具有地域性和连作性的特点，连作引发的土壤问题非常严峻。
连作农作物对营养的需求是固定的，这将引发特定营养组分的缺失而产生养分失衡，进而导致连作化肥的大量使用。化学肥料导致的营养富集、盐分积累又进一步导致土壤微生态的失衡，根腐、恶苗等疾病随之发生，并且连作产生的单一作物自毒的现象逐年递增。
因此，本领域亟需一种在保证地域性农作物特色的同时还可以改良重茬土壤的一种天然营养型修复剂。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，包括，
元素矿物改性：将豆粕、磷矿石粉、钾长石粉、麦饭石粉混匀，调节并保持含水量至60～80％，接入元素改性菌剂，堆积自然发酵15～30天，每天翻置一次，制得改性元素矿物；
粘土矿物改性：将高岭石粉、凹凸棒土、改性元素矿物与腐植土复配，接入EM菌剂，以含水量50～70％条件下堆积自然发酵7～15天，每天翻置一次，制得改性粘土矿物；
粘土矿物腐熟：将改性的粘土矿物接入赤子爱胜蚓，进行遮光高密度生物腐熟培养，制得腐熟粘土矿物；
甲壳素发酵负载：将甲壳废料研磨过20目筛，将腐熟粘土矿物与甲壳粉复配，接入产酸菌剂，堆积发酵7～15天，并且每天翻置1～3次，将发酵物料通过黄腐酸钾调节至pH＝7.0，将物料挤压造粒；
抗重茬菌剂负载：将抗重茬菌液与造粒颗粒混匀，以35℃、180r·min-1震荡培养10～30min，将混合体系10～15℃冷风吹干，制得负载菌剂的颗粒；
粘土矿物二次包膜：将蒙脱石粉浸于去离子水中，震荡混合，制得蒙脱石粉浆液，将负载菌剂的颗粒浸于蒙脱石粉浆液中立即捞出，冷风吹干，即得所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述元素矿物改性，其中，按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份；元素改性菌剂为米曲霉、不动杆菌和假单胞菌等质量比混合复配制得。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述粘土矿物改性，其中，按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份、腐植土5份、EM菌剂0.1份。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述EM菌剂为由沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、假单胞菌、鲁氏酵母等质量比混合复配制得。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述粘土矿物腐熟，其中，按重量份数计，改性的粘土矿物7份，赤子爱胜蚓2份；遮光高密度生物腐熟培养，培养体系含水量为80％，培养体系温度为25℃，培养时间为10天。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述甲壳素发酵负载，其中，按重量份数计，腐熟粘土矿物8份，甲壳粉3份，产酸菌剂0.1份。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述产酸菌剂，由凝结芽孢杆菌、左旋乳酸芽孢杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等质量比混合复配制得。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述抗重茬菌剂负载，其中，按重量份数计，抗重茬菌液5份，造粒颗粒3份；
抗重茬菌液为分别以毛壳菌、木霉、枯草芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris配制109cfu·mL-1的菌悬液，按照等体积比复配而成。
作为本发明所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂制作方法的一种优选方案，其中：所述粘土矿物二次包膜，包括，按重量份数计，将蒙脱石粉3份，浸于8份去离子水中，120r·min-1震荡混合12h，将负载菌剂的颗粒1份浸于4份蒙脱石粉浆液中立即捞出10℃冷风吹干。
本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法制得的产品。
本发明有益效果：
(1)本发明通过元素矿物和粘土矿物改性可以将矿物中的营养元素转化为可以被农作物直接利用的速效形态，及时补充了重茬连作导致的养分缺失，元素矿物改性后的重茬土壤修复剂可以将土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量分别提高5.84g/kg、38.55g/kg、31.01mg/kg和66.33mg/kg，粘土矿物改性后的重茬土壤修复剂可以将土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶的含量分别提升了1.89倍、1.58倍、1.80倍和2.51倍。
(2)甲壳素兼具杀虫、杀菌和细胞活化的功能，这有利于防治重茬典型病害-根腐病的侵染。其可以被生物降解并且有协同肥力增强的作用，施用负载甲壳素的重茬土壤修复剂可大蒜的产量提升81.19％。
(3)土壤益生菌负载包括腐殖质降解菌和土壤益生菌的负载，因此重茬连作导致的土壤腐殖质的缺失可以被补充，土壤病害菌可以被抑制。施用负载菌的重茬土壤修复剂后，土壤的有机质高达14.57g/kg，以未施用重茬土壤高出5.84g/kg。
(4)本发明以粘土矿物对重茬土壤修复剂进行二次包膜，有利于降低营养组分和负载菌群的损失，同时达到组分缓释的目的，使重茬土壤修复剂的作用效果更为持久，二次包膜将大蒜产量提升了63.85％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例中根腐菌丰度的变化对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明中所用材料：
米曲霉VIP(i)41512，不动杆菌VIP(i)10791，假单胞菌VIP(i)23619，沼泽红假单胞菌VIP(i)23812，嗜酸乳杆菌VIP(i)6255，假单胞菌VIP(i)23619，鲁氏酵母VIP(i)32899，毛壳菌属VIP(i)2518，木霉VIP(i)13056，枯草芽孢杆菌CMCC(B)63501：莱耀标准品网；
Geminicoccus roseus BNCC316989：北京北纳创联生物技术研究院；
凝结芽孢杆菌BMZ90058，左旋乳酸芽孢杆菌BMZ097619，干酪乳杆菌BMZ134814，嗜酸乳杆菌B98034，Vicinamibacter silvestris DSM 29464：宁波明舟生物科技有限公司；
菌种使用前进行活化和富集培养，以分光光度计法鉴定使菌群浓度大于1×109CFU/g；
磷矿石：重庆左鑫矿产品销售有限责任公司；
钾长石粉：灵寿县辰源矿产品加工厂；
麦饭石粉：灵寿县鹏建矿产品加工厂；
高岭石粉：济南蒙润化工有限公司；
凹凸棒土：泗水县亿通膨润土有限公司；
腐植土：石家庄万世石材有限公司；
赤子爱胜蚓：天津市东丽区成功蚯蚓养殖场；；
蒙脱石粉：灵寿县盛运矿产品加工厂；
其他原料与设备无特殊说明，均为普通市售。
实施例1
本实施例提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，包括：
(1)元素矿物改性：按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份混匀，调节并保持含水量至80％，接入由米曲霉、不动杆菌、假单胞菌等质量比复配的元素改性菌剂0.1份，堆积自然发酵30天，每天翻置一次；
(2)粘土矿物改性：按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配，接入由沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、假单胞菌、鲁氏酵母等质量比复配的EM菌剂0.1份，继续堆积以含水量70％自然发酵15天，每天翻置一次；
(3)粘土矿物腐熟：按重量份数计，将改性的粘土矿物7份，接入赤子爱胜蚓2份，提升含水量至80％，继续以25℃进行遮光高密度生物腐熟培养10天；
(4)甲壳素发酵负载：将厨余甲壳废料研磨过20目筛，按重量份数计，腐熟粘土矿物8份与甲壳粉3份复配，接入由凝结芽孢杆菌、左旋乳酸芽孢杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等质量比复配的产酸菌剂0.1份，继续堆积发酵10天，并且每天翻置3次。以pH＝8.5的黄腐酸钾调节物料至pH＝7.0，以直径4mm为标准将物料挤压造粒；
(5)抗重茬菌剂负载：分别以，腐植基质降解菌：毛壳菌、木霉；土壤益生菌：枯草芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris；配制109cfu·mL-1的菌悬液。按重量份数计，取6种菌悬液等质量比复配的菌液5份与造粒颗粒3份混匀，以35℃、180r·min-1震荡培养30min，随后将混合体系10℃冷风吹干。
(6)粘土矿物二次包膜：按重量份数计，将蒙脱石粉3份，浸于8份去离子水中，120r·min-1震荡混合12h，将负载菌剂的颗粒1份浸于4份蒙脱石粉浆液中立即捞出10℃冷风吹干，即得生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
以山东省济宁市金乡县的20年重茬蒜龄的大蒜-辣椒间作土壤为实验田。将生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂以20kg/亩的施用量随大蒜底肥正常施用。施用时间为大蒜播种前1-3天，即10月1号至号。
次年4月15号进行大蒜叶枯病、根腐病、菌核病病情指标测量，并采用对角线五点取样法测量大蒜株高、茎粗、鲜根量和风干蒜头产量。
次年5月15号收集大蒜根际土壤，以重铬酸钾容量法-外加热法测量有机质含量；以1mol/LNaOH扩散法测量速效氮含量；以0.5mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测量速效磷；以火焰光度计法测量速效钾的含量；以稀释平板计数法测定土壤中细菌、真菌、放线菌的数量；以苯酚钠-次氯酸钠比色法测定脲酶活性；以高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性；以3,5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性；以磷酸苯二钠比色法测定磷酸酶活性。土壤进行微生物总DNA提取。在质控和过滤之后以ITS引物进行土壤真菌ITS基因扩征，随后以NovaSeq6000高通量测序仪进行基因序列鉴定。将测定的序列进行质控、拼接、聚类和注释，以获得土壤环境中所有根腐菌信息。
实施例2
本实施例提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，包括：
(1)元素矿物复配：按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份混匀，调节并保持含水量至80％。
(2)粘土矿物改性：按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、元素矿物1份与腐植土5份复配，接入由沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、假单胞菌、鲁氏酵母等质量比复配的EM菌剂0.1份，继续堆积以含水量70％自然发酵15天，每天翻置一次；
(3)粘土矿物腐熟：按重量份数计，将改性的粘土矿物7份，接入赤子爱胜蚓2份，提升含水量至80％，继续以25℃进行遮光高密度生物腐熟培养10天；
(4)甲壳素发酵负载：将厨余甲壳废料研磨过20目筛，按重量份数计，腐熟粘土矿物8份与甲壳粉3份复配，接入由凝结芽孢杆菌、左旋乳酸芽孢杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等质量比复配的产酸菌剂0.1份，继续堆积发酵10天，并且每天翻置3次。以pH＝8.5的黄腐酸钾调节物料至pH＝7.0，以直径4mm为标准将物料挤压造粒；
(5)抗重茬菌剂负载：分别以，腐植基质降解菌：毛壳菌、木霉；土壤益生菌：枯草芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris；配制109cfu·mL-1的菌悬液。按重量份数计，取6种菌悬液等质量比复配的菌液5份与造粒颗粒3份混匀，以35℃、180r·min-1震荡培养30min，随后将混合体系10℃冷风吹干。
(6)粘土矿物二次包膜：按重量份数计，将蒙脱石粉3份，浸于8份去离子水中，120r·min-1震荡混合12h，将负载菌剂的颗粒1份浸于4份蒙脱石粉浆液中立即捞出10℃冷风吹干，即得生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
实施例3
本实施例与实施例1相比，元素矿物由豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉1分、麦饭石粉2份复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例1相比，元素矿物由豆粕6份、磷矿石粉2份、钾长石粉3分、麦饭石粉1份复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1相比，元素矿物由豆粕6份、磷矿石粉2份、钾长石粉1分、麦饭石粉3份复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1相比，元素矿物由豆粕6份、磷矿石粉1份、钾长石粉2分、麦饭石粉3份复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1相比，元素矿物由豆粕6份、磷矿石粉1份、钾长石粉3分、麦饭石粉2份复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
表1元素矿物对土壤营养组分的改良
Figure BDA0003316720740000071
如表1所示，元素矿物以豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份复配时效果最佳相对于原始重茬土壤，实施例1的施用可以将土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量分别提高5.84g/kg、38.55g/kg、31.01mg/kg和66.33mg/kg。，由实施例1和2对比可知，元素矿物的元素形态改性对土壤速效营养元素的改良至关重要。
微生物的代谢发酵可以将矿石的元素存在形式转化为植物可直接利用的速效形态，这弥补了重茬土壤速效元素的缺失却不会带来元素富集产生的毒害作用。并且粘土矿物的生物改性可以将土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾分别提高28.76％、33.90％、41.01％和25.90％。
实施例8
本实施例提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，包括：
(1)元素矿物改性：按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份混匀，调节并保持含水量至80％，接入由米曲霉、不动杆菌、假单胞菌等质量比复配的元素改性菌剂0.1份，堆积自然发酵30天，每天翻置一次；
(2)粘土矿物复配：按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配，调整含水量为70％。
(3)粘土矿物腐熟：按重量份数计，将复配的粘土矿物7份，接入赤子爱胜蚓2份，提升含水量至80％，继续以25℃进行遮光高密度生物腐熟培养10天；
(4)甲壳素发酵负载：将厨余甲壳废料研磨过20目筛，按重量份数计，腐熟粘土矿物8份与甲壳粉3份复配，接入由凝结芽孢杆菌、左旋乳酸芽孢杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等质量比复配的产酸菌剂0.1份，继续堆积发酵10天，并且每天翻置3次。以pH＝8.5的黄腐酸钾调节物料至pH＝7.0，以直径4mm为标准将物料挤压造粒；
(5)抗重茬菌剂负载：分别以，腐植基质降解菌：毛壳菌、木霉；土壤益生菌：枯草芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris；配制109cfu·mL-1的菌悬液。按重量份数计，取6种菌悬液等质量比复配的菌液5份与造粒颗粒3份混匀，以35℃、180r·min-1震荡培养30min，随后将混合体系10℃冷风吹干。
(6)粘土矿物二次包膜：按重量份数计，将蒙脱石粉3份，浸于8份去离子水中，120r·min-1震荡混合12h，将负载菌剂的颗粒1份浸于4份蒙脱石粉浆液中立即捞出10℃冷风吹干，即得生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
实施例9
本实施例与实施例1相比，粘土矿物由高岭石粉3份、凹凸棒土1份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1相比，粘土矿物由高岭石粉1份、凹凸棒土3份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1相比，粘土矿物由高岭石粉1份、凹凸棒土1份、改性元素矿物3份与腐植土5份复配复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例12
本实施例与实施例1相比，粘土矿物由高岭石粉1份、凹凸棒土2份、改性元素矿物2份与腐植土5份复配复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例13
本实施例与实施例1相比，粘土矿物由高岭石粉2份、凹凸棒土1份、改性元素矿物2份与腐植土5份复配复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
实施例14
本实施例与实施例1相比，粘土矿物由高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配复配，其他制备工艺条件均与实施例1相同。
表2粘土矿物对土壤酶活的改良
Figure BDA0003316720740000091
如表2所示，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配为粘土矿物的最佳复配比例，当这一比例被破坏时，土壤各酶活显著下降，实施例1与原始土壤相比土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶的含量分别提升了1.89倍、1.58倍、1.80倍和2.51倍。
实施例15
本实施例提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，包括：
(1)元素矿物改性：按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份混匀，调节并保持含水量至80％，接入由米曲霉、不动杆菌、假单胞菌等质量比复配的元素改性菌剂0.1份，堆积自然发酵30天，每天翻置一次；
(2)粘土矿物改性：按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配，接入由沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、假单胞菌、鲁氏酵母等质量比复配的EM菌剂0.1份，继续堆积以含水量70％自然发酵15天，每天翻置一次；
(3)粘土矿物腐熟：按重量份数计，将改性的粘土矿物7份，接入赤子爱胜蚓2份，提升含水量至80％，继续以25℃进行遮光高密度生物腐熟培养10天，以直径4mm为标准将物料挤压造粒；；
(4)抗重茬菌剂负载：分别以，腐植基质降解菌：毛壳菌、木霉；土壤益生菌：芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris；配制109cfu·mL-1的菌悬液。按重量份数计，取6种菌悬液等质量比复配的菌液5份与造粒颗粒3份混匀，以35℃、180r·min-1震荡培养30min，随后将混合体系10℃冷风吹干。
(6)粘土矿物二次包膜：按重量份数计，将蒙脱石粉3份，浸于8份去离子水中，120r·min-1震荡混合12h，将负载菌剂的颗粒1份浸于4份蒙脱石粉浆液中立即捞出10℃冷风吹干，即得生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
表3甲壳素负载对土壤生物量的影响
Figure BDA0003316720740000101
由表3可知，优于甲壳素对重茬土壤病害菌的抑制作用，甲壳素的负载可以显著提升总体土壤微生物的多样性，这有利于土壤微生态的修复。其中甲壳素的负载分别将土壤中的细菌、真菌和放线菌的数量提高了27.57×106cfu/g、6.58×106cfu/g和3.90×103cfu/g。
由图1可知，甲壳素负载可以更对显著的抑制土壤根腐菌，与未负载甲壳素的实施例15相比，实施例对土壤病害菌Gibberella、Fusarium、Gibellulopsis和Plectosphaerealla的抑制效果分别提高了10.79％、3.06％、6.14％和5.76％。并且实施例1处理后的土壤根腐菌不再是优势菌群，这大大降低了重茬根腐病的发生。
实施例16
本实施例提供一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，包括：
(1)元素矿物改性：按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份混匀，调节并保持含水量至80％，接入由米曲霉、不动杆菌、假单胞菌等质量比复配的元素改性菌剂0.1份，堆积自然发酵30天，每天翻置一次；
(2)粘土矿物改性：按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份与腐植土5份复配，接入由沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、假单胞菌、鲁氏酵母等质量比复配的EM菌剂0.1份，继续堆积以含水量70％自然发酵15天，每天翻置一次；
(3)粘土矿物腐熟：按重量份数计，将改性的粘土矿物7份，接入赤子爱胜蚓2份，提升含水量至80％，继续以25℃进行遮光高密度生物腐熟培养10天；
(4)甲壳素发酵负载：将厨余甲壳废料研磨过20目筛，按重量份数计，腐熟粘土矿物8份与甲壳粉3份复配，接入由凝结芽孢杆菌、左旋乳酸芽孢杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等质量比复配的产酸菌剂0.1份，继续堆积发酵10天，并且每天翻置3次。以pH＝8.5的黄腐酸钾调节物料至pH＝7.0，以直径4mm为标准将物料挤压造粒；
(5)抗重茬菌剂负载：分别以，腐植基质降解菌：毛壳菌、木霉；土壤益生菌：枯草芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris；配制109cfu·mL-1的菌悬液。按重量份数计，取6种菌悬液等质量比复配的菌液5份与造粒颗粒3份混匀，以35℃、180r·min-1震荡培养30min，随后将混合体系10℃冷风吹干即得一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
表4与原始土壤相比各实施例大蒜的生长指标
Figure BDA0003316720740000121
如表4所示，与原始重茬土壤相比，实施例施用后的大蒜植株高增幅达30.87％，蒜秸直径增幅52.62，根系数量增幅52.62％，大蒜产量增幅159.75％。由实施例1-7对比可知，元素矿物的配方和改性将直接影响植株的生理和产量，元素矿物的改性后的营养组分直接将大蒜产量提升了116.79％。同样，对粘土矿物进行改性使大蒜的产量提升了80.49％。甲壳素负载通过保护大蒜免于根腐病的侵染而使大蒜的产量提升81.19％。对生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂进行二次包膜有利于降低营养组分和负载菌群的损失，同时达到组分缓释的目的，使重茬土壤修复剂的作用效果更为持久，二次包膜将大蒜产量提升了63.85％。
本发明公开了一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法及产品，以元素矿物和粘土矿物作为基质，在经过生物改性后负载甲壳素和土壤调理菌群，将产品造粒后进行粘土矿物二次包裹制作而成。所得产品可以针对重茬连作土壤的营养组分、土壤微生态、土壤酶系进行修复，施用生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂可以将土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量分别提高5.84g/kg、38.55g/kg、31.01mg/kg和66.33mg/kg；将土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶的含量分别提升了1.89倍、1.58倍、1.80倍和2.51倍。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，其特征在于：包括，
元素矿物改性：将豆粕、磷矿石粉、钾长石粉、麦饭石粉混匀，调节并保持含水量至60~80%，接入元素改性菌剂，堆积自然发酵15~30天，每天翻置一次，制得改性元素矿物，其中，按重量份数计，豆粕6份、磷矿石粉3份、钾长石粉2分、麦饭石粉1份和元素改性菌剂0.1份；元素改性菌剂为米曲霉、不动杆菌和假单胞菌等质量比混合复配制得；
粘土矿物改性：将高岭石粉、凹凸棒土、改性元素矿物与腐植土复配，接入EM菌剂，以含水量50~70%条件下堆积自然发酵7~15天，每天翻置一次，制得改性粘土矿物，其中，按重量份数计，高岭石粉2份、凹凸棒土2份、改性元素矿物1份、腐植土5份、EM菌剂0.1份，所述EM菌剂为由沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、假单胞菌、鲁氏酵母等质量比混合复配制得；
粘土矿物腐熟：将改性的粘土矿物接入赤子爱胜蚓，进行遮光高密度生物腐熟培养，制得腐熟粘土矿物，其中，按重量份数计，改性的粘土矿物7份，赤子爱胜蚓2份；遮光高密度生物腐熟培养，培养体系含水量为80%，培养体系温度为25℃，培养时间为10天；
甲壳素发酵负载：将甲壳废料研磨过20目筛，将腐熟粘土矿物与甲壳粉复配，接入产酸菌剂，堆积发酵7~15天，并且每天翻置1~3次，将发酵物料通过黄腐酸钾调节至pH=7.0，将物料挤压造粒，其中，按重量份数计，腐熟粘土矿物8份，甲壳粉3份，产酸菌剂0.1份，所述产酸菌剂，由凝结芽孢杆菌、左旋乳酸芽孢杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等质量比混合复配制得；
抗重茬菌剂负载：将抗重茬菌液与造粒颗粒混匀，以35℃、180 r·min-1震荡培养10~30min，将混合体系10~15℃冷风吹干，制得负载菌剂的颗粒；
粘土矿物二次包膜：按重量份数计，将蒙脱石粉3份，浸于8份去离子水中，120 r·min-1震荡混合12h，将负载菌剂的颗粒1份浸于4份蒙脱石粉浆液中立即捞出10℃冷风吹干，即得所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂。
2.如权利要求1所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法，其特征在于：所述抗重茬菌剂负载，其中，按重量份数计，抗重茬菌液5份，造粒颗粒3份；
抗重茬菌液为分别以毛壳菌、木霉、枯草芽孢杆菌、Geminicoccus roseus、Vicinamibacter silvestris配制109 cfu·mL-1的菌悬液，按照等体积比复配而成。
3.权利要求1或2所述生物改性粘土矿物重茬土壤修复剂的制作方法制得的产品。
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Assignor: TIANJIN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

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Denomination of invention: Preparation method and product of a biologically modified clay mineral soil remediation agent for continuous cropping

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License type: Common License

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