CN114539001A - 一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土壤重金属修复技术领域，具体涉及一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂及其制备方法，包括以下组份：发酵牛粪500份，木本泥炭309~402份，钙镁磷肥50份，硅藻土0~75份，海藻多糖0~30份，复合微生物菌剂2~36份；所述复合微生物菌剂为哈茨木霉、蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物。
Description
技术领域
本发明属于土壤重金属修复技术领域，具体涉及一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂及其制备方法。
背景技术
根据农业农村部、生态环境部和自然资源部等部门十多年的调查，我国耕地土壤点位超标率约为10～20％，超标的土壤以轻微、轻度污染为主，中度、重度污染或超标的点位比例为3％左右，污染土壤以镉为主，其次是砷。
常用的土壤重金属修复方法有：
1、施用化学改良剂，采取生物改良措施，增加土壤环境容量，增强土壤净化能力。向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂，加速有机物的分解，使重金属固定在土壤中，降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力，使其转化成为难溶的化合物，减少农作物的吸收，以减轻土壤中重金属的毒害。
2、强化污染土壤环境管理与综合防治，大力发展清洁生产。
3、调控土壤氧化还原条件。调节土壤氧化还原电位，使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物，控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。
4、改变耕作制度，实行翻土和换土。改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化，消除某些污染物的危害。
5、采用农业生态工程措施。
6、工程治理。利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。
将功能微生物与有机肥原料复合，生产重金属固定微生物有机肥，能同时将有机肥类物质与微生物取长补短，更加高效的应用于农田重金属钝化及农作物安全生产，但目前相关研究鲜见报道，更多关注促生、拮抗、降解功能。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂及其制备方法。
本发明提供一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭309～402份，钙镁磷肥50份，硅藻土0～75份，海藻多糖0～30份，复合微生物菌剂2～36份；
所述复合微生物菌剂为哈茨木霉、蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物，质量比例为5:3:5:5。
作为优选，发酵牛粪500份，木本泥炭309～327份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂18～36份。
作为优选，发酵牛粪500份，木本泥炭327份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂18份。
作为优选，所述发酵牛粪含有机质≥50％，水分≤35％，pH为7.0～7.5。
作为优选，所述木本泥炭含有机质≥45％，水分≤30％，pH为5.5～6.0。
作为优选，所述钙镁磷肥含五氧化二磷≥12％，氧化钙≥45％。
作为优选，所述硅藻土堆密度为0.35～0.55g/cm3，比表面积40～60㎡/g，孔体积0.6～0.98m3/g。
作为优选，所述海藻多糖含L-岩藻糖≥26％。
本发明还提供一种如前述所述的重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取海藻多糖0～30份，复合微生物菌剂2～36份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；再称取硅藻土0～75份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；然后将物料送入二级混料槽；
(2)再称取发酵牛粪500份，木本泥炭309～402份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤(1)的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所制备的重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，能有效钝化重金属，减少植物对重金属的吸收，有着广阔的应用前景。
2、本发明提供重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法可将微生物进行合理保护，在修复剂中时能减少微生物和其他物料的结合，最大程度保存微生物的活性；当施入土壤中时，在进行农作物的农事操作灌溉后，又将微生物释放，更快地在土壤中定殖。
具体实施方式
为了理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明用的发酵牛粪含有机质≥50％，水分≤35％，pH为7.0～7.5；木本泥炭含有机质≥45％，水分≤30％，pH为5.5～6.0；钙镁磷肥含五氧化二磷≥12％，氧化钙≥45％；硅藻土堆密度为0.35～0.55g/cm3，比表面积40～60㎡/g，孔体积0.6～0.98m3/g；海藻多糖含L-岩藻糖≥26％；上述原料含量均为质量百分比；有机质含量为干基含量；复合微生物菌剂为哈茨木霉、蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合，质量比例为5:3:5:5。
实施例1：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭345份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂2份。
实施例2：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭357份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，复合微生物菌剂18份。
实施例3：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭402份，钙镁磷肥50份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂18份。
实施例4：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭327份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂18份。
实施例5：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭309份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂36份。
实施例6：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取海藻多糖30份，复合微生物菌剂2份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；称取硅藻土75份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；然后将物料送入二级混料槽；
(2)再称取发酵牛粪500份，木本泥炭345份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤(1)的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂A。
实施例7：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取海藻多糖18份，复合微生物菌剂2份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；称取硅藻土75份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；然后将物料送入二级混料槽；
(2)再称取发酵牛粪500份，木本泥炭357份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤(1)的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂B。
实施例8：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取海藻多糖30份，复合微生物菌剂18份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min，然后将物料送入二级混料槽；
(2)再称取发酵牛粪500份，木本泥炭402份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤(1)的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂C。
实施例9：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取海藻多糖30份，复合微生物菌剂18份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；再称取硅藻土75份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；然后将物料送入二级混料槽；
(2)再称取发酵牛粪500份，木本泥炭327份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤(1)的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂D。
实施例10：
一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取海藻多糖30份，复合微生物菌剂36份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；再称取硅藻土75份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；然后将物料送入二级混料槽；
(2)再称取发酵牛粪500份，木本泥炭309份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤(1)的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂E。
田间试验：
实验设计：
在湖南省株洲市重金属镉污染农田进行水稻种植试验，选择品种为杂交中熟丰源优299，全生育期114天。
试验区土壤重金属含量情况见表1所示：
| 类型 | pH | 镉(mg/kg) | 铬(mg/kg) | 铅(mg/kg) | 砷(mg/kg) | 汞(mg/kg) |
| 试验土壤 | 5.89 | 1.42 | 60.74 | 55.28 | 18.35 | 0.23 |
| 国家标准 | 5.5-6.5 | 0.3 | 250 | 80 | 30 | 0.3 |
表1
试验设6个处理样本，具体处理见表2，每个处理重复3次，随机区组排列，每个小区40m2。小区之间留出1米距离排水，并用塑料将田埂全部包裹起来，以防漏水。
其中对照组不施修复剂，其余处理为实施例6-10制得的土壤微生物修复剂，施肥时间为种植前一周，每小区施肥量为120kg，施肥方式为撒施。其余除草、打药、灌溉等田间管理措施相同。
施肥情况如表2所示：
| 处理编号 | 施肥产品 | 每小区施肥量(kg) |
| CK | 不施修复剂 | 0 |
| 1 | 修复剂A(实施例6) | 40 |
| 2 | 修复剂B(实施例7) | 40 |
| 3 | 修复剂C(实施例8) | 40 |
| 4 | 修复剂D(实施例9) | 40 |
| 5 | 修复剂E(实施例10) | 40 |
表2
水稻收获后，按照《粮油检测大米中锰、铜、锌、铷、锶、镉、铅的测定快速提取-电感耦合等离子体质谱法》LS/T 6136-2019对籽粒中镉含量进行检测。检测结果见表3所示：
| 处理编号 | 施肥产品 | 稻米镉含量(mg/kg) | 降幅度(％) |
| CK | 不施修复剂 | 0.36a | - |
| 1 | 修复剂A(实施例6) | 0.24b | 33.3 |
| 2 | 修复剂B(实施例7) | 0.18bc | 50.0 |
| 3 | 修复剂C(实施例8) | 0.16bc | 55.6 |
| 4 | 修复剂D(实施例9) | 0.07d | 80.6 |
| 5 | 修复剂E(实施例10) | 0.11c | 69.4 |
表3
由表3测试结果可知，加入修复剂后，5组大田实验均可以降低稻米重金属镉的吸收，其中处理4(实施例9)修复剂D的表现最好，与对照组相比镉含量降幅达到80.6％，处理5(实施例10)次之，处理2(实施例7)和处理3(实施例8)稍差。这说明加入含复合微生物菌剂的修复剂均有阻碍金属吸收的效果；加入硅藻土和海藻多糖的修复剂对阻碍吸收效果比较明显，主要原因是硅藻土和海藻多糖对复合微生物菌剂起到保护作用，而且能加速菌剂的定殖。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，包括以下组份：
发酵牛粪500份，木本泥炭309~402份，钙镁磷肥50份，硅藻土0~75份，海藻多糖0~30份，复合微生物菌剂2~36份；
所述复合微生物菌剂为哈茨木霉、蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物，质量比例为5:3:5:5。
2.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，发酵牛粪500份，木本泥炭309~327份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂18~36份。
3.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，发酵牛粪500份，木本泥炭327份，钙镁磷肥50份，硅藻土75份，海藻多糖30份，复合微生物菌剂18份。
4.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，所述发酵牛粪含有机质≥50%，水分≤35%，pH为7.0~7.5。
5.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，所述木本泥炭含有机质≥45%，水分≤30%，pH为5.5~6.0。
6.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，所述钙镁磷肥含五氧化二磷≥12%，氧化钙≥45%。
7.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，所述硅藻土堆密度为0.35~0.55g/cm3，比表面积40~60㎡/g，孔体积0.6~0.98m³/g。
8.根据权利要求1所述的一种重金属中轻度污染土壤微生物修复剂，其特征在于，所述海藻多糖含L-岩藻糖≥26%。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的重金属中轻度污染土壤微生物修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取海藻多糖0~30份，复合微生物菌剂2~36份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；再称取硅藻土0~75份，用输送带送入一级震荡混料槽内，搅拌混合30min；然后将物料送入二级混料槽；
（2）再称取发酵牛粪500份，木本泥炭309~402份，钙镁磷肥50份，用输送带送入二级普通混料槽，和步骤（1）的物料搅拌混匀，将混合好的物料从出料口出料，制得重金属中轻度污染土壤微生物修复剂。
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