CN114591111A - 复合功能有机菌肥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合功能有机菌肥及其制备方法和应用，该复合功能有机菌肥包括96份～98份蘑菇渣有机肥和2份～4份复合功能微生物菌剂，其中复合功能微生物菌剂按质量百分含量计包括30％～45％的克雷伯菌菌剂、20％～25％的青霉菌菌剂、15％～25％的黑曲霉菌菌剂和5％～20％的枯草芽孢杆菌菌剂。其制备方法包括将蘑菇渣有机肥与复合功能微生物菌剂混合，发酵，得到复合功能有机菌肥。本发明复合功能有机菌肥，具有适用于乔‑灌‑草微生态植物群、能够降低土壤环境中重金属浓度、能够促进植物生长、可以有效提高植物修复重金属污染土壤效率等优点，能够促进植物对重金属污染土壤的有效修复，有着很好的应用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明属于微生物制剂技术领域，涉及一种复合功能有机菌肥及其制备方法和应用。
背景技术
采用具有经济价值的植物与微生物联合修复技术对重金属污染土壤进行治理，可以将土壤修复技术与生物质能源生产有机结合，同时兼顾生态与经济效益，具有广阔的应用前景。然而，目前很多植物与微生物联合修复技术往往只针对单一植物，大多选用超富集植物且以草本植物为主，该方法虽然植株重金属含量高，但因其生物量小，所以重金属吸收总量小、除效率低；另外，由于植物种类单一、根系浅、根系固土作用不大、生长缓慢、覆盖率低、土地空间利用率等问题导致其大面积应用受到了限制。构建微生态植物群可以显著改善土地空间利用率，筛选速生性好、重金属耐性强的乔-灌-草微生态植物群立体空间构成不仅可以有效提高重金属污染区植被的覆盖率，同时由于乔木与灌木发达的根系系统，可以有效提高重金属的去除能力。但是，由于这些植物容易受到重金属胁迫的影响，也会存在生长缓慢、生物量小等缺陷，而且对于重金属的富集总量偏低，因此对土壤修复的时间比较长，修复的效率较低。
目前，并没有一种适用于乔-灌-草微生态植物群、既能够降低土壤环境中重金属浓度、又能促进植物生长以及可以有效提高植物修复重金属污染土壤效率的专用有机菌肥，因而需要发明一种针对乔-灌-草微生态植物群生长特性，专门应用于乔-灌-草微生态植物群修复重金属污染土壤的专用有机菌肥，这对于降低土壤环境中重金属的毒性、促进植物的生长以及提高植物修复重金属污染土壤的效率具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用于乔-灌-草微生态植物群、能够降低土壤环境中重金属浓度、能够促进植物生长以及可以有效提高植物修复重金属污染土壤效率的复合功能有机菌肥及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种复合功能有机菌肥，所述复合功能有机菌肥按照质量份计包括96份～98份蘑菇渣有机肥、2份～4份复合功能微生物菌剂；所述复合功能微生物菌剂按质量百分含量计包括30％～45％的克雷伯菌菌剂、20％～25％的青霉菌菌剂、15％～25％的黑曲霉菌菌剂和5％～20％的枯草芽孢杆菌菌剂。
上述的复合功能有机菌肥，进一步改进的，所述复合功能微生物菌剂中，克雷伯菌的初始含量为2.0×1012个/mL～4.0×1012个/mL，青霉菌的初始含量为4.5×1011个/mL～6×1011个/mL，黑曲霉菌的初始含量为2.0×1012个/mL～3.5×1012个/mL，枯草芽孢杆菌的初始含量为1.5×1012个/mL～2.0×1012个/mL。
上述的复合功能有机菌肥，进一步改进的，所述克雷伯菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(a1)驯化培养：将克雷伯菌在克雷伯菌驯化液体培养基中摇床培养2～3天，转入克雷伯菌驯化固体培养基中培养2～3天，得到菌落；所述克雷伯菌驯化液体培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述克雷伯菌驯化液体培养基的pH值为5～6；所述克雷伯菌驯化固体培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(a2)连续驯化：挑取步骤(a1)中得到的菌落按照步骤(a1)的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(a3)制备克雷伯菌菌剂：将步骤(a2)中经连续驯化后的克雷伯菌驯化固体培养基中的菌落接种到克雷伯菌固体富集培养基中进行培养，刮取克雷伯菌固体富集培养基中的菌落配制成克雷伯菌菌剂；所述克雷伯菌固体富集培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
上述的复合功能有机菌肥，进一步改进的，所述青霉菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(b1)驯化培养：将青霉菌在青霉菌驯化液体培养基中摇床培养2～3天，转入青霉菌驯化固体培养基中培养2～3天，得到菌落；所述青霉菌驯化液体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述青霉菌驯化固体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(b2)连续驯化：挑取步骤(b1)中得到的菌落按照步骤(b1)中的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(b3)制备青霉菌菌剂：挑取步骤(b2)中经连续驯化后得到的菌落接种到青霉菌固体富集培养基中进行培养，刮取青霉菌固体富集培养基中的菌落配制成青霉菌菌剂；所述青霉菌固体富集培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
上述的复合功能有机菌肥，进一步改进的，所述黑曲霉菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(c1)驯化培养：将黑曲霉菌在黑曲霉菌驯化液体培养基中摇床培养2～3天，转入黑曲霉菌驯化固体培养基中培养3～5天，得到菌落；所述黑曲霉菌驯化液体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述黑曲霉菌驯化固体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基，100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(c2)连续驯化：挑取步骤(c1)中得到的菌落按照步骤(c1)中的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(c3)制备黑曲霉菌菌剂：挑取步骤(c2)中经连续驯化后得到的菌落接种到黑曲霉菌固体富集培养基中进行培养，刮取黑曲霉菌固体富集培养基中的菌落配制成黑曲霉菌菌剂；所述黑曲霉菌固体富集培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基，200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
上述的复合功能有机菌肥，进一步改进的，所述枯草芽孢杆菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(d1)驯化培养：将枯草芽孢杆菌在枯草芽孢杆菌驯化液体培养基中摇床培养1～3天，转入枯草芽孢杆菌驯化固体培养基中培养2～3天，得到菌落；所述枯草芽孢杆菌驯化液体培养基的基配方为：3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述草芽孢杆菌驯化液体培养基的pH值为5.5～7；所述枯草芽孢杆菌驯化固体培养基的配方为：3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(d2)连续驯化：挑取步骤(d1)中得到的菌落按照步骤(d1)中的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(d3)制备枯草芽孢杆菌菌剂：挑取步骤(d2)中经连续驯化后得到的菌落接种到枯草芽孢杆菌固体富集培养基中进行，刮取枯草芽孢杆菌固体富集培养基中的菌落配制成枯草芽孢杆菌菌剂；所述枯草芽孢杆菌固体富集培养基的配方为3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的复合功能有机菌肥的制备方法，包括以下步骤：将蘑菇渣有机肥与复合功能微生物菌剂混合，发酵5～7天，得到复合功能有机菌肥；所述发酵期间如堆垛温度超过50℃时，则翻堆冷却至40℃以下继续发酵。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的复合功能有机菌肥或上述的制备方法制得的复合功能有机菌肥在修复重金属污染土壤中的应用。
上述的应用，进一步改进的，包括以下步骤：将乔木植物、灌木植物和草本植物种植到重金属污染土壤中，施加复合功能有机菌肥，对乔木植物、灌木植物和草本植物进行培养，完成对重金属污染土壤的修复。
上述的应用，进一步改进的，所述重金属污染土壤为铅锌污染土壤；所述乔木植物之间的种植间距为2米～2.5米，所述灌木植物种植在乔木植物之间且灌木植物之间的种植间距为1米～1.5米，所述植草本植物种植在空余处且草本植物之间的种植间距为0.5米；所述复合功能有机菌肥的施加量为25kg/亩～30kg/亩；所述复合功能有机菌肥施加于乔木植物、灌木植物和草本植物的根部；所述乔木植物、灌木植物和草本植物的植株数量比例为1∶2～2.5∶5～8；所述乔木植物为泡桐；所述灌木植物为夹竹桃；所述草本植物为蓖麻。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种复合功能有机菌肥，包括发酵后的蘑菇渣有机肥和复合功能微生物菌剂，其中以蘑菇渣有机肥为菌剂的附着基质，由于蘑菇渣有机肥中含有大量残余的营养物质，能迅速补充植物生长所需的基本营养元素，可以加快菌生长繁殖的速度，也可以节约成本、减少制备操作步骤，能够大大提高制作效率，且蘑菇渣具有蓬松的结构特性，可以改善土壤的结构，能够为复合功能菌群微生物的生长繁殖提供良好的场所，有利于改善重金属污染土壤的土壤结构，同时还可以增加土壤的有机质含量，改善植物的生长环境，促使植物正常生长；复合功能微生物菌剂以耐重金属植物促生菌为主，通过高浓度铅锌环境驯化后，选用的微生物菌剂不仅对铅锌具有高耐性，同时具有固氮、溶磷以及产生长激素的能力，可以有效促进植物的生长。本发明中，通过蘑菇渣有机肥和复合功能微生物菌剂的复配，不仅能够有效降低土壤中重金属的浓度，有利于缓解植物根际土壤重金属毒性，而且能够有效改善污染土壤结构和植物根系环境，增强土壤营养，促进植物生长，从而能够有效提升重金属污染土壤的修复治理速率，改善生态环境。本发明复合功能有机菌肥，具有适用于乔-灌-草微生态植物群、能够降低土壤环境中重金属浓度、能够促进植物生长、可以有效提高植物修复重金属污染土壤效率等优点，能够促进植物对重金属污染土壤的有效修复，可广泛用于植物修复重金属污染土壤领域，有着很好的应用价值和应用前景。
(2)本发明中复合功能微生物菌剂，选用克雷伯菌菌剂、青霉菌菌剂、黑曲霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂进行驯化培养后制备成菌剂，经驯化培养后，克雷伯菌菌剂、青霉菌菌剂、黑曲霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂均具有良好的耐重金属性能，能够有效修复更高浓度的污染土壤，测试结果显示在铅锌浓度为400mg/L时不仅能够生长，而且对重金属铅和锌的吸附能力均超过70％，黑曲霉菌对锌的耐性可以达到800mg/L。
(3)本发明还提供了一种复合功能有机菌肥的制备方法，具有工艺简单、生产成本低等优势，适应于大规模工业生产。
(4)本发明还提供一种复合功能有机菌肥在修复重金属污染土壤中的应用，具体为将复合功能有机菌肥施加到种植有乔木植物、灌木植物和草本植物的重金属污染土壤中，在以乔木植物、灌木植物和草本植物组成的乔-灌-草三级配置模式下，可以在短时间内形成较为稳定的植物群落，显著地提升了重金属污染土壤的空间利用率，同时由于乔灌草增加了重金属污染土壤区域物种的多样性，外来的植物也容易在此修复区域内落地生长，植物多样性进一步得到了丰富，产生了更多经济与生态效应的植物群落配置，最终构建得到了更加丰富的微生态植物群落；同时，在微生态植物群落中施加复合功能有机菌肥，可迅速改变重金属污染土壤中微生物的群落结构和数量，显著改善植物根系环境，促进植物生长，提高植物修复能力，对修复重金属污染场地生态环境有显著作用。本发明中，利用复合功能有机菌肥协同微生态植物群修复重金属污染土壤，既能够降低土壤环境中重金属浓度，又能有效提高植物修复重金属污染土壤的效率，具有简单易行、成本低、经济产出高等优点，对于重金属污染土壤的有效治理具有十分重要的意义。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。其中克雷伯菌菌剂、青霉菌菌剂、黑曲霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂筛选自湖南资兴铅锌矿区土壤，但是其菌落形态、遗传特性、功效等与市售的克雷伯菌菌剂、青霉菌菌剂、黑曲霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂一致。市售的克雷伯菌菌剂、青霉菌菌剂、黑曲霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂经过重金属驯化培养同样能制备本发明的用于促进重金属污染土壤修复植物生长的复合功能微生物菌剂，并达到相同或相似的技术效果。若无特别说明，以下所得数据均是三次以上试验的平均值。
蘑菇渣有机肥、泡桐树苗、夹竹桃苗及蓖麻种子皆为市售商品。
实施例1：
一种复合功能有机菌肥，按照质量份计，包括96份发酵后的蘑菇渣有机肥和4份复合功能微生物菌剂，其中复合功能微生物菌剂按质量百分含量计包括质量百分含量为42％的克雷伯菌菌剂、质量百分含量为25％的青霉菌菌剂、质量百分含量为25％的黑曲霉菌菌剂和质量百分含量为8％的枯草芽孢杆菌菌剂。
本实施例中，复合功能微生物菌剂由以下方法制备得到：按照各菌剂的质量百分含量，将克雷伯菌菌剂、青霉菌菌剂、黑曲霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂混合，得到复合功能微生物菌剂中，其中克雷伯菌的初始含量为3.6×1012个/mL，青霉菌的初始含量为4.8×1011个/mL，黑曲霉菌的初始含量为3.0×1012个/mL，枯草芽孢杆菌的初始含量为1.7×1012个/mL。
本实施例中，克雷伯菌菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(a1)驯化培养：将克雷伯菌在克雷伯菌驯化液体培养基中摇床培养2天，得到菌液；挑取菌液置于克雷伯菌驯化固体培养基中培养3天(培养3～5天均可实施)，得到菌落。克雷伯菌驯化液体培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；克雷伯菌驯化液体培养基的pH值为6克雷伯菌驯化固体培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
(a2)连续驯化：挑取步骤(a1)中得到的菌落按照步骤(a1)的驯化培养方法连续驯化4次(重复驯化3～5次均可实施)，以确保该菌株重金属(如铅锌)耐性能的稳定性；驯化好后的菌株单独保存，此后制备本发明复合微生物菌剂时，可以直接使用该驯化后的菌株，无需对该菌株驯化。
(a3)制备克雷伯菌菌剂：将步骤(a2)中经连续驯化后的克雷伯菌驯化固体培养基中的菌落接种到克雷伯菌固体富集培养基中进行培养，刮取克雷伯菌固体富集培养基中的菌落配制成克雷伯菌菌剂，该菌剂中克雷伯菌的含量为3.6×1012个/mL。克雷伯菌固体富集培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
本实施例中，青霉菌菌剂的制备方法，包括以下步骤
(b1)驯化培养：将青霉菌在青霉菌驯化液体培养基中摇床培养3天(摇床培养2～3天均可实施)，得到菌液；挑取菌液置于青霉菌驯化固体培养基中培养3天(培养时间为3～5天均可实施)，直到青霉菌驯化固体培养基中出现菌落。米曲霉驯化液体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；米曲霉驯化固体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
(b2)连续驯化：挑取步骤(b1)中得到的菌落按照步骤(b1)中的驯化培养方法连续驯化5次(重复驯化3～5次均可实施)，以确保该菌株重金属(如铅锌)耐性能的稳定性；驯化好后的菌株单独保存，此后制备本发明复合菌剂时，可以直接使用该驯化后的菌株，无需进行驯化。
(b3)制备青霉菌菌剂：挑取步骤(b2)中经连续驯化后得到的菌落接种到青霉菌固体富集培养基中进行培养，刮取青霉菌固体富集培养基中的菌落配制成青霉菌菌剂；该菌剂中青霉菌的含量为4.8×1011个/mL。青霉菌固体富集培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
本实施例中，黑曲霉菌菌剂的制备方法，包括以下步骤
(c1)驯化培养：将黑曲霉菌在黑曲霉菌驯化液体培养基中摇床培养2天(摇床培养2～3天均可实施)，得到菌液；挑取菌液置于黑曲霉菌驯化固体培养基中培养3天(培养时间为3～5天均可实施)，直到黑曲霉驯化固体培养基中出现菌落；黑曲霉菌驯化液体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；黑曲霉菌驯化固体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
(c2)连续驯化：挑取步骤(c1)中得到的菌落按照步骤(c1)中的驯化培养方法连续驯化5次(重复驯化3～5次均可实施，以确保该菌株重金属(铅锌)耐性能的稳定性；驯化好后的菌株单独保存，此后制备本发明复合菌剂时，可以直接使用该驯化后的菌株，无需进行驯化。
(c3)制备黑曲霉菌菌剂：挑取步骤(c2)中经连续驯化后得到的菌落接种到黑曲霉菌固体富集培养基中进行培养，刮取黑曲霉菌固体富集培养基中的菌落配制成黑曲霉菌菌剂；该菌剂中黑曲霉菌的含量为3.0×1012个/mL。黑曲霉菌固体富集培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
本实施例中，枯草芽孢杆菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(d1)驯化培养：将枯草芽孢杆菌在枯草芽孢杆菌驯化液体培养基中摇床培养2天(摇床培养1～2天均可实施)，得到菌液；挑取菌液置于枯草芽孢杆菌驯化固体培养基中培养2天(培养时间为2～3天均可实施)，直到枯草芽孢杆菌驯化固体培养基中出现菌落。枯草芽孢杆菌驯化液体培养基的基配方为：3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)。草芽孢杆菌驯化液体培养基的pH值为6.5。枯草芽孢杆菌驯化固体培养基的配方为：3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
(d2)连续驯化：挑取步骤(d1)中枯草芽孢杆菌驯化固体培养基中的菌落按照步骤(d1)中的驯化培养方法连续驯化5次(重复驯化3～5次均可实施)，以确保该菌株铅锌耐性能的稳定性。驯化好后的菌株单独保存，此后制备本发明复合菌剂时，可以直接使用该驯化后的菌株，无需进行驯化。
(d3)制备枯草芽孢杆菌菌剂：挑取步骤(d2)中经连续驯化后枯草芽孢杆菌驯化固体培养基中的菌落接种到枯草芽孢杆菌固体富集培养基中进行，然后刮取枯草芽孢杆菌固体富集培养基中的菌落配制成枯草芽孢杆菌菌剂，该菌剂中枯草芽孢杆菌含量为6.5×1011个/mL。枯草芽孢杆菌富集培养基的配方为3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15g/L的琼脂(配方中加入15～20g/L的琼脂均可)。
一种上述本实施例中的复合功能有机菌肥的制备方法，包括以下步骤：蘑菇渣有机肥与复合功能微生物菌剂均匀混合，常温下发酵7天，发酵期间如堆垛温度超过50℃时，翻堆冷却至40℃以下继续发酵后，得到复合功能有机菌肥。
按照质量比为1∶50，将实施例1中制得的复合功能有机菌肥施加至锌初始浓度为800mg/kg的锌污染土壤中，种植蓖麻进行培养，作为实验组；同时以常规肥料，如本申请发明人提出的公开号为CN109516869A的专利申请的实施例1中制备的复合功能微生物菌剂，作为对照组，其他条件与实验组相同。共设8盆平行样，每个平行样种植3株蓖麻。种植4周后考察试验成活率、植物株高与生物量的增量的变化。
试验结果表明：在高浓度的重金属污染环境下(锌污染浓度为800mg/kg)，通过施加实施例1中复合功能有机菌肥，实验组中蓖麻的成活率、发芽率、平均株高、生物量均有显著提高，且明显高于对照组，同时植物对重金属的累积能力也显著提高，这说明本发明复合功能有机菌肥能够促进用于修复重金属污染土壤的能源植物的生长，有利于强化能源植物对重金属污染土壤的修复效果。
实施例2
一种复合功能有机菌肥在修复重金属污染土壤中的应用，具体为利用复合功能有机菌肥协同微生态植物群对重金属污染土壤(铅锌污染土壤)进行修复，包括以下步骤：
实验组：以郴州某铅锌矿区废弃土地作为实验样地，按照乔木植物、灌木植物和草本植物的植株数量比例为1∶2.5∶5，将一年生的泡桐树苗(乔木)、一年生的夹竹桃苗(灌木)和蓖麻(草本)种植铅锌污染土壤中，其中乔木植物之间的种植间距为2.5m，挖穴(0.5m×0.5m×0.5m)，按照质量比为1∶50，将本发明实施例1中制备的复合功能有机菌肥与回填土混合均匀，回填；灌木植物种植在乔木植物之间且灌木植物之间的种植间距为1.2m，挖穴(0.3m×0.3m×0.3m)，按照质量比为1∶50，将本发明实施例1中制备的复合功能有机菌肥与回填土混合均匀，回填；最后在空余处(如泡桐与夹竹桃之间)按照种植间距为0.5米种植蓖麻(草本)，待四周后每株蓖麻根部施加20克施用例1中制备的复合功能有机菌肥追肥，以完成对重金属污染土壤的修复。本发明中，控制复合功能有机菌肥的施加量为25kg/亩～30kg/亩。
对照组：种植模式与实验组相同，但不施加本发明实施例1中制备的复合功能有机菌肥，由普通化肥代替。
种植7个月后，由于植物群落构建后改善了污染土壤区域的生态环境，外来的植物种子也在此区域生长，统计外来植物生长情况，对照组有狗牙根、商陆以及少量杂草，而实验组则出现了狗牙根、商陆、狗尾草、一年蓬及其他杂草，且生物量明显多于对照组。由此可见，利用复合功能有机菌肥协同微生态植物群落修复重金属污染土壤，可以显著丰富该区域的植物多样性，具有良好的生态效应。
同时，考察试验成活率、植物株高以及重金属累积情况，结果列于表1中。
表1复合功能有机菌肥协同微生态植物群变化特征
从表1的考察结果可知：通过施加实施例1中复合功能有机菌肥，能够提高植物的成活率、平均株高以及重金属累积量，实验组中泡桐、夹竹桃与蓖麻的成活率、平均株高均有显著提高，且明显高于对照组，同时蓖麻对重金属的累积能力也显著提高，这说明本发明复合功能有机菌肥的施加，对于降低土壤环境中重金属的毒性、促进植物的生长、改善区域环境植物多样性以及提高植物修复重金属污染土壤的效率，具有显著的促进效果，对于实现重金属污染土的有效修复具有十分重要的意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，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的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合功能有机菌肥，其特征在于，所述复合功能有机菌肥按照质量份计包括96份～98份蘑菇渣有机肥、2份～4份复合功能微生物菌剂；所述复合功能微生物菌剂按质量百分含量计包括30％～45％的克雷伯菌菌剂、20％～25％的青霉菌菌剂、15％～25％的黑曲霉菌菌剂和5％～20％的枯草芽孢杆菌菌剂。
2.根据权利要求1所述的复合功能有机菌肥，其特征在于，所述复合功能微生物菌剂中，克雷伯菌的初始含量为2.0×1012个/mL～4.0×1012个/mL，青霉菌的初始含量为4.5×1011个/mL～6×1011个/mL，黑曲霉菌的初始含量为2.0×1012个/mL～3.5×1012个/mL，枯草芽孢杆菌的初始含量为1.5×1012个/mL～2.0×1012个/mL。
3.根据权利要求1或2所述的复合功能有机菌肥，其特征在于，所述克雷伯菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(a1)驯化培养：将克雷伯菌在克雷伯菌驯化液体培养基中摇床培养2～3天，转入克雷伯菌驯化固体培养基中培养2～3天，得到菌落；所述克雷伯菌驯化液体培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述克雷伯菌驯化液体培养基的pH值为5～6；所述克雷伯菌驯化固体培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(a2)连续驯化：挑取步骤(a1)中得到的菌落按照步骤(a1)的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(a3)制备克雷伯菌菌剂：将步骤(a2)中经连续驯化后的克雷伯菌驯化固体培养基中的菌落接种到克雷伯菌固体富集培养基中进行培养，刮取克雷伯菌固体富集培养基中的菌落配制成克雷伯菌菌剂；所述克雷伯菌固体富集培养基的配方为：10g/L的葡萄糖、5g/L的麦芽糖、5g/L的蛋白胨、0.5g/L的MgSO4·7H2O、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
4.根据权利要求1或2所述的复合功能有机菌肥，其特征在于，所述青霉菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(b1)驯化培养：将青霉菌在青霉菌驯化液体培养基中摇床培养2～3天，转入青霉菌驯化固体培养基中培养2～3天，得到菌落；所述青霉菌驯化液体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述青霉菌驯化固体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(b2)连续驯化：挑取步骤(b1)中得到的菌落按照步骤(b1)中的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(b3)制备青霉菌菌剂：挑取步骤(b2)中经连续驯化后得到的菌落接种到青霉菌固体富集培养基中进行培养，刮取青霉菌固体富集培养基中的菌落配制成青霉菌菌剂；所述青霉菌固体富集培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
5.根据权利要求1或2所述的复合功能有机菌肥，其特征在于，所述黑曲霉菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(c1)驯化培养：将黑曲霉菌在黑曲霉菌驯化液体培养基中摇床培养2～3天，转入黑曲霉菌驯化固体培养基中培养3～5天，得到菌落；所述黑曲霉菌驯化液体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述黑曲霉菌驯化固体培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基，100mg/L的Pb(NO3)2、200mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(c2)连续驯化：挑取步骤(c1)中得到的菌落按照步骤(c1)中的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(c3)制备黑曲霉菌菌剂：挑取步骤(c2)中经连续驯化后得到的菌落接种到黑曲霉菌固体富集培养基中进行培养，刮取黑曲霉菌固体富集培养基中的菌落配制成黑曲霉菌菌剂；所述黑曲霉菌固体富集培养基的配方为：38g/L的马铃薯葡萄糖培养基，200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
6.根据权利要求1或2所述的复合功能有机菌肥，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌菌剂的制备方法包括以下步骤：
(d1)驯化培养：将枯草芽孢杆菌在枯草芽孢杆菌驯化液体培养基中摇床培养1～3天，转入枯草芽孢杆菌驯化固体培养基中培养2～3天，得到菌落；所述枯草芽孢杆菌驯化液体培养基的基配方为：3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2和400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)；所述草芽孢杆菌驯化液体培养基的pH值为5.5～7；所述枯草芽孢杆菌驯化固体培养基的配方为：3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂；
(d2)连续驯化：挑取步骤(d1)中得到的菌落按照步骤(d1)中的驯化培养方法连续驯化3～5次；
(d3)制备枯草芽孢杆菌菌剂：挑取步骤(d2)中经连续驯化后得到的菌落接种到枯草芽孢杆菌固体富集培养基中进行，刮取枯草芽孢杆菌固体富集培养基中的菌落配制成枯草芽孢杆菌菌剂；所述枯草芽孢杆菌固体富集培养基的配方为3g/L的牛肉膏、10g/L的蛋白胨、5g/L的NaCl、200mg/L的Pb(NO3)2、400mg/L的Zn(NO3)2·6(H2O)和15～20g/L的琼脂。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的复合功能有机菌肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将蘑菇渣有机肥与复合功能微生物菌剂混合，发酵5～7天，得到复合功能有机菌肥；所述发酵期间如堆垛温度超过50℃时，则翻堆冷却至40℃以下继续发酵。
8.一种如权利要求1～6中任一项所述的复合功能有机菌肥或权利要求7中所述的制备方法制得的复合功能有机菌肥在修复重金属污染土壤中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将乔木植物、灌木植物和草本植物种植到重金属污染土壤中，施加复合功能有机菌肥，对乔木植物、灌木植物和草本植物进行培养，完成对重金属污染土壤的修复。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述重金属污染土壤为铅锌污染土壤；所述乔木植物之间的种植间距为2米～2.5米，所述灌木植物种植在乔木植物之间且灌木植物之间的种植间距为1米～1.5米，所述植草本植物种植在空余处且草本植物之间的种植间距为0.5米；所述复合功能有机菌肥的施加量为25kg/亩～30kg/亩；所述复合功能有机菌肥施加于乔木植物、灌木植物和草本植物的根部；所述乔木植物、灌木植物和草本植物的植株数量比例为1∶2～2.5∶5～8；所述乔木植物为泡桐；所述灌木植物为夹竹桃；所述草本植物为蓖麻。
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