CN114736689A - 用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法；所述复合微生物菌剂是由以下重量份数的原料制成：20‑24份餐厨垃圾发酵液、10‑13份微生物菌剂发酵液、10‑13份鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、6‑10份壳聚糖、6‑10份蛭石、6‑10份麦饭石、6‑10份海泡石、2‑3份聚乙烯醇、4‑6份谷朊粉和8‑12份海藻酸钠；所述的复合微生物菌剂可改善土壤理化性质和微生态环境，增加土壤养分，促进作物生长。
Description
技术领域
本发明属于微生物菌剂领域，具体涉及一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
土壤盐碱化造成了土壤出现高pH值、盐分含量高、透气透水性差、土壤板结等理化性质发生改变，造成土壤肥效差而不利于作物的生长甚至不适宜耕种；土壤盐碱化严重制约着农业的发展，造成耕种土地资源的浪费；盐碱化土壤的修复成为亟需解决的环境问题之一。
目前，现有的盐碱化土壤的修复方法中包括向土壤中施加腐殖酸、石膏等化学物质达到降低土壤碱性的目的，但是采用单纯施加化学试剂降低土壤碱性会出现修复不彻底的问题，随着时间的推移，盐碱化会出现反弹；并且修复后土壤养分无法满足作物生长需求；另一方面还包括向土壤中种植耐盐植物或者使用生物菌剂修复等生物修复方法；耐盐植物的生长受到土壤环境以及气候环境的限制，适用范围受限；微生物菌剂修复存在微生物菌剂在土壤碱性环境下不易繁殖，菌剂施加入土壤后造成微生物菌剂的生物活性降低甚至失活；因此本发明同时考虑土壤的植物生长的环境和微生物环境提供了一种提高微生物菌剂在土壤中定植生存能力的复合微生物菌剂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂及其制备方法和应用，所述的复合微生物菌剂可改善土壤理化性质，增加土壤养分，促进作物生长，其中的微生物在碱性土壤中能定植生存，降低土壤碱性，改善土壤微生态环境。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其是由以下原料制成：餐厨垃圾发酵液、微生物菌剂发酵液、鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、壳聚糖、蛭石、麦饭石、海泡石、聚乙烯醇、谷朊粉和海藻酸钠；
优选地，所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其是由以下重量份数的原料制成：20-24份餐厨垃圾发酵液、10-13份微生物菌剂发酵液、10-13份鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、6-10份壳聚糖、6-10份蛭石、6-10份麦饭石、6-10份海泡石、2-3份聚乙烯醇、4-6份谷朊粉和8-12份海藻酸钠；
优选地，所述的微生物菌剂发酵液由胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌菌体数量比为2∶1∶1；
优选地，所述的餐厨垃圾发酵液为餐厨垃圾乳酸发酵液；具体发酵方法为：将餐厨垃圾进行分拣粉碎处理后，向其中加入餐厨垃圾重量1-3倍量的水，调节发酵体系的含水量，再添加碳酸钙保持发酵体系的pH值在5-6；接种5-7％的乳酸菌45℃下进行厌氧发酵后，分离即可获得餐厨垃圾发酵液；
所述的胶冻样芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将胶冻样芽孢杆菌种子液接种到(接种量为5％)发酵培养基中，在35℃发酵培养后获得胶冻样芽孢杆菌发酵液，发酵液中的有效活菌数不小于10亿/g；所述的培养基由以下原料组成：30g/L淀粉、4g/L蛋白胨、2g/L磷酸氢二钾、0.2g/L硫酸镁，余量为水。
所述的解淀粉芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将解淀粉芽孢杆菌种子液接种到(接种量为5％)发酵培养基中，37℃下发酵培养后获得解淀粉芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数不小于10亿/g，所述的培养基由以下原料组成：18g/L玉米粉、15g/L蛋白胨、15g/L酵母粉、1g/L氯化钠、0.03g/L氯化锰、1g/L磷酸二氢钾，余量为水；
所述的巨大芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将巨大芽孢杆菌种子液接种到(接种量为5％)发酵培养基中，在30℃下发酵培养后获得巨大芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数不小于10亿/g，所述的培养基由以下原料组成：10g/L葡萄糖、5g/L酵母膏、1g/L硫酸镁，余量为水；
进一步地，所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法具体为：
将胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉类芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液混合均匀后，向其中添加鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物搅拌均匀后，获得混合液A；
向餐厨垃圾发酵液中添加壳聚糖搅拌均匀后再依次添加蛭石粉、麦饭石、海泡石粉搅拌均匀后获得混合液B；
将混合液A加入聚乙烯醇/谷朊粉/海藻酸钠混合溶液中搅拌均匀后置于模具中获得复合凝胶，向凝胶表面喷涂混合液B；固化成型后干燥即可获得复合微生物菌剂；
优选地，所述的蛭石粉、麦饭石粉、海泡石粉的粒径为200-300目；
优选地，所述的鸡屎藤粉和银耳蒂粉的重量比为1∶1；
进一步地，所述的复合微生物菌剂在盐碱土壤修复中的应用。
有益效果
本发明制备获得了一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，复合微生物菌剂中包含了由胶冻样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌组成的复合微生物和由蛭石粉、麦饭石粉和海泡石粉组成的复合矿物质以及壳聚糖的餐厨垃圾发酵乳酸发酵液；各成分协同作用改善土壤理化性质以及微生态环境，促进土壤形成良好的团粒结构；增强土壤的渗透性以及提高作物的抗逆性；复合微生物中胶冻样芽孢杆菌不仅在生长过程中产生、有机酸、氨基酸、多糖、激素等利于植物吸收和利用的小分子物质，且还具有分解矿物质的作用，分解释放出矿物质中钾、硅、磷而利于植物吸收利用，达到促进作物生长的效果；解淀粉芽孢杆菌在生长过程中产生几丁质酶、小分子蛋白等活性物质，具有刺激作物生长的作用；巨大芽孢杆菌在生长过程中产生小分子酸(诸如葡萄糖酸、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸等)；具有调节土壤pH的作用；复合矿物质的添加不仅有利于复合微生物菌剂的生长；还可达到改善土壤团粒结构，降低土壤板结的作用效果。
本发明中以鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉作为复合微生物的载体，鸡屎藤以及银耳蒂不仅为微生物的生长提供丰富的营养物质，为微生物在土壤中的定植提供适宜的生长环境，促进微生物的增殖，提升活力；还可以提高作物抗病、抗虫等抗逆性；促进作物的生长。
本发明的复合微生物菌剂加入土壤内中，表层的餐厨垃圾发酵液成分以及复合矿物质作用于碱性土壤，改善土壤的理化性质，随着表层的分解，内层的微生物菌剂逐渐在土壤中定植改善土壤中的微生态环境；各层成分相互协同作用共同达到改善土壤、提高土壤肥力的效果，提升作物抗逆性，增加作物产量。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述，本发明中所采用的原料如无特殊说明书均可从市面购买获得。
实施例1
微生物菌剂发酵液的制备
胶冻样芽孢杆菌发酵液的制备：将胶冻样芽孢杆菌种子液接种到(接种量为5％)发酵培养基中，在35℃发酵培养后获得胶冻样芽孢杆菌发酵液，发酵液中的有效活菌数不小于10亿/克；所述的培养基由以下原料组成：30g/L淀粉、4g/L蛋白胨、2g/L磷酸氢二钾、0.2g/L硫酸镁，余量为水。
解淀粉芽孢杆菌发酵液的制备：将解淀粉芽孢杆菌种子液接种到(接种量为5％)发酵培养基中，37℃下发酵培养后获得解淀粉芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数不小于10亿/克，所述的培养基由以下原料组成：18g/L玉米粉、15g/L蛋白胨、15g/L酵母粉、1g/L氯化钠、0.03g/L氯化锰、1g/L磷酸二氢钾，余量为水。
巨大芽孢杆菌发酵液的制备：将巨大芽孢杆菌种子液接种到(接种量为5％)发酵培养基中，在30℃下发酵培养后获得巨大芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数不小于10亿/克，所述的培养基由以下原料组成：10g/L葡萄糖、5g/L酵母膏、1g/L硫酸镁，余量为水。
实施例2
餐厨垃圾发酵液的制备：将餐厨垃圾进行分拣粉碎处理后，向其中加入餐厨垃圾重量1-3倍量的水，调节发酵体系的含水量，再添加碳酸钙保持发酵体系的pH值在5-6；接种5-7％的乳酸菌45℃下进行厌氧发酵后，分离即可获得餐厨垃圾乳酸发酵液；所述的餐厨垃圾为市政收集的餐饮剩余物。
实施例3
一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：20份餐厨垃圾发酵液、10份微生物菌剂发酵液、10份鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、6份壳聚糖、、6份蛭石、6份麦饭石、6份海泡石、2份聚乙烯醇、4份谷朊粉和8份海藻酸钠；所述的微生物菌剂发酵液由胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌菌体数量比为2∶1∶1；
其制备方法具体为：
将胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉类芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液混合均匀后，向其中添加鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物搅拌均匀，获得混合液A；其中鸡屎藤粉和银耳蒂粉的重量比为1∶1；
向餐厨垃圾发酵液中添加壳聚糖搅拌均匀后再依次添加蛭石粉、麦饭石、海泡石粉搅拌均匀后获得混合液B；其中，所述的蛭石粉、麦饭石粉、海泡石粉的粒径为200-300目；
将混合物液A加入聚乙烯醇/谷朊粉/海藻酸钠混合溶液中搅拌均匀后置于模具中获得复合凝胶，向凝胶表面喷涂混合液B；固化成型后干燥即可获得复合微生物菌剂。
实施例4
一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：22份餐厨垃圾发酵液、11.5份微生物菌剂发酵液、11.5份鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、8份壳聚糖、8份蛭石、8份麦饭石、8份海泡石、2.5份聚乙烯醇、5份谷朊粉和10份海藻酸钠；所述的微生物菌剂发酵液由胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌菌体数量比为2∶1∶1；
其制备方法具体为：
将胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉类芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液混合均匀后，向其中添加鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物搅拌均匀，获得混合液A；其中，所述的鸡屎藤粉和银耳蒂粉的重量比为1∶1；
向餐厨垃圾发酵液中添加壳聚糖搅拌均匀后再依次添加蛭石粉、麦饭石、海泡石粉搅拌均匀后获得混合液B；其中，所述的蛭石粉、麦饭石粉、海泡石粉的粒径为200-300目；
将混合液A加入聚乙烯醇/谷朊粉/海藻酸钠混合溶液中搅拌均匀后置于模具中获得复合凝胶，向凝胶表面喷涂混合液B；固化成型后干燥即可获得复合微生物菌剂；
实施例5
一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，由以下重量份数的原料制成：24份餐厨垃圾发酵液、13份微生物菌剂发酵液、13份鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、10份壳聚糖、10份蛭石、10份麦饭石、10份海泡石、3份聚乙烯醇、6份谷朊粉和12份海藻酸钠；所述的微生物菌剂发酵液由胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌菌体数量比为2∶1∶1；
其制备方法具体为：
将胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉类芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液混合均匀后，向其中添加鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物搅拌均匀后，获得混合液A；其中，所述的鸡屎藤粉和银耳蒂粉的重量比为1∶1；
向餐厨垃圾发酵液中添加壳聚糖搅拌均匀后再依次添加蛭石粉、麦饭石、海泡石粉搅拌均匀后获得混合液B；其中，所述的蛭石粉、麦饭石粉、海泡石粉的粒径为200-300目；
将混合液A加入聚乙烯醇/谷朊粉/海藻酸钠混合溶液中搅拌均匀后置于模具中获得复合凝胶，向凝胶表面喷涂混合液B；固化成型后干燥即可获得复合微生物菌剂；
试验验证
试验田选自商丘市某盐碱地土壤，供试作物为向日葵(白葵7号)；供试土壤分为对照组(X-0)和试验组(X-1～X-3)；在种植向日葵前取盐碱地土壤0-20cm土层进行理化性质分析，结果如表1所示；土壤检测后，对土壤进行处理，试验组土壤X-1～X-3地块中在种植向日葵前进行整地处理时依次施加本发明实施例3-5制备获得的复合微生物菌剂；施加量为20kg/亩；对照组土壤除不施加复合微生物菌剂外，其他处理与试验组相同；将对照组和试验组土壤均进行翻耕处理，同时向土壤中浇水保持土壤的含水率为20％；处理30天后，向土壤中施加基肥进行整地处理后在对照组和试验组土壤均种植向日葵，期间进行相同的施肥、灌溉、除草等田间处理；待向日葵成熟后收获，同时采集土壤样品(取0-20cm耕作层)进行检测；统计各地块中向日葵的产量；并计算分析向日葵增产率，检测分析结果如表2所示。
表1供试土壤的理化性质
表2向日葵产量以及土壤理化性质
由表2结果可以看出，相较于对照组，试验组添加复合微生物菌剂后，土壤的理化性质得到了改善，pH值明显降低，全盐含量显著降低，同时土壤中有效磷和碱解氮含量也有所增加，其中有效磷含量增加了46.4％以上；碱解氮含量增加了18.6％以上；速效钾含量降低了17.4％以上；添加复合微生物菌剂调理后，土壤中的碱解氮、有效磷含量增加，速效钾含量降低；向日葵的产量得到了显著提升，增产率达到了13％以上。
由上述可见，盐碱地土壤施加本发明的复合微生物菌剂后，土壤的理化性质得到显著改善，土壤环境更适宜作物生长，作物产量提高。
以上实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，是由以下原料制成：餐厨垃圾发酵液、微生物菌剂发酵液、鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、壳聚糖、蛭石、麦饭石、海泡石、聚乙烯醇、谷朊粉和海藻酸钠。
2.如权利要求1所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，是由以下重量份数的原料制成：20-24份餐厨垃圾发酵液、10-13份微生物菌剂发酵液、10-13份鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物、6-10份壳聚糖、6-10份蛭石、6-10份麦饭石、6-10份海泡石、2-3份聚乙烯醇、4-6份谷朊粉和8-12份海藻酸钠。
3.如权利要求1所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，所述的微生物菌剂发酵液由胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌组成；发酵液中有效活菌数≥10亿/克，胞外多糖≥1.0mg/g；胶冻样芽孢杆菌、解淀粉类芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌菌体数量比为2∶1∶1。
4. 如权利要求1所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，所述的餐厨垃圾发酵液为餐厨垃圾乳酸发酵液；具体发酵方法为：将餐厨垃圾进行分拣粉碎处理后，向其中加入餐厨垃圾重量1-3倍量的水，调节发酵体系的含水量，再添加碳酸钙保持发酵体系的pH 值在 5-6；接种5-7%的乳酸菌45℃下进行厌氧发酵后，分离即可获得餐厨垃圾发酵液。
5. 如权利要求1所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，所述的胶冻样芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将胶冻样芽孢杆菌种子液接种到发酵培养基中，在 35℃发酵培养后获得胶冻样芽孢杆菌发酵液，发酵液中的有效活菌数不小于 10亿/克；所述的培养基由以下原料组成：30 g/L 淀粉、4 g/L 蛋白胨、2g/L 磷酸氢二钾、0.2 g/L 硫酸镁，余量为水。
6. 如权利要求1所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，所述的解淀粉芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将解淀粉芽孢杆菌种子液接种到发酵培养基中，37℃下发酵培养后获得解淀粉芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数不小于10亿/克，所述的培养基由以下原料组成：18g/L玉米粉、15 g/L蛋白胨、15g/L酵母粉、1 g/L氯化钠、0.03 g/L氯化锰、1 g/L磷酸二氢钾，余量为水。
7.如权利要求1所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂，其特征在于，所述的巨大芽孢杆菌发酵液由以下方法制备获得：将巨大芽孢杆菌种子液接种到发酵培养基中，在30℃下发酵培养后获得巨大芽孢杆菌发酵液，发酵液中有效活菌数不小于10亿/克，所述的培养基由以下原料组成：10g/L葡萄糖、5g/L酵母膏、1g/L硫酸镁，余量为水。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，具体为：
将胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉类芽孢杆菌发酵液、巨大芽孢杆菌发酵液混合均匀后，向其中添加鸡屎藤药渣粉和银耳蒂粉混合物搅拌均匀后，获得混合液A；
向餐厨垃圾发酵液中添加壳聚糖搅拌均匀后再依次添加蛭石粉、麦饭石、海泡石粉搅拌均匀后获得混合液B；
将混合液A加入聚乙烯醇/谷朊粉/海藻酸钠混合溶液中搅拌均匀后置于模具中获得复合凝胶，向凝胶表面喷涂混合液B；固化成型后干燥即可获得复合微生物菌剂。
9.如权利要求8所述的用于盐碱土壤修复的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述的蛭石粉、麦饭石粉、海泡石粉的粒径为200-300目；所述的鸡屎藤粉和银耳蒂粉的重量比为1∶1。
10.权利要求1-7中任意一项所述的复合微生物菌剂在盐碱土壤修复中的应用。
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