CN114853546B - 一种土壤修复菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种土壤修复菌剂及其制备方法和应用。本发明的制备方法包括:S1:对包含肉骨粉、秸秆或食用菌渣、功能菌、蛋白酶的混合料进行好氧发酵,得到低聚肽发酵物;S2:利用弧菌降解海藻酶解液,固液分离后得到海藻残渣,然后对海藻残渣进行高温干燥,杀灭弧菌,得到海藻残渣初级发酵料;S3:对包含海藻残渣初级发酵料、腐熟粪肥、秸秆或食用菌渣、功能菌的混合料进行好氧发酵,得到海藻发酵物;S4:将低聚肽发酵物和海藻发酵物混合,得到土壤修复菌剂。该土壤修复菌剂能够为土壤提供低聚肽、海藻发酵功能物、有益菌群、有机质及作物生长发育所需的营养元素,同时还具有调节根区土壤pH、改良土壤结构、促进土壤微生物活动等功能。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域,尤其是涉及一种土壤修复菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国养殖业的发展,畜禽粪污、病死畜禽等养殖废弃物未得到合理、有效处理,严重危害环境,如何安全、有效、快速、低成本地无害化处理养殖废弃物并资源化利用成为热点,其中肥料化利用成为主要处置方向。利用农业有机废弃物制备土壤修复菌剂,形成农牧循环、种养结合的模式,有利于维护畜禽健康养殖、减少碳排放、提高土壤肥力,进而实现生态、经济效益双丰收。
目前,病死畜禽干化化制法产生的肉骨粉资源化利用存在着诸多问题,例如在作为有机肥料和高蛋白饲料的添加剂时存在一定的安全隐患,而作为肥料原料直接添加时存在导致作物烧苗、蛋白质不能被作物直接吸收利用、利用率低等问题。
海藻酶解后产生的残渣直接作为肥料原料添加同样存在作物利用率低等问题。腐熟堆肥的活性有机物(植物促生素,如黄腐酸)在堆肥过程中被过度消耗从而含量减少,使得腐熟堆肥直接利用对植物的促生效果减弱,降低了畜禽粪便有机肥在种植业的应用价值。
鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土壤修复菌剂及其制备方法和应用,该土壤修复菌剂能够为土壤提供有益菌群、有机质及作物生长发育所需的营养元素,同时还具有调节根区土壤pH、改良土壤结构、促进土壤微生物活动等功能。
本发明提供一种土壤修复菌剂的制备方法,包括如下步骤:
S1:对包含肉骨粉、秸秆或食用菌渣、功能菌、蛋白酶的混合料进行好氧发酵,得到低聚肽发酵物;
S2:采用液体深层发酵,利用弧菌降解海藻酶解液,固液分离后得到海藻残渣,然后对海藻残渣进行高温干燥,杀灭弧菌,得到海藻残渣初级发酵料;
S3:对包含海藻残渣初级发酵料、腐熟粪肥、秸秆或食用菌渣、功能菌的混合料进行好氧发酵,得到海藻发酵物;
S4:将低聚肽发酵物和海藻发酵物混合,得到土壤修复菌剂。
在本发明中,功能菌可以选自内生弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌中的至少一种,优选包括内生弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌。
在本发明中,蛋白酶可以为中性蛋白酶或碱性蛋白酶。
在本发明中,内生弯曲芽孢杆菌可以优选为内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705;巨大芽孢杆菌可以优选为巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867;弧菌可以优选为弧菌CGMCCNo.10659。
在本发明的步骤S1中,可以控制混合料的含水率为50-60%,碳氮比为(25-40):1,pH值为7.0-9.0;混合料中功能菌的含量为0.1-0.3%,酶的含量为300-500u/g。
进一步地,步骤S1中,好氧发酵包括:将混合料堆制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,堆体发酵温度控制在50-60℃,氧气浓度控制在10-15%,发酵25-30天,去膜,完成发酵;优选地,堆体的切面为梯形。
本发明的低聚肽发酵物中的低聚肽由5-10个氨基酸构成。
在本发明的步骤S2中,把1-10g/L蛋白胨、1-10g/L氯化钠、1-10g/L硫酸镁、1-10g/L磷酸氢二钾及20-30mL/L弧菌种子培养物加到海藻酶解液中。
进一步地,步骤S2中,液体深层发酵包括:温度控制在25-30℃,通气量1:(1.0-1.2)、压力0.04-0.06MPa与转速100-200rpm的条件下恒温搅拌20-28h,优选为24h;固液分离包括:在2500-3500r/min转速下离心5-15min,优选为在3000r/min转速下离心10min;高温干燥包括:滚筒干燥入口温度380-420℃,出口温度80-120℃,时间5-10min,优选为滚筒干燥入口温度400℃,出口温度100℃,时间8min。
在本发明的步骤S3中,控制混合料的含水率为50-60%,碳氮比为(25-40):1,混合料中功能菌的含量为0.1-0.3%。
进一步地,步骤S3中,好氧发酵包括:将混合料堆制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,氧气浓度控制在10-15%,发酵10-15天,其中堆体发酵温度控制在65-75℃不低于7天,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟20-30天。
在本发明的步骤S4中,混合时低聚肽发酵物与海藻发酵物的质量比为1:(5-20);此外,可以控制土壤修复菌剂的水分含量为30%以下。
本发明还提供一种土壤修复菌剂,按照上述制备方法制得。
进一步地,土壤修复菌剂中的有效活菌数≥2.0亿/g,有机质≥15%,胞外多糖≥1.0mg/g。
本发明还提供上述土壤修复菌剂在土壤修复中的应用。
本发明的实施,至少具有以下优势:
1、本发明的土壤修复菌剂的原料均为有机废弃物转化制备,通过转化实现肥料化利用,环保及资源化利用等效果突出;
2、本发明利用肉骨粉功能发酵产生低聚肽(5-10个氨基酸构成),解决了肉骨粉肥料化利用问题,低聚肽发酵物不仅能够被作物直接吸收利用,而且能够提高土壤肥力和作物抗逆性,作物吸收利用率高;
3、本发明利用海藻残渣、腐熟堆肥功能发酵制备海藻发酵物,解决了海藻残渣直接利用作物吸收利用率低以及腐熟堆肥直接利用促生效果弱等问题,海藻发酵物含有更多的活性物质,促生抗逆效果突出;
4、本发明的弧菌产褐藻胶裂合酶,能够降解海藻酶解液中的海藻酸,从而释放更多活性物质;海藻残渣经弧菌降解后高温干燥灭菌,与腐熟粪肥、功能菌混合进行功能发酵,产生的海藻发酵物能够为土壤提供有益菌群、有机质及作物生长发育所需的营养元素;
5、本发明的土壤修复菌剂有效活菌数≥2.0亿/g,有机质≥15%,胞外多糖≥1.0mg/g,能够为土壤提供有益菌群、有机质及作物生长发育所需的营养元素,同时还具有调节根区土壤pH,改良土壤结构、促进土壤微生物活动等功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施方式的土壤修复菌剂的制备工艺流程图;
图2为低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂在小油菜上应用生长对比情况;
图3为对照区与示范区草莓植株生长对比情况;
图4为对照区与示范区草莓生长对比。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
参见图1,本实施例的土壤修复菌剂的制备方法,包括如下步骤:
一、低聚肽发酵物的制备
1、将病死畜禽干化化制法制备的肉骨粉1000kg、食用菌渣200kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)1.2kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)1.2kg、中性蛋白酶(10万u/g)4.8kg混合均匀,得到混合料,混合料含水率为55%,碳氮比为30:1,pH7.8。
2、将上述混合料堆制成切面为梯形的堆体,采用纳米膜好氧发酵,控制堆体内氧气浓度在10-15%,堆体发酵温度控制在50-55℃,发酵28天,去膜,完成发酵,得到低聚肽发酵物。
二、海藻发酵物制备
1、在装有海藻酶解液的发酵罐中,把4g/l蛋白胨、3g/l氯化钠、1g/l硫酸镁、3g/l磷酸氢二钾、25ml/l弧菌CGMCC No.10659种子培养物(5亿/mL)加到海藻酶解液中,在温度28℃、通气量1:1.0、压力0.04MPa与转速100rpm的条件下恒温搅拌24h,海藻酶解液完全发酵后进行固液分离,在3000r/min转速下离心10min后进入滚筒干燥(入口温度400℃,出口温度100℃,时间8min),得到海藻残渣初级发酵料。
2、将海藻残渣初级发酵料600kg、腐熟粪肥500kg、秸秆100kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)1.2kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)1.2kg混合均匀,得到混合料,混合料含水率为55%,碳氮比为32:1,pH7.6。将混合料制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,氧气浓度控制在10-15%,发酵15天,其中堆体发酵温度控制在65-75℃共8天,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟20天完成发酵过程,得到海藻发酵物。
三、土壤修复菌剂的制备
1、干燥脱水:将低聚肽发酵物、海藻发酵物经过滚筒干燥,水分含量降低至30%以内。
2、混合、粉碎筛分:将低聚肽发酵物50kg、海藻发酵物450kg充分混合后,过滚筒式筛分机,即可获得质地均一的土壤修复菌剂产品。
实施例2
本实施例的土壤修复菌剂的制备方法,包括如下步骤:
一、低聚肽发酵物的制备
1、将病死畜禽干化化制法制备的肉骨粉1050kg、秸秆150kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)0.6kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)0.6kg、中性蛋白酶(10万u/g)3.6kg混合均匀,得到混合料,混合料含水率为50%,碳氮比为25:1,pH7.0。
2、将上述混合料堆制成切面为梯形的堆体,采用纳米膜好氧发酵,控制堆体内氧气浓度在10-15%,堆体发酵温度控制在55-60℃,发酵30天,去膜,完成发酵,得到低聚肽发酵物。
二、海藻发酵物制备
1、在装有海藻酶解液的发酵罐中,把6g/l蛋白胨、5g/l氯化钠、5g/l硫酸镁、4g/l磷酸氢二钾、30ml/l弧菌CGMCC No.10659种子培养物(5亿/mL)加到海藻酶解液中,在温度30℃、通气量1:1.2、压力0.06MPa与转速140rpm的条件下恒温搅拌24h,海藻酶解液完全发酵后进行固液分离,在3000r/min转速下离心10min后进入滚筒干燥(入口温度400℃,出口温度100℃,时间8min),得到海藻残渣初级发酵料。
2、将海藻残渣初级发酵料600kg、腐熟粪肥560kg、秸秆40kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)0.6kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)0.6kg混合均匀,得到混合料,混合料含水率为50%,碳氮比为25:1,pH7.6。将混合料制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,氧气浓度控制在10-15%,发酵15天,其中堆体发酵温度控制在65-75℃共10天,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟25天完成发酵过程,得到海藻发酵物。
三、土壤修复菌剂的制备
1、干燥脱水:将低聚肽发酵物、海藻发酵物经过滚筒干燥,水分含量降低至30%以内。
2、混合、粉碎筛分:将低聚肽发酵物80kg、海藻发酵物420kg充分混合后,过滚筒式筛分机,即可获得质地均一的土壤修复菌剂产品。
实施例3
本实施例的土壤修复菌剂的制备方法,包括如下步骤:
一、低聚肽发酵物的制备
1、将病死畜禽干化化制法制备的肉骨粉880kg、秸秆320kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)1.8kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)1.8kg、碱性蛋白酶(10万u/g)6kg混合均匀,得到混合料,混合料含水率为60%,碳氮比为40:1,pH9.0。
2、将上述混合料堆制成切面为梯形的堆体,采用纳米膜好氧发酵,控制堆体内氧气浓度在10-15%,堆体发酵温度控制在50-55℃,发酵25天,去膜,完成发酵,得到低聚肽发酵物。
二、海藻发酵物制备
1在装有海藻酶解液的发酵罐中,把2g/l蛋白胨、1g/l氯化钠、1g/l硫酸镁、2g/l磷酸氢二钾、20ml/l弧菌CGMCC No.10659种子培养物(5亿/mL)加到海藻酶解液中,在温度25℃、通气量1:1.1、压力0.05MPa与转速120rpm的条件下恒温搅拌24h,海藻酶解液完全发酵后进行固液分离,在3000r/min转速下离心10min后进入滚筒干燥(入口温度400℃,出口温度100℃,时间8min),得到海藻残渣初级发酵料。
2、将海藻残渣初级发酵料600kg、腐熟粪肥480kg、秸秆120kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)1.8kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)1.8kg混合均匀,得到混合料,混合料含水率为60%,碳氮比为40:1,pH7.6。将混合料制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,氧气浓度控制在10-15%,发酵12天,其中堆体发酵温度控制在65-75℃共7天,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟30天完成发酵过程,得到海藻发酵物。
三、土壤修复菌剂的制备
1、干燥脱水:将低聚肽发酵物、海藻发酵物经过滚筒干燥,水分含量降低至30%以内。
2、混合、粉碎筛分:将低聚肽发酵物30kg、海藻发酵物470kg充分混合后,过滚筒式筛分机,即可获得质地均一的土壤修复菌剂产品。
对照例1
本对照例的土壤修复菌剂的制备方法,包括如下步骤:
一、肉骨粉混合料的制备
将病死畜禽干化化制法制备的肉骨粉1000kg、食用菌渣200kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705(1000亿/g)1.2kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)1.2kg、中性蛋白酶(10万u/g)4.8kg混合均匀,得到肉骨粉混合料,混合料含水率为55%,碳氮比为30:1,pH7.8。
二、海藻残渣混合料制备
1、将海藻酶解液直接固液分离后高温干燥得到海藻残渣。
2、将海藻残渣600kg、腐熟粪肥500kg、秸秆100kg、内生弯曲芽孢杆菌CGMCCNo.21705(1000亿/g)1.2kg、巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867(1000亿/g)1.2kg混合均匀,得到海藻残渣混合料,混合料含水率为55%,碳氮比为32:1,pH7.6。
三、土壤修复菌剂的制备
1、干燥脱水:将肉骨粉混合料、海藻残渣混合料经过滚筒干燥,水分含量降低至30%以内。
2、混合、粉碎筛分:将肉骨粉混合料50kg、海藻残渣混合料450kg充分混合后,过滚筒式筛分机,即可获得质地均一的土壤修复菌剂产品。
对照例2
除步骤一、步骤二中,采用解淀粉芽孢杆菌CGMCC NO.21868替换内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705,采用地衣芽孢杆菌CGMCC8821替换巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867之外,其它与实施例1基本相同。
对照例3
除步骤二中,采用溶藻弧菌ACCC 02676发酵液替换弧菌CGMCC No.10659发酵液之外,其它与实施例1基本相同。
试验例1低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂在小油菜上的应用
通过进行盆栽试验,在土壤中添加相同用量的实施例1制备的低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂,研究不同材料对小油菜生长及土壤理化性状的影响。
小油菜品种为华绿二号,供试土壤取自秦皇岛市周边农田表土(0-20cm),pH为5.27,有机质含量为9.30g·kg-1。每盆装土5kg,对照为不添加任何材料,处理1为添加实施例1的低聚肽发酵物,处理2为添加实施例1的海藻发酵物,处理3为添加实施例1的土壤修复菌剂,添加量均为2.67g。
于收获期调查小油菜的株高、根长、鲜重、叶绿素含量,结果如表1所示。于小油菜收获后采集土样,测定碱解氮、有效磷、速效钾、pH、有机质和根际微生物数量,对碱解氮、有效磷、速效钾、pH、有机质影响如表2所示。对根际微生物数量的影响如表3所示。低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂在小油菜上应用生长对比情况见图2。
表1不同材料对小油菜生物学性状的影响
注:表中不同符号a、b、c代表在0.05水平下具有显著性差异。
表1结果表明:
相比与对照CK,添加低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂均能显著提高小油菜的根长和鲜重;低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂三种材料相比,低聚肽发酵物和海藻发酵物效果相当,土壤修复菌剂效果最佳,能够显著提高小油菜根长和鲜重。
表2不同材料对土壤性状的影响
表2结果表明:
各处理碱解氮、有效磷、速效钾含量相差不大,相比于对照CK,施用低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂的处理pH和有机质含量均有所增加,其中土壤修复菌剂效果最好。
表3不同材料对根际微生物数量的影响
表3结果表明:
相比于对照CK,施用低聚肽发酵物、海藻发酵物、土壤修复菌剂的处理细菌数量有所提高、真菌数量下降、放线菌数量差异不明显,总的微生物数量均有不同程度的提高,其中土壤修复菌剂效果最好,说明土壤修复菌剂的施用,能够很大程度改善小油菜根际微生物状态,对于增加土壤有益微生物区系,预防土传病害的发生有很大效果。
试验例2
试验地为秦皇岛市昌黎县左封台村温室大棚,试验小区面积长8m×宽5m,于9月份移栽草莓苗。示范区定植前3天随基肥施用实施例1的土壤修复菌剂,施用量为80kg/亩;对照区定植前3天随基肥施用对照例1的土壤修复菌剂,施用量为80kg/亩。
于第一次采摘期前对草莓的农艺性状进行调查,结果如表4所示。对照区与示范区草莓植株生长对比情况见图3。
表4土壤修复菌剂对草莓农艺性状的影响
试验组 | 株高cm | 叶片数个 | 叶绿素含量SPAD | 叶面积cm2 |
对照区 | 18.6b | 6.90b | 58.56a | 29.14b |
示范区 | 21.0a | 7.96a | 59.77a | 33.86a |
注:表中不同符号a、b、c代表在0.05水平下具有显著性差异。
表4结果表明:
施用实施例1土壤修复菌剂草莓的株高、叶片数、叶面积显著高于对照例1,说明以肉骨粉、海藻残渣功能发酵后产生的低聚肽发酵物、海藻发酵物为主要原料的土壤修复菌剂具有调节根区土壤pH,改良土壤结构、促进土壤微生物活动等功能,进而提高土壤肥力和作物吸收利用率。
试验例3
试验地为秦皇岛市昌黎县左封台村温室大棚,试验小区面积长8m×宽5m,于9月份移栽草莓苗。示范区定植前3天随基肥施用实施例1的土壤修复菌剂,施用量为80kg/亩;对照区定植前3天随基肥施用对照例2的土壤修复菌剂,施用量为80kg/亩。
于草莓收获后调查草莓产量与土壤指标。土壤修复菌剂对草莓产量和品质的影响如表5所示。
表5土壤修复菌剂对草莓产量和品质的影响
注:表中不同符号a、b、c代表在0.05水平下具有显著性差异。
表5结果表明:
实施例1土壤修复菌剂处理能显著提高草莓产量,增产了14.8%,品质指标葡萄糖含量、抗坏血酸显著高于对照例2,可滴定酸显著低于对照例2,说明采用本发明的内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705和巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867进行发酵能够显著提高土壤肥力和作物吸收利用率,进而提高草莓产量和品质。
试验例4
试验地为秦皇岛市昌黎县左封台村温室大棚,试验小区面积长8m×宽5m,于9月份移栽草莓苗。示范区定植前3天随基肥施用实施例1的土壤修复菌剂,施用量为80kg/亩;对照区定植前3天随基肥施用对照例3的土壤修复菌剂,施用量为80kg/亩。
土壤修复菌剂对土壤性状的影响如表6-表8所示。对照区与示范区草莓生长对比见图4。
表6土壤修复菌剂对土壤理化性状的影响
表7土壤修复菌剂对土壤团粒结构的影响
表8土壤修复菌剂对可培养微生物数量变化情况的影响
注:表中不同符号a、b、c代表在0.05水平下具有显著性差异。
结果表明:
本发明的土壤修复菌剂处理能使土壤有机质含量增加11.5%,根际土壤pH升高0.42个单位,碱解氮有效磷、速效钾含量分别增加16.7%、25.2%和32.1%,土壤团粒结构增加了7.53个百分点,土壤可培养微生物数量提高62.0%;说明采用弧菌CGMCC No.10659能够降解海藻残渣中的海藻酸,从而释放更多活性物质,海藻残渣经弧菌CGMCC No.10659降解后高温灭菌,与腐熟粪肥、功能菌内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No.21705和巨大芽孢杆菌CGMCC No.21867混合进行功能发酵,产生的海藻发酵物结合低聚肽发酵物能够为土壤提供有益菌群、有机质及作物生长发育所需的营养元素。
综上所述,本发明的土壤修复菌剂能够提高土壤pH、有机质及养分含量,有利于改善土壤团粒结构和根际土壤的微生物结构,促进有益微生物正常活动和繁殖,提高土壤肥力,促进作物增产及品质提升。是障碍土壤改良、作物种植上的一大创新,应用前景广阔。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种土壤修复菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:对包含肉骨粉、秸秆或食用菌渣、功能菌、蛋白酶的混合料进行好氧发酵,得到低聚肽发酵物;
S2:采用液体深层发酵,利用弧菌降解海藻酶解液中的海藻酸,固液分离后得到海藻残渣,然后对海藻残渣进行高温干燥,杀灭弧菌,得到海藻残渣初级发酵料;
S3:对包含海藻残渣初级发酵料、腐熟粪肥、秸秆或食用菌渣、功能菌的混合料进行好氧发酵,得到海藻发酵物;
S4:将低聚肽发酵物和海藻发酵物混合,得到土壤修复菌剂;
其中,功能菌为内生弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌;内生弯曲芽孢杆菌为内生弯曲芽孢杆菌CGMCC No. 21705;巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌CGMCC No. 21867;弧菌为弧菌CGMCC No. 10659;蛋白酶为中性蛋白酶或碱性蛋白酶;
步骤S1中,控制混合料的含水率为50-60%,碳氮比为(25-40):1,pH值为7.0-9.0;混合料中功能菌的含量为0.1-0.3%,酶的含量为300-500u/g;好氧发酵包括:将混合料堆制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,堆体发酵温度控制在50-60℃,氧气浓度控制在10-15%,发酵25-30天,去膜,完成发酵;低聚肽发酵物中的低聚肽由5-10个氨基酸构成;
步骤S2中,液体深层发酵包括:温度控制在25-30℃,通气量1: (1.0-1.2)、压力0.04-0.06MPa与转速100-200rpm的条件下恒温搅拌20-28h;固液分离包括:在2500-3500r/min转速下离心5-15min;高温干燥包括:滚筒干燥入口温度380-420℃,出口温度80-120℃,时间5-10min;
步骤S3中,控制混合料的含水率为50-60%,碳氮比为(25-40):1,混合料中功能菌的含量为0.1-0.3%;好氧发酵包括:将混合料堆制成堆体,采用纳米膜好氧发酵,氧气浓度控制在10-15%,发酵10-15天,其中堆体发酵温度控制在65-75℃不低于7天,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟20-30天;
步骤S4中,混合时低聚肽发酵物与海藻发酵物的质量比为1:(5-20),土壤修复菌剂中的有效活菌数≥2.0亿/g,有机质≥15%,胞外多糖≥1.0mg/g。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,堆体的切面为梯形。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,在装有海藻酶解液的发酵罐中,按照1-10g/L蛋白胨、1-10g/L氯化钠、1-10g/L硫酸镁、1-10g/L磷酸氢二钾及20-30mL/L弧菌种子培养物,把蛋白胨、氯化钠、硫酸镁、磷酸氢二钾及弧菌种子培养物加到海藻酶解液中。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S4中,控制土壤修复菌剂的水分含量为30%以下。
5.一种土壤修复菌剂,其特征在于,按照权利要求1-4任一所述的制备方法制得。
6.权利要求5所述的土壤修复菌剂在土壤修复中的应用。
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