CN114958383A - 一种复合土壤修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合土壤修复剂，包括微生物有机肥和磷酸盐材料，余量为生物发酵基质，微生物有机肥、磷酸盐材料和生物发酵基质的质量比为1:72；27；微生物有机肥中的微生物为复合菌群，复合菌群包括黑曲霉、酵母类真菌以及芽孢杆菌。本发明还提供一种复合土壤修复剂的制备方法。本发明制备的复合土壤修复剂结合了黑曲霉的解磷能力、酵母的重金属吸附能力、芽孢杆菌的溶磷作用和磷酸盐的磷源，通过微生物有机肥技术，使得复合修复剂具有长期释放有效磷的优点。
Description
技术领域
本发明涉及环境生物技术领域，具体涉及一种复合土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
磷(P)是植物生长的必需营养元素，在植物新陈代谢过程中发挥着重要作用。目前，磷肥的主要来源为磷矿石，而磷矿石的资源日趋耗竭，因此，开发新的磷肥来源尤为重要。
生物磷灰石是新型的优良磷肥来源，其从禽类动物的骨骼中提取而来，具有成本低廉、材料环保的特点。将生物磷灰石应用到修复剂制备中，在保证环保、安全、高效的同时，可以作为高效磷肥，实现一物多用，提高产品附加价值和资源利用率的作用。而且生物磷灰石的稳定性较强，在土壤中不易移动也不易被分解，可以闭蓄土壤环境中游离态的重金属离子，使其转化为植物无法吸收的矿物形态，作用效果显著，可有效减小土壤铅、镉等重金属的生物有效性。但是，生物磷灰石如何长期稳定的释放生物有效磷以改良土壤肥力是亟需解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以长期稳定释放生物有效磷的复合土壤修复剂及其制备方法。
技术方案：本发明一种复合土壤修复剂，包括微生物有机肥和磷酸盐材料，余量为生物发酵基质，微生物有机肥、磷酸盐材料和生物发酵基质的质量比为1:72；27；微生物有机肥中的微生物为复合菌群，
复合菌群由下列组分组成，按质量计；
黑曲霉2～4份；
酵母类真菌2～4份：
芽孢杆菌3～5份。
进一步地，黑曲霉、酵母类真菌以及芽孢杆菌的菌剂质量配比为3份：3份：4份。
进一步地，磷酸盐材料为生物磷灰石；生物发酵基质为麸皮、复合牛粪或羊粪中的一种或几种。
进一步地，生物磷灰石为禽类骨骼中的磷灰石。将成年禽类骨骼磨成粉末，去除有机质后200-300°烘干即可得到禽类骨骼中的磷灰石。
一种复合土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、扩大培养液体菌种种子；具体的为依次将芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的菌株分别接种到液体种子培养基，培养24小时候后可以使用；
步骤2、制作混合基质；混合基质为生物发酵基质和磷酸盐材料的混合物，具体的为将生物发酵基质和磷酸盐材料在混合钱先研磨至粉末，磷酸盐材料的粒径范围为0～50μm。
步骤3、接种菌株；具体的为将芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉依次接种到步骤2中的混合基质中进行固体发酵，直至子代总数不小于1010个/g，从而得到复合土壤修复剂。依次接种的原因在于三种菌种的抗性大小不同。芽孢杆菌为细菌，抗性较差，先接种获得有利生长条件。而若真菌先接种则可能疯狂繁殖抢占大量营养，不利于芽孢杆菌的生长。
进一步地，步骤1中扩大培养的培养方法具体的为在28～30℃条件下，摇床上培养48h，摇床转速为180-200rpm，液体种子培养基为PDA培养基。
进一步地，步骤3中固体发酵的条件为发酵温度25～35℃，发酵通气量2～5m3/h，发酵6-7天。
进一步地，芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的液体种子的接种比例均为1～5％。该接种比例为液体种子占修复剂总体积。
进一步地，步骤2中的混合基质的含水率为40％，混合基质的pH值为6.0，混合基质中有机质的质量含量为10％。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)黑曲霉能分泌大量草酸，将磷酸盐溶解度提升近1000倍；(2)本发明提供了一种复合菌群，通过结合黑曲霉的解磷能力、酵母的重金属吸附能力、芽孢杆菌的溶磷作用和磷酸盐的磷源，通过微生物有机肥技术，达到复合修复剂具有长期释放有效磷的优点并且其分解重金属的能力大大增强；(3)本发明制备方法简单，易操作可扩大生产。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1
一种复合土壤修复剂，包括微生物有机肥和磷酸盐材料，余量为生物发酵基质，微生物有机肥、磷酸盐材料和生物发酵基质的质量比为1:72；27；微生物有机肥中的微生物为复合菌群，复合菌群由下列组分组成，按质量计；
黑曲霉3份；
酵母类真菌3份：
芽孢杆菌4份。
磷酸盐材料为生物磷灰石；生物磷灰石为禽类骨骼中的磷灰石，发挥作用的是整个磷灰石矿物，其不仅从结构上可以发挥吸附作用，而且磷灰石中的有效磷酸盐成分可以作为有机肥中的养分磷。磷灰石矿物含量为72％。
如图1所示的一种复合土壤修复剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、扩大培养液体菌种种子；具体的为依次将芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的菌株分别接种到液体种子培养基，培养24小时候后可以使用；
步骤2、制作混合基质；混合基质为生物发酵基质和磷酸盐材料的混合物，具体的为将生物发酵基质和磷酸盐材料在混合钱先研磨至粉末，磷酸盐材料的粒径范围为0～50μm。
步骤3、接种菌株；具体的为将芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉依次接种到步骤2中的混合基质中进行固体发酵，直至子代总数不小于1010个/g，从而得到复合土壤修复剂。
步骤1中扩大培养的培养方法具体的为在28～30℃条件下，摇床上培养48h，摇床转速为180-200rpm，液体种子培养基为PDA培养基。步骤3中固体发酵的条件为发酵温度25～35℃，发酵通气量2～5m3/h，发酵6-7天。芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的液体种子的接种比例均为1～5％。步骤2中的混合基质的含水率为40％，混合基质的pH值为6.0，混合基质中有机质的质量含量为10％。发酵温度25～35℃，发酵通气量2～5m3/h，发酵6-7天。芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的液体种子的接种比例均为1～5％。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：微生物有机肥中的微生物为复合菌群，复合菌群由下列组分组成，按质量计；
黑曲霉3份；
酵母类真菌2份：
芽孢杆菌5份。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：微生物有机肥中的微生物为复合菌群，复合菌群由下列组分组成，按质量计；
黑曲霉3份；
酵母类真菌4份：
芽孢杆菌3份。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于：微生物有机肥中的微生物仅为黑曲霉。
将实施例1、对比例1、对比例2、对比例3得到的复合土壤修复剂用作土壤重金属修复实验和土壤有效磷测试实验。
土壤重金属修复实验
实验室模拟配比重金属严重污染的土壤1kg，铅(Pb)的浓度为500mg/kg(硝酸铅加入),镉(Cd)的浓度为50mg/kg(硝酸镉加入)。添加复合土壤修复剂后，30℃培养一个月，维持土壤水分为50％。然后用TCLP提取有效铅和有效镉，结果如表1所示(单位都为mg/kg)。
| 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 有效铅 | 18.50 | 30.13 | 28.92 | 25.33 |
| 有效镉 | 0.03 | 0.14 | 0.16 | 0.11 |
土壤有效磷测试实验
实验用土壤采自南京黄棕壤，pH值为7.1，初始速效磷为8.29mg/kg。取200g过20目筛风干的石土壤，转入500mL塑料培养瓶中。用去离子水调节土壤含水量至50％，取之前制备的复合土壤修复剂加入到培养瓶中，混匀，于室温(25℃)培养，设置不添加复合土壤修复剂的对照，培养30天后，取样检测土壤中速效磷含量为35.48mg/kg，相比较不添加复合土壤修复剂的土壤提高342.7％。土培实验表明复合土壤修复剂具有显著的增加土壤有效磷的能力。结果如表2所示(单位都为mg/kg)
| 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 有效磷 | 35.48 | 28.67 | 27.93 | 31.90 |
由表1和表2可知，实施例1分解重金属的能力以及提高土壤有效磷的效果最好。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (9)
1.一种复合土壤修复剂，包括微生物有机肥和磷酸盐材料，余量为生物发酵基质，其特征在于：所述微生物有机肥、磷酸盐材料和生物发酵基质的质量比为1:72；27；所述微生物有机肥中的微生物为复合菌群，
所述复合菌群由下列组分组成，按质量计；
黑曲霉2～4份；
酵母类真菌2～4份：
芽孢杆菌3～5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合土壤修复剂，其特征在于：所述黑曲霉、酵母类真菌以及芽孢杆菌的菌剂质量配比为3份：3份：4份。
3.根据权利要求1所述的一种复合土壤修复剂，其特征在于：所述磷酸盐材料为生物磷灰石；所述生物发酵基质为麸皮、复合牛粪或羊粪中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的一种复合土壤修复剂，其特征在于：所述生物磷灰石为禽类骨骼中的磷灰石。
5.一种复合土壤修复剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、扩大培养液体菌种种子；具体的为依次将芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的菌株分别接种到液体种子培养基，培养24小时候后可以使用；
步骤2、制作混合基质；所述混合基质为生物发酵基质和磷酸盐材料的混合物，具体的为将生物发酵基质和磷酸盐材料在混合钱先研磨至粉末，所述磷酸盐材料的粒径范围为0～50μm。
步骤3、接种菌株；具体的为将芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉依次接种到步骤2中的混合基质中进行固体发酵，直至子代总数不小于1010个/g，从而得到所述复合土壤修复剂。
6.根据权利要求5所述的一种复合土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中扩大培养的培养方法具体的为在28～30℃条件下，摇床上培养48h，所述摇床转速为180-200rpm，所述液体种子培养基为PDA培养基。
7.根据权利要求5所述的一种复合土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中固体发酵的条件为发酵温度25～35℃，发酵通气量2～5m3/h，发酵6-7天。
8.根据权利要求5所述的一种复合土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述芽孢杆菌、酵母类真菌、黑曲霉的液体种子的接种比例均为1～5％。
9.根据权利要求5所述的一种复合土壤修复剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的混合基质的含水率为40％，混合基质的pH值为6.0，混合基质中有机质的质量含量为10％。
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| CN202210448873.3A Pending CN114958383A (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种复合土壤修复剂及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105198672A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-30 | 湖南泰谷生物科技股份有限公司 | 一种解磷解钾的微生物肥及其制备方法与应用 |
| CN106854633A (zh) * | 2017-01-14 | 2017-06-16 | 杨小波 | 用于有机物料堆肥的复合微生物菌剂及其制备方法 |
| CN111718876A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-29 | 北京中外建建筑设计有限公司 | 一种复合微生物菌剂及其制备方法和应用 |
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| CN112573959A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-30 | 湖北绿天地生物科技有限公司 | 高效安全的生物有机肥 |
-
2022
- 2022-04-26 CN CN202210448873.3A patent/CN114958383A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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