CN110004089A

CN110004089A - 微生物菌剂及其修复土壤的方法与应用

Info

Publication number: CN110004089A
Application number: CN201910299553.4A
Authority: CN
Inventors: 孟庆伟; 张静; 江洋; 胡志刚; 吴元凤
Original assignee: Microbial Fertilizer Technology Research And Promotion Center
Current assignee: Microbial Fertilizer Technology Research And Promotion Center
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-07-12

Abstract

本发明公开了一种微生物菌剂修复土壤的方法，包括以下步骤：步骤1：制备第一中药培养基和第二中药培养基；步骤2：用第一中药培养基和第二中药培养基分别液体发酵枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌，得到第一菌悬液和第二菌悬液；步骤3：第一菌悬液按8‑10％加入有机原料中有氧发酵，每间隔20‑24h间歇性搅拌，并将同等量乳酸杆菌分2‑3次加入搅拌机，发酵4‑6d后输出搅拌机，低温干燥，得到微生物菌剂；所述有机原料为碳氮比为15‑20:1的农作物秸秆；步骤4：将微生物菌剂以均匀撒布水冲施的方式应用于碱性土壤修复。本发明通过调节碱性土壤中的微生物菌群，平衡有益菌和有害菌，调整土壤接近中性，并降低了镉的含量。

Description

微生物菌剂及其修复土壤的方法与应用

技术领域

本发明涉及土壤修复的技术领域，特别涉及一种微生物菌剂及其修复土壤的方法与应用。

背景技术

目前，根据国家相关部门的调查，土壤破坏主要是被污染，而土地污染主要是集中在重金属污染上，比如：镉、铬、铅、汞等重金属，常见的镉污染比较多。而土壤是有机无机结合的复合体，是农业种植的基础，而有机肥力则是农业生产质量保证的关键因素，由于土壤本身具有多种有机和无机的营养物质以及由多种微生物构成的微生物群体，通过微生物群体和营养物质相互作用，为农作物的生长提供良好的生长环境。但是农业种植时，由于大量使用化学类肥料、化学类农药以及连续多年连作等问题的存在，造成土壤生物菌群遭到破坏，使得微生物转化有机和无机类物质的过程遭到破坏，以至土壤中微生物对有害物质的降解能力变低，生物菌群的生态环境遭到破坏，才导致重金属物质进入土壤后不能通过生物方式被降解，超过土壤本身的承载能力而造成土壤污染。

针对重金属污染，很多采用原位或异位修复技术，在原位施用石灰、沸石、磷酸盐、硫化物、生物炭及有机肥等进行快速修复被污染的土壤，或者客土、淋洗、电动修复等异位修复，这些方法一定程度上取得了效果，但是很多技术在使用时会由于成本高、易产生二次污染、在有限范围内使用等限制，需要克服一定条件才能产生较好的效果。现有技术中多采用以钝化剂为核心的原位修复技术降解土壤重金属，这些钝化剂施入土壤作用比较单一，主要是为降解重金属而专门制备，而并不能从根本上改善破坏的土壤的微生物的生态环境，导致作用单一，最终使得钝化剂发挥降解作用的时间长而保持净化土壤重金属作用的功效持续的时间又短，一段时间后重金属含量又反复上升，需要不断的投入钝化剂。另外，现有技术采用的原位修复技术主要是针对酸性土壤和中性土壤进行修复，而碱性土壤中由于土壤物理性状的恶化，导致结构粘滞，通气性差，土壤中好气性微生物活动性差，破坏了土壤中微生物菌群的结构，导致进入土壤中重金属不能及时降解造成污染破坏，采用现有技术中钝化剂修复碱性土壤时，作用单一的问题表现的更为明显。因此，需要一种能够从根本上调节土壤生态环境并能降解重金属的修复碱性土壤的技术方法很有必要。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种微生物菌剂修复土壤的方法，通过制备中药培养基诱导枯草芽孢杆菌产生一些具有杀害有害菌的生物类抗生素，并且分批将乳酸杆菌加入枯草芽孢杆菌发酵产物中，可促进乳酸杆菌产酸，利于平衡菌群增强降解重金属镉的作用。

本发明还有一个目的是提供一种微生物菌剂修复土壤的方法中包含的微生物菌剂，可用于碱性土壤的修复中，利于调节碱性土壤至中性，平衡土壤中的微生物菌群，进而利于生物降解重金属镉。

本发明还有一个目的是提供一种微生物菌剂在修复土壤中的应用，可为微生物菌剂修复碱性土壤提供理论基础。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种微生物菌剂修复土壤的方法，包含以下步骤：

步骤1，中药培养基的制备：中药材一和中药材二分别干燥粉碎后与15-20倍水煎煮，分别得到第一中药液和第二中药液，将所得第一中药液与枯草芽孢杆菌液体发酵培养基按体积比1-5:100混合并灭菌，得到第一中药培养基；将所得第二中药液与乳酸杆菌液体发酵培养基按体积比1-5:100混合并灭菌，得到第二中药培养基；

其中，所述中药材一包含以下重量份的原料：射干1-5份、淡豆豉5-8份、芦干3-8份、柏子仁1-3份、杏仁1-3份以及火麻仁3-5份；所述中药材二包含以下重量份的原料：苦参1-3份、陈皮3-8份、仙鹤草3-5份、青蒿5-10份、蛇床子3-6份以及补骨脂3-6份；

步骤2，菌种发酵：将所述枯草芽孢杆菌按质量百分比6-10％接种于所述第一中药培养基，经扩培后，得到第一菌悬液；将所述乳酸杆菌按质量百分比6-10％接种于所述第二中药培养基，经扩培后，得到第二菌悬液；其中，所述第一菌悬液和所述第二菌悬液的菌液浓度分别为6×10⁹-8×10⁹cfu/mL；

步骤3，微生物菌剂的制备：向有机原料中按质量百分比为8-10％添加所述第一菌悬液及适量的水，混合均匀后输入搅拌机，待发酵温度升至35℃，搅拌一次，之后每间隔20-24h间歇式搅拌一次，以保持发酵温度在33-35℃，并且将与所述第一菌悬液等量的所述第二菌悬液分2-3次在搅拌后的5-10min内分别加入所述搅拌机并混合均匀，持续发酵4-6d，得到混合发酵产物，将所述混合发酵产物输出所述搅拌机，低温干燥至含水量10-15％，得到微生物菌剂；其中，所述有机原料为碳氮比为15-20:1的农作物秸秆；

步骤4，将所得微生物菌剂以均匀撒布水冲施的方式应用于碱性土壤修复。

优选的是，步骤1中所述枯草芽孢杆菌液体发酵培养基包含以下重量份的原料：葡萄糖20-25份、玉米粉10-15份、豆粕10-15份、MgSO₄ 0.01-0.05份、(NH₄)₂SO₄ 0.1-0.2份、K₂HPO₄0.4-0.5份以及水800-1200份；所述枯草芽孢杆菌的扩培条件为：30-35℃，有氧发酵4-6d；

所述乳酸杆菌液体发酵培养基包含以下重量份的原料：玉米粉10-15份、豆粕10-15份、葡萄糖15-20份、番茄汁10-12份、碳酸钙0.5-1份、硫酸锌0.01-0.05份以及磷酸氢二钾3-5份以及水800-1200份；所述乳酸杆菌的扩培条件为：30-37℃，无氧发酵4-6d。

优选的是，步骤3所述间歇式搅拌的条件为：搅拌速度40-50rpm，每次搅拌20-30min。

优选的是，还包括，步骤3中在进行间歇式搅拌时，每次搅拌后加入所述第二菌悬液之前向所述搅拌机中通入-4-0℃冷气，持续0.5-1min，通气量为100-200L/h。

优选的是，还包括，每次通入所述冷气的同时，补充一次葡萄糖，每次所述葡萄糖添加量为所述乳酸杆菌扩培所需液体培养基中葡萄糖用量的1/3-1/2。

优选的是，还包括以下步骤：

所述第一菌悬液和所述第二菌悬液加入所述有机原料的同时加入营养组分，所述营养组分总添加量为所述有机原料总重量的1-3％，且所述营养组分分批随同所述第一菌悬液和所述第二菌悬液加入所述有机原料中；其中，所述营养组分包含以下重量份原料：硫酸锌0.01-0.05份、硫酸亚铁0.01-0.03份、氯化钙0.03-0.05份、磷酸氢二钾1-3份、磷酸二氢钾1-3份；

所述混合发酵产物干燥之后造粒之前，向所述混合发酵产物中加入保护剂，所述保护剂总添加量按所述有机原料总重量的5-10％加入所述混合发酵产物中；其中，所述保护剂由聚丙烯酰胺、骨粉及甘油按质量比0.5:1-3:1-3混合而成。

优选的是，所述植物秸秆包含玉米秸秆和豆科秸秆。

本发明还提供一种所述的微生物菌剂修复土壤的方法中包含的微生物菌剂。

本发明还提供一种微生物菌剂在修复土壤中的应用，所述应用为将所述微生物菌剂施入碱性土壤，施用量10-15kg/亩。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的微生物菌剂修复土壤的方法，通过制备不同的中药培养基分别用于培养枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌，其中，发酵枯草芽孢杆菌的中药成分能够促进枯草芽孢杆菌产生杀菌、杀虫的抗生素类物质，但是对乳酸杆菌生长没有抑制作用，而发酵乳酸杆菌的中药成分可以促进乳酸杆菌产酸，并产生杀虫类物质，以利于枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌共存同一环境时维持生态平衡。当有机原料和枯草芽孢杆菌混合发酵时，进行间歇性搅拌的方式可保障枯草芽孢杆菌有氧发酵的环境，以对发酵过程中产生的大量的热量能及时散去保持在最佳发酵温度，同时产生枯草芽孢杆菌的优势菌种，分解的次级代谢产物为乳酸杆菌提供营养，而分批加入乳酸杆菌可诱导产酸的同时，还能逐步均衡乳酸杆菌和枯草芽孢杆菌的比例，避免在枯草芽孢杆菌发酵后期乳酸杆菌大批量的加入成为优势菌种，大量产酸会抑制枯草芽孢杆菌的生长。当然，枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌还产生例如酸、酯、酮、蛋白类等物质物质为无机与有机类物质间的转化提供基础，进而使得枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌协同作用，在施入碱性土壤后，即能改变土壤的碱性性质，还能提供减少土壤中有害菌、线虫类等抗生素类物质，进而平衡土壤中的有益菌和有害菌，从根本上改善土壤的环境，进而为碱性土壤的修复打下基础。本发明的微生物菌剂施入土壤中后可调整碱性土壤接近中性，并且土壤中的有益菌能持久存在，进而平衡土壤中菌群生态环境，同时还能将土壤中的重金属镉最高降低87.2％。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种微生物菌剂修复土壤的方法，包含以下步骤：

步骤1：中药培养基的制备：中药材一和中药材二分别干燥粉碎后与15-20倍水煎煮，分别得到第一中药液和第二中药液，将所得第一中药液与枯草芽孢杆菌液体发酵培养基按体积比1-5:100混合并灭菌，得到第一中药培养基；将所得第二中药液与乳酸杆菌液体发酵培养基按体积比1-5:100混合并灭菌，得到第二中药培养基；

步骤2：菌种发酵：将所述枯草芽孢杆菌按质量百分比6-10％接种于所述第一中药培养基，经扩培后，得到第一菌悬液；将所述乳酸杆菌按质量百分比6-10％接种于所述第二中药培养基，经扩培后，得到第二菌悬液；其中，所述第一菌悬液和所述第二菌悬液的菌液浓度分别为6×10⁹-8×10⁹cfu/mL；

步骤3：微生物菌剂的制备：向有机原料中按质量百分比为8-10％添加所述第一菌悬液及适量的水，混合均匀后输入搅拌机，待发酵温度升至35℃，搅拌一次，之后每间隔20-24h间歇式搅拌一次，以保持发酵温度在33-35℃，并且将与所述第一菌悬液等量的所述第二菌悬液分2-3次在搅拌后的5-10min内分别加入所述搅拌机，持续发酵4-6天，得到混合发酵产物，将所述混合发酵产物输出所述搅拌机，低温干燥至含水量10-15％，得到微生物菌剂；其中，所述有机原料为碳氮比为15-20:1的农作物秸秆；

步骤4：将所得微生物菌剂以均匀撒布水冲施的方式应用于碱性土壤修复。

在上述方案中，制备的微生物菌剂含活菌数为6×10⁹-8×10⁹cfu/mL。

一个优选方案中，步骤1中所述枯草芽孢杆菌液体发酵培养基包含以下重量份的原料：葡萄糖20-25份、玉米粉10-15份、豆粕10-15份、MgSO₄ 0.01-0.05份、(NH₄)₂SO₄ 0.1-0.2份、K₂HPO₄0.4-0.5份以及水800-1200份；所述枯草芽孢杆菌扩培条件：30-35℃，有氧发酵4-6d；

所述乳酸杆菌液体发酵培养基包含以下重量份的原料：玉米粉10-15份、豆粕10-15份、葡萄糖15-20份、番茄汁10-12份、碳酸钙0.5-1份、硫酸锌0.01-0.05份以及磷酸氢二钾3-5份以及水800-1200份；所述乳酸杆菌扩培条件：30-37℃，无氧发酵4-6d。

一个优选方案中，步骤3所述间歇式搅拌的条件为：搅拌速度40-50rpm，每次搅拌20-30min。

一个优选方案中，还包括，步骤3中在进行间歇式搅拌时，每次搅拌后加入所述第二菌悬液之前向所述搅拌机中通入-4-0℃冷气，持续0.5-1min，通气量为100-200L/h。

在上述方案中，在加入第二菌悬液之前先通入-4-0℃冷气，优选每次通入-2℃冷气45s，通气量为100L/h，由于加入第二菌悬液前，枯草芽孢杆菌到发酵后期活性相对下降，而加入的第二菌悬液是乳酸菌正值对数期，相对活性比较高，可以通过冷刺激再恢复正常培养的状态，目的刺激枯草芽孢杆菌生存需求更多的能量及营养物质，促使酶活性增强加快物质间的转化，进而使枯草芽孢杆菌自身的活性也得以回升，防止乳酸杆菌快速成为优势菌种分泌大量酸抑制枯草芽孢杆菌的生长，以利于两种菌协同作用形成比例均衡的有益菌群，利于施入土壤后协同调节碱性土壤中有益菌和有害菌的平衡，进而有利于两种菌在碱性土壤中被破坏的菌群中占有优势便于有益菌的固定，促进碱性土壤修复。

一个优选方案中，还包括，每次通入所述冷气的同时，补充一次葡萄糖，每次所述葡萄糖添加量为乳酸杆菌扩培所需液体培养基中葡萄糖用量的1/3-1/2。

在上述方案中，随着发酵过程中的进行，枯草芽孢杆菌会产生大量的次级代谢产物，同时也会消耗大量的原料，而葡萄糖是菌种生存和转化物质的基础，乳酸杆菌会以未消耗的原料及枯草芽孢杆菌的次级代谢产物为原料，消耗大量能源物质，另外冷空气刺激会促使菌体消耗更多的能量和营养物质以保持活性，为避免营养匮乏，在添加乳酸杆菌的同时，补加葡萄糖，利于两种菌协同生长。

一个优选方案中，还包括以下步骤：

所述第一菌悬液和所述第二菌悬液加入所述有机原料的同时加入营养组分，所述营养组分总添加量为所述有机原料总重量的1-3％，且所述营养组份分批随同所述第一菌悬液和所述第二菌悬液加入所述有机原料中；其中，所述营养组分包含以下重量份原料：硫酸锌0.01-0.05份、硫酸亚铁0.01-0.03份、氯化钙0.03-0.05份、磷酸氢二钾1-3份、磷酸二氢钾1-3份；

在上述方案中，土壤中除了含大量碳源、氮源物质，还有农作物生长必须的其他营养元素，比如微量元素、磷元素、钾元素等，而被破坏的土壤中，中断营养物质的转化，而直接在土壤中施入这些营养元素由于水土流失、土壤污染等因素吸收利用率低，而通过微生物吸收被保留下来，利于在土壤中通过转化满足农作物的需求，提高吸收利用。

保水剂的存在可通过聚丙烯酰胺、骨粉及甘油混合，裹覆在混合发酵产物表面，充分发挥聚丙烯酰胺的保水作用，骨粉可吸附重金属的特点，增强混合发酵产物中菌种长时间保持活性，并且在均衡土壤的有益菌和有害菌的同时还能吸附降低重金属含量；甘油主要为使聚丙烯酰胺、骨粉更容易混合制膜。

骨粉制备条件：马弗炉中400-550℃碳化2-3h后，冷却至室温，取出，经研磨后过100目筛。

一个优选方案中，所述植物秸秆包含玉米秸秆和豆科秸秆。

以下实施例中所用土壤选自河北省张家口市某污染的碱性土壤，土壤中镉浓3.13mg/kg，pH值为8.5，超过了我国土壤环境质量二级标准农田土壤中污染物镉的最高容许含量0.6mg/kg。

本申请所使用的枯草芽孢杆菌购买于北京万佳首化生物科技有限公司；

乳酸杆菌购买于沧州市方元生物工程有限公司。

实施例1

一种微生物菌剂修复土壤的方法，包含以下步骤：

步骤1：中药培养基的制备：中药材一和中药材二分别干燥粉碎后与15倍水煎煮，分别得到第一中药液和第二中药液，将所得第一中药液与枯草芽孢杆菌液体发酵培养基按体积比1:100混合并灭菌，得到第一中药培养基；将所得第二中药液与乳酸杆菌液体发酵培养基按体积比1:100混合并灭菌，得到第二中药培养基；

其中，所述中药材一包含以下重量份的原料：射干1份、淡豆豉5份、芦干3份、柏子仁1份、杏仁1份以及火麻仁3份；所述中药材二包含以下重量份的原料：苦参1份、陈皮3份、仙鹤草3份、青蒿5份、蛇床子3份以及补骨脂3份；

步骤2：菌种发酵：将所述枯草芽孢杆菌按质量百分比6％接种于所述第一中药培养基，经扩培后，得到第一菌悬液；将所述乳酸杆菌按质量百分比6％接种于所述第二中药培养基，经扩培后，得到第二菌悬液；其中，所述第一菌悬液和所述第二菌悬液的菌液浓度分别为6×10⁹cfu/mL；

步骤3：微生物菌剂的制备：向由碳氮比15:1的玉米秸秆和大豆秸秆构成的混合粉碎物(干燥至含水量为20％后粉碎成1cm长短)中，按质量百分比为8％添加所述第一菌悬液及适量的水(以含水量在35-40％为基准加入水)，混合均匀后输入搅拌机，待发酵温度升至35℃，搅拌一次，之后每间隔20h间歇式搅拌一次，以保持发酵温度在33℃，并且将与所述第一菌悬液等量的所述第二菌悬液分2次在搅拌后的5min内分别加入所述搅拌机，持续发酵4天，得到混合发酵产物，将所述混合发酵产物输出所述搅拌机，40-45℃低温干燥至含水量10％，得到微生物菌剂；其中，所述有机原料为碳氮比为15的农作物秸秆；

步骤4：将所得微生物菌剂以均匀撒布水冲施的方式应用于碱性土壤修复，施用量10kg/亩。

上述方案中，微生物菌剂经PCA平板计数法检测，活菌总数为6.11×10⁹cfu/mL；微生物菌剂施入碱性土壤后，活菌总数为4.36×10⁹cfu/mL，PH为8.01，有效态镉浓度为3.07mg/kg，活菌数降低，分析可能由于中度的碱性条件，两种菌协同作用也并未能平衡土壤中的菌群，导致大量死亡，而镉浓度微量变化可能由于外界菌种的添加产生的代谢产物能够起到固定作用。

有效态镉的测定是采用Tessier分部提取法，以1mol/l MgCl₂作为提取剂对土壤样品中有效态镉进行提取，以下实施例有效态镉也采用此方法测定。

实施例2

一种微生物菌剂修复土壤的方法，包含以下步骤：

步骤1：中药培养基的制备：中药材一和中药材二分别干燥粉碎后与20倍水煎煮，分别得到第一中药液和第二中药液，将所得第一中药液与枯草芽孢杆菌液体发酵培养基按体积比5:100混合并灭菌，得到第一中药培养基；将所得第二中药液与乳酸杆菌液体发酵培养基按体积比5:100混合并灭菌，得到第二中药培养基；

其中，所述中药材一包含以下重量份的原料：射干5份、淡豆豉8份、芦干8份、柏子仁3份、杏仁3份以及火麻仁5份；所述中药材二包含以下重量份的原料：苦参3份、陈皮8份、仙鹤草5份、青蒿10份、蛇床子6份以及补骨脂6份；

步骤2：菌种发酵：将所述枯草芽孢杆菌按质量百分比10％接种于所述第一中药培养基，经扩培后，得到第一菌悬液；将所述乳酸杆菌按质量百分比10％接种于所述第二中药培养基，经扩培后，得到第二菌悬液；其中，所述第一菌悬液和所述第二菌悬液的菌液浓度分别为8×10⁹cfu/mL；

步骤3：微生物菌剂的制备：向由碳氮比15:1的玉米秸秆和大豆秸秆构成的混合粉碎物(干燥至含水量为20％后粉碎成1cm长短)中，按质量百分比为10％添加所述第一菌悬液及适量的水(以含水量在35-40％为基准加入水)，混合均匀后输入搅拌机，待发酵温度升至35℃，搅拌一次，之后每间隔24h间歇式搅拌一次，以保持发酵温度在35℃，并且将与所述第一菌悬液等量的所述第二菌悬液分3次在搅拌后的10min内分别加入所述搅拌机，持续发酵6天，得到混合发酵产物，将所述混合发酵产物输出所述搅拌机，40-45℃低温干燥至含水量15％，得到微生物菌剂；其中，所述有机原料为碳氮比为20:1的农作物秸秆；

步骤4：将所得微生物菌剂以均匀撒布水冲施的方式应用于碱性土壤修复，施用量15kg/亩。

上述实施例中，微生物菌剂经PCA平板计数法检测，活菌总数为6.5×10⁹cfu/mL；微生物菌剂施入碱性土壤后，活菌总数为5.76×10⁹cfu/mL，PH为7.81，有效态镉浓度为2.56mg/kg。

实施例3

一种微生物菌剂修复土壤的方法，包含以下步骤：步骤1：中药培养基的制备：中药材一和中药材二分别干燥粉碎后与15倍水煎煮，分别得到第一中药液和第二中药液，将所得第一中药液与枯草芽孢杆菌液体发酵培养基按体积比3:100混合并灭菌，得到第一中药培养基；将所得第二中药液与乳酸杆菌液体发酵培养基按体积比3:100混合并灭菌，得到第二中药培养基；

其中，所述中药材一包含以下重量份的原料：射干2份、淡豆豉7份、芦干5份、柏子仁2份、杏仁1份以及火麻仁3份；所述中药材二包含以下重量份的原料：苦参2份、陈皮6份、仙鹤草4份、青蒿8份、蛇床子4份以及补骨脂3份；

步骤2：菌种发酵：将所述枯草芽孢杆菌按质量百分比6-10％接种于所述第一中药培养基，经扩培后，得到第一菌悬液；将所述乳酸杆菌按质量百分比6-10％接种于所述第二中药培养基，经扩培后，得到第二菌悬液；其中，所述第一菌悬液和所述第二菌悬液的菌液浓度分别为8×10⁹cfu/mL；

步骤3：微生物菌剂的制备：向由碳氮比15:1的玉米秸秆和大豆秸秆构成的混合粉碎物(干燥至含水量为20％后粉碎成1cm长短)中，按质量百分比为8.3％添加所述第一菌悬液及适量的水(以含水量在35-40％为基准加入水)，混合均匀后输入搅拌机，待发酵温度升至35℃，搅拌一次，之后每间隔20h间歇式搅拌一次，以保持发酵温度在34℃，并且将与所述第一菌悬液等量的所述第二菌悬液分3次在搅拌后的10min内分别加入所述搅拌机，持续发酵5天，得到混合发酵产物，将所述混合发酵产物输出所述搅拌机，40-45℃低温干燥至含水量15％，得到微生物菌剂；其中，所述有机原料为碳氮比为18:1的农作物秸秆；

步骤4：将所得微生物菌剂以均匀撒布水冲施的方式应用于碱性土壤修复，施用量13kg/亩。

上述实施例中，微生物菌剂经PCA平板计数法检测，总活菌数为6.69×10⁹cfu/mL；微生物菌剂施入碱性土壤后，活菌数为6.04×10⁹cfu/mL，PH为7.57，有效态镉浓度为1.30mg/kg。

实施例4

步骤1-步骤2同实施例3的步骤1-步骤2。

步骤3：微生物菌剂的制备：向由碳氮比15:1的玉米秸秆和大豆秸秆构成的混合粉碎物(干燥至含水量为20％后粉碎成1cm长短)中，按质量百分比为8.3％添加所述第一菌悬液及适量的水(以含水量在35-40％为基准加入水)的同时，加入添加剂总重量的1/2混合均匀后输入搅拌机，待发酵温度升至35℃，搅拌一次，之后每间隔20h间歇式搅拌一次，以保持发酵温度在34℃，并且将与所述第一菌悬液等量的所述第二菌悬液分3次在搅拌后的10min内分别加入所述搅拌机，每次加入第二菌悬液的同时再加入保护剂总重量的1/6，持续发酵5天，得到混合发酵产物，将所述混合发酵产物输出所述搅拌机，40-45℃低温干燥至含水量15％，得到微生物菌剂；其中，所述有机原料为碳氮比为18:1的农作物秸秆。

步骤4：同实施例3的步骤4。

上述实施例中，微生物菌剂经PCA平板计数法检测，总活菌数为6.88×10⁹cfu/mL；微生物菌剂施入碱性土壤后，活菌数为6.20×10⁹cfu/mL，PH为7.49，有效态镉浓度为1.13mg/kg。

实施例5

一种微生物菌剂修复土壤的方法，包含以下步骤：

步骤1-步骤2同实施例4的步骤1-步骤2。

步骤3：不同于实施例4中步骤3之处为：每次搅拌后加入所述第二菌悬液之前向所述搅拌机中通入-2℃冷气，持续45s，通气量为100L/h；每次通入所述冷气的同时，补充一次葡萄糖，每次所述葡萄糖添加量为乳酸杆菌扩培所需液体培养基中葡萄糖用量的1/3。

步骤4同实施例4的步骤4。

上述实施例中，微生物菌剂经PCA平板计数法检测，总活菌数为7.03×10⁹cfu/mL；微生物菌剂施入碱性土壤后，活菌数为6.09×10⁹cfu/mL，PH为7.41，有效态镉浓度为1.01mg/kg。

实施例6

步骤1-步骤2同实施例5的步骤1-步骤2。

步骤3：不同于实施例5之处为：在所述混合发酵产物干燥之后造粒之前，由聚丙烯酰胺、骨粉及甘油按质量比0.5:1:3混合而成的保护剂，按所述有机原料总重量的6.5％加入所述混合发酵产物中。

步骤4同实施例5的步骤4。

上述实施例中，微生物菌剂经PCA平板计数法检测，总活菌数为7.60×10⁹cfu/mL；微生物菌剂施入碱性土壤后，活菌数为6.47×10⁹cfu/mL，PH为7.09，有效态镉浓度为0.40mg/kg。

从实施例1-6可知，实施例6中微生物制剂虽然由于进行大批量制备从经济角度上改变了某些成分进行制备，相比在中药培养基中培养的菌浓稍有改变，但总体上的活菌数还是比较高，适宜应用到土壤修复中。当微生物菌剂施入土壤后，微生物制剂中的活菌数未出现明显的改变，说明微生物施入土壤后得到了有效的固定，通过自身含有的有益菌(枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌)可调整土壤中有益菌和有害菌的平衡，并且调整碱性土壤的pH接近中性，土壤中有效态镉降低达87.2％，相比现有技术的原位修复工艺简单，并且充分利用中药含有杀菌特性应用到土壤修复中，另外保护剂的使用充分保证了微生物菌剂中有益菌的活性，可保证微生物菌剂的长期保存以及活性菌的稳定性，有益于降低有害菌的生存量，以平衡有益菌和有害菌构成稳定的生存链，进而通过微生物降解土壤中重金属镉的含量；为了证明本申请的微生物菌剂修复土壤的良好效果，实施例6中的微生物菌剂施入土壤后的第30天、第45天及第60天分别取样修复的土壤并检测活菌数，其活菌数分别为6.56×10⁹cfu/mL、6.56×10⁹cfu/mL和6.83×10⁹cfu/mL，说明本申请微生物菌剂中的菌种可以得到良好的固定，并且在不断的协调土壤中微生物菌群的平衡性，改善了土壤环境有利于为微生物菌群更好的生存环境，也就为微生物进行物质间的生物转化提供良好的基础，进而利于形成良好生态循环以改善碱性土壤的土壤特性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出。

Claims

1.一种微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，步骤1中所述枯草芽孢杆菌液体发酵培养基包含以下重量份的原料：葡萄糖20-25份、玉米粉10-15份、豆粕10-15份、MgSO₄ 0.01-0.05份、(NH₄)₂SO₄ 0.1-0.2份、K₂HPO₄0.4-0.5份以及水800-1200份；所述枯草芽孢杆菌的扩培条件为：30-35℃，有氧发酵4-6d；

3.如权利要求1所述的微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，步骤3所述间歇式搅拌的条件为：搅拌速度40-50rpm，每次搅拌20-30min。

4.如权利要求1所述的微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，还包括，步骤3中在进行间歇式搅拌时，每次搅拌后加入所述第二菌悬液之前向所述搅拌机中通入-4-0℃冷气，持续0.5-1min，通气量为100-200L/h。

5.如权利要求4所述的微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，还包括，每次通入所述冷气的同时，补充一次葡萄糖，每次所述葡萄糖添加量为所述乳酸杆菌扩培所需液体培养基中葡萄糖用量的1/3-1/2。

6.如权利要求1所述的微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

7.如权利要求1所述的微生物菌剂修复土壤的方法，其特征在于，所述植物秸秆包含玉米秸秆和豆科秸秆。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的微生物菌剂修复土壤的方法中包含的微生物菌剂。

9.一种如权利要求8所述的微生物菌剂在修复土壤中的应用，其特征在于，所述应用为将所述微生物菌剂施入碱性土壤，施用量10-15kg/亩。