一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑及其制備方法，本發(fā)明修復(fù)劑包括以下重量份的組分：巴斯德芽孢桿菌孢子粉0.01-3份，磷石膏粉5-50份，有機(jī)堆肥10-60份，草炭粉5-50份，黃腐酸鉀粉1.5-5份，粉狀菌粉載體0.2-0.5份，甘油0.15-1份。本修復(fù)劑顆粒圓滑、顆粒硬度大、對(duì)種子無危害，可與其它肥料一起做底肥也可以與種子同播；本修復(fù)劑集有機(jī)絡(luò)合鈍化修復(fù)、無機(jī)鈍化修復(fù)、微生物鈍化修復(fù)等多項(xiàng)修復(fù)功能于一體，對(duì)土壤的修復(fù)功能既全面又強(qiáng)大，可刺激作物根部叢枝菌根真菌的生長繁殖，加速對(duì)重金屬的鈍化，并能刺激作物生長，增強(qiáng)作物免疫力。
【專利說明】一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土壤修復(fù)劑及其制備方法，具體地說是一種能鈍化重金屬的含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑及其制備方法，屬于生物化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國工業(yè)得到迅速發(fā)展，與此同時(shí)工業(yè)廢棄物的大量排放，造成了大面積土地重金屬含量等理化性質(zhì)發(fā)生了改變，環(huán)保部和國土資源部不久前聯(lián)合發(fā)布《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，結(jié)果顯示全國土壤總的超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染類型以無機(jī)型為主，有機(jī)型次之，復(fù)合型污染比重較小，無機(jī)污染物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%。[0003]其中，耕地土壤的點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。
[0004]若以第二次全國土地調(diào)查結(jié)果為準(zhǔn)，我國耕地最新數(shù)據(jù)為203077萬畝來計(jì)算，中重度污染的耕地面積占2.9%，已經(jīng)達(dá)到5889萬畝。這個(gè)數(shù)字超過了國土資源部副部長王世元預(yù)估的5000萬畝左右。在此背景下，需要研制具有修復(fù)土壤作用的土壤修復(fù)劑?，F(xiàn)有土壤修復(fù)劑具有作用片面，造價(jià)高，效果不明顯等問題。而生物修復(fù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新興技術(shù)?？衫梦⑸?、動(dòng)物以及植物等進(jìn)行生物修復(fù)，生物修復(fù)具有污染少、副作用小、見效快等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而研制開發(fā)一種能鈍化重金屬的含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑及其制備方法，該方法生產(chǎn)的土壤修復(fù)劑產(chǎn)品造價(jià)低廉，可從根本上對(duì)土壤進(jìn)行全方位修復(fù)改良，利于推廣應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，包括以下重量份的組分:巴斯德芽孢桿菌孢子粉0.01-3份，磷石膏粉5-50份，有機(jī)堆肥10-60份，草炭粉5_50份，黃腐酸鉀粉1.5-5份，粉狀菌粉載體0.2-0.5份，甘油0.15-1份。
[0007]本發(fā)明所用有機(jī)堆肥，可以采用市售普通有機(jī)堆肥。為了提高本發(fā)明修復(fù)劑的修復(fù)效果，優(yōu)選地，所述有機(jī)堆肥，由包括以下重量配比的原料發(fā)酵而成:木薯渣35份、草木灰10份、雞糞20份、牛糞20份、EM菌液3份、水12份、纖維素酶0.0002份。
[0008]EM (Effective Microorganisms)菌為有效微生物群的英文縮寫,所用EM菌液中每毫升含活性菌5 —10億個(gè)；所用纖維素酶規(guī)格為:每克50萬單位。采用該規(guī)格的EM菌液和纖維素酶，可以保證發(fā)酵效果和發(fā)酵速度，如果活性菌含量低或纖維素酶規(guī)格低的話，發(fā)酵速度會(huì)顯著減慢。
[0009]所述有機(jī)堆肥的發(fā)酵制備方法為:將木薯渣均勻的分散于發(fā)酵池中，再將草木灰均勻的分散于木薯渣上面，用翻堆機(jī)連翻3— 4遍，將木薯渣和草木灰混合均勻；然后把雞糞、牛糞分別均勻的分散于木薯渣和草木灰的混合料上；同時(shí)將EM菌液和纖維素酶溶于盛水池中，攪拌混合均勻后噴灑在發(fā)酵池的物料上，然后重復(fù)翻堆5— 6遍，用黑色塑料膜蓋封進(jìn)行厭氧發(fā)酵，待料溫升到50°C時(shí)及時(shí)翻堆降溫至40°C左右，發(fā)酵15 — 20天即可。
[0010]上述發(fā)酵腐熟好的有機(jī)堆肥中含有大量的腐殖質(zhì)等活化有機(jī)物成分，能夠直接或間接的鈍化重金屬鎘等，并能刺激作物生長，提高作物抗逆性。與市售普通有機(jī)堆肥相比，采用上述組分，并用厭氧發(fā)酵方法發(fā)酵的有機(jī)堆肥，有機(jī)營養(yǎng)成分更豐富，有機(jī)氮和碳的含量更高，修復(fù)劑的修復(fù)效果更好。
[0011]所述粉狀菌粉載體為沸石粉、白炭黑、硅藻土中的一種或幾種。優(yōu)選地，粉狀菌粉載體，由沸石粉、白炭黑、硅藻土，按重量百分比5:4:1組成，目數(shù)應(yīng)不低于1000目。本發(fā)明采用沸石粉、白炭黑、硅藻土作為菌粉載體，由于這三種菌粉載體原料，皆具有近中性、保濕性較好的特點(diǎn)，對(duì)生物菌孢子具有一定的保護(hù)作用。根據(jù)沸石粉、白炭黑、硅藻土三種載體的密度和吸水率來確定其最佳質(zhì)量百分比為5:4:1。為確保載體在菌粉和修復(fù)劑顆粒上的附著率，菌粉載體的目數(shù)應(yīng)不低于1000目，高目數(shù)可以保證菌粉的附著率，同時(shí)使載體在修復(fù)劑中粘附牢固不脫落。菌粉載體可以起到保護(hù)巴斯德芽孢桿菌孢子粉的活性、稀釋孢子粉濃度，使孢子粉均勻附著的作用。
[0012] 所述巴斯德芽孢桿菌每克含巴斯德芽孢桿菌孢子粉100-2000億個(gè)，孢子粉目數(shù)應(yīng)不低于400目。這樣可保證菌粉在修復(fù)劑顆粒上的吸附率達(dá)到95%以上。
[0013]本發(fā)明還提供一種制備含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑的方法，包括如下步驟:
[0014](I)按上述重量份配比稱取各組分原料備用；
[0015](2)先將稱量好的磷石膏粉、有機(jī)堆肥、草炭粉、黃腐酸鉀粉混合均勻后送入圓盤造粒機(jī)或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，并配合加入適量的水蒸氣造粒，造出的顆粒經(jīng)烘干、冷卻、篩分后送入儲(chǔ)料斗，再通過計(jì)量皮帶定量送入包膜機(jī)；
[0016](3)然后用計(jì)量泵將甘油噴涂于步驟(2)的顆粒上；
[0017](4)將巴斯德芽孢桿菌孢子粉和粉狀菌粉載體在混料機(jī)中混勻后用喂料器送入包膜機(jī)內(nèi)，涂于步驟(3)的已涂甘油的顆粒上，包裝即可。
[0018]施用方法:本修復(fù)劑可與其它肥料一起做底肥，也可與種子同播。
[0019]本發(fā)明修復(fù)劑修復(fù)土壤的原理:本發(fā)明中采用的巴斯德芽孢桿菌，可以通過自身的代謝活動(dòng)，利用其繁殖、生長過程中所表達(dá)的特殊酶，與周圍代謝環(huán)境介質(zhì)不斷發(fā)生酶化作用而生成co32-，CO32-與游離的重金屬離子結(jié)合成重金屬碳酸化合物沉淀，使重金屬離子得以鈍化，且在有Ca2+(本發(fā)明中提供的鈣源為磷石膏中的硫酸鈣)存在的環(huán)境下形成具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體而使土壤形成小顆粒，降低重金屬離子的游動(dòng)性，從側(cè)面鈍化重金屬；草炭粉、黃腐酸鉀粉、腐熟的有機(jī)堆肥中腐殖質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)，一是通過形成不溶性金屬有機(jī)復(fù)合物、增加土壤陽離子交換量、降低土壤中重金屬的水溶態(tài)及可交換態(tài)組分，從而降低其生物有效性，二是可刺激作物根部能夠有效鈍化重金屬的叢枝菌根真菌的生長繁殖，從而加速重金屬的鈍化；所用磷石膏不但為巴斯德芽孢桿菌的代謝產(chǎn)物固化膠結(jié)土壤提供鈣源，而且其內(nèi)所含的磷酸根離子可與游離的重金屬離子結(jié)合成重金屬磷化合物沉淀，從而鈍化重金屬離子，修復(fù)被重金屬污染土壤的有益生理活性。
[0020]本發(fā)明方法制得的修復(fù)劑顆粒，雜菌少(雜菌含量每克成品小于10個(gè))，活菌率高(菌活率為98%以上)，菌活期長(菌活期一年以上)，功能全面?？纱碳仓婢牡纳L繁殖，直接或間接鈍化土壤中的重金屬，強(qiáng)化土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤中的有益菌群，活化土壤，增添土壤中的有機(jī)質(zhì)，從根本上修復(fù)優(yōu)化土壤，提高農(nóng)作物生長活力。
[0021]本發(fā)明土壤修復(fù)劑與現(xiàn)有技術(shù)相比，作用全面、造價(jià)低廉、效果明顯，實(shí)用性強(qiáng)，產(chǎn)品利于推廣。本修復(fù)劑顆粒圓滑、顆粒硬度大、對(duì)種子無危害，可與其它肥料一起做底肥，也可以與種子同播；本修復(fù)劑集有機(jī)絡(luò)合鈍化修復(fù)、無機(jī)鈍化修復(fù)、微生物鈍化修復(fù)等多項(xiàng)修復(fù)功能于一體，對(duì)土壤的修復(fù)功能既全面又強(qiáng)大，所用有機(jī)無機(jī)原料價(jià)格低廉易購，且不但對(duì)作物種子、根系無害，還可刺激作物根部叢枝菌根真菌的生長繁殖，加速對(duì)重金屬的鈍化，并刺激作物生 長，增強(qiáng)作物免疫力，因而具有很好的推廣價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明制備含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明中所用原料來源:巴斯德芽孢桿菌(每克含巴斯德芽孢桿菌孢子粉100-2000億個(gè))為安徽飛天農(nóng)用生物科技股份有限公司生產(chǎn)對(duì)外銷售產(chǎn)品，巴斯德芽孢桿菌菌種編號(hào):050502013，巴斯德芽孢桿菌孢子粉產(chǎn)品生產(chǎn)批次編號(hào):ft201401266。磷石膏為粉湖北祥云集團(tuán)生產(chǎn)；草炭粉為內(nèi)蒙古草炭(泥炭)礦業(yè)有限公司生產(chǎn)；黃腐酸鉀粉為南寧市天元順豐科技有限公司生產(chǎn)；沸石粉為河南省信陽市平橋區(qū)華豫礦業(yè)有限公司生產(chǎn)；甘油為江蘇省如皋市雙馬化工有限公司生產(chǎn)。其他原料如木薯渣、草木灰、雞糞、牛糞、EM菌液、纖維素酶等均為采購的市售產(chǎn)品。
[0024]本發(fā)明制備含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑所用設(shè)備:混料機(jī)1HLJ2000型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；混料機(jī)2HLJ500型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；造粒機(jī)ZLJ2000—9000型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；烘干機(jī)HGJ2600—26000型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；冷卻機(jī)LQJ2000—16000型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；振動(dòng)篩ZS5-2型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；包膜機(jī)BM2000— 6000型，生產(chǎn)廠家是滁州金三角化工機(jī)械有限公司；喂料器WLQ50—1000型，生產(chǎn)廠家是臨沂大華機(jī)械設(shè)備有限公司；計(jì)量皮帶JLPD300—5000型，生產(chǎn)廠家是承德科威；計(jì)量泵J一X/50型，生產(chǎn)廠家是濟(jì)南力高泵業(yè)；自動(dòng)包裝秤DCS50 — C3型，生產(chǎn)廠家是煙臺(tái)圣元自動(dòng)化設(shè)備有限公司。
[0025]實(shí)施例1.制備有機(jī)堆肥
[0026](I)按以下重量配比準(zhǔn)備原料:木薯渣35份、草木灰10份、雞糞20份、牛糞20份、EM菌液(每毫升含活性菌5 —10億個(gè))3份、水12份、纖維素酶(每克50萬單位)0.0002份。
[0027](2)發(fā)酵制備方法:將木薯渣均勻的分散于發(fā)酵池中(發(fā)酵池的面積根據(jù)設(shè)備日產(chǎn)量而定，每個(gè)發(fā)酵池所容發(fā)酵物料量不低于一天的生產(chǎn)用料量)，再將草木灰均勻的分散于木薯渣上面，用翻堆機(jī)連翻3— 4遍，將木薯渣和草木灰混合均勻；然后把雞糞、牛糞分別均勻的分散于木薯渣和草木灰的混合料上；同時(shí)將EM菌液和纖維素酶溶于盛水池中，攪拌混合均勻后噴灑在發(fā)酵池的物料上，然后重復(fù)翻堆5— 6遍，用黑色塑料膜蓋封進(jìn)行厭氧發(fā)酵，待料溫升到50°C時(shí)及時(shí)翻堆降溫至40°C左右，發(fā)酵過程中確保溫度不超過50°C，發(fā)酵15—20天即可。
[0028]實(shí)施例2.—種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，包括以下重量份的組分:[0029]巴斯德芽孢桿菌孢子粉1份、磷石膏粉30份、有機(jī)堆肥40份、草炭粉20份、黃腐酸鉀粉4份、粉狀菌粉載體0.5份、甘油0.5份、水蒸氣適量。
[0030]結(jié)合附圖1說明本發(fā)明土壤修復(fù)劑制備方法:
[0031]按上述重量配比將磷石膏粉、有機(jī)堆肥、草炭粉、黃腐酸鉀粉加入混料機(jī)I中混合均勻后送入圓盤或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，并配合加入水蒸氣造粒，水蒸氣的加入量以造粒機(jī)中出來的顆粒含水量在40% — 50%為適中，造出的顆粒送入高溫烘干機(jī)烘干(烘干機(jī)機(jī)頭溫度不低于300°C，機(jī)尾溫度不低于60°C)，烘干后的顆粒送入冷卻機(jī)冷卻降溫至45°C以下，降溫后的顆粒經(jīng)振動(dòng)篩篩分后直徑為2 — 3.75mm的顆粒送入儲(chǔ)料斗，再通過計(jì)量皮帶定量送入包膜機(jī)；然后用計(jì)量泵將甘油噴涂于修復(fù)劑顆粒上；篩分出的較大顆粒(直徑大于3.75mm)經(jīng)破碎機(jī)破碎后與篩分出的較小顆粒(直徑小于2mm)—道送入混料機(jī)I中。另將巴斯德芽孢桿菌孢子粉和粉狀菌粉載體在混料機(jī)2中混勻后用喂料器送入包膜機(jī)內(nèi)，涂于已涂甘油的顆粒上，包裝、檢驗(yàn)后即可入庫、銷售。
[0032]實(shí)施例3.—種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，包括以下重量份的組分:
[0033]巴斯德芽孢桿菌孢子粉2份、磷石膏粉40份、有機(jī)堆肥30份、草炭粉25份、黃腐酸鉀粉3.5份、粉狀菌粉載體0.3份、甘油0.6份、水蒸氣適量。
[0034]制備方法:除原料配比外，其余和實(shí)施例1相同。
[0035]實(shí)施例4.一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，包括以下重量份的組分:
[0036]巴斯德芽孢桿菌孢子粉1.8份、磷石膏粉26份、有機(jī)堆肥56份、草炭粉6份、黃腐酸鉀粉4.6份、粉狀菌粉載體0.46份、甘油0.56份、水蒸氣適量。
[0037]制備方法:除原料配比外，其余和實(shí)施例1相同。
[0038]實(shí)施例5.—種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，包括以下重量份的組分:
[0039]巴斯德芽孢桿菌孢子粉0.01份，磷石膏粉5份，有機(jī)堆肥10份，草炭粉5份，黃腐酸鉀粉1.5份，粉狀菌粉載體0.2份，甘油0.15份。
[0040]制備方法:除原料配比外，其余和實(shí)施例1相同。
[0041]實(shí)施例6.—種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，包括以下重量份的組分:
[0042]巴斯德芽孢桿菌孢子粉3份，磷石膏粉50份，有機(jī)堆肥60份，草炭粉50份，黃腐酸鉀粉5份，粉狀菌粉載體0.5份，甘油1份。
[0043]制備方法:除原料配比外，其余和實(shí)施例1相同。
[0044]重金屬鈍化試驗(yàn)例1.[0045]( I)污染土壤
[0046]2011-2013年在湖南湘潭縣響水鄉(xiāng)和湖南湘潭縣響塘鄉(xiāng)水稻田做重金屬鈍化試驗(yàn)田20個(gè)點(diǎn)200余畝。湖南省土壤肥料研究所2008年曾做過專項(xiàng)調(diào)研，結(jié)果顯示，響水鄉(xiāng)稻田重金屬污染面積占水田總面積的68.84%，其中尤以鎘污染為最重，有些地塊每千克土壤中鎘的含量高達(dá)10余毫克，超標(biāo)近20倍，水稻畝產(chǎn)量僅為160公斤。由于重金屬污染，當(dāng)?shù)氐牟藞@中，總會(huì)結(jié)出些奇形怪狀的變異果實(shí)——瓜架上的絲瓜會(huì)突然爆裂，黃嫩的絲瓜心從里面探出頭來；連湖南人最愛吃的紅辣椒，也出現(xiàn)了一個(gè)個(gè)朽洞，干癟得毫無滋味。土壤重金屬污染十分嚴(yán)重。
[0047](2)處理方法
[0048]修復(fù)田每畝用本發(fā)明土壤修復(fù)劑500公斤，使用方法:耕地前，將土壤修復(fù)劑顆粒和底肥一起撒于地表，隨著土地的翻耕與底肥一起分散于耕作層中。對(duì)照田不使用本發(fā)明土壤修復(fù)劑，種子、施肥量和管理與修復(fù)田相同。
[0049](3)試驗(yàn)結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，其特征在于，包括以下重量份的組分:巴斯德芽孢桿菌孢子粉0.01-3份，磷石膏粉5-50份，有機(jī)堆肥10-60份，草炭粉5_50份，黃腐酸鉀粉1.5-5份，粉狀菌粉載體0.2-0.5份，甘油0.15-1份；所述粉狀菌粉載體為沸石粉、白炭黑、硅藻土中的一種或幾種。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，其特征在于， 所述有機(jī)堆肥，由包括以下重量配比的原料發(fā)酵而成:木薯渣35份、草木灰10份、雞糞20份、牛糞20份、EM菌液3份、水12份、纖維素酶0.0002份。
3.如權(quán)利要求2所述的一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，其特征在于， 所述有機(jī)堆肥的發(fā)酵制備方法為:將木薯渣均勻的分散于發(fā)酵池中，再將草木灰均勻的分散于木薯渣上面，用翻堆機(jī)連翻3— 4遍，將木薯渣和草木灰混合均勻；然后把雞糞、牛糞分別均勻的分散于木薯渣和草木灰的混合料上；同時(shí)將EM菌液和纖維素酶溶于盛水池中，攪拌混合均勻后噴 灑在發(fā)酵池的物料上，然后重復(fù)翻堆5— 6遍，用黑色塑料膜蓋封進(jìn)行厭氧發(fā)酵，待料溫升到50°C時(shí)及時(shí)翻堆降溫至40°C左右，發(fā)酵15 — 20天即可。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，其特征在于， 所述粉狀菌粉載體，由沸石粉、白炭黑、硅藻土，按重量百分比5:4:1組成，目數(shù)不低于1000 目。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑，其特征在于， 所述巴斯德芽孢桿菌每克含巴斯德芽孢桿菌孢子粉100-2000億個(gè)，孢子粉目數(shù)不低于400目。
6.制備權(quán)利要求1所述的一種含微生物菌的復(fù)合型土壤修復(fù)劑的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)按權(quán)利要求1所述重量份配比稱取各組分原料備用； (2)先將稱量好的磷石膏粉、有機(jī)堆肥、草炭粉、黃腐酸鉀粉混合均勻后送入圓盤造粒機(jī)或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，并配合加入適量的水蒸氣造粒，造出的顆粒經(jīng)烘干、冷卻、篩分后送入儲(chǔ)料斗，再通過計(jì)量皮帶定量送入包膜機(jī)； (3)然后用計(jì)量泵將甘油噴涂于步驟(2)的顆粒上； (4)將巴斯德芽孢桿菌孢子粉和粉狀菌粉載體在混料機(jī)中混勻后用喂料器送入包膜機(jī)內(nèi)，涂于步驟(3)的已涂甘油的顆粒上，包裝即可。
【文檔編號(hào)】C05G3/04GK103951532SQ201410216069
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】王學(xué)文, 張從軍 申請(qǐng)人:安徽飛天農(nóng)用生物科技股份有限公司