一種降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑及其制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑及其制備和使用方法，組分包含腐熟雞糞、腐熟統(tǒng)糠、草炭、硅鈣鎂鉀肥、滑石粉、海泡石、甘蔗濾泥和微生物發(fā)酵液，各組分的重量百分比為：腐熟雞糞5wt％～15wt％，統(tǒng)糠5wt％～15wt％，草炭5wt％～15wt％，硅鈣鎂鉀肥10％～20wt％，滑石粉5％～15wt％，海泡石25wt％～35wt％，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥10wt％～20wt％，微生物發(fā)酵液1.5％～2.5％。該復合土壤鈍化劑可廣泛應用于輕中度鎘、鉛污染稻田，可使重金屬污染稻田的土壤活性態(tài)鎘和鉛分別下降51.5-51.6％與52.6-58.8％，精米鎘和鉛含量分別下降48.8-51.6％和52.7-56.0％，同時，還使土壤pH值提高0.97-1.04，該產(chǎn)品兼具修復酸化土壤、培肥地力和改善土壤理化特性等多種功能，具有巨大的推廣應用價值。
【專利說明】一種降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑及其制備和使用方 法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于重金屬污染土壤修復的【技術領域】，具體涉及一種降低鎘、鉛含量的復 合土壤鈍化劑及其制備和使用方法。

【背景技術】
[0002] 土壤是人類賴以生存的主要物質基礎。但由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及 商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重金屬如鉛、鎘、汞等重金屬進入大氣、水和土壤中，引起 嚴重的環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計全世界每年向環(huán)境中釋放的鎘達3萬噸左右，其中82% -94%的 鎘會進入到土壤中。據(jù)有關資料統(tǒng)計顯示，全世界大約有40 %的鉛用于制造蓄電池，20 %以 烷基鉛形式加入汽油作為防爆劑，12%用于建筑材料，6%用于電纜外防護層，5%用于制造 彈藥，剩下17%用于其他用途。僅有約1/4的鉛被回收再利用，其余大部分以廢氣、廢水、 廢渣等各種形式排放于環(huán)境中，造成大面積的大氣、水體、土壤等環(huán)境鉛污染。長期攝入被 鎘、鉛嚴重污染的稻米、蔬菜、水果，飲用含鎘、鉛量超標的水，都會出現(xiàn)慢性中毒的癥狀，影 響人體的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)以及生殖系統(tǒng)，危害人體健康。湖南省是全國糧食 的主產(chǎn)區(qū)，自古便有"魚米之鄉(xiāng)"和"天下糧倉"的美譽，擔負著保障國家糧食安全的重大責 任，但同時湖南省也是重金屬污染最嚴重的地區(qū)之一，嚴重威脅了"湘米"的品質，對當?shù)鼐?民的健康造成了巨大的危害。
[0003] 目前重金屬污染土壤修復技術主要有植物修復法、電動力修復法、淋濾法、熱解吸 法、玻璃化法和固定穩(wěn)定化法等，在以上重金屬污染土壤治理方法中，植物修復法需要相當 長的時間（幾十年甚至幾百年）且存在植物的處理問題；電動力學修復只適用于小面積污 染，而且現(xiàn)場不易操作；淋濾法需要添加表面活性劑，存在污染地下水的危險；熱解吸法是 利用加熱回收氣體的方法，該方法不適合現(xiàn)場操作且費用高，適用范圍窄等問題；玻璃化法 改變了土壤的性質，只適用于污染嚴重且面積小的情況；添加石灰的穩(wěn)定化方法提高了土 壤的pH值，會造成土壤板結，而且對堿性土壤效果不好。因此都不適合用來治理大面積的 稻田重金屬污染。
[0004] 原位鈍化修復方法從成本和時間上能較好的滿足治理土壤中重金屬污染的要求。 原位鈍化就是通過往土壤中加入鈍化劑，調節(jié)和改變重金屬在土壤中的物理化學性質，使 其產(chǎn)生沉淀、吸附、離子交換、腐殖化和氧化-還原等一系列反應，降低其在土壤環(huán)境中的 生物有效性和可遷移性，可顯著減少重金屬進入食物鏈，可以實現(xiàn)環(huán)保與生產(chǎn)的協(xié)調發(fā)展 以及確保社會與經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。
[0005] 原位修復技術，不占用耕地、不影響農業(yè)生產(chǎn)和收益，而且成本低、對環(huán)境影響小、 不破壞土壤環(huán)境，非常適合用來處理大面積受到中輕度鎘、鉛污染的農田土壤，如果能夠成 功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大面積應用，將在重金屬污染原位修復領域實現(xiàn)重大突破，為我省稻田鎘、 鉛污染土壤的修復、降低稻米中的重金屬含量、實現(xiàn)農業(yè)增產(chǎn)、農民增收等都將起到巨大的 推動作用。
[0006] 現(xiàn)有修復技術大都采用單一的有機鈍化劑或無機鈍化劑，隨著稻田土壤重金屬污 染風險的加大，單一的無機或有機鈍化劑的修復效果往往不夠理想，存在施用量大、效果不 穩(wěn)定或破壞土壤質量等問題，很難達到修復標準。聯(lián)合使用多種鈍化劑，找到一個合適的比 例進行復合，相互間取長補短，可以發(fā)揮復合鈍化劑的最佳效益，其鈍化能力大于單一的無 機或有機鈍化劑，有效提高修復效果。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是，提供一種兼有有機鈍化劑、無機鈍化劑、微生物鈍化劑三者優(yōu)點 的復合土壤鈍化劑及其制備和使用方法，該鈍化劑操作簡便、成本低廉、安全性好、實用性 強，可將土壤中活性較高的離子態(tài)的鎘、鉛等重金屬轉變?yōu)榛钚暂^低的絡合態(tài)或螯合態(tài)的 重金屬，從而降低農作物對重金屬鎘、鉛的吸收，減少農產(chǎn)品中重金屬鎘、鉛的含量，提高農 廣品的品質。
[0008] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0009] -種降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，組分包含腐熟雞糞、腐熟統(tǒng)糠、草炭、硅 鈣鎂鉀肥、滑石粉、海泡石、甘蔗濾泥和微生物發(fā)酵液，各組分的重量百分比為：腐熟雞糞 5wt % ?15wt %，統(tǒng)糖 5wt % ?15wt %，草炭 5wt % ?15wt %，娃|丐緩鉀肥 10 % ?20wt %, 滑石粉5 %?15wt %，海泡石25wt %?35wt %，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥10wt %?20wt %，微 生物發(fā)酵液1. 5%?2. 5%，所述的微生物發(fā)酵液中的微生物是保藏編號為CCTCC NO :M 2014319 的多粘芽抱桿菌（Paenibacillus polymyxa)PI。
[0010] 所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，各組分的重量百分比優(yōu)選為：腐熟雞 糞8wt %?12wt %，腐熟統(tǒng)糠8wt %?12wt %，草炭6wt %?10wt %，娃|丐鎂鉀肥12 %? 18wt %，滑石粉8wt %?12wt %，海泡石28wt %?32wt %，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥12wt %? 18wt%，微生物發(fā)酵液L 8%?2. 2%。
[0011] 所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，各組分的重量百分比進一步優(yōu)選為：腐 熟雞糞10 %，腐熟統(tǒng)糠 l〇wt %，草炭8 %，硅鈣鎂鉀肥15 %，滑石粉10 %，海泡石30 %，堆積 發(fā)酵甘蔗濾泥15%，微生物發(fā)酵液2%。
[0012] 微生物發(fā)酵液的制備如下：
[0013] a、菌種活化
[0014] 將多粘芽孢桿菌接種于固體種子培養(yǎng)基斜面上，在28?35°C條件下活化培養(yǎng) 24 ?36h ;
[0015] 固體種子培養(yǎng)基：胰蛋白胨l〇g/L ;酵母提取物5g/L ;氯化鈉 10g/L ;瓊脂2% ;pH 自然；
[0016] b、種子液制備
[0017] 將多粘芽孢桿菌從固體種子培養(yǎng)基斜面上接種于液體種子培養(yǎng)基中，在28? 35°C條件下震蕩培養(yǎng)24?36h，制備種子液；
[0018] 液體種子培養(yǎng)基：胰蛋白胨10g/L ;酵母提取物5g/L ;氯化鈉 10g/L ;pH自然；
[0019] c、種子罐發(fā)酵
[0020] 將步驟b得到的種子液以待接種培養(yǎng)基體積百分比5%-8%的接種量接種到種子 罐；通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量1?2Vols/vol ·π?η， 攪拌轉速180-250rpm，得一級種子罐發(fā)酵菌液；將一級種子罐發(fā)酵液按培養(yǎng)基體積百分比 5%?8%接種量接入二級種子罐，通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24? 36h，通氣量1?2Vols/vol · min,攪拌轉速180-250rpm，得二級種子罐發(fā)酵菌液；
[0021] 1L一級或二級種子罐培養(yǎng)基配方：牛肉膏0. 3?0. 8%，蛋白胨0. 7?1.2%，葡萄 糖 0· 1 ?0· 6%，NaCl 0· 1 ?0· 6%，MgS04 ·7Η20 0· 01 ?0· 06%，Κ2ΗΡ040· 01%?0· 06%， MnS040 . 001 %?0. 008 %，余為水，pH值消毒前7. 0?7. 8,消毒后ρΗ6. 8?7. 5 ;所述培養(yǎng) 基配方成分的百分比含量均為重量百分比；
[0022] d、生產(chǎn)發(fā)酵罐培養(yǎng)
[0023] 28°C?35°C，按培養(yǎng)基體積百分比5%?8%的接種量將二級種子罐發(fā)酵液接 入發(fā)酵罐，通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量1?2Vols/ vol · min，攪拌轉速180-250rpm，發(fā)酵完畢后微生物發(fā)酵液中多粘芽孢桿菌含量：1 X 106? 1 X 108個活菌/毫升；
[0024] 1L發(fā)酵罐培養(yǎng)基配方：淀粉2 %?3 %，豆餅粉0. 5?1. 5 %，酵母粉0. 5?1. 0 %， KH2P040. 08 ~ 0. 22 %, K2HP040. 10 ~ 2. 2 %, CaC030. 1 ~ 2. 20 % , FeS04 · 7H200. 001 ~ 0. 005%，余為水，pH值消毒前8. 5?11. 0,消毒后6. 5?9. 5 ;所述培養(yǎng)基配方成分的百分 比含量均為重量百分比。
[0025] 所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0026] A.烘干雞糞和統(tǒng)糠分別經(jīng)粉碎后備用；
[0027] B.將粉碎后的雞糞和統(tǒng)糠加入有機物料腐熟劑，進行堆肥，得到腐熟的雞糞和統(tǒng) 糠組分；
[0028] C.草炭、硅鈣鎂鉀肥、滑石粉、海泡石經(jīng)粉碎后備用、甘蔗濾泥堆積發(fā)酵曬干粉碎 后備用；
[0029] D.步驟C粉粹的草炭進行滅菌，然后和微生物發(fā)酵液混合均勻，即為菌劑產(chǎn)品； E.將步驟A、B、C、D制備的原料按比例混合均勻，即為復合土壤鈍化劑。
[0030] 上述方法中，烘干雞糞經(jīng)粉碎后過2_篩備用；統(tǒng)糠經(jīng)粉碎后過60目篩備用；草 炭經(jīng)粉碎后過3-5_篩備用；滑石經(jīng)機械破碎、細磨后過80-110目篩備用；海泡石經(jīng)球磨 過80-110目篩備用；甘蔗濾泥堆積發(fā)酵經(jīng)曬干粉碎后過80目篩。
[0031] 上述方法中步驟B的具體過程如下：將粉碎后的雞糞和統(tǒng)糠按比例混合均勻，調 節(jié)碳氮比至20?30,調節(jié)含水量至55wt%，加入3wt%。-5wt%。有機物料腐熟劑，進行堆肥， 當堆溫超過50°C時，開始翻堆通氣，翻堆為每天2-3次，直到溫度降至30°C以下時，停止翻 堆，得到腐熟的雞糞和統(tǒng)糠組分；
[0032] 步驟C中甘蔗濾泥堆積發(fā)酵的具體過程如下：將甘蔗濾泥堆積于發(fā)酵場，自然發(fā) 酵30d-40d，甘蔗濾泥自上而下腐化變熟；將腐熟的甘蔗濾泥攤開，使其厚度15cm，在陽光 下曬l-2d ;利用破碎機對曬干的濾泥進行破碎。
[0033] 所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的使用方法，用于降低土壤中的鎘、鉛含 量。
[0034] 所述的復合土壤鈍化劑用于降低水稻田中的鎘、鉛含量，整地前將所述的復合土 壤鈍化劑100_150kg/畝水稻全田均勻撒施，翻地，經(jīng)耕耙整地后即可種植。
[0035] 優(yōu)選整地前將所述的復合土壤鈍化劑100kg/畝水稻全田均勻撒施，翻地，經(jīng)耕耙 整地后即可種植。
[0036] 本發(fā)明所述的腐熟雞糞組分是一種優(yōu)質的有機肥，其有機質含量30wt %? 45wt%，其具有的活性基團（如：羧基，氨基和羥基等）很容易作為配位體與重金屬元素 Cd，Pb等絡合或螯合，鈍化土壤中的重金屬。
[0037] 本發(fā)明所述的統(tǒng)糠組分是稻麥等谷類糧食加工后的副產(chǎn)品，富含淀粉、粗蛋白、B 族維生素及氮、磷、鉀、鎂、鈣等營養(yǎng)物質，其粗纖維含量高達31%-35%;該組分能夠改善土 壤理化性質、改良土壤耕性，提高土壤的保蓄性和緩沖性，鈍化土壤中的重金屬。
[0038] 本發(fā)明所述的草炭組分富含有機質（50wt % _80wt % )和腐殖質 (20wt% -40wt% )，含氮、磷、鉀總含量在3wt%以上，具有很大的內表面（孔隙率約為 95%，比表面積約為200m2/g)和良好的膠體表面性質，如吸附力、黏結力和高度分散性等， 含有大量的極性基團，包括醇類、醛類、羧酸、羥基等，可以絡合或螯合土壤中的重金屬，同 時，可以增進土壤透氣、透水性，改良土壤，提高肥料利用率。
[0039] 本發(fā)明所述的硅鈣鎂鉀肥組分是集硅鈣肥、鉀鎂肥、微肥、稀土元素于一體的多 功能高純度環(huán)保型礦質肥料，其主要化學組成為：MgO彡8%，Si0 2彡12%，CaO彡30%， K20彡8%，（Cu+Fe+Zn+B+Mo)彡2%，可以提高土壤中有效鈣、鎂、硅的含量，提高土壤pH值， 降低土壤中有效鎘、鉛含量，進而防止水稻吸收過多的重金屬。
[0040] 本發(fā)明所述的滑石粉組分是一種層狀的含水硅酸鎂礦物，其主要化學組成為：MgO 31. 72%，Si0263 . 52%，其結構內Mg-0、Si-0、0H_等活性官能團具有很強的化學活性，與重 金屬離子結合組成可變電荷表面，發(fā)生配合反應，吸附土壤中的重金屬。
[0041] 本發(fā)明所述的海泡石組分是一種纖維狀的含水硅酸鎂礦物，其主要化學組成為：M g3Si 2(0H)4058%，CaC0365%，Si30 6 ·Η20 9%，CaMgSi20618%，對土壤中的重金屬元素具有很強 的吸附能力。
[0042] 本發(fā)明所述的甘蔗濾泥組分是甘蔗制糖廠的副產(chǎn)品之一，富含有機質（214. 6g/ kg)，氮磷鉀全量及速效氮磷鉀含量均相當豐富，pH值呈弱堿性，可以明顯增加土壤中的有 機質、全氮和全磷含量，顯著改善土壤中的速效養(yǎng)分狀況，提高土壤pH值、降低土壤中有效 鎘、鉛含量，培肥地力。
[0043] 本發(fā)明所述的微生物發(fā)酵液組分是指多粘芽孢桿菌發(fā)酵液，該微生物主要依靠細 胞壁上的羥基（-0H)、羰基（-C0-)、酰胺基（-C0-NH-)、磷酸基（-P04,等基團進行表面吸 附、并通過其代謝產(chǎn)物進行胞外絡合、胞外沉淀等絡合和固定土壤中的重金屬鎘和鉛，從而 有效降低土壤中的有效鎘、鉛含量。本發(fā)明多粘芽孢桿菌來源于湘潭縣河口鎮(zhèn)鎘污染稻田 土壤，革蘭氏染色陽性，兼性厭氧，桿狀，產(chǎn)芽孢，經(jīng)16S rDNA分子鑒定和系統(tǒng)發(fā)育分析初步 鑒定為多粘芽孢桿菌。而且通過吸附試驗表明，該多粘芽孢桿菌能夠在鎘濃度15mmol/L，鉛 濃度18mmol/L的培養(yǎng)基上生長，在溶液中對鎘、鉛的吸附率高達91. 8%，凍干菌粉對鎘、鉛 的吸附率高達98. 5%。在土壤中，該菌株定植能力強，能夠高效吸附土壤中的重金屬，降低 植物的吸收。所述多粘芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa)Pl于2014年7月3日保藏于 中國典型培養(yǎng)物保藏中心（簡稱CCTCC，地址：武漢珞珈山武漢大學內），保藏編號為CCTCC NO :M 2014319。
[0044] 本發(fā)明產(chǎn)品可廣泛應用于輕中度鎘、鉛污染稻田，可使重金屬污染稻田的土壤活 性態(tài)鎘和鉛分別下降51. 5-51. 6%與52. 6-58. 8%，精米鎘和鉛含量分別下降48. 8-51. 6% 和52. 7-56. 0%，同時，還使土壤pH值提高0. 97-1. 04,該產(chǎn)品兼具修復酸化土壤、培肥地力 和改善土壤理化特性等多種功能，具有巨大的推廣應用價值。
[0045] 本發(fā)明的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑與現(xiàn)有土壤鈍化劑產(chǎn)品相比，有著以 下優(yōu)勢：（1)本產(chǎn)品有提高土壤有機質含量的腐熟雞糞、統(tǒng)糠和草炭，鈍化土壤中重金屬和 提高土壤pH值的硅鈣鎂鉀肥、甘蔗濾泥、滑石粉、海泡石和微生物高效吸附菌劑組成。研究 表明，土壤有機物質不僅影響土壤重金屬的積累，而且能與重金屬元素形成絡合物，影響各 形態(tài)重金屬的遷移轉化，進而影響土壤重金屬的有效性。本產(chǎn)品可以迅速提高土壤的有機 質含量，最直接的作用是改良土壤結構，促進團粒狀結構的形成，從而增加土壤的疏松性， 改善土壤保水、保肥能力和通透性；
[0046] 另外，土壤中的有機質、甘蔗濾泥、硅鈣鎂鉀肥、滑石粉和海泡石優(yōu)勢互補、協(xié)同增 效，有效吸附、絡合或螯合土壤中的重金屬，對比試驗結果表明，單施有機鈍化劑（CK2)或 單施無機礦物（CK3)或缺施菌液（CK4)或缺施滑石粉（CK5)或缺施硅鈣鎂鉀肥（CK6)的鈍 化效果明顯低于本產(chǎn)品（WY)，復合鈍化劑間取長補短，進而有效降低了土壤中有效鎘、鉛含 量，減少植物的吸收。中試試驗和示范推廣結果表明，施用本發(fā)明產(chǎn)品，可使重金屬污染稻 田的土壤活性態(tài)鎘和鉛分別下降51. 5-51. 6%與52. 6-58. 8%，精米鎘和鉛含量分別下降 48. 8-51. 6%和 52. 7-56. 0%。
[0047] (2)本產(chǎn)品所含甘蔗濾泥和硅鈣鎂鉀肥使得本產(chǎn)品硅鈣肥、鉀鎂肥、微肥、稀土元 素、氮磷鉀肥、有機質和提高土壤pH值于一體，因此，本產(chǎn)品既具有肥料的生產(chǎn)功能，又具 有原位鈍化土壤有效鎘、鉛的土壤修復功能，是一種多功能的環(huán)保型產(chǎn)品。水稻是需硅量較 多的作物，在水稻優(yōu)化配方施肥中，重視氮磷鉀硅等大量元素合理施肥，硅元素在水稻生長 發(fā)育過程中起到了很大的作用，不僅大幅度降低水稻對重金屬的富集，而且使水稻植株產(chǎn) 生一種較強硬的硅化細胞，使害蟲不易咬噬，減少病蟲危害。
[0048] (3) 土壤酸化帶來的直接影響是增加了重金屬在土壤中的有效性，從而進一步加 劇了重金屬污染的危害。本產(chǎn)品兼具有酸性土壤改良的功能，能夠大幅度提高酸性土壤的 pH值，促進土壤中有效態(tài)重金屬向難溶態(tài)及殘渣態(tài)的轉化，而且適用于各種不同成土母質 的水稻土壤。中試試驗和示范推廣結果表明，施用本發(fā)明產(chǎn)品，稻田土壤的pH值比對照提 高了 0· 97-1. 04。
[0049] (4)本產(chǎn)品包含高定植力、高吸附性的微生物鈍化劑，通過向污染土壤中添加鎘、 鉛吸附性微生物，利用這些微生物對重金屬的胞外絡合、胞內積累、沉淀和氧化還原反應等 作用，降低土壤中重金屬的生物可利用率，進而降低農作物和農產(chǎn)品中鎘、鉛的含量。
[0050] (5)本產(chǎn)品治理修復過程屬于原位修復，不占用耕地、不影響農業(yè)生產(chǎn)和收益，而 且成本低、對環(huán)境影響小、不破壞土壤環(huán)境，非常適合用來處理大面積受到輕中度鎘、鉛污 染的農田土壤。
[0051] (6)本發(fā)明的原材料來源廣泛，成本低廉，制備工藝簡單，方便易行，具有很廣闊的 應用前景。

【具體實施方式】
[0052] 以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，而不會形成對本發(fā)明的限制。
[0053] 本發(fā)明降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑均按照：腐熟雞糞5wt%?15wt%，統(tǒng)糠 5wt %?15wt %，草炭5wt %?15wt %，娃|丐緩鉀肥10 %?20wt %，滑石粉5 %?15wt %，海 泡石25wt%?35wt%，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥10wt%?20wt%，微生物發(fā)酵液1. 5%?2. 5% 混合制備。
[0054] 但實施例優(yōu)選：包含有腐熟雞糞10wt%，腐熟統(tǒng)糠 10wt%，草炭8wt%，硅鈣鎂鉀 肥15wt %，滑石粉10wt %，海泡石30wt %，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥15wt %，微生物發(fā)酵液2wt %。
[0055] 制備方法：
[0056] A.烘干雞糞經(jīng)粉碎后過2_篩備用；統(tǒng)糠經(jīng)粉碎后過60目篩備用；
[0057] B.將粉碎后的雞糞和統(tǒng)糠按重量比1:1的比例混合均勻，調節(jié)碳氮比至20?30， 調節(jié)含水量至55wt %，加入3wt%。_5wt%。有機物料腐熟劑（如"湘潤邦"牌有機物料腐熟 劑），進行堆肥，當堆溫超過50°C時，開始翻堆通氣，翻堆為每天2-3次，直到溫度降至30°C 以下時，停止翻堆，得到腐熟的雞糞和統(tǒng)糠組分；
[0058] C.草炭經(jīng)粉碎后過3_5mm篩滅菌備用；滑石經(jīng)機械破碎、細磨后過80-110目篩備 用；海泡石經(jīng)球磨過80-110目篩備用；
[0059] D.甘蔗濾泥堆積發(fā)酵過程：
[0060] a、將甘蔗濾泥堆積于發(fā)酵場，自然發(fā)酵30d-40d，甘蔗濾泥自上而下腐化變熟；
[0061] b、將腐熟的甘蔗濾泥攤開，使其厚度15cm左右，在陽光下曬l-2d ;
[0062] c、利用破碎機對曬干的濾泥進行破碎過80目篩。
[0063] E.微生物發(fā)酵菌劑；
[0064] a、菌種活化
[0065] 將多粘芽孢桿菌接種于固體種子培養(yǎng)基斜面上，在28?35°C條件下活化培養(yǎng) 24 ?36h ;
[0066] 固體種子培養(yǎng)基：胰蛋白胨10g/L ;酵母提取物5g/L ;氯化鈉 10g/L ;瓊脂2% ;pH 自然；
[0067] b、種子液制備
[0068] 將多粘芽孢桿菌從固體種子培養(yǎng)基斜面上接種于液體種子培養(yǎng)基中，在28? 35°C條件下震蕩培養(yǎng)24?36h，制備種子液；
[0069] 液體種子培養(yǎng)基：胰蛋白胨10g/L ;酵母提取物5g/L ;氯化鈉 10g/L ;pH自然；
[0070] c、種子罐發(fā)酵
[0071] 將步驟b得到的種子液以待接種培養(yǎng)基體積百分比5%-8%的接種量接種到種子 罐；通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量1?2Vols/vol ·π?η， 攪拌轉速180-250rpm，得一級種子罐發(fā)酵菌液；將一級種子罐發(fā)酵液按體積百分比5 %? 8%接種量接入二級種子罐，通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣 量1?2Vols/vol · min，攪拌轉速180-250rpm，得二級種子罐發(fā)酵菌液；
[0072] 1L -級或二級種子罐培養(yǎng)基配方：牛肉膏0. 3?0. 8 %，蛋白胨0. 7?1. 2 %，葡萄 糖 0· 1 ?0· 6%，NaCl 0· 1 ?0· 6%，MgS04 ·7Η20 0· 01 ?0· 06%，Κ2ΗΡ040· 01%?0· 06%， MnS040 . 001 %?0. 008 %，余為水，pH值消毒前7. 0?7. 8,消毒后ρΗ6. 8?7. 5 ;所述培養(yǎng) 基配方成分的百分比含量均為重量百分比；
[0073] d、生產(chǎn)發(fā)酵罐培養(yǎng)
[0074] 28°C?35°C，按培養(yǎng)基體積百分比5%?8%的接種量將二級種子罐發(fā)酵液接 入發(fā)酵罐，通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量1?2Vols/ vol ·π?η，攪拌轉速180-250rpm，發(fā)酵完畢后微生物發(fā)酵液中多粘芽孢桿菌含量：1X106? 1 X 108個活菌/毫升；
[0075] 1L發(fā)酵罐培養(yǎng)基配方：淀粉2%?3%，豆餅粉0. 5?1. 5%，酵母粉0. 5?1.0%， KH2P040. 08 ~ 0. 22 %, K2HP040. 10 ~ 2. 2 %, CaC030. 1 ~ 2. 20 % , FeS04 · 7H200. 001 ~ 0. 005%，余為水，pH值消毒前8. 5?11. 0,消毒后6. 5?9. 5 ;所述培養(yǎng)基配方成分的百分 比含量均為重量百分比。
[0076] 發(fā)酵完畢放罐后的功能菌菌液，與之前的無菌草炭進行混合，混合均勻，即為菌劑 產(chǎn)品。
[0077] F.將步驟A、B、C、D、E制備的原料按比例混合均勻，即為復合土壤鈍化劑。
[0078] 大田肥效試驗：
[0079] (1)試驗設計：
[0080] 2013年在湘潭縣河口鎮(zhèn)（土壤屬于鎘污染類型）和益陽市赫山區(qū)（土壤屬鎘污染 類型）兩地進行了田間中試試驗，并開展了適度規(guī)模（l〇hm2/區(qū)）的示范推廣。兩地為湖 南省農業(yè)資源與環(huán)境保護站與本發(fā)明 申請人:-湖南省微生物研究院聯(lián)合建立的"降低水稻 鎘吸收綜合調控技術示范基地"。
[0081] 1.試驗處理
[0082] 試驗田共分7個處理，設置不施用任何鈍化劑CK1 ;每畝施用100kg有機鈍化劑按 照腐熟雞糞10份、統(tǒng)糠10份、草炭8份和堆積發(fā)酵甘蔗濾泥15份的重量份混合（CK2);每 畝施用100. 〇kg無機鈍化劑按照硅鈣鎂鉀肥15份、海泡石30份和滑石粉10份的重量份混 合（CK3);每畝施用100. 0kg的腐熟雞糞+統(tǒng)糠+草炭+堆積發(fā)酵甘蔗濾泥+硅鈣鎂鉀肥+ 海泡石+滑石粉，其中腐熟雞糞10份，腐熟統(tǒng)糠10份，草炭8份，硅鈣鎂鉀肥15份，滑石粉 10份，海泡石30份，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥15份的重量份（CK4);每畝施用100. 0kg的腐熟雞 糞+統(tǒng)糠+草炭+堆積發(fā)酵甘蔗濾泥+硅鈣鎂鉀肥+海泡石+微生物發(fā)酵液，其中腐熟雞 糞10份，腐熟統(tǒng)糠10份，草炭8份，硅鈣鎂鉀肥15份，海泡石30份，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥15 份，微生物發(fā)酵液2份的重量份（CK5);每畝施用100. 0kg的腐熟雞糞+統(tǒng)糠+草炭+堆積 發(fā)酵甘蔗濾泥+海泡石+滑石粉+微生物發(fā)酵液，其中腐熟雞糞10份，腐熟統(tǒng)糠10份，草 炭8份，滑石粉10份，海泡石30份，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥15份，微生物發(fā)酵液2份的重量份 (CK6);和每畝施用100. 0kg的本發(fā)明產(chǎn)品（WY)，每個處理3次重復，共21個小區(qū)，種植水 稻的小區(qū)面積為30. 0m2(5mX6m)，用0.2m寬的厚塑料膜包裹田?。裆?.4m)隔開。田間 管理、追肥和病蟲害防治：按當?shù)剞r民種植常規(guī)方式進行。
[0083] 2.各地均統(tǒng)一選用岳優(yōu)9264作物品種。
[0084] 3.施用方法
[0085] 根據(jù)土壤營養(yǎng)條件和污染狀況合理調整施用量，整地前全田均勻撒施（也可與基 肥混合均勻后撒施），經(jīng)耕耙整地后即可種植。
[0086] 4.檢測項目
[0087] 土壤pH值、土壤有效態(tài)鎘含量、精米中鎘含量；土壤有效鉛含量、精米中鉛含量。
[0088] 5.主要結果
[0089] 結果表明（見附表1-3)，施用本產(chǎn)品后，可使重金屬污染稻田的土壤活性態(tài)鎘 和鉛分別下降51. 5-51. 6 %與52. 6-58. 8%，精米鎘和鉛含量分別下降48. 8-51. 6%和 52. 7-56. 0 %，同時，還使土壤 pH 值提高 0. 97-1. 04，
[0090] 附表-1產(chǎn)品在水稻上應用的降鎘效果及對比試驗
[0091]

【權利要求】
1. 一種降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，其特征在于，組分包含腐熟雞糞、腐熟統(tǒng)糠、 草炭、硅鈣鎂鉀肥、滑石粉、海泡石、甘蔗濾泥和微生物發(fā)酵液，各組分的重量百分比為：腐 熟雞糞5wt %?15wt %，統(tǒng)糠5wt %?15wt %，草炭5wt %?15wt %，娃|丐鎂鉀肥10 %? 20wt%，滑石粉5%?15wt%，海泡石25wt%?35wt%，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥10wt%? 20wt %，微生物發(fā)酵液1. 5 %?2. 5 %，所述的微生物發(fā)酵液中的微生物是保藏編號為 CCTCC NO :M 2014319 的多粘芽抱桿菌（Paenibacillus polymyxa)Pl。
2. 根據(jù)權利要求1所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，其特征在于，各組分的重 量百分比為：腐熟雞糞8wt%?12wt%，腐熟統(tǒng)糠8wt%?12wt%，草炭6wt%?10wt%，娃 鈣鎂鉀肥12%?18wt%，滑石粉8wt%?12wt%，海泡石28wt%?32wt%，堆積發(fā)酵甘蔗 濾泥12財％?18財％，微生物發(fā)酵液1.8%?2.2%。
3. 根據(jù)權利要求2所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，其特征在于，各組分的重 量百分比為：腐熟雞糞10 %，腐熟統(tǒng)糠 l〇wt %，草炭8%，硅鈣鎂鉀肥15%，滑石粉10%，海 泡石30 %，堆積發(fā)酵甘蔗濾泥15 %，微生物發(fā)酵液2 %。
4. 根據(jù)權利要求1所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑，其特征在于，微生物發(fā)酵 液的制備如下： a、 菌種活化 將多粘芽孢桿菌接種于固體種子培養(yǎng)基斜面上，在28?35°C條件下活化培養(yǎng)24? 36h ； 固體種子培養(yǎng)基：胰蛋白胨10g/L ;酵母提取物5g/L ;氯化鈉10g/L ;瓊脂2% ;pH自 然； b、 種子液制備 將多粘芽孢桿菌從固體種子培養(yǎng)基斜面上接種于液體種子培養(yǎng)基中，在28?35°C條 件下震蕩培養(yǎng)24?36h，制備種子液； 液體種子培養(yǎng)基：胰蛋白胨l〇g/L ;酵母提取物5g/L ;氯化鈉10g/L ;pH自然； c、 種子罐發(fā)酵 將步驟b得到的種子液以待接種培養(yǎng)基體積百分比5% -8%的接種量接種到種子罐； 通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量1?2Vols/vol · min，攪 拌轉速180-250rpm，得一級種子罐發(fā)酵菌液；將一級種子罐發(fā)酵液按體積百分比5%?8% 接種量接入二級種子罐，通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量 1?2Vols/vol · min,攪拌轉速180-250rpm，得二級種子罐發(fā)酵菌液； 1L 一級或二級種子罐培養(yǎng)基配方：牛肉膏0. 3?0. 8%，蛋白胨0. 7?1. 2%，葡萄糖 0.1?0.6%，NaC10.1?0.6%，MgS04.7H20 0.01 ?0.06%，K2HP040.01%?0.06%， MnS040 . 001 %?0. 008 %，余為水，pH值消毒前7. 0?7. 8,消毒后pH6. 8?7. 5 ;所述培養(yǎng) 基配方成分的百分比含量均為重量百分比； d、 生產(chǎn)發(fā)酵罐培養(yǎng) 28°C?35°C，按培養(yǎng)基體積百分比5%?8%的接種量將二級種子罐發(fā)酵液接入發(fā)酵 罐，通入無菌空氣和攪拌，在28?35°C條件下培養(yǎng)24?36h，通氣量1?2Vols/vol ·π?η， 攪拌轉速180_250rpm，發(fā)酵完畢后微生物發(fā)酵液中多粘芽孢桿菌含量：1 X 106?1 X 108個 活菌/毫升； 1L發(fā)酵罐培養(yǎng)基配方：淀粉2 %?3 %，豆餅粉0. 5?1. 5 %，酵母粉0. 5?1. Ο %， ΚΗ2Ρ040. 08 ~ 0. 22 %, Κ2ΗΡ040. 10 ~ 2. 2 %, CaC030. 1 ~ 2. 20 % , FeS04 · 7H200. 001 ~ 0. 005%，余為水，pH值消毒前8. 5?11. 0,消毒后6. 5?9. 5 ;所述培養(yǎng)基配方成分的百分 比含量均為重量百分比。
5. 權利要求1-4任一項所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的制備方法，其特征 在于，包括以下步驟： A. 烘干雞糞和統(tǒng)糠分別經(jīng)粉碎后備用； B. 將粉碎后的雞糞和統(tǒng)糠加入有機物料腐熟劑，進行堆肥，得到腐熟的雞糞和統(tǒng)糠組 分； C. 草炭、硅鈣鎂鉀肥、滑石粉、海泡石經(jīng)粉碎后備用、甘蔗濾泥堆積發(fā)酵曬干粉碎后備 用； D. 步驟C粉粹的草炭進行滅菌，然后和微生物發(fā)酵液混合均勻，即為菌劑產(chǎn)品；E.將步 驟A、B、C、D制備的原料按比例混合均勻，即為復合土壤鈍化劑。
6. 根據(jù)權利要求5所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的制備方法，其特征在于， 烘干雞糞經(jīng)粉碎后過2_篩備用；統(tǒng)糠經(jīng)粉碎后過60目篩備用；草炭經(jīng)粉碎后過3-5_篩 備用；滑石經(jīng)機械破碎、細磨后過80-110目篩備用；海泡石經(jīng)球磨過80-110目篩備用；甘 蔗濾泥堆積發(fā)酵經(jīng)曬干粉碎后過80目篩。
7. 根據(jù)權利要求5所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的制備方法，其特征在于， 步驟B的具體過程如下：將粉碎后的雞糞和統(tǒng)糠按比例混合均勻，調節(jié)碳氮比至20? 30,調節(jié)含水量至55wt%，加入3wt%。_5wt%。有機物料腐熟劑，進行堆肥，當堆溫超過50°C 時，開始翻堆通氣，翻堆為每天2-3次，直到溫度降至30°C以下時，停止翻堆，得到腐熟的雞 糞和統(tǒng)糠組分； 步驟C中甘蔗濾泥堆積發(fā)酵的具體過程如下：將甘蔗濾泥堆積于發(fā)酵場，自然發(fā)酵 30d-40d，甘蔗濾泥自上而下腐化變熟；將腐熟的甘蔗濾泥攤開，使其厚度15cm，在陽光下 曬l-2d ;利用破碎機對曬干的濾泥進行破碎。
8. 權利要求1-4任一項所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的使用方法，其特征 在于，所述的復合土壤鈍化劑用于降低土壤中的鎘、鉛含量。
9. 根據(jù)權利要求8所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的使用方法，其特征在于， 所述的復合土壤鈍化劑用于降低水稻田中的鎘、鉛含量，整地前將所述的復合土壤鈍化劑 100-150kg/畝水稻全田均勻撒施，翻地，經(jīng)耕耙整地后即可種植。
10. 根據(jù)權利要求9所述的降低鎘、鉛含量的復合土壤鈍化劑的使用方法，其特征在 于，整地前將所述的復合土壤鈍化劑100kg/畝水稻全田均勻撒施，翻地，經(jīng)耕耙整地后即 可種植。
【文檔編號】C05G3/04GK104193546SQ201410382463
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】單世平, 郭照輝, 張德元, 杜東霞, 劉前剛, 程偉, 黃軍, 王玉雙, 付祖姣, 伍善東 申請人:湖南省微生物研究院