一種微生物菌肥、其制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微生物菌肥、其制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]最近幾十年來，各種環(huán)境問題越來越嚴(yán)重的威脅人類的發(fā)展，各種工業(yè)廢氣、廢水、化肥、農(nóng)藥等污染物都進(jìn)入其最終宿體土壤中，因此造成土壤環(huán)境質(zhì)量日益下降，尤其是土壤重金屬污染，已然成為當(dāng)下政府及社會(huì)共同關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0003]由于重金屬污染土壤結(jié)構(gòu)較差，養(yǎng)分缺乏，重金屬以毒性較強(qiáng)的形態(tài)存在，從而影響植物生長(zhǎng)，并且重金屬離子對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生抑制或激活作用，進(jìn)而影響土壤養(yǎng)分釋放以及作物對(duì)養(yǎng)分的吸收。鎘是相對(duì)稀有的重金屬元素，是典型的分散元素，主要以硫化物的形式存在于銅、鉛、鋅等有色金屬礦藏中。人類活動(dòng)可以各種途徑將鎘帶入土壤中，且其不能或者不易被生物分解轉(zhuǎn)化后排出體外，只能沿食物鏈逐級(jí)傳遞，在生物體內(nèi)濃縮放大，當(dāng)積累到較高含量時(shí)就會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生毒性效應(yīng)，從而危害健康。有關(guān)鎘污染及其生物有效性問題得以引起全世界關(guān)注，20世紀(jì)60年代在日本富士縣神通川流域出現(xiàn)的“骨痛病”的主要原因就是鎘污染。因此，土壤中鎘污染來源、形態(tài)、生物有效性以及相應(yīng)的治理手段的研宄十分有必要。
[0004]為治理土壤重金屬污染，通常要加入各種改良劑以改善土壤的理化性質(zhì)，從而降低土壤中鎘的活性。除了必要的N、P、K肥料外，常用改良劑包括腐殖酸、石灰、磷礦物、鐵錳氧化物、粉煤灰、活性污泥和堆肥等。這些改良劑本身可降低重金屬在土壤中的活性，在植物穩(wěn)定中起著重要作用，但是，也存在一些缺陷，如治理面積小、生產(chǎn)效率低，并且在制備過程中易造成二次污染。
[0005]近來，國(guó)內(nèi)外開展了大量利用能夠富集重金屬的生物來清除土壤重金屬污染的研宄。該方法具有高效、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)協(xié)調(diào)性等優(yōu)點(diǎn)，成為環(huán)境研宄中的熱點(diǎn)。
[0006]CN 102553904 A公開了一種重金屬污染土壤的生物修復(fù)方法，此發(fā)明利用蚯蚓來修復(fù)輕度、中度銅、鎘、鉛復(fù)合污染土壤，但是此發(fā)明對(duì)于蚯蚓的養(yǎng)殖以及植物的培養(yǎng)周期較長(zhǎng)，過程復(fù)雜。CN 103880486 A公開了微生物菌肥及其制備方法和治理重金屬污染土壤的方法，此發(fā)明利用蚯蚓糞制成的微生物菌肥治理土壤重金屬污染。CN 1490280A公開了一種微生物多抗菌肥及其制備方法和應(yīng)用，利用不同功效細(xì)菌、真菌制成的微生物多抗菌肥是一種具有營(yíng)養(yǎng)、生物防治作用的微生物肥料，但是不針對(duì)于重金屬污染的治理。
[0007]因此，在本領(lǐng)域需要開發(fā)一種能夠有效治理土壤重金屬污染的微生物菌肥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種微生物菌肥、其制備方法及其應(yīng)用。
[0009]為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種微生物菌肥，所述微生物菌肥包含真菌菌種LP-20和有機(jī)肥料，其中所述真菌菌種LP-20 (Trichoderma spirale)，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(CGMCC)，CGMCC)，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，100101，保藏日期為2013年8月16日，保藏編號(hào)為CGMCC N0.8038。
[0011]在本發(fā)明的微生物菌肥中，所述有機(jī)肥料包含腐殖酸、草炭土和腐熟雞糞。
[0012]在第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種本發(fā)明所述微生物菌肥的制備方法，包括以下步驟:
[0013](I)對(duì)真菌菌種LP-20進(jìn)行培養(yǎng)，得到菌懸液；
[0014](2)將步驟(I)獲得的菌懸液進(jìn)行濃縮得到菌體濃縮物，將所述菌體濃縮物與腐殖酸、草炭土和腐熟雞糞混勻；
[0015](3)制粒、烘干后即得微生物菌肥。
[0016]在本發(fā)明所述微生物菌肥的制備方法中，步驟⑴所述真菌菌種LP-20的培養(yǎng)包括以下步驟:
[0017](a)培養(yǎng)皿培養(yǎng):將真菌菌種LP-20在無菌條件下接種于固體培養(yǎng)基上，在20-30 °C、優(yōu)選25°C下，培養(yǎng)4-6天、優(yōu)選5天；
[0018](b) 一級(jí)種子培養(yǎng):將步驟(a)培養(yǎng)的菌種在無菌條件下接種于液體培養(yǎng)基，在20-30°C、優(yōu)選25°C下，培養(yǎng)3-7天、優(yōu)選5天，制得一級(jí)種子；
[0019](c) 二級(jí)種子培養(yǎng):按液體培養(yǎng)基的體積比為5-15%、優(yōu)選8-12%、更優(yōu)選10%的接種量，將所述一級(jí)種子接種到發(fā)酵罐中，曝氣，培養(yǎng)5-7天、優(yōu)選5.5-6.5天、進(jìn)一步優(yōu)選6天，制得二級(jí)種子；
[0020](d)混合發(fā)酵培養(yǎng):按液體培養(yǎng)基的體積比為5-20%、優(yōu)選5-12%、更優(yōu)選10%的接種量，將二級(jí)種子接種到發(fā)酵罐中，進(jìn)行高密度發(fā)酵培養(yǎng)，獲得該菌種的菌懸液。
[0021]在真菌菌種LP-20的培養(yǎng)中，步驟(a)所述固體培養(yǎng)基包括如下組分:酵母提取物l_3g/L、優(yōu)選1.5g/L，醋酸鈉1.5-4g/L、優(yōu)選2.5g/L，瓊脂13_18g/L、優(yōu)選15g/L，氯霉素
0.25mg/Lo
[0022]在真菌菌種LP-20的培養(yǎng)中，步驟(b)所述液體培養(yǎng)基包括如下組分:蛋白胨8-12g/L、優(yōu)選 10g/L，葡萄糖 15-25g/L、優(yōu)選 20g/L，氯霉素 0.25mg/L。
[0023]在培養(yǎng)皿培養(yǎng)中，培養(yǎng)溫度可以為20 °C、21 °C、22 °C、23 °C、24°C、25 °C、26 °C、27 °C、28°〇、29°0或30°〇;培養(yǎng)時(shí)間可以是4天、100小時(shí)、4.5天、120小時(shí)、5天、130小時(shí)、5.5天、140小時(shí)或6天；所用固體培養(yǎng)基中酵母提取物可以為lg/L、l.lg/L、l.2g/L、l.3g/L、
1.4g/L、l.5g/L、l.6g/L、l.7g/L、l.8g/L、l.9g/L、2.0g/L、2.2g/L、2.4g/L、2.6g/L、2.8g/L或 3.0g/L，醋酸鈉可以為 1.5g/L、l.6g/L、l.7g/L、l.8g/L、2.0g/L、2.2g/L、2.3g/L、2.4g/L、2.5g/L、2.7g/L、2.8g/L、3.0g/L,3.2g/L、3.4g/L、3.6g/L、3.8g/L、3.9g/L 或 4g/L，瓊脂可以為 13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L 或 18g/L。
[0024]在一級(jí)種子培養(yǎng)中，培養(yǎng)溫度可以為20 °C、21°C、22 °C、23 °C、24°C、25 °C、26 V、27°〇、28°〇、29°〇或30°〇;培養(yǎng)時(shí)間可以是3天、80小時(shí)、3.5天、90小時(shí)、4天、4.5天、110小時(shí)、5天、5.5天、140小時(shí)、6天、6.5天或7天；所用液體培養(yǎng)基中蛋白胨可以為8g/L、9g/L、10g/L、llg/L 或 12g/L，葡萄糖可以為 15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L 或 25g/L。
[0025]在二級(jí)種子培養(yǎng)中，接種量按液體培養(yǎng)基的體積比可以為5 %、6 %、7 %、8 %、9 %、10%、11%、12%、13%、14%或15%;培養(yǎng)時(shí)間可以為5天、130小時(shí)、5.5天、140小時(shí)、6天、150小時(shí)、6.5天、160小時(shí)或7天。
[0026]在混合發(fā)酵培養(yǎng)中，接種量按液體培養(yǎng)基的體積比可以為5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或 20%。
[0027]在本發(fā)明所述微生物菌肥的制備方法中，步驟(2)中所述濃縮可以通過離心或壓濾來完成，目的是脫除菌懸液中的水分得到菌體濃縮物；步驟(2)所述混合物料的質(zhì)量比為0.1% -5%菌體濃縮物、10%腐殖酸、50%草炭土和35% -39.9%腐熟雞糞；其中所述濾餅可以為 0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或 5%，腐熟雞糞可以為 35%、35.4%、35.8%、36%、36.2%、36.5%、36.8%、37%、37.4 %、37.8 %、38 %、38.3 %、38.5 %、38.7 %、38.9 %、39 %、39.2 %、39.4 %、39.6 %,39.8%或 39.
[0028]第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了所述微生物菌肥在治理土壤重金屬污染中的應(yīng)用，本發(fā)明制備的微生物菌肥可用于治理土壤中鎘和鋅等重金屬污染。
[0029]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0030]本發(fā)明的真菌菌種LP-20篩選分離自土壤，屬于木霉屬，具有生物安全性，含有該真菌菌種的微生物菌肥可以有效的富集土壤中游離態(tài)的鎘離子和鋅離子，從而降低土壤中鎘和鋅的活性。菌肥中的有機(jī)肥也具有重金屬吸附特性，而且該有機(jī)肥料能夠促進(jìn)菌種LP-20對(duì)土壤中重金屬的吸附作用，并且還可以提供植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將真菌菌種LP-20和有機(jī)肥料配合形成微生物菌肥，能夠更加有效地吸附土壤中的鎘和鋅重金屬。因此，本發(fā)明提供的微生物菌肥具有充當(dāng)增產(chǎn)保肥的肥料和治理土壤重金屬污染的天然改良劑的雙重效果，是一種環(huán)境友好型、生態(tài)協(xié)調(diào)性的土壤重金屬污染治理用微生物菌肥。
【附圖說明】
[0031]圖1是不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)LP-20吸附土壤中重金屬鎘和鋅的效果圖；
[0032]圖2是不同土壤pH值對(duì)LP-20吸附土壤中重金屬鎘和鋅的效果圖；
[0033]圖3是具有不同的菌種與有機(jī)肥料混合比的微生物菌肥對(duì)吸附土壤中重金屬鎘的效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0035]實(shí)施例1菌肥中真菌菌種對(duì)±壤中重金屬鎘和鋅的吸附效果
[0036]在本實(shí)施例中，通過以下方法對(duì)真菌菌種LP-20進(jìn)行培養(yǎng)，包括以下步驟:
[0037](a)培養(yǎng)皿培養(yǎng):將真菌菌種LP-20在無菌條件下接種于固體培養(yǎng)基上，25°C下培養(yǎng)5天；
[0038](b) 一級(jí)種子培養(yǎng):將步驟(a)培養(yǎng)的菌種在無菌條件下接種于液體培養(yǎng)基，250C下培養(yǎng)5天，制得一級(jí)種子；
[0039](c) 二級(jí)種子培養(yǎng):按液體培養(yǎng)基的體積比為10%的接種量，將所述一級(jí)種子接種到5L發(fā)酵罐中，曝氣，培養(yǎng)6天，制得二級(jí)種子；
[0040](d)混合發(fā)酵培養(yǎng):按液體培養(yǎng)基的體積比為10%的接種量，將二級(jí)種子接種到發(fā)酵罐(機(jī)械攪拌)中，進(jìn)行高密度