本發(fā)明涉及微生物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種微生物菌劑，綠化垃圾土壤修復(fù)劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
與大氣和水污染相比，土壤修復(fù)顯得更加困難。農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染防治專家組成員、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教授蘇德純表示，不僅土壤污染危害嚴(yán)重，并且與一些有機(jī)污染物不同，土壤中的重金屬無法降解，與土壤分離難度非常大，修復(fù)非常困難。土壤重金屬污染物主要是汞、鉛、銅、鋅、鉻、鎳、錫以及金屬砷等。目前，土壤治理技術(shù)有很多，可以說是各有利弊，從國(guó)內(nèi)外各種有關(guān)重金屬污染治理方面的文獻(xiàn)報(bào)道可以發(fā)現(xiàn)，其治理途徑大都采用物理法、化學(xué)法和生物法。物理方法效果好，不受土壤條件的限制，但需要大量的人力、物力和財(cái)力，且投資大、見效緩慢，還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)以及土壤微生物；化學(xué)方法見效快，但往往投資昂貴、需用復(fù)雜的設(shè)備條件、打亂土層結(jié)構(gòu)和易帶來二次污染等，對(duì)大面積的污染更是無可奈何，因此，這些方法都不能從根本上解決問題。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，迫切需要找到一條在不破壞土壤物理化學(xué)性質(zhì)的情況下來治理重金屬污染土壤的新途徑，因而生物修復(fù)是首選方法。
為了美化城市，城市街頭種滿了各種樹木、花草，環(huán)衛(wèi)工人們需要經(jīng)常修剪樹枝、打掃樹葉，尤其是到秋冬天，會(huì)產(chǎn)生大量的樹葉及花草枯枝，通常這些樹枝、樹葉由環(huán)衛(wèi)工人清掃后裝車運(yùn)走進(jìn)行處理。以銀川市為例，銀川的建成區(qū)綠地面積達(dá)6817.1公頃，每年產(chǎn)生的植物垃圾可達(dá)300萬立方米以上，約100多萬噸，但是植物垃圾的消納處理量?jī)H5萬方1.7噸，很大一部分植物垃圾處于“裸奔”狀態(tài)。植物垃圾的傳統(tǒng)處理方法主要以焚燒和填埋為主，這不僅浪費(fèi)資源，還對(duì)環(huán)境造成極大的污染。因此，如何用更科學(xué)的辦法解決植物廢棄物問題，一直是困擾城市環(huán)境管理者的難題。
受到污染的土壤被修復(fù)后，往往會(huì)由于土壤中有機(jī)質(zhì)的缺失而依然不能用于農(nóng)作物生長(zhǎng)，而綠化垃圾被微生物降解后則會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)物，是土壤肥料的有效來源。因此，若能提供一種有效的將土壤修復(fù)與綠化垃圾消納相結(jié)合的技術(shù)，無疑可以起到事半功倍的效果。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種微生物菌劑，該菌劑中含有申請(qǐng)人自行分離得到的棘孢木霉，棘孢木霉菌株具有富集重金屬物質(zhì)的作用，且具有纖維素類降解功能，可很好的用于綠化垃圾降解及土壤修復(fù)。通過將該菌株與其他兩種菌株的合理配比，從而使得該菌株在綠化垃圾降解及后續(xù)的土壤的應(yīng)用更加方便和有效。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種綠化垃圾土壤修復(fù)劑，該綠化垃圾土壤修復(fù)劑不僅克服了現(xiàn)有城市綠化垃圾消納的困難，而且變廢為寶，廢棄的綠化垃圾變成土壤修復(fù)劑，能修復(fù)鹽堿土地，去除污染土地的重金屬和石化類的污染源，沒有任何的副作用和二次污染的危險(xiǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
一種微生物菌劑，每毫升所述菌劑含有1×1010～12的棘孢木霉WL孢子、1×1010～12的嗜熱脂肪土芽孢桿菌活孢子及1×1010～12CFU的解淀粉芽孢桿菌；
其中，棘孢木霉(Trichoderma asperellum)WL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，保藏編號(hào)為：CGMCC NO.13766；保藏時(shí)間為：2017年03月23日。
該菌種拉丁學(xué)名為Trichoderma asperellum，中文學(xué)名為棘孢木霉，菌株名為WL，從重金屬污染地區(qū)篩選得到。經(jīng)過鑒定，該菌屬于半知菌門，絲孢目，木霉屬真菌。
該菌株的生物學(xué)特征為：菌落在PDA平板上27～29℃培養(yǎng)，3-4天擴(kuò)展到10cm，初期淡黃色稀疏，菌絲在表面匍匐生長(zhǎng)，后形成深綠色產(chǎn)孢區(qū)，反面白色；分生孢子球形，近球形，單個(gè)近無色，聚集時(shí)呈淡黃綠色，壁光滑。形態(tài)學(xué)特征符合棘孢木霉菌特征。
上述的微生物菌菌劑，優(yōu)選為液體菌劑，該液體菌劑中，培養(yǎng)液可優(yōu)選為液體培養(yǎng)基、或者進(jìn)一步添加葡萄糖、硫胺素、生物素和煙酸等營(yíng)養(yǎng)物。
所述微生物菌劑中還含有1×1010～12的嗜熱脂肪土芽孢桿菌活孢子及1×1010～12CFU的解淀粉芽孢桿菌。
該嗜熱脂肪土芽孢桿菌購(gòu)買于ThermoFisher，商品名為Culti-LoopsTM嗜熱脂肪土芽孢桿菌12980TM，貨號(hào)為R4601219。
該解淀粉芽孢桿菌購(gòu)買于上海莼試生物技術(shù)有限公司，型號(hào)CS-JZ0114。這兩種菌可很好地配合棘孢木霉WL進(jìn)行發(fā)酵，增加發(fā)酵效率。
優(yōu)選的，如上所述的微生物菌劑，所述棘孢木霉WL、嗜熱脂肪土芽孢桿菌活孢子及解淀粉芽孢桿菌的混合比例為(5～10):(1～10):(1～5)。
該混合比例以活孢子數(shù)或活菌數(shù)計(jì)。
優(yōu)選的，如上所述的微生物菌劑，其特征在于，所述微生物菌劑中還含有植物乳桿菌、里氏木霉、德氏乳酸乳桿菌、甲烷嗜熱微球菌、嗜金屬熱厭氧桿菌、白色高溫放線菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱側(cè)孢霉、地衣芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌、檸檬酸桿菌中的一種或多種。
如上所述的微生物菌劑在綠化垃圾消納中的應(yīng)用。
一種綠化垃圾和/或有機(jī)垃圾的消納新方法使用如上所述的微生物菌劑對(duì)綠化垃圾和/或有機(jī)垃圾進(jìn)行消納。
綠化垃圾指的是落葉、枯枝以及城市綠化美化和郊區(qū)林業(yè)撫育、果樹修剪作業(yè)過程中產(chǎn)生的樹木枝干、草屑及其他修剪物等。
一種綠化垃圾土壤修復(fù)劑，所述綠化垃圾土壤修復(fù)劑由如上所述的微生物菌劑與發(fā)酵混合物發(fā)酵制得；
所述發(fā)酵混合物包括綠化垃圾、污泥及生活有機(jī)垃圾。
污泥可以為微生物的生長(zhǎng)提供必要的培養(yǎng)機(jī)制，且具有保持水分的功能，有機(jī)垃圾可為微生物發(fā)酵提供豐富的碳源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使得本申請(qǐng)?zhí)峁┑木鷦┲械奈⑸镅杆偕L(zhǎng)到對(duì)數(shù)期，以縮短發(fā)酵時(shí)間。
優(yōu)選的，如上所述的綠化垃圾土壤修復(fù)劑，所訴綠化垃圾為粒徑1～5mm粉碎顆粒。
優(yōu)選的，如上所述的綠化垃圾土壤修復(fù)劑，所述綠化垃圾、污泥及生活有機(jī)垃圾的質(zhì)量比為(5～8)：(1～5)：(1～5)；
優(yōu)選的，所述發(fā)酵混合物的含水量為40％～60％。
生活有機(jī)垃圾是指生活垃圾中含有有機(jī)物成分的廢棄物，包括果皮、菜皮葉、剩飯菜、木頭、廢紙、菜皮等。
如上所述的綠化垃圾土壤修復(fù)劑在鹽堿土壤的原位修復(fù)中的應(yīng)用。
如上所述的綠化垃圾土壤修復(fù)劑在土壤重金屬修復(fù)中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)變廢為寶。解決了綠化垃圾處理的難題，變垃圾為資源。同時(shí)發(fā)酵時(shí)也可以將城市有機(jī)垃圾廢物利用；具有生產(chǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：投資少，能耗低，來源廣泛。
(2)解決了土地重金屬污染和鹽堿地問題，同時(shí)把土壤修復(fù)優(yōu)良土壤。綠化垃圾土壤修復(fù)劑含有大量的有益菌，以及植物生長(zhǎng)所需的各種元素，吸附了高效固氮菌、溶磷菌、解鉀菌、拮抗菌等土壤有益菌群的生物有機(jī)無機(jī)肥料，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用明顯好于現(xiàn)在的堆肥，有利于改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。
(3)本發(fā)明的綠化垃圾土壤修復(fù)劑原料便宜、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。
本申請(qǐng)?zhí)峁┑募吣久?Trichoderma asperellum)，菌株名為WL，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，保藏地址為：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所；保藏時(shí)間為：2017年03月23日，保藏編號(hào)CGMCC NO.13766。經(jīng)保藏中心于2017年03月23日檢測(cè)為存活菌株。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了含有棘孢木霉孢子粉的微生物菌劑及其制備方法，該方法包括如下步驟：
1)、將保存的菌種先接到PDA培養(yǎng)基平板上，在28℃活化培養(yǎng)至產(chǎn)孢，將所得的孢子粉過篩(200目)，得到所述棘孢木霉孢子粉；
取孢子粉配制成濃度為1×1011個(gè)孢子/mL的懸液，得第一微生物液體菌劑。
其中，所述及到的PDA培養(yǎng)基含的配置方法為：稱取200g馬鈴薯，洗凈去皮切成小塊，加水1000ml煮沸半個(gè)小時(shí)，紗布過濾，再加10～20g葡萄糖，充分溶解后定容到1000ml，121度滅菌30min.。
2)、將嗜熱脂肪土芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌按說明書記載常規(guī)培養(yǎng)并計(jì)數(shù)，隨后溶劑懸浮，得到第二微生物液體菌劑；
其中，第一微生物液體菌劑與第二微生物液體菌劑所用的溶劑配方均為：質(zhì)量百分?jǐn)?shù)8％～20％乳化劑GeronolVO/01、0.5％～5％羧甲基纖維素鈉、10％～15％木質(zhì)素磺酸鈣、0.1％～3％丁基羥基茴香醚、3％～10％有機(jī)膨潤(rùn)土、0.1％～0.6％糊精、0.1％～2％防腐劑和24.4％～77.7％植物油組成。
3)、將所述第一微生物液體菌劑與第二微生物液體菌劑混合，測(cè)得所得液體菌劑中棘孢木霉孢子的含量為1×1011個(gè)/ml。所述棘孢木霉孢子與嗜熱脂肪土芽孢桿菌活孢子及解淀粉芽孢桿菌的混合比例為7:5:3。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，制備操作同實(shí)施例1，與實(shí)施例1不同的是，在本實(shí)施例中，除添加嗜熱脂肪土芽孢桿菌外，還額外添加枯草芽孢桿菌、嗜金屬熱厭氧桿菌、嗜熱側(cè)孢霉、地衣芽孢桿菌，上述菌種按照等比的菌液體積配比構(gòu)成的復(fù)合菌液后加入，含菌量為1-9×1010個(gè)/ml。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，制備操作同實(shí)施例1，與實(shí)施例1不同的是，在本實(shí)施例中，除添加嗜熱脂肪土芽孢桿菌外，還額外添加植物乳桿菌、德氏乳酸乳桿菌、甲烷嗜熱微球菌、白色高溫放線菌及檸檬酸桿菌，上述菌種按照等比的菌液體積配比構(gòu)成的復(fù)合菌液后加入，含菌量為1-9×1010個(gè)/ml。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了一種固體菌劑及其制備方法，具體包括以下步驟：
將上述實(shí)施例3制成的液體菌劑按照每1千克液體菌劑配20克滑石粉(作為固體載體)的比例加入至滑石粉中充分?jǐn)嚢杌靹?，過濾、干燥、粉碎，即得固體菌劑。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中，制備操作同實(shí)施例4，與實(shí)施例4不同的是，在本實(shí)施例中，所用的固體載體為奶粉、滑石粉、細(xì)沙以及粘土等比例的混合物。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供了綠化垃圾土壤修復(fù)劑的制備方法，該方法包括如下步驟：
利用綠化垃圾、污泥及生活有機(jī)垃圾經(jīng)過兩步微生物發(fā)酵制取綠化垃圾和樹枝樹葉土壤修復(fù)劑，方法簡(jiǎn)單，成本低廉。
1)、原料預(yù)處理：
a、去除發(fā)酵原料中的塑料、金屬、骨頭等雜質(zhì)；
b、將綠化垃圾進(jìn)入破碎機(jī)，經(jīng)破碎后，原料的粒徑在1～5cm；
c、破碎后的綠化垃圾與其他發(fā)酵原料混合，綠化垃圾、污泥及生活有機(jī)垃圾的混合質(zhì)量比為6：3：3。將混合后得到的物料進(jìn)入攪拌機(jī)，加水調(diào)整含水率并攪拌，使得發(fā)酵物料的含水率在40％～60％。
2)、向上步中得到發(fā)酵物料加入發(fā)酵罐中，加入?yún)捬趿鑫肝⑸锛?xì)菌群和纖毛蟲，攪拌均勻進(jìn)行預(yù)發(fā)酵。溫度保持25～35℃自然發(fā)酵2～3天，快速發(fā)酵后發(fā)酵體基本腐化，木質(zhì)纖維被分解。使罐內(nèi)溫度升至70～80℃保持2～3天，殺死草種和有害細(xì)菌；待罐內(nèi)溫度降至30～35℃，加入5％～10％酵母、5～12％的硅酸鹽菌，攪拌均勻，控制溫度在30～35℃，繼續(xù)發(fā)酵4～6天；用壓濾機(jī)過濾；所得濾液可作為可以重復(fù)使用發(fā)酵菌群。過濾餅可作為土壤基材料進(jìn)行烘干制后續(xù)工序中加入菌種發(fā)酵。
3)、加實(shí)施例2制備得到的菌劑對(duì)上部所得發(fā)酵產(chǎn)物再次發(fā)酵2～3天，將菌劑與上步得到的發(fā)酵物按重量比1:1000的比例混合均勻。同時(shí)短時(shí)間溫度升高到在55-85℃，保持48小時(shí)再次殺死病菌成分。
4)、讓發(fā)酵后得到的產(chǎn)物脫水晾曬，使水分含量低于15％，將粗產(chǎn)品粉碎至粒徑1～2mm后包裝制成綠化垃圾土壤修復(fù)劑。
實(shí)驗(yàn)例1
利用本發(fā)明實(shí)施例6制備得到的綠化垃圾土壤修復(fù)劑進(jìn)行土壤改良試驗(yàn)。
采用本發(fā)明提出的綠化垃圾土壤修復(fù)劑對(duì)北京市大興區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)污染地塊A區(qū)和北京市污水處理廠污泥堆進(jìn)行改良試驗(yàn)。具體操作為：在兩地各選取2畝荒地作為試驗(yàn)田并檢測(cè)土壤重金屬含量。2014年10月施入本發(fā)明產(chǎn)品，后翻耕漫灌，6月5日進(jìn)行播種，作物為茄子。播種前兩日取土樣再次進(jìn)行養(yǎng)分檢測(cè)，播種后兩周進(jìn)行出苗率測(cè)定。試驗(yàn)樣地1～3施用的分別為實(shí)施例2～4提供的土壤調(diào)理劑，其施用方法為一次性撒施，將調(diào)理劑均勻撒施在土壤表層、翻耕土壤0cm～20cm，使土壤修復(fù)劑與土壤混合均勻，每畝用量300公斤。
經(jīng)統(tǒng)計(jì)，北京市大興區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)污染地塊A區(qū)茄子出苗率為94.2％，北京市污水處理廠污泥堆的茄子出苗率為94％。茄子產(chǎn)量也可達(dá)到正常土地收成的90％以上。
而若在正常種植農(nóng)作物時(shí)，直接施加實(shí)施例6制備得到的綠化垃圾土壤修復(fù)劑還具有非常明顯的增產(chǎn)作用。施用土壤修復(fù)劑可顯著增加茄子的產(chǎn)量，茄子每公頃增產(chǎn)達(dá)9685.4kg，增產(chǎn)率為38.8％，每公頃可增收29598.9元，增產(chǎn)增收效果顯著。采用溫室盆栽的方法，施用綠化垃圾土壤修復(fù)劑對(duì)番茄生長(zhǎng)和防病的影響。結(jié)果表明，施肥后，番茄的株高、生物量明顯提高，土壤微生物群落的各項(xiàng)多樣性指數(shù)都有所提高，并降低了番茄青枯病的發(fā)生率。在對(duì)大棚秋延遲黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，施加綠化垃圾土壤修復(fù)劑可促進(jìn)黃瓜的生長(zhǎng)發(fā)育，并顯著提高秋延遲黃瓜的產(chǎn)量，比習(xí)慣施肥增產(chǎn)4966.67kg/hm2，增幅9.1％；同時(shí)，可改善黃瓜品質(zhì)。這說明本發(fā)明提供的綠化垃圾土壤修復(fù)劑還與常規(guī)肥料配套使用以達(dá)到良好的增產(chǎn)作用。
盡管已用具體實(shí)施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。