本發(fā)明涉及重金屬防治領(lǐng)域，尤其涉及一種治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品及其制造方法。
背景技術(shù)：
干燥土壤重金屬污染具有污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不能自然降解、稀釋、流動，會隨著時間的延長在土壤中越發(fā)富集，危害土壤中種植的植物。近年來人們對于土壤的污染問題日益重視，為減輕重金屬對土壤的污染，人們做了許多研究，開發(fā)出了各種不同的處理技術(shù)，一是活化作用，主要利用不同的手段增加土壤中重金屬的活動性，最終將重金屬從土壤中排除出去；二是固定化作用，利用不同的手段將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的組分，使其難以被作物利用而達(dá)到保護(hù)作物的目的。
目前的修復(fù)方法主要包括電動修復(fù)方法、化學(xué)淋洗方法以及植物修復(fù)方法等，這類方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠清除土壤中的重金屬，但是應(yīng)用中存在著耗能高、難于實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)等缺點(diǎn)。相對于活化方法來說，固定方法雖然不能實(shí)現(xiàn)重金屬的去除，但是操作簡便、成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)，傳統(tǒng)的的固定化方法主要是向土壤中添加不同類型的化學(xué)物質(zhì)，與重金屬發(fā)生吸附、螯合和沉淀作用來實(shí)現(xiàn)重金屬的固定化。
在國內(nèi)已申請的相關(guān)專利中，并沒有專門針對干燥土壤進(jìn)行微生物治理的相關(guān)技術(shù)資料。在相近領(lǐng)域中，專利《一種重金屬污染土壤的微生物修復(fù)方法》（申請?zhí)枺?01110122739.6，公開日：2011-11-16）公開了一種利用球形紅細(xì)菌制劑配合淹水治理土壤的方法，其工作原理主要為利用球形紅細(xì)菌在富水厭氧環(huán)境下大量繁殖后吸附重金屬，再經(jīng)由水滲入地下降低土壤中的重金屬濃度，但其在治理過程中土壤不能用于種植作業(yè)，經(jīng)濟(jì)成本高，另一方面，也不適用于缺水、沙化或鹽堿化的土壤，應(yīng)用范圍有限；專利《重金屬污染土壤微生物修復(fù)劑及其應(yīng)用》（申請?zhí)枺?01410682558.2，公開日：2015-04-22）公開了一種采用枯草芽孢桿菌和熱帶假絲酵母作為有效成份的重金屬污染土壤治理劑，該發(fā)明的生物修復(fù)劑可以吸附一定比例的重金屬，并可在土壤中存留一段時間，但熱帶假絲酵母屬厭氧菌類，在干燥通風(fēng)的土壤中無法長期存活，另一方面，有效菌株類太少，由于每種微生物都有其局限，因此其治理土壤的效果既不長效、也不全面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種適用于干燥或沙化的中性或堿性土壤，同時具有降解重金屬和促植物生長作用，長期有效用，有效成份功能互補(bǔ)的治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品及其制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明的治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品由以下重量份的粉末機(jī)械混合而成：含菌玉米粉50-70份，含菌米糠粉15-25份，含菌花生餅粉10-20份，含菌豆餅粉5-10份；所述含菌玉米粉內(nèi)培養(yǎng)有處于生長對數(shù)期的節(jié)桿菌屬細(xì)菌，細(xì)菌濃度范圍為100 億cfu/g-200億cfu/g；所述米糠粉內(nèi)培養(yǎng)有處于生長對數(shù)期的枯草芽孢桿菌，細(xì)菌濃度范圍為50億cfu/g-200億cfu/g；所述含菌花生餅粉內(nèi)培養(yǎng)有白腐真菌，白腐真菌濃度范圍為10億cfu/g-100億cfu/g；所述含菌豆餅粉內(nèi)培養(yǎng)有處于生長對數(shù)期的側(cè)孢短芽孢桿菌，細(xì)菌濃度范圍為50億cfu/g -200億cfu/g。
上述的治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品，其中：所述節(jié)桿菌屬細(xì)菌為從干燥沙土中提取的節(jié)桿菌屬細(xì)菌，優(yōu)選采集地為新疆。
上述的治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品，其中：所述白腐真菌為經(jīng)含Pb2+、Cu2+的溶劑水馴化的白腐真菌，優(yōu)選為多孔菌屬白腐真菌。
上述的治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品，其中：所述枯草芽孢桿菌為采用平板劃線法進(jìn)行純化后獲得。
上述治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品的制造及使用方法，包括以下步驟：
①準(zhǔn)備營養(yǎng)基粉：選用玉米、米糠、花生、黃豆，經(jīng)過榨油、干貨提取、烘干制餅、機(jī)械磨粉等步驟分別制得玉米粉、米糠粉、花生餅粉和豆餅粉，所述烘干制餅為低溫烘培制餅，將獲得的玉米粉、米糠粉、花生餅粉和豆餅粉進(jìn)行分裝，再高溫殺菌后封存待用；
②微生物培養(yǎng)：培養(yǎng)并純化節(jié)桿菌屬細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、白腐真菌和側(cè)孢短芽孢桿菌，至獲得各菌種對數(shù)期的足夠菌株；
③按權(quán)利要求1所述比例和配方將步驟②獲得的菌株移植到步驟①制取的對應(yīng)營養(yǎng)基粉當(dāng)中，在28℃-32℃下保存1天，獲得對應(yīng)的含菌營養(yǎng)粉末；
④將步驟③獲得的含菌營養(yǎng)粉末按權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)進(jìn)行混合及機(jī)械攪拌，攪拌速度為20-100r/min，制得所述治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)：四種微生物均為好氧菌、需氧菌或兼性厭氧菌，能適應(yīng)在干燥通風(fēng)的土壤或沙土中長期生存；白腐真菌可將土壤中的植物根系、枯死的莖桿分解為植物可用的營養(yǎng)素，同時分泌出大量酶，可將重金屬進(jìn)行胞外沉淀，降毒后固化在土壤中，防止作物吸收，優(yōu)選的經(jīng)馴化的白腐真菌更是對鉛、銅污染效果顯著；枯草芽孢桿菌同樣具有分解植物纖維、促進(jìn)植物對營養(yǎng)素吸收的作用，另外其還可以胞外吸附較多種類的重金屬，使重金屬污染治理更加全面；側(cè)孢短芽孢桿菌不僅能吸附較多種類的重金屬，而且對線蟲及翅目類昆蟲的幼蟲有明顯的殺傷效果，有效地防止了病蟲害的發(fā)生；節(jié)桿菌屬細(xì)菌，尤其是優(yōu)選的新疆沙土上采集的節(jié)桿菌屬細(xì)菌，生命力頑強(qiáng)，存活時間長，耐缺水、干旱環(huán)境，同時能吸附多種重金屬，尤其對是Cu、Zn、Cr和Pb降解率都在85%以上；枯草芽孢桿菌和白腐真菌在分解植物纖維時產(chǎn)生可代謝弱酸，處于鹽堿地時可中和一部分堿，降低土壤PH值，并使其不易板結(jié)，或處于非堿性環(huán)境，該弱酸可自然水解，不會導(dǎo)至土壤PH值變化。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
本發(fā)明的治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品由以下重量份的粉末機(jī)械混合而成：含菌玉米粉50-70份，含菌米糠粉15-25份，含菌花生餅粉10-20份，含菌豆餅粉5-10份；所述含菌玉米粉內(nèi)培養(yǎng)有處于生長對數(shù)期的節(jié)桿菌屬細(xì)菌，該節(jié)桿菌屬細(xì)菌為在新疆干燥沙土中提取的節(jié)桿菌屬細(xì)菌，細(xì)菌濃度范圍為100 億cfu/g-200億cfu/g；所述米糠粉內(nèi)培養(yǎng)有處于生長對數(shù)期的枯草芽孢桿菌，所述枯草芽孢桿菌為采用平板劃線法進(jìn)行純化后獲得，細(xì)菌濃度范圍為50億cfu/g-200億cfu/g；所述含菌花生餅粉內(nèi)培養(yǎng)有經(jīng)含Pb2+、Cu2+的溶劑水馴化的多孔菌屬白腐真菌，白腐真菌濃度范圍為10億cfu/g-100億cfu/g；所述含菌豆餅粉內(nèi)培養(yǎng)有處于生長對數(shù)期的側(cè)孢短芽孢桿菌，細(xì)菌濃度范圍為50億cfu/g -200億cfu/g。
上述治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品的制造及使用方法，包括以下步驟：
①準(zhǔn)備營養(yǎng)基粉：選用玉米、米糠、花生、黃豆，經(jīng)過榨油、干貨提取、烘干制餅、機(jī)械磨粉等步驟分別制得玉米粉、米糠粉、花生餅粉和豆餅粉，所述烘干制餅為低溫烘培制餅，將獲得的玉米粉、米糠粉、花生餅粉和豆餅粉進(jìn)行分裝，再高溫殺菌后封存待用；
②微生物培養(yǎng)：培養(yǎng)并純化節(jié)桿菌屬細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、白腐真菌和側(cè)孢短芽孢桿菌，至獲得各菌種對數(shù)期的足夠菌株；
③按權(quán)利要求1所述比例和配方將步驟②獲得的菌株移植到步驟①制取的對應(yīng)營養(yǎng)基粉當(dāng)中，在28℃-32℃下保存1天，獲得對應(yīng)的含菌營養(yǎng)粉末；
④將步驟③獲得的含菌營養(yǎng)粉末按權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)進(jìn)行混合及機(jī)械攪拌，攪拌速度為20-100r/min，制得所述治理重金屬污染干旱土壤的微生物粉末制品。
應(yīng)用本微生物粉末制品的具體步驟為：
①在被重金屬污染的干旱土壤表面按10-20kg/畝的比例均勻施加微生物制品。
②對沙土進(jìn)行耕犁、翻混，并以保持土地常規(guī)含水量不變的灌溉速度定期施水。
③每2-3個月重復(fù)步驟①-②一次，即可將被重金屬污染的沙土地修復(fù)為相對良性的土壤。
本實(shí)施例在實(shí)驗(yàn)田里進(jìn)行實(shí)地效果驗(yàn)證，情況如下：取寧夏省銀川市某重金屬污染沙地作為實(shí)驗(yàn)地，分別取間距十米以上的沙土進(jìn)行測量后取平均值，其中Pb含量以重量計(jì)為73.26mg/kg，Cu含量為51.58mg/kg，Zn含量以重量計(jì)為153.13mg/kg，Cd含量為0.472mg/kg；經(jīng)按本實(shí)施例配方以20kg/畝的比例撒于目標(biāo)沙土表面，然后采用機(jī)械物理翻混，一個月后再以同樣方式進(jìn)行檢測，結(jié)果為：其中Pb含量以重量計(jì)為30.25mg/kg，Cu含量為25.13mg/kg，Zn含量以重量計(jì)為87.04mg/kg，Cd含量為0.153mg/kg；以同樣的方式繼續(xù)治理一個月后再以同樣方式進(jìn)行檢測，結(jié)果為：其中Pb含量以重量計(jì)為14.10mg/kg，Cu含量為12.07mg/kg，Zn含量以重量計(jì)為57.02mg/kg，Cd含量為0.108mg/kg。
國家標(biāo)準(zhǔn)為：Pb（鉛）含量以重量計(jì)不大于35mg/kg，Cu（銅）含量以重量計(jì)不大于35mg/kg，Zn（鋅）含量以重量計(jì)不大于100mg/kg，Cd（鎘）含量以重量計(jì)不大于0.20 mg/kg。
本發(fā)明的重金屬污染土壤的細(xì)菌粉末制品治理土壤的工作原理為：
本發(fā)明選用的有效成份菌株均可適應(yīng)干燥、沙化、通風(fēng)的土壤；其中，白腐真菌可將土壤中的植物根系、枯死的莖桿分解為植物可用的營養(yǎng)素，同時分泌出大量酶，可將重金屬進(jìn)行胞外沉淀，降毒后固化在土壤中，防止作物吸收，優(yōu)選的經(jīng)馴化的白腐真菌更是對鉛、銅污染效果顯著；枯草芽孢桿菌同樣具有分解植物纖維、促進(jìn)植物對營養(yǎng)素吸收的作用，另外其還可以胞外吸附較多種類的重金屬，使重金屬污染治理更加全面；側(cè)孢短芽孢桿菌不僅能吸附較多種類的重金屬，而且對線蟲及翅目類昆蟲的幼蟲有明顯的殺傷效果，有效地防止了病蟲害的發(fā)生；節(jié)桿菌屬細(xì)菌，尤其是優(yōu)選的新疆沙土上采集的節(jié)桿菌屬細(xì)菌，生命力頑強(qiáng)，存活時間長，耐缺水、干旱環(huán)境，同時能吸附多種重金屬，尤其對是Cu、Zn、Cr和Pb降解率都在85%以上；枯草芽孢桿菌和白腐真菌在分解植物纖維時產(chǎn)生可代謝弱酸，處于鹽堿地時可中和一部分堿，降低土壤PH值，并使其不易板結(jié)，或處于非堿性環(huán)境，該弱酸可自然水解，不會導(dǎo)至土壤PH值變化。
本發(fā)明尤其適用于缺水、干旱土壤，特別是附近有鉛、銅相關(guān)的治金廠礦或重工廠的區(qū)域。
對所公開的實(shí)施例的上述說明，僅為了使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。