本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沙化土壤的微生物修復(fù)劑，該微生物修復(fù)劑的制備方法，以及其使用方法。

背景技術(shù)：

我國的土壤分布國情表明我國是世界上沙漠化土地最多的國家之一，也是受沙漠化危害最為嚴(yán)重的國家之一，特別是在北方干旱半干旱地區(qū)，土地沙漠化的面積逐年擴(kuò)增。日益擴(kuò)增的土地沙化退化，已導(dǎo)致我國的生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重惡化，水土流失加劇，沙塵暴頻發(fā)，研發(fā)防治和修復(fù)土地沙漠化的方法已刻不容緩。

目前，修復(fù)和治理土地沙漠化的常用方法包括以下三種：

(1)植物修復(fù)技術(shù)。該方法主要采用保護(hù)性耕作、退耕還林還草和圍欄封育技術(shù)三類方式，三類方式均具有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，是現(xiàn)階段被廣泛采用的沙漠治理和防范技術(shù)，其重點(diǎn)是在與沙化防范和沙化初期的治理修復(fù)工作，但是對于大面積的沙化土地的治理，不能達(dá)到返綠的效果。

(2)化學(xué)修復(fù)技術(shù)。該方法主要是采用功能性高分子材料的應(yīng)用，通過高分子材料制成防護(hù)土壤的覆蓋層、綠化用的被膜層，中間夾有植物種子、有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)及緩釋肥料等，達(dá)到固沙返綠的治理效果。該方法在環(huán)境保護(hù)和工藝生產(chǎn)技術(shù)方面存在重大缺陷，其一是由于生產(chǎn)被膜的原料是化工原料PVA，降解性能差；其二是工藝技術(shù)成本很高，由于我國沙漠化土地面積巨大，在推廣應(yīng)用方面存在一定困難。

(3)微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)是通過培育各類微生物特別是絲狀菌、真菌及放線菌粘結(jié)土壤顆粒形成團(tuán)聚體，分解土壤中的有機(jī)質(zhì)和各類纖維素、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，形成具有酶活性的土壤，促進(jìn)有機(jī)化合物循環(huán)，改良沙土性質(zhì)，促進(jìn)了結(jié)皮層的形成。由于土壤微生物能生活在各種極端環(huán)境中，具有廣泛的生態(tài)適應(yīng)性，因此在降水稀少的荒漠地區(qū)，許多耐旱、耐高溫的土壤微生物種類仍然能夠生活在沙土的表面，在荒漠地表生物結(jié)皮各階段起十分重要的作用，因此微生物修復(fù)技術(shù)用于修復(fù)沙化土壤前景巨大。

由于我國沙化土壤面積大，沙化的修復(fù)治理較其他性質(zhì)的土壤修復(fù)困難，且微生物修復(fù)技術(shù)研發(fā)還不夠成熟，現(xiàn)有的微生物修復(fù)方法很難在沙化土壤治理中起到較好的效果。另外，尚沒有開發(fā)出一種將化學(xué)修復(fù)與微生物修復(fù)完美結(jié)合的防治沙化土壤的方法，能否提供一種新的方法用于沙化土壤的治理，成為目前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述技術(shù)問題，而提供一種沙化土壤的微生物修復(fù)劑，以及該微生復(fù)修復(fù)劑的制備方法和使用方法，將其用于沙化土壤的修復(fù)治理，能夠起到很好的防治和修復(fù)效果。

本發(fā)明的目的之一是提供一種沙化土壤的微生物修復(fù)劑，所述微生物修復(fù)劑，按重量份計(jì)，由以下組分組成：微生物發(fā)酵菌液10-20份、人造腐殖酸8-10份、土壤保水劑30-50份、海泡石25-35份；所述微生物發(fā)酵菌液包括枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和鏈霉菌的混合發(fā)酵菌液。

本發(fā)明的微生物修復(fù)劑是將化學(xué)修復(fù)與微生物修復(fù)進(jìn)行結(jié)合的專門針對沙化土壤的修復(fù)，該微生物修復(fù)劑采用了微生物發(fā)酵菌液作為微生物修復(fù)制劑，通過選擇在沙化土壤中具有較強(qiáng)適應(yīng)力的微生物菌種，并采用人造腐殖酸作為化學(xué)修復(fù)制劑，二者相互結(jié)合，對于沙化土壤的修復(fù)起到了很好的恢復(fù)效果。

研究過程中申請人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的微生物發(fā)酵菌液和人造腐殖酸并不能通過簡單混合實(shí)現(xiàn)良好的恢復(fù)效果，由于微生物發(fā)酵菌液中微生物的活性在沙化土壤中容易受到影響，且人造腐殖酸中含有的微生物會與微生物發(fā)酵菌液中的微生物產(chǎn)生拮抗競爭作用，從而影響了微生物修復(fù)劑的防治效果。發(fā)明人通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過向其中加入海泡石，能夠起到很好的協(xié)調(diào)增效作用，由于海泡石的比表面積非常大，具有強(qiáng)大的吸附能力，且可以作為微生物發(fā)酵菌液的良好載體，海泡石可以將微生物發(fā)酵菌液吸附在其表面，并從土壤中吸附有機(jī)質(zhì)供給微生物營養(yǎng)，從而保證了微生物發(fā)酵菌液中的菌種能夠在海泡石表面保持長時間的活性，很好地解決了微生物發(fā)酵菌液與人造腐殖酸應(yīng)用效果受限的問題。

本發(fā)明進(jìn)一步在微生物修復(fù)劑組分中加入土壤保水劑，土壤保水劑具有較強(qiáng)的吸水和保水作用，能夠在初期的惡化環(huán)境里對微生物起到緩沖作用，進(jìn)一步維持后期微生物的活性，從而發(fā)揮良好的修復(fù)效果，并為微生物活動提供水分環(huán)境。

進(jìn)一步的，所述微生物發(fā)酵菌液中各菌種加入的重量百分比為：枯草芽孢桿菌50-55％，產(chǎn)朊假絲酵母30-35％，鏈霉菌10-15％，由于不同微生物之間容易存在拮抗競爭作用，因此各菌種的百分占比要合理分配，本發(fā)明以該菌種的重量百分比進(jìn)行添加，起到了非常好的沙化修復(fù)效果。

進(jìn)一步的，所述微生物發(fā)酵菌液中各菌種的含量為：

枯草芽孢桿菌：1*10⁷-1*10⁹個活菌/g；

產(chǎn)朊假絲酵母：5*10⁵-5*10⁶個活菌/g；

鏈霉菌：1*10⁶-1*10⁷個活菌/g。

上述菌種的含量是充分依據(jù)沙化土壤中的水分環(huán)境和有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行設(shè)定，能夠最佳化保持各菌種的活動環(huán)境，起到很好的修復(fù)效果。

進(jìn)一步的，所述人造腐殖酸為蓖麻或蓖麻與蓖麻子的混合物經(jīng)微生物降解而得。由于蓖麻適宜生長在熱帶或南方溫度較高的地區(qū)，因此采用蓖麻降解制得的人造腐殖酸對沙化土壤能夠起到較好的修復(fù)效果，該人造腐殖酸含有的微生物適宜在沙化地區(qū)生長存活，且申請人發(fā)現(xiàn)，采用蓖麻制備得到的人造腐殖酸與本發(fā)明中的微生物發(fā)酵菌液之間，微生物的拮抗作用較弱，土壤修復(fù)效果較好。

進(jìn)一步的，所述土壤保水劑為草炭和聚乙烯醇樹脂的混合物，所述草炭與聚乙烯醇樹脂的重量比為2:1，將草炭與聚乙烯醇樹脂按照本發(fā)明的比例添加，作為沙化土壤修復(fù)時的保水劑，效果顯著，保水能力強(qiáng)，且能夠直接向土壤或微生物發(fā)酵菌液中提供水分。

本發(fā)明的目的之二是提供一種沙化土壤微生物修復(fù)劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)分別取枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和鏈霉菌的母種在各自的培養(yǎng)基上進(jìn)行接種培養(yǎng)，獲得各菌種的發(fā)酵菌液；

(2)將步驟(1)所得各菌種的發(fā)酵菌液按比例混合，得到混合發(fā)酵菌液，所述混合發(fā)酵菌液中各菌種的重量百分比為：枯草芽孢桿菌50-55％，產(chǎn)朊假絲酵母30-35％，鏈霉菌10-15％；

(3)將步驟(2)所得混合發(fā)酵菌液先與海泡石混合均勻，然后再與人造腐殖酸進(jìn)行混合，三者的加入量按以下重量份計(jì)：微生物發(fā)酵菌液10-20份、人造腐殖酸8-10份、海泡石25-35份；

(4)將步驟(3)所得物與土壤保水劑進(jìn)行混合，得到沙化土壤微生物修復(fù)劑，所述土壤保水劑的用量為30-50份。

按照本發(fā)明的制備方法，可以獲得效果優(yōu)良的微生物修復(fù)劑，能夠協(xié)調(diào)解決微生物發(fā)酵菌液與人造腐殖酸的微生物之間的拮抗競爭關(guān)系，對沙化土壤的恢復(fù)效果好。

進(jìn)一步的，步驟(2)中所述混合發(fā)酵菌液中各菌種的含量為：

枯草芽孢桿菌：1×10⁷～1×10⁹個活菌/g；

產(chǎn)朊假絲酵母：5×10⁵～5×10⁶個活菌/g；

鏈霉菌：1×10⁶～1×10⁷個活菌/g。

進(jìn)一步的，步驟(3)中所述的人造腐殖酸為蓖麻或蓖麻與蓖麻子的混合物經(jīng)微生物降解而得。

進(jìn)一步的，步驟(4)中所述土壤保水劑為草炭和聚乙烯醇樹脂的混合物，所述草炭與聚乙烯醇樹脂的重量比為2:1。

本發(fā)明的目的之三是提供上述沙化土壤微生物修復(fù)劑的使用方法，該微生物修復(fù)劑是與基肥和復(fù)合肥混合使用，微生物修復(fù)劑的首次使用量為：3-5kg/畝，以后每半年的維護(hù)量為：1-2kg/畝。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將微生物修復(fù)方法和化學(xué)修復(fù)方法進(jìn)行結(jié)合，研制出了一種適合沙化土壤修復(fù)的微生物修復(fù)劑，該微生物修復(fù)劑中微生物的活性充分，能夠在沙化環(huán)境下長時間生存，且本發(fā)明的微生物發(fā)酵菌液與人造腐殖酸中的微生物可以很好共存，起到協(xié)同增效的作用，對沙化土壤的恢復(fù)起到了很好的效果。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要指出的是，以下實(shí)施例僅僅用于對本發(fā)明進(jìn)行解釋和說明，并不用于限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容所做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種沙化土壤的微生物修復(fù)劑，按照以下方法制備而成：

(1)分別取枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和鏈霉菌的母種在各自的培養(yǎng)基上進(jìn)行接種培養(yǎng)，獲得各菌種的發(fā)酵菌液；

(2)將步驟(1)所得各菌種的發(fā)酵菌液按比例混合，得到混合發(fā)酵菌液，所述混合發(fā)酵菌液中各菌種的重量百分比為：枯草芽孢桿菌50％，產(chǎn)朊假絲酵母35％，鏈霉菌15％；

(3)將步驟(2)所得混合發(fā)酵菌液先與海泡石混合均勻，然后再與人造腐殖酸進(jìn)行混合，三者的加入量按以下重量份計(jì)：微生物發(fā)酵菌液10份、人造腐殖酸8份、海泡石25份；

(4)將步驟(3)所得物與土壤保水劑進(jìn)行混合，得到沙化土壤微生物修復(fù)劑，所述土壤保水劑的用量為30份。

實(shí)施例2

一種沙化土壤的微生物修復(fù)劑，按照以下方法制備而成：

(1)分別取枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和鏈霉菌的母種在各自的培養(yǎng)基上進(jìn)行接種培養(yǎng)，獲得各菌種的發(fā)酵菌液；

(2)將步驟(1)所得各菌種的發(fā)酵菌液按比例混合，得到混合發(fā)酵菌液，所述混合發(fā)酵菌液中各菌種的重量百分比為：枯草芽孢桿菌55％，產(chǎn)朊假絲酵母30％，鏈霉菌15％；

(3)將步驟(2)所得混合發(fā)酵菌液先與海泡石混合均勻，然后再與人造腐殖酸進(jìn)行混合，三者的加入量按以下重量份計(jì)：微生物發(fā)酵菌液20份、人造腐殖酸10份、海泡石35份；

(4)將步驟(3)所得物與土壤保水劑進(jìn)行混合，得到沙化土壤微生物修復(fù)劑，所述土壤保水劑的用量為50份。

實(shí)施例3

一種沙化土壤的微生物修復(fù)劑，按照以下方法制備而成：

(1)分別取枯草芽孢桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母和鏈霉菌的母種在各自的培養(yǎng)基上進(jìn)行接種培養(yǎng)，獲得各菌種的發(fā)酵菌液；

(2)將步驟(1)所得各菌種的發(fā)酵菌液按比例混合，得到混合發(fā)酵菌液，所述混合發(fā)酵菌液中各菌種的重量百分比為：枯草芽孢桿菌55％，產(chǎn)朊假絲酵母35％，鏈霉菌10％；

(3)將步驟(2)所得混合發(fā)酵菌液先與海泡石混合均勻，然后再與人造腐殖酸進(jìn)行混合，三者的加入量按以下重量份計(jì)：微生物發(fā)酵菌液15份、人造腐殖酸9份、海泡石30份；

(4)將步驟(3)所得物與土壤保水劑進(jìn)行混合，得到沙化土壤微生物修復(fù)劑，所述土壤保水劑的用量為40份。

對比實(shí)施例1

按照實(shí)施例1的方法制備微生物修復(fù)劑，區(qū)別在于：步驟(3)中不添加海泡石，直接將混合發(fā)酵菌液與人造腐殖酸混合，再進(jìn)行步驟(4)的操作。

對比實(shí)施例2

按照實(shí)施例2的方法制備微生物修復(fù)劑，區(qū)別在于：步驟(3)中的海泡石替換為粘土，用量保持不變。

對比實(shí)施例3

按照實(shí)施例3的方法制備微生物修復(fù)劑，區(qū)別在于：步驟(2)中將混合發(fā)酵菌液中各菌種的重量百分比調(diào)整為：枯草芽孢桿菌40％，產(chǎn)朊假絲酵母40％，鏈霉菌20％。

實(shí)用例1

將實(shí)施例1-3所得微生物修復(fù)劑用于內(nèi)蒙古赤峰市某沙化土壤的修復(fù)，該地區(qū)的總沙化面積達(dá)80％以上，土壤含水量低于1％，按照以下方法進(jìn)行土壤修復(fù)工作：微生物修復(fù)劑首次使用量為：3kg/畝，以后每半年的維護(hù)量為：1kg/畝，并與基肥和復(fù)合肥混合使用，基肥和復(fù)合肥按照通常用量施用，從2012年10月開始，總共維護(hù)3年，微生物修復(fù)劑施用半年后，即在2013年4月開始種植春小麥種子，20天后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率，2年后植物成活率、植被蓋度和土壤含水量，所得結(jié)果如表1所示：

表1

從表1可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1-3中的微生復(fù)修復(fù)劑對沙化土壤的修復(fù)效果較好，植物生長性能好。

應(yīng)用例2

將對比實(shí)施例1-3所得微生物修復(fù)劑用于內(nèi)蒙古赤峰市某沙化土壤的修復(fù)，該地區(qū)的總沙化面積達(dá)80％以上，土壤含水量低于1％，按照以下方法進(jìn)行土壤修復(fù)工作：微生物修復(fù)劑首次使用量為：5kg/畝，以后每半年的維護(hù)量為：2kg/畝，并與基肥和復(fù)合肥混合使用，基肥和復(fù)合肥按照通常用量施用，從2012年10月開始，總共維護(hù)3年，微生物修復(fù)劑施用半年后，即在2013年4月開始種植春小麥種子，20天后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率，2年后植物成活率、植被蓋度和土壤含水量，所得結(jié)果如表2所示：

表2

從表2可以看出，不采用本發(fā)明的修復(fù)劑進(jìn)行沙化土壤的恢復(fù)，土壤含水量較低，植物生長較差，修復(fù)效果不顯著。