一种微生物复合菌剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种微生物复合菌剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，土壤盐渍化、贫瘠化与土壤板结问题日益突出，加之不科学施肥、农药大量残留、化肥的不合理施用等，导致耕地质量逐年下降。此外，随着农业机械化程度的提高，农民普遍使用旋耕耙犁地，地耕层浅，在板结的土壤下播种困难，严重制约产量的提高。土壤板结已成为农业生产的主要障碍之一，严重地区每年造成减产损失达10％-30％，个别地块甚至造成绝收或弃耕，直接影响到农作物产量、农产品质量和农民增产增收。

化肥造成土壤板结的原因：化肥中只有阳离子或阴离子元素，这是植物所需要的元素，植物单方面选择吸收了有用的离子，造成土壤酸化或盐碱化。土壤团粒结构的破坏致使土壤保水、保肥能力及通透性降低，造成土壤板结。

近几十年来，中国的农业种植大量使用化肥农药，使得土壤板结、土壤酸化、土传病害等一系列的问题相继出现。化学肥料及农药的长期过量使用，复种指数高和连作产生的土壤持续生产力障碍问题，引发了土壤质量健康、农产品质量安全问题。

当前，针对土壤修复主要采用化学和物理方法进行控制，然而，化学淋洗修复土壤是根据相似相容原理，借助化学/生物溶剂，将污染物溶出，再将含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理，存在工序繁琐、耗能大、易造成二次污染等问题；而许多物理方法由于受到设备条件、操作技术等限制而无法得到应用，如施加有机肥料法，施入的有机肥料易于形成腐殖质，从而促进团粒结构的形成，改变土壤结构，提高土壤肥力；压砂降低粘性：每亩地施入河砂土20～30吨，连续两年，配合施有机肥料，可使粘重土壤得到改良；通过平整土地、土壤培肥、种植耐碱作物与绿色肥料等农业生物措施，改良土壤、提高肥力；通过土壤化学改良剂改良土壤，但是大量施加后会导土壤酸化，同时种植耐盐碱作物时间成本和经济成本均较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物复合菌剂及其制备方法和应用，该微生物复合菌剂安全、环保，无二次污染等特点，并能够有效改良土壤以及改善河道水质，还能够促进粪便转化为生物有机肥，利于植物吸收。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明第一方面提供一种微生物复合菌剂，所述微生物复合菌剂由复合微生物和培养基制得；

所述复合微生物包括酵母菌、光合菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌和发酵系丝状菌；

所述培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆5～8份、海水2～6份、天然矿石粉2～6份、奶制品5～30份和去离子水1000份。

本发明微生物复合菌剂能够有效分解土壤中农药和化肥残留等土壤污染物，并能够产生多种生物活性物质，促进益生菌群增殖，抑制有害菌群，进而改善土壤团粒结构，恢复土壤活力；在微生物复合菌剂中，蚯蚓匀浆不仅能够为微生物提供营养物质，并能够对微生物进行一个筛选，提高复合菌剂中微生物的生物活性，进而提高复合菌剂的整体性能；而海水和天然矿石粉富含铁、铜、钙、硅酸、镁、锰等多种微量元素以及矿物质，能够促进微生物的繁殖发育；此外，本发明微生物复合菌剂还能够促进动物粪便中各种有机物的分解转化，提高利用率；同时还能够改善水质硬度、氯化钠和细菌含量，实现对污染水质的处理。

在本发明中，对海水不作严格限制，优选地，所述海水为深层海水，所述深层海水是指深度在30m以下的海水。

在本发明中，奶制品是指牛奶或羊奶等动物奶。

优选地，所述复合微生物由包括如下重量份微生物组成；

酵母菌10～20份、光合菌5～15份、枯草芽孢杆菌0.1～5份、地衣芽孢杆菌0.5～10份、放线菌10～30份和发酵系丝状菌20～40份。

优选地，所述微生物复合菌剂的含菌量不低于5×10

优选地，所述天然矿石粉包括金刚砂石、高岭石、电气石、黑曜石、方解石和蒙脱石中的至少一种。

本发明第二方面提供一种上述微生物复合菌剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(a)将酵母菌、光合菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌和发酵系丝状菌分别进行活化；

(b)将活化后的微生物按照配比分别接种于培养基中进行培养发酵，得到所述生物复合菌剂；

所述培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆5～8份、海水2～6份、天然矿石粉2～6份、奶制品5～30份和去离子水1000份。

本发明制备方法中通过将各微生物接种到特定培养基中，能够更好的促进各微生物的生长发育，提高其生物活性，此外，研究表明，通过在培养基中添加蚯蚓匀浆，不仅能够为各微生物提供营养物质，还能够实现对各微生物的筛选，使得筛选得到的微生物能够更好的适应土壤环境，相比未添加蚯蚓匀浆的培养基，得到的微生物复合菌剂具有更加优异的性能。

优选地，所述培养发酵在发酵罐中进行，发酵过程中在发酵罐底部通入氧气并控制发酵罐内压力为0.08～0.12Pa，温度为22～28℃，搅拌速度为120～180r/min，发酵时间为10～30天。

本发明第三方面还提供一种上述微生物复合菌剂在土壤改良、河道水处理以及生物有机肥中的应用。

本发明第四方面提供一种土壤改良方法，所述土壤改良方法包括如下步骤：

将上述微生物复合菌剂喷施于土壤中。

本发明第五方面提供一种生物有机肥，所述生物有机肥通过将上述微生物复合菌剂与动物粪便混合发酵得到。

本发明第六方面提供一种河道污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照体积比为1∶(600～1000)将权利要求1～4任一所述的微生物复合菌剂投放到河道水中进行处理6～8天，并且处理期间进行曝气。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明微生物复合菌剂能够有效分解土壤中农药和化肥残留等土壤污染物，并能够产生多种生物活性物质，促进益生菌群增殖，抑制有害菌群，进而改善土壤团粒结构，恢复土壤活力；在微生物复合菌剂中，蚯蚓匀浆不仅能够为微生物提供营养物质，并能够对微生物进行一个筛选，提高复合菌剂中微生物的生物活性，进而提高复合菌剂的整体性能；而海水和天然矿石粉富含铁、铜、钙、硅酸、镁、锰等多种微量元素以及矿物质，能够促进微生物的繁殖发育；此外，本发明微生物复合菌剂还能够促进动物粪便中各种有机物的分解转化，提高利用率；同时还能够改善水质硬度、氯化钠和细菌含量，实现对污染水质的处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实验例3中河道污水处理设备。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

以下各实施例采用的奶制品均为牛奶。

实施例1

一、微生物复合菌剂

上述微生物复合菌剂由复合微生物和培养基制得；

复合微生物由包括如下重量份微生物组成；

酵母菌20份、光合菌5份、枯草芽孢杆菌5份、地衣芽孢杆菌0.5份、放线菌10份和发酵系丝状菌40份；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆5份、深层海水6份、天然矿石粉2份、奶制品30份和去离子水1000份，天然矿石粉为蒙脱石粉。

二、制备方法

上述微生物复合菌剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(a)将酵母菌、光合菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌和发酵系丝状菌分别进行活化；

(b)将活化后的微生物按照配比分别接种于培养基中并在发酵罐中进行培养发酵，得到所述生物复合菌剂，其中，发酵过程中在发酵罐底部通入氧气并控制发酵罐内压力为0.12Pa，温度为22～28℃，搅拌速度为120r/min，发酵时间为10天；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆5份、深层海水6份、天然矿石粉2份、奶制品30份和去离子水1000份，天然矿石粉为蒙脱石粉；

上述制备得到的微生物复合菌剂的含菌量为5.6×10

实施例2

一、微生物复合菌剂

上述微生物复合菌剂由复合微生物和培养基制得；

复合微生物由包括如下重量份微生物组成；

酵母菌10份、光合菌15份、枯草芽孢杆菌0.1份、地衣芽孢杆菌10份、放线菌30份和发酵系丝状菌20份；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆8份、深层海水2份、天然矿石粉6份、奶制品5份和去离子水1000份，天然矿石粉为高岭石粉。

二、制备方法

上述微生物复合菌剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(a)将酵母菌、光合菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌和发酵系丝状菌分别进行活化；

(b)将活化后的微生物按照配比分别接种于培养基中并在发酵罐中进行培养发酵，得到所述生物复合菌剂，其中，发酵过程中在发酵罐底部通入氧气并控制发酵罐内压力为0.08Pa，温度为22～28℃，搅拌速度为180r/min，发酵时间为30天；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆8份、深层海水2份、天然矿石粉6份、奶制品5份和去离子水1000份，天然矿石粉为高岭石粉；

上述制备得到的微生物复合菌剂的含菌量为1.7×10

实施例3

一、微生物复合菌剂

上述微生物复合菌剂由复合微生物和培养基制得；

复合微生物由包括如下重量份微生物组成；

酵母菌15份、光合菌10份、枯草芽孢杆菌1份、地衣芽孢杆菌2份、放线菌20份和发酵系丝状菌30份；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆6份、深层海水4份、天然矿石粉4份、奶制品10份和去离子水1000份，天然矿石粉为电气石粉。

二、制备方法

上述微生物复合菌剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(a)将酵母菌、光合菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、放线菌和发酵系丝状菌分别进行活化；

(b)将活化后的微生物按照配比分别接种于培养基中并在发酵罐中进行培养发酵，得到所述生物复合菌剂，其中，发酵过程中在发酵罐底部通入氧气并控制发酵罐内压力为0.1Pa，温度为22～28℃，搅拌速度为150r/min，发酵时间为20天；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆6份、深层海水4份、天然矿石粉4份、奶制品10份和去离子水1000份，天然矿石粉为电气石粉；

上述制备得到的微生物复合菌剂的含菌量为7.8×10

实施例4

本实施例为一种土壤改良方法，该土壤改良方法包括如下步骤：

将上述实施例3中制备得到的微生物复合菌剂按照20kg/亩喷施于土壤中。

实施例5

本实施例为一种生物有机肥，该生物有机肥通过如下方法制得：

按照质量比为1∶100将实施例3中制备得到的微生物复合菌剂与猪粪便混合，再进行堆肥发酵60天得到生物有机肥。

实施例6

本实施例为一种河道污水处理方法，该处理方法包括如下步骤：

按照体积比为1∶800将实施例3中制得的微生物复合菌剂投放到河道水中进行处理7天，并且处理期间进行曝气。

对比例1

本对照例为一种微生物复合菌剂，该微生物复合菌剂由复合微生物和培养基制得；

复合微生物由包括如下重量份微生物组成；

酵母菌15份、光合菌10份、枯草芽孢杆菌1份、地衣芽孢杆菌2份、放线菌20份和发酵系丝状菌30份；

培养基由如下重量份原料制得：

深层海水4份、天然矿石粉4份、奶制品16份和去离子水1000份，天然矿石粉为电气石粉。

上述微生物复合菌剂的制备方法同实施例3中的制备方法。

对比例2

本对照例为一种微生物复合菌剂，该微生物复合菌剂由复合微生物和培养基制得；

酵母菌15份、光合菌10份、枯草芽孢杆菌1份、地衣芽孢杆菌2份、放线菌40份和发酵系丝状菌10份；

培养基由如下重量份原料制得：

蚯蚓匀浆6份、深层海水4份、天然矿石粉4份、奶制品10份和去离子水1000份，天然矿石粉为电气石粉。

上述微生物复合菌剂的制备方法同实施例3中的制备方法。

实验例1

供试土壤：宁夏固原市周边板结土壤

实验设计：将板结土壤分为7块相同大小，并且互不影响的区域，同时保证其外界环境无差异。实验前检测土壤的硬度、土壤中农药的残留量以及土壤中重金属的含量；其中5块分别按照10千克/亩、15千克/亩、20千克/亩、25千克/亩、0千克/亩喷施实施例3制备得到的微生物复合菌剂，6～7块分别按照25kg/亩喷施对照例1～2制备得到的复合微生物菌剂，施菌后分别在20天、40天和60天三次调查其各项指数，试验结果具体见表1～表3；

表1

表2

表3

由表1～表3数据可知：

本申请实施例制备得到的微生物复合菌剂能够有效改善土壤板结硬度，并能够降低农药残留以及重金属含量。

实验例2

农作物种植实验

获取实施例3以及对照例1～2中制备得到的微生物复合菌剂，

将苹果、辣椒以及花椒种植地分别分为2份互不影响的区域，(苹果树和花椒树种植年份品种均相同)，同时保证其外界环境无差异；其中一份亩施10kg实施例3制得的微生物复合菌剂，一份亩施10kg的市售常规化肥(1∶1∶1的氮磷钾肥复合肥)；然后，成熟后统计苹果树的百叶重(随机抽取)和亩产量，辣椒的平均长度(随机抽取20个辣椒)和产量，每棵花椒串数及每串平均粒数(随机抽取10串)；结果如表4～表6所示；

表4苹果树的检测结果

表5辣椒的检测结果

表6花椒的检测结果

由表4～表6数据可知：

本发明实施例制备得到的微生物复合菌剂能够有效提高农作物以及果树的产量。

实验例3

本实验例为针对河道污水的处理

本实验例涉及的设备如表7所示，

表7

处理方法为按照体积比为1∶800将实施例3中制得的微生物复合菌剂投放到河道水中进行处理7天，并且处理期间进行曝气，采用的处理设备具体如图1所示；

处理前后的河道污水水质如表8所示：

表8

由表8数据可知：

本申请实施例制备得到的微生物复合菌剂能够有效的改善河道污水水质以及降低氯化钠含量和抑制细菌数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。