CN106916756A

CN106916756A - 真菌菌株，微生物菌剂，秸秆土壤修复剂及其应用

Info

Publication number: CN106916756A
Application number: CN201710227625.5A
Authority: CN
Inventors: 王�锋; 王菲; 刘宇晗; 王士中; 王楠; 谢英轩
Original assignee: Beijing Lvan Chuanghua Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Lvan Chuanghua Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2037-04-10
Also published as: CN106916756B

Abstract

本发明涉及微生物应用技术领域，具体而言，涉及一种真菌菌株，微生物菌剂，秸秆土壤修复剂及其制备方法与应用。所述菌株为棘孢木霉WL，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.13766；保藏时间为：2017年03月23日。所述的菌株具有富集重金属物质的作用，且具有纤维素类降解功能，可很好的用于秸秆降解及土壤修复。含有该菌株的微生物菌剂在秸秆降解及后续的土壤的应用更加方便和有效。该秸秆土壤修复剂由上述菌剂和秸秆发酵制得，不仅克服了现有农村秸秆消纳的困难，而且变废为宝，农村废弃的秸秆变成土壤修复剂，能修复盐碱土地，去除污染土地的重金属和石化类的污染源，没有任何的副作用和二次污染的危险。

Description

真菌菌株，微生物菌剂，秸秆土壤修复剂及其应用

技术领域

本发明涉及微生物应用技术领域，具体而言，涉及一种真菌菌株，微生物菌剂，秸秆土壤修复剂及其制备方法与应用。

背景技术

与大气和水污染相比，土壤修复显得更加困难。农业部农产品产地土壤重金属污染防治专家组成员、中国农业大学资源与环境学院教授苏德纯表示，不仅土壤污染危害严重，并且与一些有机污染物不同，土壤中的重金属无法降解，与土壤分离难度非常大，修复非常困难。土壤重金属污染物主要是汞、铅、铜、锌、铬、镍、锡以及金属砷等。目前，土壤治理技术有很多，可以说是各有利弊，从国内外各种有关重金属污染治理方面的文献报道可以发现，其治理途径大都采用物理法、化学法和生物法。物理方法效果好，不受土壤条件的限制，但需要大量的人力、物力和财力，且投资大、见效缓慢，还会破坏土壤结构以及土壤微生物；化学方法见效快，但往往投资昂贵、需用复杂的设备条件、打乱土层结构和易带来二次污染等，对大面积的污染更是无可奈何，因此，这些方法都不能从根本上解决问题。随着人们对环境保护的日益重视，迫切需要找到一条在不破坏土壤物理化学性质的情况下来治理重金属污染土壤的新途径，因而生物修复是首选方法。

秸秆处理是目前农村最头痛的问题，每年收获季节后焚烧秸秆污染环境，严重污染空气增加PM2.5，严重时候让航班无法起降。基于此，我国政府一直鼓励农民秸秆还田，秸杆还田是一项传统的农业措施，对提高土壤有机质含量，保持土壤肥力，实现农业的可持续发展具有重要的意义。近年来，随着农业机械化和微生物技术(微生物制剂)的发展，秸杆直接还田普遍得到重视，并在全国范围内大量推广应用。在一定程度上纠正了焚烧秸杆的浪费现象，减少了对大气环境和生态环境的破坏，同时培肥了地力，有效提高了土壤有机质含量。

受到污染的土壤被修复后，往往会由于土壤中有机质的缺失而依然不能用于农作物生长，而秸秆被微生物降解后则会产生大量的有机物，是土壤肥料的有效来源。因此，若能提供一种有效的将土壤修复与秸秆消纳相结合的技术，无疑可以起到事半功倍的效果。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种真菌菌株，所述的菌株具有络合富集重金属物质的作用，且具有纤维素类降解功能，可很好的用于秸秆降解及土壤修复。

本发明的第二目的在于提供一种含有该菌株的微生物菌剂，从而使得该菌株在秸秆降解及后续的土壤的应用更加方便和有效。

本发明的第三目的在于提供一种秸秆土壤修复剂，该秸秆土壤修复剂不仅克服了现有农村秸秆消纳的困难，而且变废为宝，农村废弃的秸秆变成土壤修复剂，能修复盐碱土地，去除污染土地的重金属和石化类的污染源，没有任何的副作用和二次污染的危险。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一株真菌菌株，所述菌株为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)WL，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.13766；保藏时间为：2017年03月23日。

该菌种拉丁学名为Trichoderma asperellum，中文学名为棘孢木霉，菌株名为WL，从重金属污染地区筛选得到。经过鉴定，该菌属于半知菌门，丝孢目，木霉属真菌。

该菌株的生物学特征为：菌落在PDA平板上27～29℃培养，3-4天扩展到10cm，初期淡黄色稀疏，菌丝在表面匍匐生长，后形成深绿色产孢区，反面白色；分生孢子球形，近球形，单个近无色，聚集时呈淡黄绿色，壁光滑。形态学特征符合棘孢木霉菌特征。

含有所述的棘孢木霉WL或其孢子的微生物菌剂也属于本申请要求保护的范围。在实际应用的过程中，考虑到其可能需要运输等原因，有必要将其扩大培养制成微生物菌剂的形式以扩大其应用范围。

上述的微生物菌菌剂，优选为液体菌剂，该液体菌剂中，培养液可优选为液体培养基、或者进一步添加葡萄糖、硫胺素、生物素和烟酸等营养物。

优选的，每毫升所述菌剂含有1×10^10～12的棘孢木霉WL孢子。

优选的，如上所述的微生物菌剂，所述微生物菌剂中还含有1×10^10～12的嗜热脂肪土芽孢杆菌活孢子。

该嗜热脂肪土芽孢杆菌购买于ThermoFisher，商品名为Culti-LoopsTM嗜热脂肪土芽孢杆菌12980TM，货号为R4601219。该菌可很好地配合棘孢木霉WL进行发酵，增加发酵效率。

优选的，如上所述的微生物菌剂，所述棘孢木霉WL与所述嗜热脂肪土芽孢杆菌活孢子的混合比例为(5～10):(0～10)。

该混合比例以活孢子数或活菌数计。

优选的，如上所述的微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂中还含有植物乳杆菌、里氏木霉、德氏乳酸乳杆菌、甲烷嗜热微球菌、嗜金属热厌氧杆菌、白色高温放线菌、枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌、柠檬酸杆菌中的一种或多种。

一种消纳秸秆的新方法，使用如上所述的微生物菌剂对秸秆进行消纳。

一种秸秆土壤修复剂，所述秸秆土壤修复剂由如上所述的微生物菌剂与发酵混合物发酵制得；

所述发酵混合物包括秸秆、污泥及生活有机垃圾。

污泥可以为微生物的生长提供必要的培养机制，且具有保持水分的功能，有机垃圾可为微生物发酵提供丰富的碳源和营养物质，使得本申请提供的菌剂中的微生物迅速生长到对数期，以缩短发酵时间。

优选的，如上所述的秸秆土壤修复剂，所诉秸秆为粒径1～5mm粉碎颗粒。

优选的，如上所述的秸秆土壤修复剂，所述秸秆、污泥及生活有机垃圾的质量比为(5～8)：(1～5)：(1～5)；

优选的，所述发酵混合物的含水量为40％～60％。

生活有机垃圾是指生活垃圾中含有有机物成分的废弃物，包括果皮、菜皮叶、剩饭菜、木头、废纸、菜皮等。

如上所述的秸秆土壤修复剂在盐碱土壤的原位修复中的应用。

如上所述的秸秆土壤修复剂在土壤重金属修复中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)变废为宝。解决了秸秆处理的难题，变垃圾为资源。同时发酵时也可以将城市有机垃圾废物利用；具有生产和应用优势：投资少，能耗低，来源广泛。

(2)解决了土地重金属污染和盐碱地问题，同时把土壤修复优良土壤。秸秆土壤修复剂含有大量的有益菌，以及植物生长所需的各种元素，吸附了高效固氮菌、溶磷菌、解钾菌、拮抗菌等土壤有益菌群的生物有机无机肥料，对农作物生长的促进作用明显好于现在的堆肥，有利于改善农产品品质，提高经济效益。

(3)本发明的秸秆土壤修复剂原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

本申请提供的棘孢木霉(Trichoderma asperellum)，菌株名为WL，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所；保藏时间为：2017年03月23日，保藏编号CGMCC NO.13766。经保藏中心于2017年03月23日检测为存活菌株。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供了含有棘孢木霉孢子粉的微生物菌剂及其制备方法，该方法包括如下步骤：

将保存的菌种先接到PDA培养基平板上，在28℃活化培养至产孢，将所得的孢子粉过筛(200目)，得到所述棘孢木霉孢子粉；

取孢子粉配制成浓度为1×10¹¹个孢子/mL的悬液，得微生物液体菌剂。

其中，所述及到的PDA培养基含的配置方法为：称取200g马铃薯，洗净去皮切成小块，加水1000ml煮沸半个小时，纱布过滤，再加10～20g葡萄糖，充分溶解后定容到1000ml，121度灭菌30min.。

实施例2

1)、将保存的菌种先接到PDA培养基平板上，在28℃活化培养至产孢，将所得的孢子粉过筛(200目)，得到所述棘孢木霉孢子粉；

取孢子粉配制成浓度为1×10¹¹个孢子/mL的悬液，得第一微生物液体菌剂。

2)、将嗜热脂肪土芽孢杆菌按说明书记载常规培养并计数，随后溶剂悬浮，得到第二微生物液体菌剂；

其中，第一微生物液体菌剂与第二微生物液体菌剂所用的溶剂配方均为：质量百分数8％～20％乳化剂GeronolVO/01、0.5％～5％羧甲基纤维素钠、10％～15％木质素磺酸钙、0.1％～3％丁基羟基茴香醚、3％～10％有机膨润土、0.1％～0.6％糊精、0.1％～2％防腐剂和24.4％～77.7％植物油组成。

3)、将所述第一微生物液体菌剂与第二微生物液体菌剂混合，测得所得液体菌剂中为棘孢木霉孢子的含量为1×10¹¹个/ml。所述棘孢木霉孢子与所述嗜热脂肪土芽孢杆菌活孢子的混合比例为8:5。

实施例3

在本实施例中，制备操作同实施例2，与实施例2不同的是，在本实施例中，除添加嗜热脂肪土芽孢杆菌外，还额外添加植物乳杆菌、德氏乳酸乳杆菌、甲烷嗜热微球菌、白色高温放线菌及柠檬酸杆菌，上述菌种按照等比的菌液体积配比构成的复合菌液后加入，含菌量为1-9×10¹⁰个/ml。

实施例4

本实施例提供了一种固体菌剂及其制备方法，具体包括以下步骤：

将上述实施例3制成的液体菌剂按照每1千克液体菌剂配20克滑石粉(作为固体载体)的比例加入至滑石粉中充分搅拌混匀，过滤、干燥、粉碎，即得固体菌剂。

实施例5

本实施例中，制备操作同实施例4，与实施例4不同的是，在本实施例中，所用的固体载体为奶粉、滑石粉、细沙以及粘土等比例的混合物。

实施例6

本实施例提供了秸秆土壤修复剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

利用秸秆、污泥及生活有机垃圾经过两步微生物发酵制取秸秆和树枝树叶土壤修复剂，方法简单，成本低廉。

1)、原料预处理：

a、去除发酵原料中的塑料、金属、骨头等杂质；

b、将秸秆进入破碎机，经破碎后，原料的粒径在1～5cm；

c、破碎后的秸秆与其他发酵原料混合，秸秆、污泥及生活有机垃圾的混合质量比为6：3：3。将混合后得到的物料进入搅拌机，加水调整含水率并搅拌，使得发酵物料的含水率在40％～60％。

2)、向上步中得到发酵物料加入发酵罐中，加入厌氧瘤胃微生物细菌群和纤毛虫，搅拌均匀进行预发酵。温度保持25～35℃自然发酵2～3天，快速发酵后发酵体基本腐化，木质纤维被分解。使罐内温度升至70～80℃保持2～3天，杀死草种和有害细菌；待罐内温度降至30～35℃，加入5％～10％酵母、5～12％的硅酸盐菌，搅拌均匀，控制温度在30～35℃，继续发酵3～4天；用压滤机过滤；所得滤液可作为可以重复使用发酵菌群。过滤饼可作为土壤基材料进行烘干制后续工序中加入菌种发酵。

3)、加实施例2制备得到的菌剂对上部所得发酵产物再次发酵2～3天，将菌剂与上步得到的发酵物按重量比1:1000的比例混合均匀。同时短时间温度升高到在55-85℃，保持48小时再次杀死病菌成分。

4)、让发酵后得到的产物脱水晾晒，使水分含量低于15％，将粗产品粉碎至粒径1～2mm后包装制成秸秆土壤修复剂。

实验例1

利用本发明实施例6制备得到的秸秆土壤修复剂进行土壤改良试验。

采用本发明提出的秸秆土壤修复剂对北京市大兴区养殖场污染地块A区和北京市污水处理厂污泥堆进行改良试验。具体操作为：在两地各选取2亩荒地作为试验田并检测土壤重金属含量。2014年10月施入本发明产品，后翻耕漫灌，6月5日进行播种，作物为茄子。播种前两日取土样再次进行养分检测，播种后两周进行出苗率测定。试验样地1～3施用的分别为实施例2～4提供的土壤调理剂，其施用方法为一次性撒施，将调理剂均匀撒施在土壤表层、翻耕土壤0cm～20cm，使土壤修复剂与土壤混合均匀，每亩用量300公斤。

经统计，北京市大兴区养殖场污染地块A区茄子出苗率为92％，北京市污水处理厂污泥堆的茄子出苗率为93％。茄子产量也可达到正常土地收成的80％～90％。

而若在正常种植农作物时，由于本申请提供的土壤修复剂是经过发酵秸秆后得到，因此本身也可作为肥料使用。直接施加实施例6制备得到的秸秆土壤修复剂还具有非常明显的增产作用，施用土壤修复剂可显著增加玉米的产量，用作玉米基肥，单位产量最高，亩均产量达559.04kg/亩，比传统的施用氮磷钾肥栽培方法亩产量461.13kg/亩增产21.23％。从颗粒饱满度来看，千粒重达到434.62g，比传统的施用氮磷钾肥的栽培方法的379.26g增加了14.59％。从株高来看，差异不显著。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一株真菌菌株，其特征在于，所述菌株为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)WL，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC NO.13766；保藏时间为：2017年03月23日。

2.含有权利要求1所述菌株的微生物菌剂；

优选的，每毫升所述菌剂含有1×10^10～12的棘孢木霉WL孢子。

3.根据权利要求2所述的微生物菌剂，其特征在于，每毫升所述微生物菌剂中还含有1×10^10～12的嗜热脂肪土芽孢杆菌活孢子；

优选的，所述棘孢木霉WL与所述嗜热脂肪土芽孢杆菌活孢子的混合比例为(5～10):(0～10)。

4.根据权利要求2或3所述的微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂中还含有植物乳杆菌、里氏木霉、德氏乳酸乳杆菌、甲烷嗜热微球菌、嗜金属热厌氧杆菌、白色高温放线菌、枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌、柠檬酸杆菌中的一种或多种。

5.一种消纳秸秆的新方法，其特征在于，使用权利要求2～4任一项所述的微生物菌剂对秸秆进行消纳。

6.一种秸秆土壤修复剂，其特征在于，所述秸秆土壤修复剂由权利要求2～4任一项所述的微生物菌剂与发酵混合物发酵制得；

所述发酵混合物包括秸秆、污泥及生活有机垃圾。

7.根据权利要求6所述的秸秆土壤修复剂，其特征在于，所诉秸秆为粒径1～5mm粉碎颗粒。

8.根据权利要求6所述的秸秆土壤修复剂，其特征在于，所述秸秆、污泥及生活有机垃圾的质量比为(5～8)：(1～5)：(1～5)；

优选的，所述发酵混合物的含水量为40％～60％。

9.权利要求6～8任一项所述的秸秆土壤修复剂在盐碱土壤的原位修复中的应用。

10.权利要求6～8任一项所述的秸秆土壤修复剂在土壤重金属修复中的应用。