CN112500865A - 一种碱性土壤修复菌剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及微生物菌剂领域，具体公开了一种盐碱土壤修复菌剂及其制备方法，所述盐碱土壤修复菌剂包括下列重量份的物质：25～30份菌剂载体、10～15份复合菌剂和25～30份生化有机酸，所述复合菌剂包括按质量比1～2:1～2:1～2:5混合的解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、胶冻样类芽孢杆菌（Paenibacillus mucilaginosus）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megatherium）和哈茨木霉（Trichoderma harzianum）；所述菌剂载体为凹凸棒土，所述生化有机酸包括等质量混合的生化黄腐酸和棕腐酸。本申请优化了微生物菌剂的组成成分，改善了单一菌种微生物菌剂的缺陷，同时采用凹凸棒土为基质，辅助以有机酸为辅助改良材料，改善盐碱土壤修复速率，从而延长其改良寿命，最终有效改良盐碱土土壤。

Description

一种碱性土壤修复菌剂及其制备方法

技术领域

本申请涉及微生物菌剂领域，更具体地说，它涉及一种碱性土壤修复菌剂及其制备方法。

背景技术

碱性土是在人为活动和自然环境等各种因素的综合作用下，形成的发生盐碱化过程，含有大量可溶盐类，具有盐化层或碱化层，使植物不能正常生长的土壤。在该类土壤中，交换性钠不断进入土壤胶体的过程，尤其是有机-矿质吸收性复合体，又称为钠质化过程，当土壤胶体的钙离子全部被钠离子取代后，饱和的钠离子又从胶体上解吸进入土壤溶液，导致了碱性土盐分多、碱性大，土壤腐殖质易遭到淋失，土壤结构受到破坏，表现为湿时黏、干时板结，通气透水不良，栽种植物后，会造成植物萎蔫、中毒和烂根死亡。

土壤微生物是土壤肥力最活跃的因子之一，施用微生物修复菌剂可以有效修复土壤并提高土壤肥力。一些微生物代在谢过程中可产生有机酸，为土壤提供迟效氮磷钾的同时，还能改善碱性土壤的理化性质，有效降低盐碱地的pH及含盐量，提高碱性土壤有机质和养分含量，还可提高农作物的成活率与产量。

针对上述中的相关技术，发明人认为现有的微生物菌剂改良碱性土壤的方案中，仅通过微生物繁殖后代谢有机酸改良土壤pH和含盐量，效果缓慢且耐久性不高，导致改良效果缓慢，同时部分菌剂在长期的改良过程中会缓慢失活从而降低了持续修复土壤的作用。

发明内容

为了克服碱性土壤修复菌剂在碱性土壤修复过程中修复速率低且耐久性不高的缺陷，第一方面，本申请提供一种碱性土壤修复菌剂，采用如下的技术方案：

一种碱性土壤修复菌剂，包括下列重量份的物质：25～30份菌剂载体、10～15份复合菌剂、25～30份生化有机酸；所述复合菌剂包括按质量比1～2:1～2:1～2:5混合的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、胶冻样类芽孢杆菌(Paenibacillusmucilaginosus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)和哈茨木霉(Trichodermaharzianum)；所述菌剂载体为凹凸棒土，所述生化有机酸包括等质量混合的生化黄腐酸和棕腐酸。

通过采用上述技术方案，由于本申请优化了微生物菌剂的组成成分，同时采用多菌种组合的菌剂方案对碱性土壤加以改良，其中，芽孢杆菌能有效活化硅酸盐矿物、溶磷、解钾、固氮，从而改善土壤质地和微生态环境、而哈茨木霉定植在植物细胞上，在遭受土传性病原菌侵染时提供保护，可有效防治土传性病害，两类微生物协同作用，改善单一菌种微生物菌剂的缺陷；在此基础上，本申请采用凹凸棒土为基质，辅助以有机酸为辅助改良材料，目的在于通过选用合适的负载基质，能使微生物菌剂初期繁殖效率有效提高，再通过有机酸的初步中和，提供良好的繁殖环境，同时以其内部含有的各种羟基和酚羟基构成的缓冲对，降低土壤pH值，能有效的缓冲并减轻土壤的盐害和碱害，改善碱性土壤修复速率，从而延长其改良寿命，最终有效改良碱性土土壤。

进一步地，所述菌剂载体为经煅烧改性的凹凸棒土，所述经煅烧改性的凹凸棒土可交换钙离子量为7.5～12.5mmol/100g，可交换镁离子量2.5～7.5mmol/100g。

通过采用上述技术方案，由于本申请通过对凹凸棒土载体进行煅烧处理改性，由于高温煅烧处理，脱除了其内部负载的沸石水、吸附水和结晶水，使凹凸棒土结构中无序结构的针棒状纤维团变得疏松膨胀，从而提高了凹凸棒土的孔隙容积和比表面积，通过煅烧改性后的结构，提高土壤胶体性能，并进一步改善其负载菌剂的负载效果，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

进一步地，所述菌剂载体为经调节改性包覆液包覆的煅烧改性凹凸棒土，所述改性包覆液为腐植酸铵-丙烯酰胺接枝共聚物。

通过采用上述技术方案，由于本申请采用的煅烧改性后的凹凸棒土加以改性，而凹凸棒土在经高温煅烧处理，脱除了沸石水、吸附水和结晶水，使凹凸棒土结构疏松膨胀，所以其内部孔隙结构会在高温处理下产生坍塌和破坏，所以本申请通过接枝包覆液加以改性，通过包覆改性的方案，用包覆液对凹凸棒土内部孔隙加以保护，使接枝共聚物渗透至煅烧凹凸棒土内部的孔隙结构内部，从而经干燥固化后有效在孔隙内部通过包覆的凝胶固化后形成一层包覆层，有效覆盖并对孔隙内壁形成支撑，从而改善了煅烧凹凸棒土的稳定性能，提高了负载菌剂的负载效果和菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

进一步地，所述腐植酸铵-丙烯酰胺接枝共聚物采用以下方法制成：(1)按质量比1:3～5:10～15，将腐植酸、氨水和去离子水搅拌混合，收集混合液并旋转蒸发至干，收集干燥颗粒并按质量比9～10：3～5：1将去离子水、丙烯酰胺和干燥颗粒搅拌混合；(2)在氮气气氛下，以过硫酸铵溶液为引发剂，在氮气气氛、75～80℃下保温反应，静置冷却至室温，得包覆改性液。

通过采用上述技术方案，由于本申请采用腐植酸铵接枝聚丙烯酰胺的方案制备包覆改性液，先通过腐植酸铵施入碱性土壤，降低土壤碱性，同时通过螯合作用，使有机阴离子与磷竞争吸附位点结合，从而减少土壤对磷钾的固定，分解难溶态和固定态的磷、钾元素，在此基础上，再通过聚丙烯酰胺有效地维护土壤团聚体的结构，形成新的团聚体，通过和水相互作用形成的黏絮作用抑制了结皮的形成，从而可以增加土壤的入渗能力，由于其具有空间网状结构，且分子基团与水分子之间可以相互缔合，具有的吸纳和保水性能能有效减少土壤侵蚀的同时，形成良好的微生物繁殖环境，从而进一步改善微生物菌剂在初期的改良效率，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

进一步地，所述碱性土壤修复菌剂总有效活菌数不少于15.0亿cfu/g，所述碱性土壤修复菌剂的杂菌率不大于20％。

通过采用上述技术方案，由于本申请提高了制备的土壤修复菌剂的有效活菌数量，从而使土壤内有益菌群大量增加，在改良初级期就能显著改善土壤修复后的透气性，从而有效解决土壤板结问题，改良土壤微生态环境。

进一步地，所述菌剂载体采用以下方法制成：(1)取凹凸棒土并置于250～300℃下煅烧处理，静置冷却得改性凹凸棒土基体；(2)将包覆改性液与改性凹凸棒土基体搅拌混合，在55～60℃、5～8MPa保温加压搅拌处理后，过滤并取滤饼干燥，收集干燥颗粒并研磨，得菌剂载体。

通过采用上述技术方案，本申请采用包覆改性液包覆煅烧改性后的凹凸棒土，制备菌剂载体，通过包覆后的凹凸棒土具有的良好的结构性能，使菌剂有效负载在凹凸棒土内部的孔隙中，同时，由于包覆改性液中的聚丙烯酰胺有效地维护土壤团聚体的结构，通过分子基团与水分子之间可以相互缔合，为菌剂中的微生物提供了良好的繁殖环境，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

第二方面，本申请提供一种碱性土壤修复菌剂的制备方法，所述碱性土壤修复菌剂的制备步骤包括：S1、混合菌种制备：按配方将解淀粉芽孢杆菌菌种、胶冻样类芽孢杆菌菌种、巨大芽孢杆菌菌种和哈茨木霉孢子粉分别活化并培养，收集菌体，得混合菌种；S2、培养基载体制备：分别取硅藻土、草炭和麸皮，气流粉碎并过筛，得培养基载体；S3、复合菌剂制备：将混合菌种和培养基载体搅拌混合并置于35～40℃下保温烘干后，粉碎，得复合菌剂；S4、碱性土壤修复菌剂制备：再按配方将复合菌剂、生化有机酸和菌剂载体搅拌混合并置于研钵中研磨分散，即可制备得所述碱性土壤修复菌剂。

通过采用上述技术方案，由于本申请通过将微生物采用干燥的方式进行负载，不但保证了菌剂中的微生物活性在处理时不受影响，而且由于干燥后的含水量较低，降低了微生物的代谢活性，从而有效地延长了固化菌剂的保藏时间，最后本申请通过在菌剂中添加了草炭和麸皮等物质，这些物质含有一定量的营养物质，使固化菌剂在保藏初期仍表现出低速增长的趋势，这样，在使用后的初期繁育过程中，保证了其良好的繁殖效果，从而能改善碱性土壤修复速率，从而延长其改良寿命，最终有效改良碱性土壤。

进一步地，步骤S2所述过筛的筛网孔径为500目。

通过采用上述技术方案，本申请通过优化培养基载体的粒径，优化后的培养基基体内部负载的菌种，在使用初期能形成最大程度的繁殖的同时，不会导致营养物质和繁殖载体空间不足导致增殖性能不佳的问题，从而能最大程度的优化微生物菌剂前期的处理效率，从而能改善碱性土壤修复速率，从而延长其改良寿命，最终有效改良碱性土壤。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

第一、本申请采用包覆改性液包覆煅烧改性后的凹凸棒土，制备菌剂载体，通过包覆后的凹凸棒土具有的良好的结构性能，使菌剂有效负载在凹凸棒土内部的孔隙中，同时，由于包覆改性液中的聚丙烯酰胺有效地维护土壤团聚体的结构，通过分子基团与水分子之间可以相互缔合，为菌剂中的微生物提供了良好的繁殖环境，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

第二、本申请优化了微生物菌剂的组成成分，通过芽孢杆菌改善土壤质地和微生态环境，哈茨木霉防治土传性病害，两类微生物协同作用，改善单一菌种微生物菌剂的缺陷。

第三、本申请采用腐植酸铵接枝聚丙烯酰胺的方案制备包覆改性液，先通过腐植酸铵施入碱性土壤，降低土壤碱性，同时通过螯合作用，减少土壤对磷钾的固定，在此基础上，再通过聚丙烯酰胺有效地维护土壤团聚体的结构，由于其具有空间网状结构，且分子基团与水分子之间可以相互缔合，具有吸纳和保水性能，使其有效减少土壤侵蚀的同时，形成良好的微生物繁殖环境，从而进一步改善微生物菌剂在初期的改良效率，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中，所用的仪器设备如下所示，但不以此为限：

机器：pH计、连续流动分析仪。

实施例

实施例1

哈茨木霉菌剂培养和收集：取400g木材、100g麸皮和200g豆粕，自然晾干并粉碎处理，紫外灭菌处理并收集粉碎颗粒得固态发酵基质；再分别称量4500mL去离子水、300g淀粉颗粒和100g硝酸钠置于搅拌机中，在室温下搅拌分散并收集发酵营养液；将发酵营养液喷洒至固态发酵基质表面，控制固态发酵基质含水率为55％后，将哈茨木霉按7.5g/kg接种质量浓度，分散接种至固态发酵基质中，并用扎满小孔的保鲜袋装袋培养，在26℃下发酵培养140h，待发酵培养完成后，打开包装袋并自然风干24h，按质量比1:8，将风干发酵物与无菌水搅拌混合并过滤，收集得孢子悬浮液，二次过滤并自然晾干，得干燥孢子粉末；

芽孢杆菌菌剂培养和收集：分别称量1500g玉米粉、150g酵母粉和黄豆粉等质量混合的复合粉、60g份氯化钠、2g硫酸锰、20g磷酸氢二钾和10L水，搅拌混合并紫外灭菌处理，收集得液体培养基；分别取解淀粉芽孢杆菌菌种、胶冻样类芽孢杆菌菌种和巨大芽孢杆菌菌种，按接种体积比均为6％，各自接种至液体培养基中，在38℃下保温发酵处理50h，收集发酵液再在1500r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥，将20g真空冷冻干燥的解淀粉芽孢杆菌菌种、20g胶冻样类芽孢杆菌菌种和20g巨大芽孢杆菌菌种混合，得芽孢杆菌菌种；

培养基载体制备：分别称量4500g硅藻土、1500g草炭和1000g麸皮，气流粉碎并过500目筛，得培养基载体；

复合菌剂制备：将50g干燥孢子粉末、30g芽孢杆菌菌种和150g培养基载体搅拌混合并置于35℃下保温烘干后，粉碎过200目筛，得复合菌剂；

包覆改性液制备：将100g腐植酸、300mL质量分数1％氨水和1000mL去离子水搅拌混合，收集混合液并置于110℃下磁力搅拌混合2h，得混合液并置于旋转蒸发装置中，旋转蒸发至干，收集干燥颗粒；分别称量4500mL去离子水、1000g丙烯酰胺、300g干燥颗粒置于反应容器中，搅拌混合并在氮气气氛下，对反应容器中滴加质量分数1％过硫酸铵溶液，控制滴加量为丙烯酰胺质量的1％，待滴加完成后，在75℃、氮气气氛下保温反应2h，静置冷却至室温，得包覆改性液；

菌剂载体制备：取凹凸棒土并将其置于马弗炉中，在250℃下煅烧处理2h后，静置冷却至室温，得改性凹凸棒土基体，取100mL包覆改性液与1500g改性凹凸棒土基体搅拌混合，在55℃、5MPa加压环境下搅拌2h，待加压搅拌完成后，过滤并取滤饼并置于100℃下干燥2h，收集干燥颗粒并研磨，过200目筛得菌剂载体；

碱性土壤修复菌剂制备：将10g复合菌剂、20g等质量混合的生化黄腐酸和棕腐酸和20g菌剂载体搅拌混合并置于研钵中研磨分散，即可制备得所述碱性土壤修复菌剂。

实施例2

哈茨木霉菌剂培养和收集：将450g木材、120g麸皮和250g豆粕，自然晾干并粉碎处理，紫外灭菌处理并收集粉碎颗粒得固态发酵基质；再分别称量4700mL去离子水、400g淀粉颗粒和150g硝酸钠置于搅拌机中，在室温下搅拌分散并收集发酵营养液；将发酵营养液喷洒至固态发酵基质表面，控制固态发酵基质含水率为55％后，将哈茨木霉按7.5g/kg接种质量浓度，分散接种至固态发酵基质中，并用扎满小孔的保鲜袋装袋培养，在27℃下发酵培养145h，待发酵培养完成后，打开包装袋并自然风干27h，按质量比1:9，将风干发酵物与无菌水搅拌混合并过滤，收集得孢子悬浮液，二次过滤并自然晾干，得干燥孢子粉末；

芽孢杆菌菌剂培养和收集：分别称量1600g玉米粉、1.70g酵母粉和黄豆粉等质量混合的复合粉、80g份氯化钠、2g硫酸锰、20g磷酸氢二钾和11L水，搅拌混合并紫外灭菌处理，收集得液体培养基；分别取解淀粉芽孢杆菌菌种、胶冻样类芽孢杆菌菌种和巨大芽孢杆菌菌种，按接种体积比均为6％，各自接种至液体培养基中，在38℃下保温发酵处理50h，收集发酵液再在1500r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥，将20g真空冷冻干燥的解淀粉芽孢杆菌菌种、20g胶冻样类芽孢杆菌菌种和20g巨大芽孢杆菌菌种混合，得芽孢杆菌菌种；

培养基载体制备：分别称量4700g硅藻土、1750g草炭和1250g麸皮，气流粉碎并过500目筛，得培养基载体；

复合菌剂制备：将50g干燥孢子粉末、30g芽孢杆菌菌种和150g培养基载体搅拌混合并置于37℃下保温烘干后，粉碎过200目筛，得复合菌剂；

包覆改性液制备：将100g腐植酸、300mL质量分数1％氨水和1000mL去离子水搅拌混合，收集混合液并置于115℃下磁力搅拌混合2h，得混合液并置于旋转蒸发装置中，旋转蒸发至干，收集干燥颗粒；分别称量4700mL去离子水、1250g丙烯酰胺、400g干燥颗粒置于反应容器中，搅拌混合并在氮气气氛下，对反应容器中滴加质量分数1％过硫酸铵溶液，控制滴加量为丙烯酰胺质量的1％，待滴加完成后，在77℃、氮气气氛下保温反应2h，静置冷却至室温，得包覆改性液；

菌剂载体制备：取凹凸棒土并将其置于马弗炉中，在300℃下煅烧处理2h后，静置冷却至室温，得改性凹凸棒土基体，将100mL包覆改性液与1500g改性凹凸棒土基体搅拌混合，在57℃、6MPa加压环境下搅拌2h，待加压搅拌完成后，过滤并取滤饼并置于105℃下干燥2h，收集干燥颗粒并研磨，过200目筛得菌剂载体；

碱性土壤修复菌剂制备：将10g复合菌剂、20g等质量混合的生化黄腐酸和棕腐酸和20g菌剂载体搅拌混合并置于研钵中研磨分散，即可制备得所述碱性土壤修复菌剂。

实施例3

哈茨木霉菌剂培养和收集：将500g木材、150g麸皮和300g豆粕，自然晾干并粉碎处理，紫外灭菌处理并收集粉碎颗粒得固态发酵基质；再分别称量5000mL份去离子水、300g淀粉颗粒和100g硝酸钠置于搅拌机中，在室温下搅拌分散并收集发酵营养液；将发酵营养液喷洒至固态发酵基质表面，控制固态发酵基质含水率为60％后，将哈茨木霉按7.5g/kg接种质量浓度，分散接种至固态发酵基质中，并用扎满小孔的保鲜袋装袋培养，在28℃下发酵培养150h，待发酵培养完成后，打开包装袋并自然风干30h，将100g风干发酵物与1000mL无菌水搅拌混合并过滤，收集得孢子悬浮液，二次过滤并自然晾干，得干燥孢子粉末；

芽孢杆菌菌剂培养和收集：按重量份数计，分别称量1800g玉米粉、200份酵母粉和黄豆粉等质量混合的复合粉、100g氯化钠、3g硫酸锰、30g磷酸氢二钾和1.2L水，搅拌混合并紫外灭菌处理，收集得液体培养基；分别取解淀粉芽孢杆菌菌种、胶冻样类芽孢杆菌菌种和巨大芽孢杆菌菌种，按接种体积比均为6％，各自接种至液体培养基中，在38℃下保温发酵处理50h，收集发酵液再在1500r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥，将20g真空冷冻干燥的解淀粉芽孢杆菌菌种、20g胶冻样类芽孢杆菌菌种和20g巨大芽孢杆菌菌种混合，得芽孢杆菌菌种；

培养基载体制备：分别称量5000g硅藻土、2000g草炭和1500g麸皮，气流粉碎并过500目筛，得培养基载体；

复合菌剂制备：将50g干燥孢子粉末、30g芽孢杆菌菌种和150g菌剂载体搅拌混合并置于40℃下保温烘干后，粉碎过200目筛，得复合菌剂；

包覆改性液制备：将100g腐植酸、300mL质量分数1％氨水和1000mL去离子水搅拌混合，收集混合液并置于120℃下磁力搅拌混合3h，得混合液并置于旋转蒸发装置中，旋转蒸发至干，收集干燥颗粒；分别称量5000g去离子水、1500g丙烯酰胺、500g干燥颗粒置于反应容器中，搅拌混合并在氮气气氛下，对反应容器中滴加质量分数1％过硫酸铵溶液，控制滴加量为丙烯酰胺质量的1％，待滴加完成后，在80℃、氮气气氛下保温反应3h，静置冷却至室温，得包覆改性液；

菌剂载体制备：取凹凸棒土并将其置于马弗炉中，在350℃下煅烧处理3h后，静置冷却至室温，得改性凹凸棒土基体，将100mL包覆改性液与1500g改性凹凸棒土基体搅拌混合，在60℃、8MPa加压环境下搅拌3h，待加压搅拌完成后，过滤并取滤饼并置于110℃下干燥3h，收集干燥颗粒并研磨，过200目筛得菌剂载体；

碱性土壤修复菌剂制备：将10g复合菌剂、20g等质量混合的生化黄腐酸和棕腐酸和20g菌剂载体搅拌混合并置于研钵中研磨分散，即可制备得所述碱性土壤修复菌剂。

实施例4

实施例4中采用未经煅烧和包覆改性的凹凸棒土为菌剂载体，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。

实施例5

实施例5中采用经煅烧改性的凹凸棒土为菌剂载体，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。

实施例6

实施例6中采用未经煅烧改性而采用包覆改性的凹凸棒土为菌剂载体，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。

实施例7

实施例7中采用聚丙烯酰胺直接包覆改性煅烧后的凹凸棒土制备菌剂载体，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。

实施例8～14

实施例8～14中优化各芽孢杆菌和哈茨木霉的配比比例，制备复合菌剂，其他条件和组分比例均与实施例3中相同，具体配比表如下表表1所示：

表1实施例8～14中优化各芽孢杆菌和哈茨木霉的配比

性能检测试验分别对实施例1～14制备的碱性土壤修复菌剂修复效果进行测试，测试地点为江苏省徐州市睢宁县王集镇双营村生菜大棚地(睢宁县耕地质量保护站)，该地土壤农化性质如下表表2所示：

表2土壤农化性状表

试验点

pH

有机质(g/kg)

全氮(g/kg)

速效磷(ppm)

土壤类型

速效钾(ppm)

双营村

8.2

18.61

1.78

75.3

黄潮土

135.9

采用常规施肥加碱性土壤修复菌剂50kg/亩的施加方式，每隔30天施加一次，种植结球生菜后，于60天后进行第一次采摘，第二次种植采用每隔60天进行施加碱性土壤修复菌剂的施加量进行处理，并对第二次种植后的土农产品农艺性状进行检测，检测结果如下表表4～5所示。

检测方法/试验方法

种植60天后土壤农化性状：

土壤pH采用5∶1的水土比悬液，使用pH计测定；土壤三相比和土壤总孔隙度使用土壤三相仪测定；土壤养分使用连续流动分析仪测定，检测结果如下表表3所示。

种植60天农产品农艺性状：

分别对一年产的生菜植株高度、重量和叶片数进行统计，同时针对维生素C、可溶性总糖、硝酸盐的含量进行测试，并对亩产量进行统计，检测结果如下表表4～5所示。

具体检测结果如下表表2～5所示：

表3实施例1～14土壤性能检测表

表4实施例1～14农产品农艺性状

表5实施例1～14第二次种植农产品农艺性状

参考表2～5的性能检测对比可以发现：将实施例1～3进行性能对比，实施例1～3中pH明显下降，且实施例1～3中在改性凹凸棒土基体和包覆改性液在搅拌混合时压强越高，制备的微生物菌剂在使用后，碱性土的pH下降值明显，这说明本申请通过提高包覆改性液与改性凹凸棒土混合压力，能使菌剂更加深入的负载在改性后凹凸棒土内部的孔隙中，通过分子基团与水分子之间可以相互缔合，为菌剂中的微生物提供了良好的繁殖环境，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土土壤。

将实施例1和实施例4行性能对比，由于实施例4中在制备过程中采用未经煅烧和包覆改性的凹凸棒土为菌剂载体，虽然能有效修复碱性土壤，但是与实施例1对比，其修复性能较实施例1比相对较差，说明本申请采用包覆液对煅烧改性后的凹凸棒土加以包覆改性，改善了负载菌剂的负载效果，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土土壤改善其稳定性能。

将实施例1、实施例4和实施例5进行性能对比，实施例5中采用经煅烧改性的凹凸棒土为菌剂载体，虽然能有效修复碱性土壤，但是与实施例1对比其修复性能降低了，但是与实施例4对比，修复性能优于实施例4，这说明本申请采用的煅烧改性处理凹凸棒土，使菌剂有效负载在凹凸棒土内部的孔隙中，为菌剂中的微生物提供了良好的繁殖环境，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

将实施例1、实施例4和实施例6行性能对比，实施例6中采用未经煅烧改性而采用包覆改性的凹凸棒土为菌剂载体，从表2～4可以看出，实施例6性能较实施例1有所下降，但是其与实施例4对比也有所提高，说明了通过包覆后的凹凸棒土具有的良好的结构性能，提高了菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

将实施例1、实施例4和实施例7行性能对比，实施例7采用聚丙烯酰胺直接包覆改性煅烧后的凹凸棒土制备菌剂载体，从表2～4可以看出，实施例6性能较实施例1有所下降，但是其与实施例4对比也有所提高，但是从表4来看，其持久性能不佳，这说明了本申请采用的腐植酸铵改性的碱性土壤，能降低土壤碱性，形成良好的微生物繁殖环境，能改善微生物菌剂在初期的改良效率。

将实施例1和实施例8～14进行对比，从表3～5中可以发现，在除芽孢杆菌的配比比例外的其他各组分和工艺条件不变的情况下，当巨大芽孢杆菌添加量到达比例最高值时，其处理后的土壤pH有所降低，这说明本申请通过提高巨大芽孢杆菌的占比，能有效改善微生物菌剂的处理效果，再对表3～5进行观察，当胶冻样类芽孢杆菌占比较高时，土壤全盐量显著降低，这说明通过提高胶冻样类芽孢杆菌在微生物菌剂中的占比，能有效改善土壤中质地和微生态环境，最后，当解淀粉芽孢杆菌占比较高时，能显著提高种植产物的产量，这说明本申请通过提高该解淀粉芽孢杆菌的占比，能改善种植产物的产量，综上所述，通过提高各芽孢杆菌的占比比重，能有效改良碱性土壤，同时有效改善土壤肥效，提高农作物种植产量。

对比例

对比例1～3

对比例1～3中采用煅烧后的硅藻土进行制备菌剂载体，与实施例1～3中分别对应的对比例1～3，其余条件和组分比例相同。

对比例4～6

对比例4～6中采用聚乙烯醇包覆改性煅烧后的凹凸棒土进行制备菌剂载体，与实施例1～3中分别对应的对比例4～6，其余条件和组分比例相同。

对比例7～9

对比例7～9中只采用胶冻样类芽孢杆菌与哈茨木霉等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例7～9，其余条件和组分比例相同。

对比例10～12中只采用胶冻样类芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例10～12，其余条件和组分比例相同。

对比例13～15中只采用解淀粉芽孢杆菌与哈茨木霉等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例13～15，其余条件和组分比例相同。

对比例16～18中只采用巨大芽孢杆菌与哈茨木霉等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例16～18，其余条件和组分比例相同。

对比例19～21中只采用巨大芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌与哈茨木霉等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例19～21，其余条件和组分比例相同。

对比例22～24中只采用巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌菌种与哈茨木霉等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例22～24，其余条件和组分比例相同。

对比例25～27中只采用胶冻样类芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌菌种与哈茨木霉等质量复配制备微生物菌剂，与实施例1～3中分别对应的对比例25～27，其余条件和组分比例相同。

对比例28～30

对比例28～30在制备修复菌剂时，不添加生化有机酸进行制备，与实施例1～3中分别对应的对比例28～30，其余条件和组分比例相同。

性能检测试验

分别对对比例1～12制备的碱性土壤修复菌剂修复效果进行测试，测试地点为江苏省徐州市睢宁县王集镇双营村生菜大棚地(睢宁县耕地质量保护站)，采用常规施肥加碱性土壤修复菌剂50kg/亩的施加方式，每隔30天施加一次，种植结球生菜后，于60天后进行第一次采摘，第二次种植采用每隔60天进行施加碱性土壤修复菌剂的施加量进行处理，并对第二次种植后的土农产品农艺性状进行检测。

检测方法/试验方法

对种植60天后土壤农化性状进行检测：土壤pH采用5∶1的水土比悬液，使用pH计测定；土壤三相比和土壤总孔隙度使用土壤三相仪测定；土壤养分使用连续流动分析仪测定，检测结果如下表表6所示。

种植60天农产品农艺性状：

分别对一年产的生菜植株高度、重量和叶片数进行统计，同时针对维生素C、可溶性总糖、硝酸盐的含量进行测试，并对亩产量进行统计，检测结果如下表表7所示。

具体检测结果如下表表6～7所示：

表6对比例1～12土壤性能检测表

表7对比例1～12农产品农艺性状

参考表6～7的性能检测对比可以发现：

将本申请对比例1～3和实施例1～3进行对比，对比例配方中采用煅烧后的硅藻土进行制备菌剂载体，虽然其性能与实施例1～3较差，但是也具有良好的修复效果，这说明本申请采用的修复菌剂中，菌剂载体与微生物修复的效果中，微生物发挥了巨大的作用，即采用多菌种组合的菌剂方案能有效改良碱性土壤。

将本申请对比例4～6和实施例1～3进行对比，对比例采用采用聚乙烯醇包覆改性煅烧后的凹凸棒土进行制备菌剂载体，其修复性能出现了下降趋势，这说本申请采用的聚丙烯酰胺，能有效地维护土壤团聚体的结构，通过分子基团与水分子之间可以相互缔合，为菌剂中的微生物提供了良好的繁殖环境，从而提高菌剂材料的寿命，最终有效改良碱性土壤。

将本申请对比例7～29依次分别与实施例1～3进行对比，对比例7～27在制备过程中，由于只采用巨大芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和哈茨木霉任意两种或任意三种进行等质量复配制备微生物菌剂，由于在使用的方案中，任意两种等质量复配的微生物菌剂的使用效果最差，其次任意三种的微生物菌剂修复效果次之，这说明至采用任意两种或任意三种微生物复配的方案会降低微生物菌剂的修复效果，这也说明了本申请目的在于优化了微生物菌剂的组成成分，采用多菌种组合的菌剂方案对碱性土壤加以改良，改善了单一菌种微生物菌剂的缺陷。

将本申请对比例10～12和实施例1～3进行对比，对比例10～12在制备修复菌剂时，不添加生化有机酸进行制备，导致其修复效果和实施例1～3略有差距，这说明了采用有机酸进行改良，能初步中和土壤中的碱性成分，为微生物的繁殖提供良好的环境，从而延长其改良寿命，最终有效改良碱性土壤。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种盐碱土壤修复菌剂，其特征在于，所述盐碱土壤修复菌剂包括下列重量份的物质：

菌剂载体 25～30份；

复合菌剂 10～15份；

生化有机酸 25～30份；

所述复合菌剂包括按质量比1～2:1～2:1～2:5混合的解淀粉芽孢杆菌（Bacillusamyloliquefaciens）、胶冻样类芽孢杆菌（Paenibacillus mucilaginosus）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megatherium）和哈茨木霉（Trichoderma harzianum）；所述菌剂载体为凹凸棒土，所述生化有机酸包括等质量混合的生化黄腐酸和棕腐酸。

2.根据权利要求1所述的一种盐碱土壤修复菌剂，其特征在于，所述菌剂载体为经煅烧改性的凹凸棒土，所述经煅烧改性的凹凸棒土可交换钙离子量为7.5～12.5mmol/100g，可交换镁离子量2.5～7.5mmol/100g。

3.根据权利要求2所述的一种盐碱土壤修复菌剂，其特征在于，所述菌剂载体为经调节改性包覆液包覆的煅烧改性凹凸棒土，所述改性包覆液为腐植酸铵-丙烯酰胺接枝共聚物。

4.根据权利要求3所述的一种盐碱土壤修复菌剂，其特征在于，所述腐植酸铵-丙烯酰胺接枝共聚物采用以下方法制成：

（1）按质量比1:3～5:10～15，将腐植酸、质量分数1％氨水和去离子水搅拌混合，收集混合液并旋转蒸发至干，收集干燥颗粒并按质量比9～10：3～5：1将去离子水、丙烯酰胺和干燥颗粒搅拌混合；

（2）在氮气气氛下，以过硫酸铵溶液为引发剂，在氮气气氛、75～80℃下保温反应2～3h，静置冷却至室温，得包覆改性液。

5.根据权利要求2所述的一种盐碱土壤修复菌剂，其特征在于，所述盐碱土壤修复菌剂总有效活菌数不少于15.0亿cfu/g，所述盐碱土壤修复菌剂的杂菌率不大于20％。

6.根据权利要求5所述的一种盐碱土壤修复菌剂，其特征在于，所述菌剂载体采用以下方法制成：

（1）取凹凸棒土并置于250～300℃下煅烧处理，静置冷却得改性凹凸棒土基体；

（2）将包覆改性液与改性凹凸棒土基体搅拌混合，在55～60℃、5～8MPa保温加压搅拌处理后，过滤并取滤饼干燥，收集干燥颗粒并研磨，得菌剂载体。

7.如权利要求1～6任一项所述的一种盐碱土壤修复菌剂的制备方法，其特征在于，所述盐碱土壤修复菌剂的制备步骤包括：

S1、混合菌种制备：按配方将解淀粉芽孢杆菌菌种、胶冻样类芽孢杆菌菌种、巨大芽孢杆菌菌种和哈茨木霉孢子粉分别活化并培养，收集菌体，得混合菌种；

S2、培养基载体制备：分别取硅藻土、草炭和麸皮，气流粉碎并过筛，得培养基载体；

S3、复合菌剂制备：将混合菌种和培养基载体搅拌混合并置于35～40℃下保温烘干后，粉碎，得复合菌剂；

S4、盐碱土壤修复菌剂制备：再按配方将复合菌剂、生化有机酸和菌剂载体搅拌混合并置于研钵中研磨分散，即可制备得所述盐碱土壤修复菌剂。

8.根据权利要求7所述的一种盐碱土壤修复菌剂的制备方法，其特征在于，步骤S2所述过筛的筛网孔径为500目。