CN114774131A - 一种土壤修复剂及土壤修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤修复剂及土壤修复方法，所述土壤修复剂包括以下组分，1‑3份硅钙物质，5‑7份生物炭，0.1‑0.3份皂角苷，0.4‑0.7份PGPR制剂、0.2‑0.3份微生物复合菌剂；所述土壤修复剂用于修复复合型污染土壤，修复方法具体包含以下步骤：向待修复土壤中浇水，使得待修复突然中的水分含量为16‑17%；向浇水后的所述待修复土壤中撒施所述的土壤修复剂，用量为3‑4kg/亩；3‑4天后，向所述待修复土壤中间隔种植疏花黑麦草、印度芥菜和晚花型红三叶或紫花苜宿的任意一种或两种；70d‑90d后除去所述疏花黑麦草和晚花型红三叶或紫花苜宿即可；可针对复合型污染土壤进行高效修复。

Description

一种土壤修复剂及土壤修复方法
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体是一种土壤修复剂及土壤修复方法。
背景技术
目前，土壤重金属污染的问题日趋严重，其主要来源有工业污染源、农业污染源和交通运输等，因工业生产和矿业开发的加剧以及人类日益增长的物质需要所带来的重金属污染呈逐年增加之势。土壤重金属污染直接造成粮食减产而带来巨大的经济损失，而且经水、大气、植物等介质或食物链最终危害人体健康，更为严重的是重金属污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点。
同时，由于除草剂的使用，使得土壤中的二氯哇琳酸含量逐步富集，与土壤中的重金属形成复合污染，影响土壤中微生物群落的结构和功能多样性，进一步抑制了植物的生长；而现有的土壤修复剂及土壤修复方法多针对单一污染的情况，无法针对这种复合污染情况对土壤进行修复。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种土壤修复剂及土壤修复方法，以至少达到对土壤中存在二氯哇琳酸和Pb、Cd、As、Cr、Mn、Cu任意一种或几种污染的情况进行修复的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种土壤修复剂，按重量份计，包括以下组分，1-3份硅钙物质，5-7份生物炭，0.1-0.3份皂角苷，0.4-0.7份PGPR制剂、0.2-0.3份微生物复合菌剂。
进一步的，所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1 的重量比为1:1:1。
进一步的，所述从枝根真菌和所述放线菌均从Pb、Cd、As、Cr污染土壤中筛选培育，所述从枝根真菌为摩西球囊霉。
进一步的，所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1经过含量为0.7μg/g的二氯哇琳酸培养基中筛选培养，所述培养基的pH为5-6，培养温度为33-38℃，培养时间为6-8天。
进一步的，所述生物炭为草本生物炭。
进一步的，所述硅钙物质为硅酸钠和石灰，所述硅酸钠和石灰的重量比为1:2。
所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：
S1、按所述土壤修复剂的重量份数称取各原料；
S2、首先将所述硅钙物质和生物炭混合均匀后，粉碎过80-100目筛；
S3、其后向过筛后的混合物中加入所述PGPR制剂、所述皂角苷混合均匀，其后加入所述微生物复合菌剂混合均匀，即得到所述土壤修复剂。
一种土壤修复方法，包括以下步骤：
S1、向待修复土壤中浇水，使得待修复突然中的水分含量为16-17％；
S2、向浇水后的所述待修复土壤中撒施所述的土壤修复剂，用量为3-4kg/亩；
S3、3-4天后，向所述待修复土壤中间隔种植疏花黑麦草、印度芥菜和晚花型红三叶或紫花苜宿的任意一种或两种；
S4、70d-90d后除去所述疏花黑麦草、印度芥菜和晚花型红三叶或紫花苜宿即可。
本发明中所述PGPR制剂为芽孢杆菌M3-4，所述芽孢杆菌M3-4与所述摩西球囊霉组合有效防止植物土传病；同时所述芽孢杆菌M3-4的加入能促进植物的生长，提高植物的存活率；所述草本生物炭能提高土壤中重金属的有效态含量，使得所述疏花黑麦草、印度芥菜、晚花型红三叶和所述紫花苜宿的根系能对土壤中的重金属进行富集，不会将重金属转化为毒性小的可挥发气态物质，经过大气循环后造成二次污染；同时所述草本生物炭和所述硅钙物质协同作用，增加了所述草本生物炭对重金属离子的吸附作用，降低重金属在土壤正的迁移性和生物有效性，提高植物对重金属的胁迫中药，促进植物的生长；且所述硅钙物质中的所述石灰的加入能改善土壤结构，提高土壤的硝化作用，从而改善土壤养分状况，提高养分循环能力，提高土壤微生物生物量、微生物多样性和活性；所述微生物复合菌剂中的所述从枝根真菌能与所述晚花型红三叶或所述紫花苜宿形成共生体，增加土壤中的生物量的同时，所述从枝根真菌能提高所述晚花型红三叶或所述紫花苜宿对Pb的耐受性，增强其富集Pb的能力；所述放线菌强化了所述黑麦对的Pb富集能力；所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1 降解了二氯哇琳酸，改善了土壤中微生物微生物群落的结构和功能多样性，提高了植物对土壤中碳元素的利用效率，进一步提高了植物对重金属的富集作用；所述印度芥菜为转基因印度芥菜，转入了Atpcs1基因，使其对Cd和As具有良好的富集作用。
本发明的有益效果是：本发明通过微生物和植物根系富集法对土壤中存在二氯哇琳酸和 Pb、Cd、As、Cr任意一种或几种污染的情况进行高效修复，不会造成二次污染，特别是对Pb 污染的土壤修复效果较好；同时有效防止土壤板结，增加土壤中的微生物菌落群，优化微生物群落结构，抑制重金属对植物的影响，促进植物生长。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种土壤修复剂，按重量份计，包括以下组分，1份硅钙物质，5份生物炭，0.1份皂角苷，0.4份PGPR制剂、0.2份微生物复合菌剂；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1的重量比为1:1:1；所述从枝根真菌和所述放线菌均从Pb、Cd、As、Cr污染土壤中筛选培育；所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1经过含量为0.7μg/g的二氯哇琳酸培养基中筛选培养，所述培养基的pH为5，培养温度为33℃，培养时间为6天；所述生物炭为草本生物炭；所述硅钙物质为硅酸钠和石灰，所述硅酸钠和石灰的重量比为1:2；所述PGPR制剂为芽孢杆菌M3-4，所述从枝根真菌为摩西球囊霉；所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：
S1、按所述土壤修复剂的重量份数称取各原料；
S2、首先将所述硅钙物质和生物炭混合均匀后，粉碎过100目筛；
S3、其后向过筛后的混合物中加入所述PGPR制剂、所述皂角苷混合均匀，其后加入所述微生物复合菌剂混合均匀，即得到所述土壤修复剂。
将所述土壤修复剂用于修复污染土壤，所述修复方法包括以下步骤：
S1、向待修复土壤中浇水，使得待修复突然中的水分含量为16％；
S2、向浇水后的所述待修复土壤中撒施所述的土壤修复剂，用量为3kg/亩；
S3、3-4天后，向所述待修复土壤中间隔种植疏花黑麦草、印度芥菜、晚花型红三叶和紫花苜宿；所述紫花苜宿为中苜3号；
S4、70dd后除去所述疏花黑麦草、印度芥菜和晚花型红三叶或紫花苜宿即可。
实施例2
一种土壤修复剂，按重量份计，包括以下组分，2份硅钙物质，6份生物炭，0.2份皂角苷，0.5份PGPR制剂、0.3份微生物复合菌剂；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1的重量比为1:1:1；所述从枝根真菌和所述放线菌均从Pb、Cd、As、Cr污染土壤中筛选培育；所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1经过含量为0.7μg/g的二氯哇琳酸培养基中筛选培养，所述培养基的pH为6，培养温度为36℃，培养时间为8天；所述生物炭为草本生物炭；所述硅钙物质为硅酸钠和石灰，所述硅酸钠和石灰的重量比为1:2；所述PGPR制剂为芽孢杆菌M3-4，所述从枝根真菌为摩西球囊霉；所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：
S1、按所述土壤修复剂的重量份数称取各原料；
S2、首先将所述硅钙物质和生物炭混合均匀后，粉碎过100目筛；
S3、其后向过筛后的混合物中加入所述PGPR制剂、所述皂角苷混合均匀，其后加入所述微生物复合菌剂混合均匀，即得到所述土壤修复剂。
将所述土壤修复剂用于修复污染土壤，所述修复方法包括以下步骤：
S1、向待修复土壤中浇水，使得待修复突然中的水分含量为17％；
S2、向浇水后的所述待修复土壤中撒施所述的土壤修复剂，用量为3.4kg/亩；
S3、3-4天后，向所述待修复土壤中间隔种植疏花黑麦草、印度芥菜、晚花型红三叶和紫花苜宿；所述紫花苜宿为中苜3号；
S4、78d后除去所述疏花黑麦草、印度芥菜和晚花型红三叶或紫花苜宿即可。
实施例3
一种土壤修复剂，按重量份计，包括以下组分，3份硅钙物质，7份生物炭，0.3份皂角苷，0.7份PGPR制剂、0.3份微生物复合菌剂；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1的重量比为1:1:1；所述从枝根真菌和所述放线菌均从Pb、Cd、As、Cr污染土壤中筛选培育；所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1经过含量为0.7μg/g的二氯哇琳酸培养基中筛选培养，所述培养基的pH为6，培养温度为38℃，培养时间为8天；所述生物炭为草本生物炭；所述硅钙物质为硅酸钠和石灰，所述硅酸钠和石灰的重量比为1:2；所述PGPR制剂为芽孢杆菌M3-4，所述从枝根真菌为摩西球囊霉；所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：
S1、按所述土壤修复剂的重量份数称取各原料；
S2、首先将所述硅钙物质和生物炭混合均匀后，粉碎过100目筛；
S3、其后向过筛后的混合物中加入所述PGPR制剂、所述皂角苷混合均匀，其后加入所述微生物复合菌剂混合均匀，即得到所述土壤修复剂。
将所述土壤修复剂用于修复污染土壤，所述修复方法包括以下步骤：
S1、向待修复土壤中浇水，使得待修复突然中的水分含量为17％；
S2、向浇水后的所述待修复土壤中撒施所述的土壤修复剂，用量为4kg/亩；
S3、3-4天后，向所述待修复土壤中间隔种植疏花黑麦草、印度芥菜、晚花型红三叶和紫花苜宿；所述紫花苜宿为中苜3号；
S4、90d后除去所述疏花黑麦草和晚花型红三叶或紫花苜宿即可。
对比例1
将实施例2中的草本生物炭替换为木本生物炭，其余条件及操作不变。
对比例2
将实施例2中的所述芽孢杆菌M3-4替换为地衣芽孢杆菌，其余条件及操作不变。
对比例3
将实施例2中的所述摩西球囊霉替换为根内球囊酶，其余条件及操作不变。
对比例4
将实施例2中的所述硅酸钠替换为所述石灰，其余条件及操作不变。
对比例5
将实施例2中的所述疏花黑麦草替换为硬直黑麦草，将所述晚花型红三叶替换为早花型红三叶，将所述中苜3号替换为龙牧806，将转基因印度芥菜替换为非转基因印度芥菜，其余条件及操作不变。
对比例6
将实施例2中的所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1去掉，其余条件及操作不变。
对比例7
直接将实施例2所述的土壤修复剂进行使用，不在进行修复的土壤上种植相关的植物，其余条件及操作不变。
污染土壤修复前二氯哇琳酸含量为2.92mg/kg，铅含量为16.71mg/kg，铬含量为0.77mg/kg，砷含量为0.63mg/kg，镉含量为0.83mg/kg，对实施例及对比例涉及的土壤修复剂修复后的土壤进行检测，检测结果如表1所示。
表1检测结果
二氯哇琳酸(mg/kg) Pb(mg/kg) Cr(mg/kg) As(mg/kg) Cd(mg/kg)
实施例1 0.50 0.51 0.32 0.24 0.16
实施例2 0.38 0.33 0.22 0.15 0.12
实施例3 0.47 0.84 0.29 0.21 0.20
对比例1 0.61 2.84 0.49 0.36 0.41
对比例2 0.55 1.67 0.44 0.31 0.25
对比例3 0.44 3.34 0.24 0.18 0.15
对比例4 0.91 2.00 0.38 0.25 0.20
对比例5 0.53 2.34 0.39 0.37 0.26
对比例6 1.99 1.46 0.18 0.18 0.17
对比例7 0.73 2.34 0.39 0.37 0.26
由表1可知，本发明所述的土壤修复剂处理污染土壤后，对修复后的土壤进行检测，实施例2的修复效果最好，对二氯哇琳酸的降解率可达87％，铅含量降低98％，铬含量降低 71％，砷含量降低76％，镉含量降低85％。对比实施例2与对比例1，草本生物炭相较于木本生物炭而言，可有效提高本发明所述的土壤修复剂对污染土壤的修复效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种土壤修复剂，其特征在于：按重量份计，包括以下组分，1-3份硅钙物质，5-7份生物炭，0.1-0.3份皂角苷，0.4-0.7份PGPR制剂、0.2-0.3份微生物复合菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种土壤修复剂，其特征在于：所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1；所述微生物复合菌剂包括从枝根真菌、放线菌、二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1的重量比为1:1:1。
3.根据权利要求2所述的一种土壤修复剂，其特征在于：所述从枝根真菌和所述放线菌均从Pb、Cd、As、Cr污染土壤中筛选培育。
4.根据权利要求2所述的一种土壤修复剂，其特征在于：所述二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌WZ1经过含量为0.7μg/g的二氯哇琳酸培养基中筛选培养，所述培养基的pH为5-6，培养温度为33-38℃，培养时间为6-8天。
5.根据权利要求1所述的一种土壤修复剂，其特征在于：所述生物炭为草本生物炭。
6.根据权利要求1所述的一种土壤修复剂，其特征在于：所述硅钙物质为硅酸钠和石灰，所述硅酸钠和石灰的重量比为1:2。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种土壤修复剂，其特征在于：所述土壤修复剂的制备方法包括以下步骤：
S1、按权利要求1-6任意一项所述土壤修复剂的重量份数称取各原料；
S2、首先将所述硅钙物质和生物炭混合均匀后，粉碎过80-100目筛；
S3、其后向过筛后的混合物中加入所述PGPR制剂、所述皂角苷混合均匀，其后加入所述微生物复合菌剂混合均匀，即得到所述土壤修复剂。
8.一种土壤修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向待修复土壤中浇水，使得待修复突然中的水分含量为16-17%；
S2、向浇水后的所述待修复土壤中撒施权利要求7所述的土壤修复剂，用量为3-4kg/亩；
S3、3-4天后，向所述待修复土壤中间隔种植疏花黑麦草、印度芥菜和晚花型红三叶或紫花苜宿的任意一种或两种；
S4、70d-90d后除去所述疏花黑麦草和晚花型红三叶或紫花苜宿即可。
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