[发明专利]一种具有土壤修复功能的微生物菌剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有土壤修复功能的微生物菌剂，该微生物菌剂有两层组成，底层为重量份数10‑12份聚丙烯酰胺，1‑2份卡拉胶、5‑6份酪朊酸钠和10‑15份β‑环糊精制成的凝胶条，上层为培养基，具体成分为1‑4份铁盐、10‑20份微生物培养基、30‑50份氮磷钾肥，然后在培养基上接种胶质芽孢杆菌，芽孢杆菌活菌量为≥100亿/克。本发明通过铁盐活化胶质芽孢杆菌，胶质芽孢杆菌一方面细胞壁外侧能与镉离子进行化学吸附，固定镉离子；另一方面，胶质芽孢杆菌能够还原容易被人体吸收的，有毒害作用的六价镉离子变成不易被人体吸收的三价镉离子。而底层凝胶的设计则是为使芽孢杆菌的生长环境固定，不受水生农作物，比如水稻，日常换水和补水的影响。通过本发明，在轻度镉污染的水田种植的水稻，能够有效降低大米中的镉含量，符合国家食品安全标准。

技术领域

本发明涉及一种具有土壤修复功能的微生物菌剂，具体涉及一种应用于水稻等水生农作物的减少镉污染和富集的微生物菌剂及其制备方法。

背景技术

水稻大面积种植在我国南方和部分北方。除旱稻外，水稻主要种植在水田中，因此，水稻的质量主要受水质和土壤的影响。而镉污染，主要是污染水体和污染土壤。近些年来，稻米镉超标已成为我国粮食安全的大问题。众所周知，植物是通过根系吸收土壤中的养分而生长的，因此植物相较于动物来说，更容易吸附镉元素。土壤中的镉会影响植物的光合作用、呼吸作用，同时影响植物的营养源代谢，破坏植物细胞形态，从而影响植物的健康。而科学家发现，水稻由于受到水体和土壤的两方面影响，在物种进化后，使得根系吸收养分能力更强，吸附镉的能力要远强于玉米、大豆等其他旱地农作物。最后由于生物富集，食物链顶端的人类吸收的镉要远远大于植物。因此这些镉超标的大米无法上市，造成极大的经济损失。

已经被镉污染的土地和水源被放置是对资源的浪费。轻度镉污染过的水源和土地目前一般有物理化学法，生物法，和化学法修复。镉污染过的水使用一般会化学沉降法和物理化学吸附法，优点是沉降剂和吸附剂价格便宜，制备容易。但是缺点也非常明显，沉降和吸收后的镉含量极高的废渣无法处理，只能堆积。而土壤中的镉污染则更加麻烦，使用普通的物理化学法和化学法容易造成二次污染。所以，目前的共识是使用生物法能够有效且长效的治理镉污染。

对于水稻而言，由于受土壤和水质的两方面影响，受镉污染的危害程度更深。普通的微生物法处理水源或土壤，一般都是静态处理。但是水稻需要定期补水，偶尔需要换水，因为植物根部也需要呼吸，长时间泡在水中，含氧量太低，根部无氧呼吸，产生酒精，容易烂根。而蒸发作用后，水中的污染质将沉降在土地，对土壤进行二次污染，而同样，定期换水，会导致肥料流失，改变水田环境，造成了经济损失。

发明内容

本发明针对轻度镉污染土壤和水种植的水稻中含镉量超标的问题，提供一种专门针对水稻等水生农作物的具有土壤修复功能的微生物菌剂提供该菌剂的制备方法。

一种具有土壤修复功能的微生物菌剂，为双层结构，上层为重量份数1-4份铁盐、10-20份微生物培养基、30-50份氮磷钾肥、1-2份芽孢杆菌，芽孢杆菌活菌量为≥100亿/克；底层原料为重量份数10-12份聚丙烯酰胺，1-2份卡拉胶、5-6份酪朊酸钠和10-15份β-环糊精。

其中，所述的芽孢杆菌为胶质芽孢杆菌。

其中，所述的铁盐为硝酸铁。

其中，所述的氮磷钾肥为氮磷钾无机化肥。

以上具有土壤修复功能的微生物菌剂的制备方法包含以下步骤：

（1）制备底层：将重量份数为10-12份聚丙烯酰胺，1-2份卡拉胶、5-6份酪朊酸钠和10-15份β-环糊精混合溶于水制成溶质质量分数为20-35%的高粘度凝胶状，后晾干；