一种用于生态恢复的复合菌剂、组合物及其制备方法和应用

1.本发明涉及生态修复技术领域，特别是涉及一种用于生态恢复的复合菌剂、组合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.北方海岸带退化滩涂除盐碱胁迫、环境污染、人为活动干扰阻碍植物生长和植被建立之外，土壤有机质易流失难积累也是阻碍生态恢复的关键难题。植被建立难与土壤有机质积累难，这二者又互相影响，即土壤有机质含量低阻碍植被建立，植被无法建立则无法向土壤归还养分，土壤有机质含量不可能增加。传统植被恢复通常以直接造林为主，主要措施包括客土、增施有机肥、固定等，造林成本较高，发芽率低。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种用于生态恢复的复合菌剂、组合物及其制备方法和应用。本发明提供的复合菌剂不仅有利于退化滩涂植被建立，发芽率高，同时能促进土壤有机质积累，且恢复成本低。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明提供了一种用于生态恢复的复合菌剂，所述复合菌剂包括：地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)、聚团拉布伦茨氏菌(labrenzia aggregata)、耐热链霉菌(streptomyces thermotolerans)、帚状曲霉(aspergillus penicillioides)、纯黄丝衣霉(byssochlamys fulva)、产紫青霉(penicillium purpurogenum)、嗜热侧孢霉菌(sporotrichum thermophile)、白地霉(geotrichum candidum)和蜡叶散囊菌(eurotium herbariorum)；
6.所述地衣芽孢杆菌和聚团拉布伦茨氏菌的活菌数分别大于1
×
108cuf/ml或1
×
108cuf/g；所述耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌的活菌数分别大于1
×
106cuf/ml或1
×
106cuf/g。
7.优选的，当复合菌剂为液体时，所述复合菌剂包括等体积份的：地衣芽孢杆菌、聚团拉布伦茨氏菌、耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌；
8.当复合菌剂为固体时，所述复合菌剂包括等质量份的：地衣芽孢杆菌、聚团拉布伦茨氏菌、耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌。
9.本发明还提供了一种用于生态恢复的组合物，所述组合物包括上述的复合菌剂和生物炭。
10.优选的，所述复合菌剂和生物炭的质量比为(0.5～3)：100。
11.本发明还提供了上述组合物的制备方法，包括：将上述的复合菌剂和生物炭混合，得到所述的组合物。
12.优选的，当所述复合菌剂为液体时，混合后还包括在低于40℃下晾干，得到所述的组合物。
13.本发明还提供了上述复合菌剂或上述组合物或利用上述制备方法制备得到的组合物在促进退化滩涂生态恢复中的应用。
14.优选的，所述生态恢复包括促进植被建立和/或促进土壤有机质积累。
15.优选的，所述生态恢复的地区包括土壤含盐量为3
‰
～8
‰
的地区。
16.本发明还提供了一种促进退化滩涂生态恢复的方法，包括：将上述组合物与待恢复地区的土壤混合。
17.有益效果：
18.本发明提供了一种用于生态恢复的复合菌剂，所述复合菌剂包括：地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)、聚团拉布伦茨氏菌(labrenzia aggregata)、耐热链霉菌(streptomyces thermotolerans)、帚状曲霉(aspergillus penicillioides)、纯黄丝衣霉(byssochlamys fulva)、产紫青霉(penicillium purpurogenum)、嗜热侧孢霉菌(sporotrichum thermophile)白地霉(geotrichum candidum)和蜡叶散囊菌(eurotium herbariorum)；所述地衣芽孢杆菌和聚团拉布伦茨氏菌的活菌数分别大于1
×
108cuf/ml或1
×
108cuf/g；所述耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌的活菌数分别大于1
×
106cuf/ml或1
×
106cuf/g。本发明通过采集我国北方典型的海岸带植物和土壤样品，测定了微生物，把植物和土壤的微生物联合进行了网络分析，解析出了一个核心微生物组；通过不同微生物的复配得到的复合微生物菌剂不仅有利于退化滩涂植被建立，发芽率高，同时能促进土壤有机质积累，且恢复成本低。由本发明实施例可知，使用复合菌剂的试验组相对于不使用复合菌剂的对照组，发芽率提高了17.6％，土壤有机质含量提高了41.5％。
具体实施方式
19.本发明提供了一种用于生态恢复的复合菌剂，所述复合菌剂包括：地衣芽孢杆菌、聚团拉布伦茨氏菌、耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌；
20.所述地衣芽孢杆菌和聚团拉布伦茨氏菌的活菌数分别大于1
×
108cuf/ml或者所述地衣芽孢杆菌和聚团拉布伦茨氏菌的活菌数分别大于1
×
108cuf/g；所述耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌的活菌数分别大于1
×
106cuf/ml或者所述耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌的活菌数分别大于1
×
106cuf/g。
21.本发明对复合菌剂的上述微生物的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
22.本发明对培养上述微生物的培养基没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的适宜各自微生物生长的培养基即可。
23.在本发明中，培养所述地衣芽孢杆菌的培养基优选为营养肉汤培养基；培养聚团拉布伦茨氏菌的培养基优选为营养肉汁琼脂培养基；培养所述耐热链霉菌的培养基优选为ms培养基；培养帚状曲霉的培养基优选为马铃薯液体培养基；培养纯黄丝衣霉的培养基优
选为cpda液体培养基；培养产紫青霉的培养基优选为pda液体培养基；培养所述嗜热侧孢霉菌的培养基优选为pda液体培养基；培养所述白地霉的培养基优选为pda液体培养基；培养所述蜡叶散囊菌的培养基优选为pdb液体培养基。
24.在本发明中，当复合菌剂为液体时，所述复合菌剂优选包括等体积份的：地衣芽孢杆菌、聚团拉布伦茨氏菌、耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌；
25.当复合菌剂为固体时，所述复合菌剂优选包括等质量份的：地衣芽孢杆菌、聚团拉布伦茨氏菌、耐热链霉菌、帚状曲霉、纯黄丝衣霉、产紫青霉、嗜热侧孢霉菌、白地霉和蜡叶散囊菌。
26.本发明通过采集我国北方典型的海岸带植物和土壤样品，测定了微生物，把植物和土壤的微生物联合进行了网络分析，解析出了一个核心微生物组；通过不同微生物的复配得到的复合微生物菌剂不仅有利于退化滩涂植被建立，成活率高，同时能促进土壤有机质积累，且恢复成本低。
27.本发明还提供了一种用于生态恢复的组合物，所述组合物包括上述的复合菌剂和生物炭。本发明对所述生物炭的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
28.在本发明中，所述复合菌剂和生物炭的质量比优选为(0.5～3)：100，进一步优选为(1～2)：100，更优选为1.5：100。
29.本发明还提供了上述组合物的制备方法，包括：将上述的复合菌剂和生物炭混合，得到所述的组合物。
30.在本发明中，当所述复合菌剂为液体时，混合后优选还包括在低于40℃下晾干，得到所述的组合物；更优选为在25℃～28℃下晾干；所述混合的方式优选包括喷施。本发明通过在常温(25℃～28℃)下晾干处理，不仅可以使复合菌剂中的微生物更好的吸附在生物炭上，且能维持微生物的活性。
31.本发明还提供了上述复合菌剂或上述组合物或利用上述制备方法制备得到的组合物在促进退化滩涂生态恢复中的应用。
32.在本发明中，所述生态恢复优选包括促进植被建立和/或促进土壤有机质积累；所述促进植被建立优选包括提高植物发芽率和促进植物生长。
33.在本发明中，所述生态恢复的地区优选包括土壤含盐量为3
‰
～8
‰
的地区，更优选包括北方海岸退化滩涂地区。本发明提供的复合微生物菌剂作为核心微生物组施用在待恢复地区，不仅有利于退化滩涂植被建立，成活率高，同时能促进土壤有机质积累，且恢复成本低。
34.本发明还提供了一种促进退化滩涂生态恢复的方法，包括：将上述组合物与待恢复地区的土壤混合。在本发明中，所述组合物用量优选为1000kg/亩。
35.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种用于生态恢复的复合菌剂、组合物及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
36.实施例1
37.一种用于生态恢复的复合菌剂，由以下组分组成：地衣芽孢杆菌10ml(活菌数为1
×
108cuf/ml)、聚团拉布伦茨氏菌10ml(活菌数为1
×
108cuf/ml)、耐热链霉菌10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、帚状曲霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、纯黄丝衣霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、产紫青霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、嗜热侧孢霉菌10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、白地霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)和蜡叶散囊菌10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)；
38.扩繁上述微生物的培养基分别为：培养所述地衣芽孢杆菌的培养基为营养肉汤培养基；培养聚团拉布伦茨氏菌的培养基为营养肉汁琼脂培养基；培养所述耐热链霉菌的培养基为ms培养基；培养帚状曲霉的培养基为马铃薯液体培养基；培养纯黄丝衣霉的培养基为cpda液体培养基；培养产紫青霉的培养基为pda液体培养基；培养所述嗜热侧孢霉菌的培养基为pda液体培养基；培养所述白地霉的培养基为pda液体培养基；培养所述蜡叶散囊菌的培养基为pdb液体培养基。
39.实施例2
40.一种用于生态恢复的组合物，由以下组分组成：实施例1制备的复合菌剂0.5g和生物炭100g；
41.该组合物的制备，由以下组成：
42.将所述复合菌剂喷施在生物炭上，25℃～28℃下晾干，得到所述组合物。
43.实施例3
44.一种用于生态恢复的组合物，由以下组分组成：实施例1制备的复合菌剂1.5g和生物炭100g。
45.该组合物的制备方法同实施例2。
46.实施例4
47.一种用于生态恢复的组合物，由以下组分组成：实施例1制备的复合菌剂3g和生物炭100g。
48.该组合物的制备方法同实施例2。
49.对比例1
50.一种用于生态恢复的复合菌剂，由以下组分组成：地衣芽孢杆菌10ml(活菌数为1
×
108cuf/ml)、耐热链霉菌10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、帚状曲霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)和产紫青霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)；
51.扩繁上述微生物的培养基分别为：
52.培养所述地衣芽孢杆菌的培养基为营养肉汤培养基；
53.培养所述耐热链霉菌的培养基为ms培养基；
54.培养帚状曲霉的培养基为马铃薯液体培养基；
55.培养产紫青霉的培养基为pda液体培养基。
56.对比例2
57.一种用于生态恢复的复合菌剂，由以下组分组成：地衣芽孢杆菌10ml(活菌数为1
×
108cuf/ml)、聚团拉布伦茨氏菌10ml(活菌数为1
×
108cuf/ml)、帚状曲霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、纯黄丝衣霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)、产紫青霉10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)和嗜热侧孢霉菌10ml(活菌数为1
×
106cuf/ml)；
58.扩繁上述微生物的培养基分别为：
59.培养所述地衣芽孢杆菌的培养基优选为营养肉汤培养基；
60.培养聚团拉布伦茨氏菌的培养基优选为营养肉汁琼脂培养基；
61.培养帚状曲霉的培养基优选为马铃薯液体培养基；
62.培养纯黄丝衣霉的培养基为cpda液体培养基；
63.培养产紫青霉的培养基优选为pda液体培养基；
64.培养所述嗜热侧孢霉菌的培养基优选为pda液体培养基。
65.对比例3
66.一种与实施例2相似的组合物，唯一区别在于，将实施例1制备的复合菌剂0.5g替换为0.5g实施例1扩繁上述微生物的培养基(不含微生物)。
67.对比例4
68.一种与实施例2相似的组合物，唯一区别在于，将实施例1制备的复合菌剂0.5g替换为0.5g对比例1制备的复合菌剂。
69.对比例5
70.一种与实施例2相似的组合物，唯一区别在于，将实施例1制备的复合菌剂0.5g替换为0.5g对比例2制备的复合菌剂。
71.应用例1
72.一种促进退化滩涂生态恢复的方法，由以下步骤组成：
73.将实施例2制备的组合物按1000kg/亩的用量用于整地，整地后播种田菁，播种密度为12000株/亩，按正常程序进行育苗。
74.应用例2
75.一种与应用例1相似的促进退化滩涂生态恢复的方法，唯一区别在于，将实施例2制备的组合物替换为等量实施例3制备的组合物。
76.应用例3
77.一种与应用例1相似的促进退化滩涂生态恢复的方法，唯一区别在于，将实施例2制备的组合物替换为等量实施例4制备的组合物。
78.对比应用例1
79.一种与应用例1相似的促进退化滩涂生态恢复的方法，唯一区别在于，将实施例2制备的组合物替换为等量对比例3制备的组合物。
80.对比应用例2
81.一种与应用例1相似的促进退化滩涂生态恢复的方法，唯一区别在于，将实施例2制备的组合物替换为等量对比例4制备的组合物。
82.对比应用例3
83.一种与应用例1相似的促进退化滩涂生态恢复的方法，唯一区别在于，将实施例2制备的组合物替换为等量对比例5制备的组合物。
84.应用例4
85.对应用例1～3和对比应用例1～3播种的田菁，分别计算播种后2周的出芽率(发芽率＝出芽数/播种数
×
100％)和测定播种后180d的地上生物量干重，其中试验地点为江苏盐城沿海地区农科所试验农场，含盐量为5
‰
，整地时间为2020年4月初，结果见表1。
86.表1施用不同组合物对田菁发芽和生长的的影响
[0087] 发芽率(％)地上生物量(g/株)应用例1100％20.5应用例295％19.8应用例396％20.3对比应用例185％12.8对比应用例282％11.2对比应用例390％13.5
[0088]
由表1可知，本发明提供的复合菌剂相对于不使用复合菌剂的对比应用例1组，发芽率提高了11.8％～17.6％，地上生物量提高了54.7％～60.2％；本发明提供的复合菌剂相对于其他复合菌剂的对比应用例1和2，发芽率提高了5.6％～22.0％，地上生物量提高了46.7％～83.0％；可见本发明提供的复合菌剂显著促进了退化滩涂的植被建立。
[0089]
应用例5
[0090]
对应用例4播种不同组(应用例1～3和对比应用例1～3)的田菁，分别在每年秋冬季节田菁凋亡后在原地自然分解，不进行人工干预，连续3年，在第3年测定土壤有机质含量(重铬酸钾容量法-外加热法)和团聚体颗粒组成，湿筛时称取100g风干原状土样，首先放于2mm筛上并浸湿10min，随后通过团粒分析仪进行湿筛分级，分级频率为1350r/min，分级时间5min；湿筛后，将不同粒级团聚体收集并在50℃下烘干，称质量。土壤团聚体的百分比就是用大小颗粒质量分别除以总质量，测定结果见表2。
[0091]
表2施用微不同组合物对土壤有机质含量的影响
[0092][0093]
注：大颗粒团聚体和小颗粒团聚体以0.25mm粒级来区分，土壤》0.25mm的大团聚体数量与土壤状况正相关，其含量越高，土壤稳定性越好。
[0094]
由表2可知，本发明提供的复合菌剂相对于对比应用例1～3可以显著促进土壤有机质积累，且土壤稳定性更好。
[0095]
综上所述，通过不同微生物的复配得到的复合微生物菌剂不仅有利于退化滩涂植被建立，发芽率高，同时能促进土壤有机质积累，且恢复成本低。
[0096]
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。