一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂及其应用

1.本发明属于农林技术领域，具体涉及一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂及其应用。


背景技术：

2.土壤盐碱化是指土壤水分蒸发后盐分积累在表层土壤中的过程，使得表层土壤中含有较多的钾离子、钠离子、钙离子、碳酸盐、硫酸盐等，大部分的盐碱化过程发生在干旱或者半干旱地带。造成土壤盐碱化的因素包括：气候因素、地形和地貌因素、植物因素以及农业作业因素，其中，前三者为自然因素，第四者主要是由于农业作业中不恰当的使用肥料导致的土壤盐碱化。
3.随着农业技术的不断改良，对盐碱地的改良技术也不断发展，常见的盐碱地改良措施有：(1)化学改良措施，通过向土壤中使用有机废料、矿物质肥料、磷石膏、脱硫石膏等土壤改良剂，一方面酸碱中和土壤ph，另一方面改良土壤的理化性质，增加土壤的透气透水性，减少水分流失，提高土壤肥力，然而化学的方法引入了其他的无机物，长期使用可能造成新引入的无机物离子在土壤中的堆积，再次出现盐碱化情况；(2)生物改良措施，合理种植植物，有些植物具有吸收土壤盐分的能力，可以改变土壤的理化性质，改善土壤结构，该方法既有绿化的效果，也能改善土壤，不会有二次污染出现，但是植物的生长周期长，所以修复土壤需要的时间往往是一年以上的周期。
4.综上所述，需要开发一种不会出现二次污染，且修复周期较短的盐碱化土壤修复修复剂。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂及其应用。
6.本发明的目的是提供一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂，包括芽孢杆菌、em菌、木霉菌，三者的质量比例为10:0.1-0.2:1-2。优选的，芽孢杆菌采用芽孢杆菌菌液，木霉菌采用木霉菌液。
7.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂，所述芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌cgmcc no.3770，所述木霉为cctcc no:m2020339。
8.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂，所述微生物菌剂的施用量为每千克土壤加入1-5g的微生物菌剂。
9.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂，将所述微生物菌剂经过植物生长驯化后再进行土壤修复。
10.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂，所述植物为紫花苜蓿，驯化的方法为：水培紫花苜蓿，待其生长至幼苗阶段，在紫花苜蓿的培养液中加入微生物菌剂，继续培养紫花苜蓿，7-10天后(加微生物菌剂前，补足紫花苜蓿生长7-10天所需水分，加入菌剂后
不换液)收集紫花苜蓿以及培养液；将培养液施加入盐碱化土壤中；将紫花苜蓿粉碎，然后也加入盐碱化土壤中。
11.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂，将培养液以及粉碎的紫花苜蓿均施加入土壤中以后，翻耕30cm深度以上，一个月后可见有效的改良效果。
12.本发明还提供了一种上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂的应用，将所述微生物菌剂配以盐碱化土壤，制成育苗基质。
13.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂的应用，所述育苗基质的按照以下质量比的物质组成：微生物菌剂1-3％、生物炭1-3％、余量为盐碱化土壤。
14.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂的应用，所述育苗基质的按照以下质量比的物质组成：微生物菌剂1-3％、草木灰10-20％、余量为盐碱化土壤。
15.优选的，上述改善土壤盐碱化的微生物菌剂的应用，所述育苗基质用于培养花卉。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.1、本发明配制的微生物菌剂可以改善土壤的盐碱化，降低盐碱化土壤中的全盐含量，降低其碱化度，提高土壤中的有机质含量，改善土壤团聚体结构，改善土壤营养状况，具有很好的生态修复作用。
18.2、本发明利用植物与微生物的共生作用，对微生物进行驯化，使其更好的适应盐碱地的生长，提高土壤中有机质含量，降低土壤中的全盐含量，达到改善土壤性质的效果，以实现盐碱化土壤的修复；将培养液以及粉碎的紫花苜蓿均施加入土壤中以后，翻耕30cm深度以上，一个月后可见有效的改良效果，也可以在土壤中继续种植紫花苜蓿，以加速盐碱化土壤的改良效果。
19.3、本发明还将所述微生物菌剂配以盐碱化土壤，制成育苗基质。草木灰和生物炭不仅可以增加土壤的有机质，还可以改善土壤板结情况，增加土壤的保水保肥能力，进而促进植物的生长。
具体实施方式
20.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
21.在本发明的描述中，如未特殊说明，所用试剂均为市售，所用方法均为本领域常规技术。
22.在本发明的描述中，所述巨大芽孢杆菌cgmcc no.3770购买自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，购买的菌种经过pda培养基活化后，在利用pd液体培养基(pda培养基的配方中去掉琼脂)培养，得到巨大芽孢杆菌菌液，培养条件为30
±
1℃培养2天。
23.所述木霉cctcc no:m2020339购买自中国典型培养物保藏中心，购买的菌种经过pda培养基活化后，在利用pd液体培养基培养，得到木霉菌液，培养条件为30
±
1℃培养3天。
24.所述em菌粉购买自沧州市中信生物科技有限公司，有效活菌数≥100亿个/克。
25.实施例1
26.一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂，包括芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液，芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液的质量比例为10:0.1:1；
27.所述芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌cgmcc no.3770，巨大芽孢杆菌菌液中有效活菌数2.3
×
107个/ml；
28.所述木霉为cctcc no:m2020339，木霉菌液菌液中有效活菌数1.9
×
106个/ml。
29.芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液三者分别保存，使用前按照质量比例10:0.1:1混合。
30.实施例2
31.一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂，包括芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液，芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液的质量比例为10:0.2:2；
32.所述芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌cgmcc no.3770，巨大芽孢杆菌菌液中有效活菌数2.3
×
107个/ml；
33.所述木霉为cctcc no:m2020339，木霉菌液菌液中有效活菌数1.9
×
106个/ml。
34.芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液三者分别保存，使用前按照质量比例10:0.2:2混合。
35.实施例3
36.一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂，包括芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液，芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液的质量比例为10:0.2:1；
37.所述芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌cgmcc no.3770，巨大芽孢杆菌菌液中有效活菌数2.3
×
107个/ml；
38.所述木霉为cctcc no:m2020339，木霉菌液菌液中有效活菌数1.9
×
106个/ml。
39.芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液三者分别保存，使用前按照质量比例10:0.2:1混合。
40.实施例4
41.一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂，包括芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液，芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液的质量比例为10:0.1:2；
42.所述芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌cgmcc no.3770，巨大芽孢杆菌菌液中有效活菌数2.3
×
107个/ml；
43.所述木霉为cctcc no:m2020339，木霉菌液菌液中有效活菌数1.9
×
106个/ml。
44.芽孢杆菌菌液、em菌粉、木霉菌液三者分别保存，使用前按照质量比例10:0.1:2混合。
45.实施例5
46.一种改善土壤盐碱化的微生物菌剂的驯化方法，包括水培紫花苜蓿，待其生长至幼苗阶段，在培养液中加入实施例1-实施例5任一种微生物菌剂，每升培养液添加1g的微生物菌剂，将培养液搅拌均匀，继续培养紫花苜蓿，7天后(添加微生物菌剂前，补足紫花苜蓿生长7天所需水分，加入菌剂后不换液)收集紫花苜蓿以及培养液。培养液用于施加入盐碱化土壤中；将紫花苜蓿粉碎，用于盐碱化土壤中。
47.实验一盐碱化土壤改良实验
48.实验容器：采用长2m，宽1m，深40cm的深槽，多个组的容器置于同一露天地点放置，以最大限度的减少自然环境导致的误差。
49.空白对照组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm。
50.实验一组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入实施例1的微生物菌剂，每千克土壤加入1g的微生物菌剂，充分混合。
51.实验二组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入实施例2的微生物菌剂，每千克土壤加入1g的微生物菌剂，充分混合。
52.实验三组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入巨大芽孢杆菌菌液，每千克土壤加入1g的菌液，充分混合。
53.实验四组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入em菌粉，每千克土壤加入1g的菌粉，充分混合。
54.实验五组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入木霉菌液，每千克土壤加入1g的菌粉，充分混合。
55.实验六组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入实施例3的培养液，每千克土壤加入1g的培养液，充分混合。
56.实验七组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土深度35cm，加入实施例5的培养液和紫花苜蓿粉碎物，每千克土壤加入1g的培养液，每千克土壤加入10g的紫花苜蓿粉碎物，充分混合。需要说明的是，实验七组中，采用的是实施例1的微生物菌剂配方，培养的紫花苜蓿。
57.上述各组均静置1个月，然后测定全盐含量、碱化度、有机质含量变化，采样点为土壤表层(0cm深度)、中层(20cm深度)、底层(35cm深度)，每层取样两处，所有样品混合后作为测试样本，测定土壤中的相应指标，测试时，测试样本做三个测试平行实验，然后取平均值。
58.所用的盐碱化土壤的原始理化性质如下：全盐含量为1.6g/kg，碱化度35％，有机质含量为18.3g/kg，改良后的土壤理化性质参见表1。
59.表1土壤改良后理化性质
[0060] 全盐含量(g/kg)碱化度(％)有机质含量(g/kg)空白对照组1.83617.5实验一组1.42819.5实验二组1.32819.3实验三组1.53117.9实验四组1.43217.8实验五组1.53118.0实验六组1.22520.9实验七组1.22420.8
[0061]
全盐含量和碱化度是表征土壤盐碱化的重要指标，其值越大则表示土壤盐碱化越严重，本发明的实验表明，芽孢杆菌、em菌、木霉菌以及本发明提供的微生物菌剂配方可以不同程度的降低土壤中的全盐含量，降低碱化度。有机质含量是表征土壤养分的重要指标，本发明的实验表明，芽孢杆菌、em菌、木霉菌以及本发明提供的微生物菌剂可以不同程度的提高土壤中有机质含量，提高土壤肥力。
[0062]
实验二土壤团聚体质量分数变化实验
[0063]
本实验所用的盐碱化土壤的原始理化性质如下：全盐含量为1.6kg/g，碱化度35％，有机质含量为18.3g/kg。
[0064]
实验容器：采用长1m，宽1m，深40cm的深槽，多个组的容器置于同一露天地点放置，
以最大限度的减少自然环境导致的误差。
[0065]
空白对照组：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土壤深度35cm。
[0066]
实验组1：容器中放同种盐碱化土壤，盐碱化土壤深度35cm，加入巨大芽孢杆菌菌液，每千克土壤加入1g的菌液，充分混合。
[0067]
实验组2：容器中放同种盐碱化土壤，盐碱化土壤深度35cm，加入em菌粉，每千克土壤加入1g的菌液，充分混合。
[0068]
实验组3：容器中放同种盐碱化土壤，盐碱化土壤深度35cm，加入木霉菌液，每千克土壤加入1g的菌液，充分混合。
[0069]
实验组4：容器中放盐碱化土壤，盐碱化土壤深度35cm，加入实施例1的培养液，每千克土壤加入1g的培养液，充分混合。
[0070]
上述各组均静置2个月，采用湿筛分法筛分土壤团聚体(杨华，陈莎莎，冯哲叶等.土壤微生物与有机物料对盐碱土团聚体形成的影响[j].农业环境科学学报,2017,36(10):6.)，并测定测试粒径0.05-0.25mm(含0.05mm，含0.25mm)、0.25-2mm(不含0.25mm，含2mm)，》2mm三个粒径下的团聚体质量分数的变化，测定结果参见表2。
[0071]
表2团聚体质量分数
[0072] 0.05-0.25mm0.25-2mm》2mm空白对照组25.53.40.4实验组128.97.30.4实验组229.88.40.4实验组332.711.80.5实验组440.019.70.6
[0073]
.表2的结果表明，向盐碱化土壤中微生物菌剂时，随着时间的推移，微生物的生理代谢作用逐渐显现，静置2个月后，经过微生物处理的实验组，大分子量团聚体的质量分数增加，土壤的结构得到明显改善，从而有利于植物的生长。
[0074]
实验三育苗基质培养花卉实验
[0075]
本实验所用的盐碱化土壤的原始理化性质如下：全盐含量为1.6kg/g，碱化度35％，有机质含量为18.3g/kg。
[0076]
种植花卉：金边吊兰幼苗(3cm高度左右)。
[0077]
基质一：按照以下质量比的物质组成：微生物菌剂1％、生物炭1％、余量为盐碱化土壤。
[0078]
基质二：按照以下质量比的物质组成：微生物菌剂3％、生物炭3％、余量为盐碱化土壤。
[0079]
基质三：按照以下质量比的物质组成：微生物菌剂1％、草木灰20％、余量为盐碱化土壤。
[0080]
基质四：按照以下质量比的物质组成：微生物菌剂3％、草木灰10％、余量为盐碱化土壤。
[0081]
空白对照组：盐碱化土壤。
[0082]
本实验为基质对比实验，所以除了基质配方不同外，其余加水量等均采用相同的、常规的条件。
[0083]
将金边吊兰幼苗移栽至上述基质中，每个基质做5个平行实验，进行培养，观察其生长速度，移栽7天、14天时，金边吊兰的高度参见表3，结果表明，本发明提供的基质可以提高金边吊兰的生长速度。
[0084]
表3金边吊兰高度(cm)
[0085] 7天14天空白对照组45基质一68基质二69基质三710基质四711
[0086]
需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0087]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。