一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺

1.本发明涉及盐碱地土壤调节技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺。

背景技术：

2.盐碱地是指土壤里面所含的盐分较高而影响植物正常生长的土壤。按照盐碱化程度，盐碱地主要分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地，但这其中的大多数盐碱地无法得到利用，尤其是植物在重盐碱土壤地区几乎不能生存，造成了大量的土地浪费。为了实现盐碱地的利用，我国科学家从上世纪就已经开展了大量的研究，开发出了多种多样的盐碱地调节技术，以期提高植物在盐碱地中的成活率，使盐碱地得以利用。例如，在盐碱地种植耐盐碱的植物，增加土壤中有机质含量，达到改善盐碱地壤的理化性质。除此之外还有化学、物理等改良等方法。尽管这些技术在盐碱地的中取得了一定的成效，但有些技术采用的原料多、成本高、技术复杂，难以推广应用，再加上对盐碱地的改善效果有限，盐碱化容易复发，导致很多技术的性价比不高，难以得到实际应用。

技术实现要素：

3.针对上述的问题，本发明提供一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，该工艺制备的微生物制剂不仅能够有效改善盐碱地土壤的理化性质，而且具有更好的防盐碱化复发的技术优势。为实现上述目的，本发明公开如下的技术方案。
4.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
5.(1)将含纤维素废弃果渣、酵母菌混合均匀后进行无氧固体发酵，完成后将发酵物与酿醋废渣混合均匀后造粒，得含菌基质球，备用。
6.(2)将水和过氧化氢混合，然后加入二氧化锰废渣、水泥搅拌均匀，得到混合浆料。
7.(3)将所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，将其立刻取出后采用热风吹扫养护，然后自然养护，完成后即得微生物制剂。
8.在进一步的方案中，步骤(1)中，所述含纤维素废弃果渣包括烘干粉碎后的制糖甘蔗渣、水果榨汁残渣(如梨渣、苹果渣等) 等中至少一种。这些废渣中含有果肉残渣，其可以在酵母菌的作用下被转化为酒精，为酿醋废渣中微生物代谢提供物质基础。
9.在进一步的方案中，步骤(1)中，所述含纤维素废弃果渣、酵母菌的混合质量比为1kg：2～4g。
10.在进一步的方案中，步骤(1)中，所述固体发酵的温度为 38～40℃，时间为30～35小时。
11.在进一步的方案中，步骤(1)中，所述含纤维素废弃果渣与酿醋废渣的质量比为1kg：0.3～0.45kg。所述酿醋废渣中含有大量的醋酸杆菌等产酸微生物，其可以将所述酵母菌代谢产生的酒精转换为醋酸等酸性产物，降低盐碱地的碱度、固化盐碱地中的盐分。
12.在进一步的方案中，步骤(1)中，所述含菌基质球的直径为 1～1.5cm，以便于为微
生物提供充分的生存空间。
13.在进一步的方案中，步骤(2)中，所述二氧化锰废渣、水泥、水、过氧化氢的重量份比为1份：0.4～0.55份：2～3.0份：0.3～0.5 份。
14.在进一步的方案中，步骤(2)中，所述二氧化锰废渣的粒径为100～200目。
15.在进一步的方案中，步骤(3)中，所述热风吹扫养护温度为 30～35℃，时间为10～12小时，通过所述热风吹扫养护可以促使含菌基质球表面浆料中过氧化氢的分解，在含菌基质球表面形成多孔包覆层，同时通过热风吹扫养护可有助于所述浆料形成的外壳中形成微裂纹。
16.在进一步的方案中，步骤(3)中，所述自然养护的时间为2～3 天，以便于含菌基质球表面的包覆层固化。
17.与现有技术相比，本发明具有以下方面的有益效果：盐碱地土壤中含有高含量的nacl、kcl、cacl2、mgcl2、mgso4、na2co3等水溶性的无机盐，其中的na2co3是导致盐碱地呈碱性的主要根源，导致植物不易存活。为此，本发明制备了一种微生物制剂，其能够有效降低盐碱地的碱性，并且能够将上述的部分水溶性无机盐固化为难溶于水的物质，降低了盐碱地土壤中的含盐量，有效改善了盐碱地的理化性质，使其更加适合植物生长。具体包括以下方面：
18.本发明首先以含纤维素废弃果渣为原料，这些含纤维素的废弃果渣中含有的果肉残渣中含有大量能够被酵母菌直接利用的糖分、无机盐等营养物质。在此基础上，本发明在这些废弃果渣中接种酵母菌进行发酵，从而将果肉残渣转化为酒精。同时，这些果肉残渣被发酵消耗后，纤维素更加充分地暴露出来形成三维网状结构，其能够为微生物提供大量的附着点和生存空间，有利于微生物的繁殖，同时这种纤维形成的三维网状结构能够更好改善得所述含菌基质球的透气性，便于酿醋废渣中的微生物在后续过程中进行有氧代谢产酸，从而有效降低盐碱地的碱性，同时固化盐碱地中的无机盐。
19.进一步地，本发明还在上述含菌基质球外表面制备了多孔外壳。一方面，所述外壳可以将含菌基质球与盐碱地土壤有效隔离，为含菌基质球中的微生物提供更加适宜的生存环境。另一方面，上述的外壳采用水泥、二氧化锰废渣，并添加了过氧化氢制成。其中，所述二氧化锰废渣在水泥的胶结下与硬化后的水泥可以共同形成坚固外壳。同时，所述二氧化锰废渣的主要成分为二氧化硅、氧化铝和氧化铁，其作为降碱剂可以在盐碱地土壤中na2co3的激发下发生水化反应，从而消耗盐碱地中的na2co3，降低盐碱地的碱性；同时，这一过程还能够降低微生物制剂周围的土壤碱性，从而为微生物制剂中微生物的初期繁殖提供有利环境，降低土壤盐碱性带来的影响，因为在微生物制剂施加在盐碱地中的初期，含菌基质球中的产酸微生物需要一定的繁殖期，此时通过所述外壳中的二氧化锰废渣对其周围na2co3的消耗可以营造有利产酸微生物繁殖的环境，便于产酸微生物尽快繁殖后进入旺盛的代谢期。另外，外壳中含有的未分解的过氧化氢在二氧化锰废渣水化热的作用下可以得到分解产生氧气，可以为繁殖初期的产酸微生物提供更加充分的氧气，加速繁殖。此后，所述外壳中的含菌基质球中酿醋废渣中的各种产酸微生物将酒精代谢为醋酸、柠檬酸等多种酸性物质，向盐碱地中水分的作用下(盐碱地含水率较低时可进行人工洒水)，这些酸性物从外壳的微孔中释放并扩散至盐碱地中，然后与其中的na2co3反应产生co2气体，从容进一步降低盐碱地的碱性。同时，释放出的co2在土壤水分作用下将其中的ca
2+
、mg
2+
离子固化为不溶于
水的碳酸盐，降低盐碱地土壤中的含盐量，而且有助于降低碱化复发的现象。
20.除此之外，本发明在制备所述外壳时，还通过加入过氧化氢使外壳成为多孔外壳，以便于土壤中氧气进入含菌基质球中为微生物代谢提供氧气。另外，本发明通过热风吹扫养护可以促使含菌基质球表面外壳在硬化过程中因体积收缩形成微裂纹，有助于增加外壳的透气性。
具体实施方式
21.需要说明的是，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同，除非另行定义。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。
22.此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
23.下列实施例中，所述酵母菌为购自安琪酵母股份有限公司的酿酒酵母干粉。
24.下列实施例中，所述酿醋废渣为来自某食醋酿造企业的固体废渣。
25.下列实施例中，所述二氧化锰废渣为来自某企业电解二氧化锰产生的废渣，经粉磨后过筛成所需粒径的原料。
26.实施例1
27.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
28.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酵母菌干粉按照 1kg：2.5g的接种比例混合，然后洒水搅拌均匀，然后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为30小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.4kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
29.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.45重量份：2.4重量份：0.35重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入150目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
30.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用35℃的热风吹扫养护10小时，然后关闭热风在室内自然养护2天，完成后得微生物制剂。
31.实施例2
32.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
33.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酵母菌干粉按照 1kg：4g的接种比例混合，然后洒水搅拌均匀，然后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为32小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.3kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
34.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.5重量份：2重量份：0.4重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入150目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
35.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆
料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用30℃的热风吹扫养护12小时，然后关闭热风在室内自然养护3天，完成后得微生物制剂。
36.实施例3
37.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
38.(1)将苹果榨汁后的湿苹果残渣、酵母菌干粉按照1kg：3g 的接种比例混合均匀后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为 38℃，时间为35小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.45kg 的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在 1～1.5cm之间的含菌基质球。
39.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.4重量份：2.5重量份：0.3重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入200目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
40.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用30℃的热风吹扫养护12小时，然后关闭热风在室内自然养护3天，完成后得微生物制剂。
41.实施例4
42.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
43.(1)将梨榨汁后的湿梨渣、酵母菌干粉按照1kg：2g的接种比例混合均匀后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为350小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.35kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm 之间的含菌基质球。
44.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.55重量份：3重量份：0.5重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入100目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
45.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用35℃的热风吹扫养护12小时，然后关闭热风在室内自然养护3天，完成后得微生物制剂。
46.实施例5
47.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
48.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酵母菌干粉按照 1kg：2.5g的接种比例混合，然后洒水搅拌均匀，然后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为30小时。完成置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
49.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.45重量份：2.4重量份：0.35重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入150目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
50.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用35℃的热风吹扫养护10小时，然后关闭热风在室内自然养护2天，完成后得微生物制剂。
51.实施例6
52.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
53.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酿醋废渣按照1kg： 0.4kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
54.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.45重量份：2.4重量份：0.35重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入150目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
55.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用35℃的热风吹扫养护10小时，然后关闭热风在室内自然养护2天，完成后得微生物制剂。
56.实施例7
57.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
58.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酵母菌干粉按照 1kg：2.5g的接种比例混合，然后洒水搅拌均匀，然后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为30小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.4kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
59.(2)按照普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝0.45重量份：2.4 重量份：0.35重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液中加入150目的所述水泥搅拌10min，得到混合浆料。
60.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用35℃的热风吹扫养护10小时，然后关闭热风在室内自然养护2天，完成后得微生物制剂。
61.实施例8
62.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
63.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酵母菌干粉按照 1kg：2.5g的接种比例混合，然后洒水搅拌均匀，然后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为30小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.4kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
64.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水＝1重量份：0.45 重量份：2.75重量份的比例，将150目的所述二氧化锰废渣、水泥加入所述水中搅拌10min，得到混合浆料。
65.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后采用35℃的热风吹扫养护10小时，然后关闭热风在室内自然养护2天，完成后得微生物制剂。
66.实施例9
67.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，包括如下步骤：
68.(1)将制糖甘蔗渣烘干后粉碎，然后将其与酵母菌干粉按照1kg：2.5g的接种比例混合，然后洒水搅拌均匀，然后在密封罐进行无氧固体发酵，发酵温度为40℃，时间为30小时。完成后将发酵物与酿醋废渣按照1kg：0.4kg的比例混合均匀，然后置于造粒机中湿法造粒，得直径大约在1～1.5cm之间的含菌基质球。
69.(2)按照二氧化锰废渣：普通硅酸盐水泥：水：过氧化氢＝1 重量份：0.45重量份：2.4重量份：0.35重量份的比例，首先将所述水和过氧化氢混合后搅拌均匀，然后向混合液
中加入150目的所述二氧化锰废渣、水泥搅拌10min，得到混合浆料。
70.(3)将步骤(1)的所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，然后将所述含菌基质球快速取出后在室内自然养护2天，完成后得微生物制剂。
71.性能测试：
72.试验在东部沿海某地区的盐碱地中进行，经测试，该盐碱地的理化性质为：ph平均为8.73，电导率为5.44ms/cm。试验前将试验用的盐碱地地划分为九块面积相同试验区，分别记为试验区1～9，按照125kg/亩的比例向试验区1～9分别施加上述实施例1～9制备的微生物制剂，且每10天向试验区表层的土壤中均匀喷洒一次等量清水。30天后对各试验区的理化性质进行再次测试，结果如表1 所示。然后以白菜为试验植物进行种植试验，分别在上述试验区1～9 以及未经过任何改良的试验区10中种植相同数量的白菜种子，30 后统计白菜种子的发芽率，结果如表1所示。
73.表1
74.试验区序号12345678910ph7.547.367.677.918.398.528.248.668.138.73电导率(ms/cm)3.273.093.423.585.065.144.825.274.565.44发芽率(％)81.684.280.578.348.443.762.516.255.613.3
75.从表1的测试结果可以看出，实施例1～4制备的微生物制剂对盐碱地具有的理化性质具有良好的改善作用，其中ph和电导率的明显改善意味着所述微生物制剂对盐碱地中的碱性和盐分具有良好的降低效果。实施例5～9制备的微生物制剂对盐碱地液具有一定的改善效果，但作用没有实施例1～4明显，其主要原因是实施例5～9 制备的微生物制剂不具备实施例1～4制备的微生物制剂的部分功能，导致实施例5～9制备的微生物制剂的效果受到了明显影响，导致对盐碱地的改善效果不佳。
76.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，包括：(1)将含纤维素废弃果渣、酵母菌混合均匀后进行无氧固体发酵，完成后将发酵物与酿醋废渣混合均匀后造粒，得含菌基质球，备用；(2)将水和过氧化氢混合，然后加入二氧化锰废渣、水泥搅拌均匀，得到混合浆料；(3)将所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，将其取出后恒温养护，然后自然养护，完成后即得微生物制剂。2.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述含纤维素废弃果渣包括烘干粉碎后的制糖甘蔗渣、水果榨汁残渣中至少一种；优选地，所述水果榨汁残渣包括梨渣、苹果渣中的至少一种。3.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述含纤维素废弃果渣、酵母菌的混合质量比为1kg：2～4g。4.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述含纤维素废弃果渣与酿醋废渣的质量比为1kg：0.3～0.45kg。5.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述固体发酵的温度为38～42℃，时间为30～35小时。6.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述含菌基质球的直径为1～1.5cm。7.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述二氧化锰废渣、水泥、水、过氧化氢的重量份比为1份：0.4～0.55份：2～3.0份：0.3～0.5份。8.根据权利要求1所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述二氧化锰废渣的粒径为100～200目。9.根据权利要求1-8任一项所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述恒温养护温度为30～35℃，时间为10～12小时。10.根据权利要求1-8任一项所述的盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述自然养护的时间为2～3天。

技术总结

本发明涉及盐碱地土壤调节技术领域，具体公开一种盐碱地土壤调节微生物制剂的制备工艺，其包括如下步骤：(1)将含纤维素废弃果渣、酵母菌混合均匀后进行无氧固体发酵，完成后将发酵物与酿醋废渣混合均匀后造粒，得含菌基质球。(2)将水和过氧化氢混合，然后加入二氧化锰废渣、水泥搅拌均匀，得到混合浆料。(3)将所述含菌基质球浸入混合浆料中使含菌基质球外表包覆一层浆料，将其立刻取出后采用热风吹扫养护，然后自然养护，完成后即得微生物制剂。本发明的工艺制备的微生物制剂不仅能够有效改善盐碱地土壤的理化性质，而且具有更好的防盐碱化复发的技术优势。化复发的技术优势。