一种利用复合菌剂及有机材料复配改良石灰岩弃渣的方法

专利检索2024-12-24  35


本发明涉及弃渣资源化利用,特别是涉及一种利用复合菌剂及有机材料复配改良石灰岩弃渣的方法。


背景技术:

1、石灰岩是冶金、建筑、化工、轻工以及农业等行业的重要原料。石灰岩矿山开采活动会引发诸多生态环境问题。开采后的工程弃渣产量呈现逐年增加的趋势。然而,弃渣资源利用率却不到10%。未处置的弃渣降低空气质量,污染地下水和土壤,恶化植物生长条件,对区域生态环境造成影响。这已经成为我国城市发展过程中需要解决的重要环境问题。同时,大量随意堆积的废渣还会占用土地资源,进一步加剧人口增长导致的土地资源有限的问题。因此,对石灰岩弃渣进行回收利用是改善环境的必要措施。

2、石灰岩矿山在开采后其表面土壤被大量剥离甚至没有土壤,植物难以生存,通过土壤基质改良为植物提供正常生长的条件,目前,对裸露岩壁与石质边坡进行生态修复仍主要采用客土喷播技术,即将人工混合土壤材料(土壤、保水剂、肥料和植物种子)喷覆到裸露岩壁上,以实现废弃矿山的生态修复。以上修复措施只能让植物的根系长在岩石的顶部,并通过吸收土壤中有限的养分而成长,当土壤养分被吸收完后,植株就会死亡,喷播覆盖层也会从岩体表面剥落。因此,长效性修复比较困难。

3、石灰岩弃渣呈块状,孔隙大,缺乏表土和有机质。因此,在上面建立植被的主要限制是养分有效性和低持水能力。在石灰岩弃渣中添加土壤改良剂,能够有效改善土壤保水性、土壤基质和养分状况,同时增加微生物多样性,进而促进植物生长,以达到资源化利用弃渣,缓解土地压力,消除安全隐患,减少水土流失的目的。但石灰岩弃渣资源化利用的相关研究还有待进一步探索。

4、微生物在土壤形成、土壤养分循环、土壤污染修复和与植物互作中具有关键作用。结合微生物对土壤和植物的影响,将适用于矿区的微生物划分为5大功能类别,包括植物根际促生细菌、矿物质溶解微生物、固氮菌、根瘤菌和菌根真菌。由于微生物的生物学功能复杂多样,因此,不同的功能性微生物之间会产生无法预期的相互作用,将功能性微生物应用于土壤基质重构并施以适当的菌剂接种方式对石灰岩弃渣改良和加快矿区生态修复将具有重大的意义。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用复合菌剂及有机材料复配改良石灰岩弃渣的方法,以解决上述现有技术存在的问题。本发明提供的复合菌及与客土喷播技术相结合能够有效改良石灰岩弃渣。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、本发明提供一种复合菌剂,有效物质包括维德曼氏芽孢杆菌(bacilluswiedmannii)lz-p1、伯克霍尔德氏菌(burkholderia contaminans)rz-k1和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)zy-x2的菌液;

4、所述维德曼氏芽孢杆菌lz-p1的保藏编号为cgmcc no.27259;

5、所述伯克霍尔德氏菌rz-k1的保藏编号为cgmcc no.29588;

6、所述贝莱斯芽孢杆菌zy-x2的保藏编号为cgmcc no.29587。

7、进一步地,所述维德曼氏芽孢杆菌lz-p1的菌液,浓度为1×108cfu/ml;所述伯克霍尔德氏菌rz-k1的菌液,浓度为1×109cfu/ml;所述贝莱斯芽孢杆菌zy-x2的菌液,浓度为1×109cfu/ml。

8、进一步地,所述维德曼氏芽孢杆菌lz-p1的菌液、所述伯克霍尔德氏菌rz-k1的菌液与所述贝莱斯芽孢杆菌zy-x2的菌液的体积比为1.3:1.2:1.1。

9、本发明还提供所述的复合菌剂在改良石灰岩弃渣中的应用。

10、本发明还提供一种石灰岩弃渣的改良方法,包括将所述石灰岩弃渣与营养土混合,获得渣土,向所述渣土中加入所述的复合菌剂、壳聚糖和羧甲基纤维素钠的高分子聚合物溶液和缓释肥,搅拌均匀;

11、所述高分子聚合物溶液中,壳聚糖和羧甲基纤维素钠的质量比为1:1,所述高分子聚合物溶液的加入量为渣土质量的8%;

12、所述缓释肥凹凸缓释肥。

13、进一步地,所述石灰岩弃渣与所述营养土的质量比为3:7。

14、进一步地,所述复合菌剂的加入量为每千克渣土中加入100ml。

15、进一步地,所述高分子聚合物溶液的质量浓度为1%。

16、进一步地,所述缓释肥的加入量为渣土质量的0.6%。

17、本发明还提供由所述的方法获得的改良石灰岩弃渣在制备种植基质中的应用。

18、本发明公开了以下技术效果:

19、本发明自西藏自治区昌都市察雅县汪布曲草原的草甸土分离获得一株伯克霍尔德氏菌和贝莱斯芽孢杆菌,并将其与前期获得的维德曼氏芽孢杆菌复配,获得一种复合菌剂。该复合菌及与客土喷播技术相结合能够有效改良石灰岩弃渣。

20、本发明将高效风化石灰岩的矿物质溶解微生物(维德曼氏芽孢杆菌和伯克霍尔德氏菌)和产生激素的植物根际促生细菌(贝莱斯芽孢杆菌)与客土喷播技术相结合,并应用于石灰岩弃渣的改良技术中,其原理是利用矿物质溶解微生物的酸化和络合过程,将复杂且不能被植物直接吸收利用的土壤矿物质溶解(如溶磷解钾作用等)。微生物通过溶解矿物质以加快石灰岩的土壤化进程,快速形成植物生存所需土壤,同时利用根际促生菌分泌的生长激素(如生长素、细胞分裂素和赤霉素等)促进前期幼苗的成活、中期植被群落的构建以及后期生态功能的恢复。本发明通过模拟自然生境,人为制造出一个近自然的生态循环系统,促进植物繁育生长,将弥补喷播技术中对岩石的绿化仅作用于岩石表面、植物根系无法深入岩石内部而难以长期维持绿化效果的缺陷。



技术特征:

1.一种复合菌剂,其特征在于,有效物质包括维德曼氏芽孢杆菌(bacilluswiedmannii)lz-p1、伯克霍尔德氏菌(burkholderia contaminans)rz-k1和贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)zy-x2的菌液;

2.根据权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于,所述维德曼氏芽孢杆菌lz-p1的菌液,浓度为1×108cfu/ml;所述伯克霍尔德氏菌rz-k1的菌液,浓度为1×109cfu/ml;所述贝莱斯芽孢杆菌zy-x2的菌液,浓度为1×109cfu/ml。

3.根据权利要求2所述的复合菌剂,其特征在于,所述维德曼氏芽孢杆菌lz-p1的菌液、所述伯克霍尔德氏菌rz-k1的菌液与所述贝莱斯芽孢杆菌zy-x2的菌液的体积比为1.3:1.2:1.1。

4.如权利要求1~3任一项所述的复合菌剂在改良石灰岩弃渣中的应用。

5.一种石灰岩弃渣的改良方法,其特征在于,包括将所述石灰岩弃渣与营养土混合,获得渣土,向所述渣土中加入权利要求1~3任一项所述的复合菌剂、壳聚糖和羧甲基纤维素钠的高分子聚合物溶液和缓释肥,搅拌均匀;

6.根据权利要求5所述的改良方法,其特征在于,所述石灰岩弃渣与所述营养土的质量比为3:7。

7.根据权利要求5所述的改良方法,其特征在于,所述复合菌剂的加入量为每千克渣土中加入100ml。

8.根据权利要求5所述的改良方法,其特征在于,所述高分子聚合物溶液的质量浓度为1%。

9.根据权利要求5所述的改良方法,其特征在于,所述缓释肥的加入量为渣土质量的0.6%。

10.由权利要求5~9任一项所述的方法获得的改良石灰岩弃渣在制备种植基质中的应用。


技术总结
本发明公开了一种利用复合菌剂及有机材料复配改良石灰岩弃渣的方法,属于弃渣资源化利用技术领域。本发明自西藏自治区昌都市察雅县汪布曲草原的草甸土分离获得一株伯克霍尔德氏菌和贝莱斯芽孢杆菌,并将其与前期获得的维德曼氏芽孢杆菌复配,获得一种复合菌剂。该复合菌及与客土喷播技术相结合能够有效改良石灰岩弃渣。本发明将高效风化石灰岩的矿物质溶解微生物和产生激素的植物根际促生细菌与客土喷播技术相结合并应用于石灰岩弃渣的改良技术中,通过模拟自然生境,人为制造出一个近自然的生态循环系统,促进植物繁育生长,将弥补喷播技术中对岩石的绿化仅作用于岩石表面和植物根系,无法深入岩石内部而难以长期维持绿化效果的缺陷。

技术研发人员:李琪,邹雨欣,雷泞菲,裴向军,张晓超,张卫彪,王琦,肖维阳,林静
受保护的技术使用者:成都理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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