镉污染生物修复剂及其制备方法和应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310289456.X

申请日:

20130710

公开号:

CN103361072B

公开日:

20160316

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C09K17/42,C09K101/00

主分类号:

C09K17/42,C09K101/00

申请人:

湖南泰谷生物科技股份有限公司

发明人:

唐八生,曹典军,郭帅,蔡浩,侯亚卓,周艳,周利群

地址:

410205 湖南省长沙市高新区麓龙路199号标志麓谷坐标A栋14楼

优先权:

CN201310289456A

专利代理机构:

北京路浩知识产权代理有限公司

代理人:

王朋飞

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内容摘要

本发明提供一种镉污染生物修复剂,所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成:核心菌素10-20份;营养成分10-20份;酶活物质2-6份;菌素载体54-78份。本发明还提出所述镉污染生物修复剂的应用。本发明的微生物种类搭配合理,综合功能更强。该发明的核心菌素中的微生物能迅速在土壤中定植生长并形成强大菌落,能直接吸附重金属离子镉Cd+到微生物细胞璧或细胞内中加以固化、钝化。同时组合中的蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母对重金属离子镉Cd+、铬Cr+、铅Pb+也有较强的吸附钝化作用,较强的综合功能降低了重金属离子镉Cd+的移动性,达到削减作物对重金属离子的吸收。

权利要求书

1.一种镉污染生物修复剂,其特征在于,所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成:其中,所述核心菌素为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudanonaspalustris)保藏号ACCC10649、保藏号ACCC00309、保藏号ACCC00311中的至少一种,蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)保藏号ACCC02803,啤酒酵母(Sacchaeomycescerevisiae)保藏号ACCC21144、保藏号ACCC21139中的至少一种的组合;所述镉污染生物修复剂中,沼泽红假单胞菌30.0~50.0×10cfu/g、蜡状芽孢杆菌4.0~16.0×10cfu/g、啤酒酵母4.0~16.0×10cfu/g,总有效活菌数≥60.0×10cfu/g;其中,所述酶活物质是按照蛋白粉:活性酶为300:1~100:1的重量比例均匀混合制成;所述活性酶是从大豆青荚中提取的活性酶;所述营养成分为氮、磷、钾、以及锌和铁;所述氮、磷、钾、以及锌和铁的重量比例为N:PO:KO:ZnO:FeO=1.3:1.7:2:4:1。 2.根据权利要求1所述的镉污染生物修复剂,其特征在于,所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成: 3.根据权利要求1或2所述的镉污染生物修复剂,其特征在于,所述镉污染生物修复剂中的核心菌素包括沼泽红假单胞菌40.0×10cfu/g、蜡状芽孢杆菌10.0×10cfu/g、啤酒酵母10.0×10cfu/g,总有效活菌数≥60.0×10cfu/g。 4.根据权利要求1所述的镉污染生物修复剂,其特征在于,所述酶活物质是按照蛋白粉:活性酶为200:1的重量比例均匀混合制成。 5.根据权利要求1所述的镉污染生物修复剂,其特征在于,所述菌素载体为膨润土:海泡石粉按1:0.8~1.5的比例均匀混合而成;所述镉污染生物修复剂是粉剂或颗粒剂。 6.权利要求1所述的镉污染生物修复剂的制备方法,其特征在于,其是将按重量份计的10-20份核心菌素、10-20份营养成分、2-6份酶活物质、54-78份菌素载体混合搅拌均匀而得。 7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述核心菌素由如下方法制备得到:将沼泽红假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原始菌种在无菌条件下分别依次进行斜面培养、摇床培养、发酵罐培养后,将得到的发酵液经过浓缩干燥得到孢子粉,然后将孢子粉按照沼泽红假单胞菌:蜡状芽孢杆菌:啤酒酵母为30-50:4-16:4-16的重量比混合均匀,得到核心菌素。 8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,将孢子粉按照沼泽红假单胞菌:蜡状芽孢杆菌:啤酒酵母4:1:1的重量比混合均匀,得到核心菌素。 9.权利要求1-5任一项所述的镉污染生物修复剂在农作物生产中的应用。

说明书

技术领域

本发明属于农业微生物应用领域,具体涉及含有活性菌的生物修 复剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化和农业集约化经济的发展,我国耕地重金属污染状 况越来越严重。20世纪90年代初,我国镉污染耕地面积达1.3× 104/hm2,涉及11个省市的25个地区。据湖南省重金属污染专项调查 和近年来的农业环境质量监测结果表明,湖南省被污染的耕地面积己 占全省耕地总面积的23.7,还有27%左右的农田灌溉水和25%左右 的农田大气受到了不同程度的污染,主要污染物为镉、铅等重金属元 素。例如湖南省株洲市2006年1月,新马村发生震动全国的镉污染 事件,有2人因不明原因死亡,150名村民经过体检被判定为慢性轻 度镉中毒;另有位于霞湾工业区边缘的新桥、霞湾和建设等村数千亩 土地早在上世纪80年代前就被霞湾工业区排放的重金属废水污染。 当地政府每年向每亩稻田发放800斤稻米的补贴,已经发放20多年。 为了减少重金属污染土壤上水稻对镉的吸收累积,目前国内外主要研 究了两种方式:一是将土壤中的镉转化为难溶态,即土壤中的活性态 镉被钝化,从而使作物难以吸收;二是将镉从土壤中去除,即利用工 程或生物的方法修复镉污染土壤。后者因工程修复所需资金较大,难 以进行大面积推广。因此,研究如何降低和钝化固定土壤中的镉等重 金属的方法,具有重大的现实意义。为合理指导稻米镉污染消减奠定 基础,2012年湖南省科技重大专项《稻米镉污染消减及快速检测技 术与装备研究》在湖南省长沙市启动。专项开展全省稻田土壤镉含量 分布状况、镉低吸收水稻品种筛选、稻田土壤镉钝化及耕作技术和稻 米镉快速检测技术与装备的研究,实现农田到餐桌全过程的镉污染消 减与阻断,引导建立全省稻米安全生产与监管模式。国内应用微生物 修复土壤重金属污染已有不少报道,也有学者认为生物修复对于中轻 度污染水平难以在短期内达到安全标准。为此,本发明采用多菌种高 效组合,施加于土壤中能迅速形成强大菌落,吸附重金属离子镉Cd +到微生物细胞璧或细胞内固化、钝化[2007.34(4).659~662.微生 物学通报.沼泽红假单胞菌去除镉的研究.白红娟.张肇铭等],并通过 其繁殖过程产生的衍生物对重金属离子镉Cd+的吸附、钝化、螯合的 共同作用,从而降低重金属离子镉Cd+的移动性,实现削减作物对重 金属离子镉Cd+的吸收。

发明内容

针对本领域的不足之处,实现削减作物对重金属离子镉Cd+的吸 收,本发明提供了一种镉污染生物修复剂。

本发明的另一目的是提供镉污染生物修复剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供镉污染生物修复剂的应用。

实现本发明上述目的的具体技术方案为:

一种镉污染生物修复剂,所述镉污染生物修复剂按重量份计由如 下成分组成:

核心菌素10-20份;

营养成分10-20份;

酶活物质2-6份;

菌素载体54-78份;

其中,所述核心菌素为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudanonas palustris)保藏号ACCC10649、保藏号ACCC00309、保藏号 ACCC00311中的至少一种,蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)包藏号 ACCC02803,啤酒酵母(Sacchaeomycescerevisiae)保藏号 ACCC21144、保藏号ACCC21139中的至少一种的组合。所述菌种 均购自于中国农业微生物菌种保藏管理中心。

优选地,所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成:

核心菌素15份;

营养成分15份;

酶活物质4份;

菌素载体66份。

其中,所述镉污染生物修复剂中的核心菌素包括沼泽红假单胞菌 30.0~50.0×108cfu/g、蜡状芽孢杆菌4.0~16.0×108cfu/g、啤酒酵母 4.0~16.0×108cfu/g,总有效活菌数≥60.0×108cfu/g;优选为沼泽红假 单胞菌40.0×108cfu/g、蜡状芽孢杆菌10.0×108cfu/g、啤酒酵母10.0 ×108cfu/g,总有效活菌数≥60.0×108cfu/g。

其中,所述营养成分为氮,磷,钾,以及锌和铁;所述氮,磷, 钾,以及锌和铁的重量比例为N:P2O5:K2O:ZnO:Fe2O3=1.3:1.7:2:4:1。

其中,所述酶活物质为蛋白粉和活性酶。所述酶活物质是按照蛋 白粉:活性酶为300:1~100:1的重量比例均匀混合制成;优选地所述 酶活物质是按照蛋白粉:活性酶为200:1的重量比例均匀混合制成。 所述活性酶是从大豆青荚中提取的活性酶。提取的方法为:首先将大 豆上等好的青荚进行植物组织细胞的破碎。采用磷酸缓冲液(pH值 6.0)按照料液比1:5混合于器皿中,得到的混合液进行过滤(过滤 2~3次),除掉固体杂质,得到酶的粗提取液。然后对得到的粗提取液 58℃水浴加热,10分钟后取出器皿,静置5分钟(切忌过长),器皿 底部沉淀出大豆青夹中含有固体杂质蛋白质,取上清液于另一器皿 中,用硫酸铵进行沉淀(pH值5.8)。最后用磷酸缓冲液(pH值5.7) 对沉淀溶解得到的酶液进行分离纯化。

其中,所述菌素载体为膨润土:海泡石粉按1:0.8~1.5的比例均 匀混合而成;所述镉污染生物修复剂是粉剂或颗粒剂,

本发明所述的镉污染生物修复剂的制备方法,其是将按重量份计 的10-20份核心菌素、10-20份营养成分、2-6份酶活物质、54-78份 菌素载体混合搅拌均匀而得。

其中,所述核心菌素由如下方法制备得到:

将沼泽红假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原始菌种在无菌 条件下分别依次进行斜面培养、摇床培养、发酵罐培养后,将得到的 发酵液经过浓缩干燥得到孢子粉,然后将孢子粉按照沼泽红假单胞 菌:蜡状芽孢杆菌:啤酒酵母为30-50:4-16:4-16的重量比混合均匀, 得到核心菌素。

优选地,将孢子粉按照沼泽红假单胞菌:蜡状芽孢杆菌:啤酒酵 母4:1:1的重量比混合均匀,得到核心菌素。

本发明所述的镉污染生物修复剂在农作物生产中的应用,

在应用中,该镉污染生物修复剂为粉状或颗粒状剂型,在土地翻 耕时拌细黄土或掺入基肥中均匀撒施,平整土地,平均用量为 30kg/hm2。

本发明的有益效果在于:

1、本发明的微生物种类搭配合理,综合功能更强。该发明的核 心菌素中的微生物能迅速在土壤中定植生长并形成强大菌落,能直接 吸附重金属离子镉Cd+到微生物细胞璧或细胞内中加以固化、钝化。 同时组合中的蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母对重金属离子镉Cd+、铬Cr+、 铅Pb+也有较强的吸附钝化作用,较强的综合功能降低了重金属离子 镉Cd+的移动性(戴友芝,许彩霞,湘潭大学自然科学学报Vol.29 No.3Sept.2007.79~83啤酒酵母对水中Cr(VI)的吸附研究;潘建华,刘 瑞霞,环境科学Vol.25,No.2Mar.,2004.166~169蜡状芽孢杆菌 Bacilluscereus吸附铅的研究),达到削减作物对重金属离子的吸收。

2、本发明的镉污染生物修复剂技术处在国际领先前沿。优势作 用在于利用沼泽红假单胞菌(简称SRP菌)直接吸附固化、钝化以 及代谢产生的S2-与重金属离子反应生成难溶的硫化物沉淀而使重金 属离子镉Cd+钝化固化的双重作用:高价M+(H)→低价M+H+(M 为重金属离子,H为原子氢),SRP菌→SO42-+(H)→S2-+H2O, M2++S2-→MS↓。因沼泽红假单胞菌表面带有一定的负电性,故对重 金属离子镉Cd+有较强的吸附性以及较强的生物禁絮凝作用,使重金 属硫化物得以很好地固化,难以移动,实现削减作物对重金属离子镉 Cd+的吸收。

3、本发明的核心菌素制备方法先进科学,简便可行,孢子数含 量高,存活时间长。加入酶活物质能使孢子在土壤中迅速定植生长, 加入营养成分能为孢子大量繁殖提供能量。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的 限制。

下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施例只是用于说明本发明,而不是用来限制本发明的范围。

实施例1镉污染生物修复剂的构成

核心菌素15份;

营养成分15份;

酶活物质4份;

菌素载体66份。

所述核心菌素的构成

沼泽红假单胞菌40.0×108cfu/g;

蜡状芽孢杆菌10.0×108cfu/g;

啤酒酵母10.0×108cfu/g;

有效菌总含量≥60.0×108cfu/g。

上述构成的核心菌素由以下步骤制得:

混合孢子粉的制备:

①斜面培养:将沼泽红假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原 始菌种在无菌条件下分别接种于斜面培养基上,在29±1℃条件下培 养40h;

②摇床培养:将上述步骤①培养的菌种在无菌条件下分别接种于 液体培养基,在pH6.8、温度为30℃条件下,140r/min摇床培养36h;

③发酵罐培养:将上述步骤②培养的菌种在无菌条件下分别接种 于发酵罐培养基,在pH7.2、罐压0.5kg、温度为30℃、通风量1:0.8 条件下,培养50h后,菌数大于1.0×1010/mL,80%菌体转成芽孢时 下罐,得到发酵液;

④将步骤③中得到的发酵液经过浓缩干燥制备成孢子粉,将孢子 粉按照沼泽红假单胞菌:蜡状芽孢杆菌:啤酒酵母为4:1:1的重量比 例混合均匀,制备得到核心菌素。

在上述混合孢子粉的制备中,步骤①中选用的斜面培养基的配方 如下:成分为NaH2PO45.5mg/L,苹果酸1.5mg/L,乙酸钠2mg/L, NaOH2mg/L,NH4Cl1mg/L,MgCl20.25mg/L,CaCl20.05mg/L, 酵母膏1mg/L,微量元素1m1(微量元素溶液为氯化亚铁、氯化钴、 氯化镍、氯化铜、氯化锰、氯化锌、钼酸钠、五水亚硒酸钠复合溶液), pH7.0。

上述步骤②中的液体培养基配方如下:葡萄糖10g、牛肉膏5g、 酵母粉5g、淀粉10g、豆饼粉5g、K2HPO40.5g、MgSO40.2g、水1000mL。

上述步骤③中的发酵罐培养基配方如下:玉米粉26kg、豆饼粉 16kg、硫酸铵4kg、葡萄糖8kg、酵母粉2.5kg、蛋白胨1.7kg、加水 至600kg。

营养成分为氮,磷,钾,以及锌和铁,并按照 N:P2O5:K2O:ZnO:Fe2O3为1.3:1.7:2:4:1的重量比例混合均匀制得。

所述酶活物质为蛋白粉和活性酶。所述酶活物质是按照蛋白粉: 活性酶为300:1~100:1的重量比例均匀混合制成;优选地所述酶活物 质是按照蛋白粉:活性酶为200:1的重量比例均匀混合制成。活性酶 是从大豆青荚中提取的活性酶,提取的方法为:首先将大豆上等好的 青荚进行植物组织细胞的破碎。采用磷酸缓冲液(pH值6.0)按照料 液比1:5混合于器皿中,得到的混合液进行过滤(过滤3次),除掉 固体杂质,得到酶的粗提取液。然后对得到的粗提取液58℃水浴加 热,10分钟后取出器皿,静置5分钟,器皿底部沉淀出大豆青荚中 含有固体杂质蛋白质,取上清液于另一器皿中,用硫酸铵进行沉淀 (pH值5.8)。最后用磷酸缓冲液(pH值5.7)对沉淀溶解得到的酶 液进行分离纯化。

所述菌素载体为膨润土:海泡石粉按1:1的比例均匀混合而成。

将上述材料按照核心菌素10份、营养成分10份、酶活物质6 份、菌素载体74份的比例充分混匀,制备得到本发明的镉污染生物 修复剂。

实施例2镉污染生物修复剂的构成

核心菌素20份;

营养成分20份;

酶活物质5份;

菌素载体55份。

所述核心菌素的构成

沼泽红假单胞菌30.0×108cfu/g;

蜡状芽孢杆菌15.0×108cfu/g;

啤酒酵母15.0×108cfu/g;

有效菌总含量≥60.0×108cfu/g。

制备方法:

①斜面培养:将沼泽红假单胞菌、蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原 始菌种在无菌条件下分别接种于斜面培养基上,在29±1℃条件下培 养48h;

②摇床培养:将上述步骤①培养的菌种在无菌条件下分别接种于 液体培养基,在pH7.0、温度为30℃条件下,160r/min摇床培养48h;

③发酵罐培养:将上述步骤②培养的菌种在无菌条件下分别接种 于发酵罐培养基,在pH7.5、罐压0.5kg、温度为30℃、通风量1:1.1 条件下,培养56h后,菌数大于1.0×1010/mL,80%菌体转成芽孢时 下罐,得到发酵液;

④将步骤③中得到的发酵液经过浓缩干燥制备成孢子粉,将孢子 粉按照沼泽红假单胞菌:蜡状芽孢杆菌:啤酒酵母为4:1:1的重量比 例混合均匀,制备得到核心菌素。

上述各个步骤所用的培养基和实施例1相应步骤所用的培养基 相同,产品的配制方法相同,营养成分、酶活物质、菌素载体与实施 例1相同,只是配制的比例不同。

实施例3镉污染生物修复剂的构成

核心菌素10份;

营养成分10份;

酶活物质6份;

菌素载体74份。

所述核心菌素的构成

沼泽红假单胞菌50.0×108cfu/g;

蜡状芽孢杆菌5.0×108cfu/g;

啤酒酵母5.0×108cfu/g;

有效菌总含量≥60.0×108cfu/g。

上述实施制备混合孢子粉时各个步骤所用的培养基和实施例1 相应步骤所用的培养基相同,产品的配制方法相同,营养成分、酶活 物质、菌素载体与实施例1相同,只是配制的比例不同。

实验例1本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂盆栽试验

1材料及方法

1.1采用盆栽试验,研究本发明对不同稻田土重金属镉Cd+的生 物修复效果。试验设置2个处理,每个处理重复三次,随机区组排列。

处理①:施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂 425mg/盆(折合田间用量为30kg/hm2);

处理②对照CK:不施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修 复剂。

1.2试验使用27cm×30cm的白色塑料盆钵,装盆前土壤经风干 5目过筛,每盆装土层厚约20cm(kg),同时在每盆上施用一定的氮、 磷、钾肥料,试验期间各处理栽培管理措施与田间管理一致。

1.3装盆土壤分别采自湖南省衡阳市衡南县向阳镇沙泥塘村的潮 泥田和安福村的黄泥田,实验前的检测结果见下表1。

表1供试土壤实验前的检测结果

1.4土壤中镉Cd+采用CaCl2浸提一原子吸收分光光度法(石墨炉) 测定,水稻糙米和稻草中的镉是采用硝酸一高氯酸混合酸消解后原子 吸收分光光度法(石墨炉)测定消解后的镉含量。

2结果及分析

2.1试验结果表明,施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修 复剂对土壤中的镉Cd+及水稻糙米和稻草中镉含量的影响显著(见表 2)。与CK对照相比,施用发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂 能显著降低土壤中镉Cd+含量。潮泥田施用本发明实施例1的重金属 镉污染生物修复剂后土壤镉Cd+含量比CK对照降低了0.096;黄泥 田施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂后土壤镉Cd+含量 比CK对照降低了降低了0.042。

表2对土壤Cd+形态的影响结果

2.2土壤中镉Cd+为植物吸收利用的主要形态,其含量将明显影 响植物的吸收累加。表3的结果显示,施用本发明实施例1的重金属 镉污染生物修复剂能显著降低水稻糙米和稻草中的镉含量,并且使糙 米镉含量达到国家粮食卫生标准(GB2715-2005)。潮泥田施用本发明 实施例1的重金属镉污染生物修复剂后,水稻糙米和稻草中镉含量分 别比CK对照降低了49.1%和50.6%;黄泥田施用本发明实施例1的重 金属镉污染生物修复剂后,水稻糙米和稻草镉含量分别比CK对照降 低了40.4%和59.5%。

表3对水稻糙米和稻草中镉含量的影响

2.3由此可见,本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂对重 金属镉Cd+污染土壤具有明显的生物修复效果,适量施用可显著降低 土壤中镉Cd+含量,减少作物累加吸收。

实验例2实施例1的镉污染生物修复剂的效果及后效试验

1试验基本情况及材料

1.1采用田间小区试验,研究本发明对双季生产中的水稻糙米吸 收累积镉Cd+的影响及后效作用。试验地点分别选在湖南省衡南县向 阳镇沙泥塘村和安福村进行,沙泥塘村土壤为河流冲积物形成的潮 土,安福村土壤为黄泥田土,实验前检测结果见表4。

表4供试土壤试验前的化验结果

1.2试验设置3个处理,不设重复,四周设保护区,小区间设0.5m 宽田埂间隔。

①对照CK:不施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂;

②施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂24kg/hm2;

③施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂30kg/hm2。

1.3第一季早稻施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂, 第二季晚稻不施用。具体施用方法为在该镉污染潮土翻耕施肥前,将 本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂拌细黄土均匀撒施在土 壤表面,或与施用基肥一起撒施。所有处理的化肥、农药施用和灌溉 管理均一致。水稻糙米和稻草中的镉含量采用硝酸一高氯酸混合酸消 解后原子吸收分光光度法(石墨炉)测定。

2结果与分析

2.1对第一季早稻的作用效果明显利用本发明实施例1的镉污 染生物修复剂对稻田土壤进行试验后,对第一季早稻的试验效果见表 2,结果显示,潮泥田施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复 剂24kg/hm2和30kg/hm2处理的水稻糙米中镉含量分别比CK对照降 低27.1%和50.6%;黄泥田施用本发明实施例1的重金属镉污染生物 修复剂24kg/hm2和30kg/hm2处理的水稻糙米中镉含量分别比CK对 照降低23.2%和42.4%。其中施用本发明实施例1的重金属镉污染生 物修复剂24kg/hm2和30kg/hm2处理的水稻糙米中镉含量均达到国家 食品卫生标准(GB2715-2005)。因此,采用本发明实施例1的镉污染 生物修复剂能显著降低水稻糙米中的镉含量,说明对土壤镉污染的稻 田土壤中的镉Cd+具有明显的修复效果。

2.2对第二季晚稻的后效明显:利用本发明实施例1的镉污染生 物修复剂对稻田土壤进行试验后,对第二季晚稻种植试验结果如表5, 结果显示,第二季晚稻糙米中镉含量仍显著低于对照。其中,潮泥田 施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂24kg/hm2和 30kg/hm2处理区中的晚稻糙米中镉含量分别比CK对照降低28.3%和 33.2%;黄泥田施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2和30kg/hm2处理区中的晚稻糙米中镉含量分别比CK对照 降低28.2%和33.9%。说明在双季稻区施用本发明实施例1的镉污染 生物修复剂有较好的后效作用。

表5镉污染生物修复剂的效果及后效作用

2.3试验结果表明,在潮泥田和黄泥田施用本发明实施例1的重 金属镉污染生物修复剂24kg/hm2和30kg/hm2处理区中的晚稻糙米中 镉含量分别比CK对照均有降低,但用量为24kg/hm2的处理②其后 效作用的糙米中镉含量达不到国家食品卫生标准(GB2715-2005)。因 此建议施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂以30kg/hm2为宜。

虽然,上面以最佳实施例详细说明了本发明,但本领域技术人员 应当知晓,在不偏离本发明思想和精神的前提下,对本发明做出的任 何改进和修饰,仍属于本发明要求保护的范围之内。

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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201310289456.X (22)申请日 2013.07.10 C09K 17/42(2006.01) C09K 101/00(2006.01) (73)专利权人 湖南泰谷生物科技股份有限公司 地址 410205 湖南省长沙市高新区麓龙路 199 号标志麓谷坐标 A 栋 14 楼 (72)发明人 唐八生 曹典军 郭帅 蔡浩 侯亚卓 周艳 周利群 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王朋飞 CN 102660479 A,2012.09.12, CN 101497870 A,2009.08.05, C。

2、N 102964178 A,2013.03.13, 贠妮 . 沼泽红假单胞菌 (Rhodopseudomonas palustris) 转化去除铅镉污染的研究 .中北大 学硕士学位论文 .2007, 全文 . 陈志. 蜡状芽孢杆菌与重金属铬相互作用机 制研究 .福建林业大学硕士学位论文 .2010, 全文 . (54) 发明名称 镉污染生物修复剂及其制备方法和应用 (57) 摘要 本发明提供一种镉污染生物修复剂, 所述镉 污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成 : 核 心菌素 10-20 份 ; 营养成分 10-20 份 ; 酶活物质 2-6 份 ; 菌素载体 54-78 份。本发明还提出所述。

3、镉 污染生物修复剂的应用。本发明的微生物种类搭 配合理, 综合功能更强。 该发明的核心菌素中的微 生物能迅速在土壤中定植生长并形成强大菌落, 能直接吸附重金属离子镉 Cd到微生物细胞璧或 细胞内中加以固化、 钝化。同时组合中的蜡状芽 孢杆菌和啤酒酵母对重金属离子镉 Cd、 铬 Cr、 铅 Pb也有较强的吸附钝化作用, 较强的综合功 能降低了重金属离子镉Cd+的移动性, 达到削减作 物对重金属离子的吸收。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 李洋 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书2页 说明书8页 CN 103361072 B 2016.03.16 。

4、CN 103361072 B 1/2 页 2 1.一种镉污染生物修复剂, 其特征在于, 所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成 分组成 : 其中, 所述核心菌素为沼泽红假单胞菌 (Rhodop seudanonas palustris) 保藏号 ACCC10649、 保藏号 ACCC00309、 保藏号 ACCC00311 中的至少一种, 蜡状芽孢杆菌 (Bacillus cereus) 保藏号 ACCC02803, 啤酒酵母 (Sacchaeomyces cerevisiae) 保藏号 ACCC21144、 保 藏号 ACCC21139 中的至少一种的组合 ; 所述镉污染生物修复剂中, 沼泽。

5、红假单胞菌 30.0 50.0108cfu/g、 蜡状芽孢杆菌 4.0 16.0108cfu/g、 啤酒酵母 4.0 16.0108cfu/g, 总有效活菌数 60.0108cfu/g ; 其中, 所述酶活物质是按照蛋白粉 : 活性酶为 300:1 100:1 的重量比例均匀混合制 成 ; 所述活性酶是从大豆青荚中提取的活性酶 ; 所述营养成分为氮、 磷、 钾、 以及锌和铁 ; 所 述氮、 磷、 钾、 以及锌和铁的重量比例为 N:P2O5:K2O:ZnO:Fe2O3 1.3:1.7:2:4:1。 2.根据权利要求 1 所述的镉污染生物修复剂, 其特征在于, 所述镉污染生物修复剂按 重量份计由如。

6、下成分组成 : 3.根据权利要求1或2所述的镉污染生物修复剂, 其特征在于, 所述镉污染生物修复剂 中的核心菌素包括沼泽红假单胞菌 40.0108cfu/g、 蜡状芽孢杆菌 10.0108cfu/g、 啤酒 酵母 10.0108cfu/g, 总有效活菌数 60.0108cfu/g。 4.根据权利要求 1 所述的镉污染生物修复剂, 其特征在于, 所述酶活物质是按照蛋白 粉 : 活性酶为 200:1 的重量比例均匀混合制成。 5.根据权利要求 1 所述的镉污染生物修复剂, 其特征在于, 所述菌素载体为膨润土 : 海 泡石粉按 1:0.8 1.5 的比例均匀混合而成 ; 所述镉污染生物修复剂是粉剂或。

7、颗粒剂。 6.权利要求 1 所述的镉污染生物修复剂的制备方法, 其特征在于, 其是将按重量份计 的 10-20 份核心菌素、 10-20 份营养成分、 2-6 份酶活物质、 54-78 份菌素载体混合搅拌均匀 而得。 7.根据权利要求 6 所述的制备方法, 其特征在于, 所述核心菌素由如下方法制备得到 : 将沼泽红假单胞菌、 蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原始菌种在无菌条件下分别依次进行 斜面培养、 摇床培养、 发酵罐培养后, 将得到的发酵液经过浓缩干燥得到孢子粉, 然后将孢 子粉按照沼泽红假单胞菌 : 蜡状芽孢杆菌 : 啤酒酵母为 30-50:4-16:4-16 的重量比混合均 匀, 得到核心菌素。

8、。 权 利 要 求 书 CN 103361072 B 2 2/2 页 3 8.根据权利要求 7 所述的制备方法, 其特征在于, 将孢子粉按照沼泽红假单胞菌 : 蜡状 芽孢杆菌 : 啤酒酵母 4:1:1 的重量比混合均匀, 得到核心菌素。 9.权利要求 1-5 任一项所述的镉污染生物修复剂在农作物生产中的应用。 权 利 要 求 书 CN 103361072 B 3 1/8 页 4 镉污染生物修复剂及其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明属于农业微生物应用领域, 具体涉及含有活性菌的生物修复剂及其制备方 法和应用。 背景技术 0002 随着工业化和农业集约化经济的发展, 我国耕地重金属污染状。

9、况越来越严重。20 世纪 90 年代初, 我国镉污染耕地面积达 1.3104/hm2, 涉及 11 个省市的 25 个地区。据湖 南省重金属污染专项调查和近年来的农业环境质量监测结果表明, 湖南省被污染的耕地面 积己占全省耕地总面积的 23.7, 还有 27% 左右的农田灌溉水和 25% 左右的农田大气受到了 不同程度的污染, 主要污染物为镉、 铅等重金属元素。例如湖南省株洲市 2006 年 1 月, 新马 村发生震动全国的镉污染事件, 有 2 人因不明原因死亡, 150 名村民经过体检被判定为慢性 轻度镉中毒 ; 另有位于霞湾工业区边缘的新桥、 霞湾和建设等村数千亩土地早在上世纪 80 年代。

10、前就被霞湾工业区排放的重金属废水污染。当地政府每年向每亩稻田发放 800 斤稻米 的补贴, 已经发放 20 多年。为了减少重金属污染土壤上水稻对镉的吸收累积, 目前国内外 主要研究了两种方式 : 一是将土壤中的镉转化为难溶态, 即土壤中的活性态镉被钝化, 从 而使作物难以吸收 ; 二是将镉从土壤中去除, 即利用工程或生物的方法修复镉污染土壤。 后者因工程修复所需资金较大, 难以进行大面积推广。 因此, 研究如何降低和钝化固定土壤 中的镉等重金属的方法, 具有重大的现实意义。 为合理指导稻米镉污染消减奠定基础, 2012 年湖南省科技重大专项 稻米镉污染消减及快速检测技术与装备研究 在湖南省长沙。

11、市启 动。专项开展全省稻田土壤镉含量分布状况、 镉低吸收水稻品种筛选、 稻田土壤镉钝化及 耕作技术和稻米镉快速检测技术与装备的研究, 实现农田到餐桌全过程的镉污染消减与阻 断, 引导建立全省稻米安全生产与监管模式。国内应用微生物修复土壤重金属污染已有不 少报道, 也有学者认为生物修复对于中轻度污染水平难以在短期内达到安全标准。 为此, 本 发明采用多菌种高效组合, 施加于土壤中能迅速形成强大菌落, 吸附重金属离子镉 Cd到 微生物细胞璧或细胞内固化、 钝化 2007.34(4) .659 662. 微生物学通报 . 沼泽红假单 胞菌去除镉的研究.白红娟.张肇铭等 , 并通过其繁殖过程产生的衍生。

12、物对重金属离子镉 Cd的吸附、 钝化、 螯合的共同作用, 从而降低重金属离子镉 Cd的移动性, 实现削减作物对 重金属离子镉 Cd的吸收。 发明内容 0003 针对本领域的不足之处, 实现削减作物对重金属离子镉 Cd的吸收, 本发明提供 了一种镉污染生物修复剂。 0004 本发明的另一目的是提供镉污染生物修复剂的制备方法。 0005 本发明的第三个目的是提供镉污染生物修复剂的应用。 0006 实现本发明上述目的的具体技术方案为 : 0007 一种镉污染生物修复剂, 所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成 : 说 明 书 CN 103361072 B 4 2/8 页 5 0008 核心菌素。

13、 10-20 份 ; 0009 营养成分 10-20 份 ; 0010 酶活物质 2-6 份 ; 0011 菌素载体 54-78 份 ; 0012 其中, 所述核心菌素为沼泽红假单胞菌 (Rhodop seudanonas palustris) 保藏号 ACCC10649、 保藏号 ACCC00309、 保藏号 ACCC00311 中的至少一种, 蜡状芽孢杆菌 (Bacillus cereus) 包藏号 ACCC02803, 啤酒酵母 (Sacchaeomyces cerevisiae) 保藏号 ACCC21144、 保 藏号 ACCC21139 中的至少一种的组合。所述菌种均购自于中国农业微。

14、生物菌种保藏管理中 心。 0013 优选地, 所述镉污染生物修复剂按重量份计由如下成分组成 : 0014 核心菌素 15 份 ; 0015 营养成分 15 份 ; 0016 酶活物质 4 份 ; 0017 菌素载体 66 份。 0018 其中, 所述镉污染生物修复剂中的核心菌素包括沼泽红假单胞菌 30.0 50.0108cfu/g、 蜡状芽孢杆菌 4.0 16.0108cfu/g、 啤酒酵母 4.0 16.0108cfu/g, 总有效活菌数 60.0108cfu/g ; 优选为沼泽红假单胞菌 40.0108cfu/g、 蜡状芽孢杆菌 10.0108cfu/g、 啤酒酵母 10.0108cfu/。

15、g, 总有效活菌数 60.0108cfu/g。 0019 其中, 所述营养成分为氮, 磷, 钾, 以及锌和铁 ; 所述氮, 磷, 钾, 以及锌和铁的重量 比例为 N : P2O5:K2O:ZnO:Fe2O3=1.3:1.7:2:4:1。 0020 其中, 所述酶活物质为蛋白粉和活性酶。所述酶活物质是按照蛋白粉 : 活性酶为 300:1 100:1 的重量比例均匀混合制成 ; 优选地所述酶活物质是按照蛋白粉 : 活性酶为 200:1 的重量比例均匀混合制成。所述活性酶是从大豆青荚中提取的活性酶。提取的方法 为 : 首先将大豆上等好的青荚进行植物组织细胞的破碎。采用磷酸缓冲液 (pH 值 6.0)。

16、 按照 料液比 1 : 5 混合于器皿中, 得到的混合液进行过滤 ( 过滤 2 3 次 ), 除掉固体杂质, 得到 酶的粗提取液。然后对得到的粗提取液 58水浴加热, 10 分钟后取出器皿, 静置 5 分钟 (切 忌过长) , 器皿底部沉淀出大豆青夹中含有固体杂质蛋白质, 取上清液于另一器皿中, 用硫 酸铵进行沉淀 (pH 值 5.8) 。最后用磷酸缓冲液 (pH 值 5.7) 对沉淀溶解得到的酶液进行分 离纯化。 0021 其中, 所述菌素载体为膨润土 : 海泡石粉按 1:0.8 1.5 的比例均匀混合而成 ; 所 述镉污染生物修复剂是粉剂或颗粒剂, 0022 本发明所述的镉污染生物修复剂的。

17、制备方法, 其是将按重量份计的 10-20 份核心 菌素、 10-20 份营养成分、 2-6 份酶活物质、 54-78 份菌素载体混合搅拌均匀而得。 0023 其中, 所述核心菌素由如下方法制备得到 : 0024 将沼泽红假单胞菌、 蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原始菌种在无菌条件下分别依次 进行斜面培养、 摇床培养、 发酵罐培养后, 将得到的发酵液经过浓缩干燥得到孢子粉, 然后 将孢子粉按照沼泽红假单胞菌 : 蜡状芽孢杆菌 : 啤酒酵母为 30-50:4-16:4-16 的重量比混 合均匀, 得到核心菌素。 0025 优选地, 将孢子粉按照沼泽红假单胞菌 : 蜡状芽孢杆菌 : 啤酒酵母 4:1:1。

18、 的重量比 说 明 书 CN 103361072 B 5 3/8 页 6 混合均匀, 得到核心菌素。 0026 本发明所述的镉污染生物修复剂在农作物生产中的应用, 0027 在应用中, 该镉污染生物修复剂为粉状或颗粒状剂型, 在土地翻耕时拌细黄土或 掺入基肥中均匀撒施, 平整土地, 平均用量为 30kg/hm2。 0028 本发明的有益效果在于 : 0029 1、 本发明的微生物种类搭配合理, 综合功能更强。该发明的核心菌素中的微生物 能迅速在土壤中定植生长并形成强大菌落, 能直接吸附重金属离子镉 Cd到微生物细胞璧 或细胞内中加以固化、 钝化。同时组合中的蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母对重金属离子镉。

19、 Cd、 铬 Cr、 铅 Pb也有较强的吸附钝化作用, 较强的综合功能降低了重金属离子镉 Cd+的移动 性 (戴友芝 , 许彩霞, 湘潭大学自然科学学报 Vol.29No.3Sept.2007.79 83 啤酒酵母对水 中 Cr(VI) 的吸附研究 ; 潘建华 , 刘瑞霞, 环境科学 Vol.25,No.2Mar.,2004.166 169 蜡状 芽孢杆菌 Bacillus cereus 吸附铅的研究) , 达到削减作物对重金属离子的吸收。 0030 2、 本发明的镉污染生物修复剂技术处在国际领先前沿。 优势作用在于利用沼泽红 假单胞菌 (简称 SRP 菌) 直接吸附固化、 钝化以及代谢产生的。

20、 S2- 与重金属离子反应生成难 溶的硫化物沉淀而使重金属离子镉 Cd+钝化固化的双重作用 : 高价 M+(H) 低价 M+H + (M 为 重金属离子, H 为原子氢) , SRP 菌 SO42-+(H) S2-+H2O, M2+S2- MS 。因沼泽红假单胞 菌表面带有一定的负电性, 故对重金属离子镉 Cd+有较强的吸附性以及较强的生物禁絮凝 作用, 使重金属硫化物得以很好地固化, 难以移动, 实现削减作物对重金属离子镉 Cd+ 的吸 收。 0031 3、 本发明的核心菌素制备方法先进科学, 简便可行, 孢子数含量高, 存活时间长。 加入酶活物质能使孢子在土壤中迅速定植生长, 加入营养成分。

21、能为孢子大量繁殖提供能 量。 具体实施方式 0032 以下实施例进一步说明本发明的内容, 但不应理解为对本发明的限制。 0033 下面结合实施例, 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例只是 用于说明本发明, 而不是用来限制本发明的范围。 0034 实施例 1 镉污染生物修复剂的构成 0035 核心菌素 15 份 ; 0036 营养成分 15 份 ; 0037 酶活物质 4 份 ; 0038 菌素载体 66 份。 0039 所述核心菌素的构成 0040 沼泽红假单胞菌 40.0108cfu/g ; 0041 蜡状芽孢杆菌 10.0108cfu/g ; 0042 啤酒酵母 10.01。

22、08cfu/g ; 0043 有效菌总含量 60.0108cfu/g。 0044 上述构成的核心菌素由以下步骤制得 : 0045 混合孢子粉的制备 : 说 明 书 CN 103361072 B 6 4/8 页 7 0046 斜面培养 : 将沼泽红假单胞菌、 蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原始菌种在无菌条 件下分别接种于斜面培养基上, 在 291条件下培养 40h ; 0047 摇床培养 : 将上述步骤培养的菌种在无菌条件下分别接种于液体培养基, 在 pH6.8、 温度为 30条件下, 140r/min 摇床培养 36h ; 0048 发酵罐培养 : 将上述步骤培养的菌种在无菌条件下分别接种于发酵罐培。

23、 养基, 在 pH7.2、 罐压 0.5kg、 温度为 30、 通风量 1:0.8 条件下, 培养 50h 后, 菌数大于 1.01010/mL, 80% 菌体转成芽孢时下罐, 得到发酵液 ; 0049 将步骤中得到的发酵液经过浓缩干燥制备成孢子粉, 将孢子粉按照沼泽红假 单胞菌 : 蜡状芽孢杆菌 : 啤酒酵母为 4:1:1 的重量比例混合均匀, 制备得到核心菌素。 0050 在上述混合孢子粉的制备中, 步骤中选用的斜面培养基的配方如下 : 成分为 NaH2PO45.5mg/L, 苹果酸 1.5mg/L, 乙酸钠 2mg/L, NaOH2mg/L, NH4Cl1mg/L, MgCl20.25m。

24、g/L, CaCl20.05mg/L, 酵母膏 1mg/L, 微量元素 1m1 (微量元素溶液为氯化亚铁、 氯化钴、 氯化镍、 氯 化铜、 氯化锰、 氯化锌、 钼酸钠、 五水亚硒酸钠复合溶液) , pH7.0。 0051 上述步骤中的液体培养基配方如下 : 葡萄糖 10g、 牛肉膏 5g、 酵母粉 5g、 淀粉 10g、 豆饼粉 5g、 K2HPO40.5g、 MgSO40.2g、 水 1000mL。 0052 上述步骤中的发酵罐培养基配方如下 : 玉米粉 26kg、 豆饼粉 16kg、 硫酸铵 4kg、 葡萄糖 8kg、 酵母粉 2.5kg、 蛋白胨 1.7kg、 加水至 600kg。 00。

25、53 营 养 成 分 为 氮,磷,钾,以 及 锌 和 铁,并 按 照 N:P2O5:K2O:ZnO:Fe2O3为 1.3:1.7:2:4:1 的重量比例混合均匀制得。 0054 所述酶活物质为蛋白粉和活性酶。所述酶活物质是按照蛋白粉 : 活性酶为 300:1 100:1 的重量比例均匀混合制成 ; 优选地所述酶活物质是按照蛋白粉 : 活性酶为 200:1 的重量比例均匀混合制成。活性酶是从大豆青荚中提取的活性酶, 提取的方法为 : 首 先将大豆上等好的青荚进行植物组织细胞的破碎。采用磷酸缓冲液 (pH 值 6.0) 按照料液 比 1 : 5 混合于器皿中, 得到的混合液进行过滤 ( 过滤 3 。

26、次 ), 除掉固体杂质, 得到酶的粗提 取液。然后对得到的粗提取液 58水浴加热, 10 分钟后取出器皿, 静置 5 分钟, 器皿底部沉 淀出大豆青荚中含有固体杂质蛋白质, 取上清液于另一器皿中, 用硫酸铵进行沉淀 (pH 值 5.8) 。最后用磷酸缓冲液 (pH 值 5.7) 对沉淀溶解得到的酶液进行分离纯化。 0055 所述菌素载体为膨润土 : 海泡石粉按 1:1 的比例均匀混合而成。 0056 将上述材料按照核心菌素 10 份、 营养成分 10 份、 酶活物质 6 份、 菌素载体 74 份的 比例充分混匀, 制备得到本发明的镉污染生物修复剂。 0057 实施例 2 镉污染生物修复剂的构成。

27、 0058 核心菌素 20 份 ; 0059 营养成分 20 份 ; 0060 酶活物质 5 份 ; 0061 菌素载体 55 份。 0062 所述核心菌素的构成 0063 沼泽红假单胞菌 30.0108cfu/g ; 0064 蜡状芽孢杆菌 15.0108cfu/g; 0065 啤酒酵母 15.0108cfu/g; 说 明 书 CN 103361072 B 7 5/8 页 8 0066 有效菌总含量 60.0108cfu/g。 0067 制备方法 : 0068 斜面培养 : 将沼泽红假单胞菌、 蜡状芽孢杆菌和啤酒酵母的原始菌种在无菌条 件下分别接种于斜面培养基上, 在 291条件下培养 48。

28、h ; 0069 摇床培养 : 将上述步骤培养的菌种在无菌条件下分别接种于液体培养基, 在 pH7.0、 温度为 30条件下, 160r/min 摇床培养 48h ; 0070 发酵罐培养 : 将上述步骤培养的菌种在无菌条件下分别接种于发酵罐培 养基, 在 pH7.5、 罐压 0.5kg、 温度为 30、 通风量 1:1.1 条件下, 培养 56h 后, 菌数大于 1.01010/mL, 80% 菌体转成芽孢时下罐, 得到发酵液 ; 0071 将步骤中得到的发酵液经过浓缩干燥制备成孢子粉, 将孢子粉按照沼泽红假 单胞菌 : 蜡状芽孢杆菌 : 啤酒酵母为 4:1:1 的重量比例混合均匀, 制备得。

29、到核心菌素。 0072 上述各个步骤所用的培养基和实施例 1 相应步骤所用的培养基相同, 产品的配制 方法相同, 营养成分、 酶活物质、 菌素载体与实施例 1 相同, 只是配制的比例不同。 0073 实施例 3 镉污染生物修复剂的构成 0074 核心菌素 10 份 ; 0075 营养成分 10 份 ; 0076 酶活物质 6 份 ; 0077 菌素载体 74 份。 0078 所述核心菌素的构成 0079 沼泽红假单胞菌 50.0108cfu/g ; 0080 蜡状芽孢杆菌 5.0108cfu/g; 0081 啤酒酵母 5.0108cfu/g; 0082 有效菌总含量 60.0108cfu/g。。

30、 0083 上述实施制备混合孢子粉时各个步骤所用的培养基和实施例 1 相应步骤所用的 培养基相同, 产品的配制方法相同, 营养成分、 酶活物质、 菌素载体与实施例 1 相同, 只是配 制的比例不同。 0084 实验例 1 本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂盆栽试验 0085 1 材料及方法 0086 1.1采用盆栽试验, 研究本发明对不同稻田土重金属镉Cd的生物修复效果。 试验 设置 2 个处理, 每个处理重复三次, 随机区组排列。 0087 处理 : 施用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂425mg/盆(折合田间用 量为 30kg/hm2); 0088 处理对照 CK : 不施用。

31、本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂。 0089 1.2试验使用27cm30cm的白色塑料盆钵, 装盆前土壤经风干5目过筛, 每盆装土 层厚约 20cm(kg), 同时在每盆上施用一定的氮、 磷、 钾肥料, 试验期间各处理栽培管理措施 与田间管理一致。 0090 1.3 装盆土壤分别采自湖南省衡阳市衡南县向阳镇沙泥塘村的潮泥田和安福村的 黄泥田, 实验前的检测结果见下表 1。 0091 表 1 供试土壤实验前的检测结果 说 明 书 CN 103361072 B 8 6/8 页 9 0092 0093 1.4 土壤中镉 Cd采用 CaCl2浸提一原子吸收分光光度法 ( 石墨炉 ) 测定, 。

32、水稻糙 米和稻草中的镉是采用硝酸一高氯酸混合酸消解后原子吸收分光光度法(石墨炉)测定消 解后的镉含量。 0094 2 结果及分析 0095 2.1 试验结果表明, 施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂对土壤中的 镉 Cd及水稻糙米和稻草中镉含量的影响显著 ( 见表 2)。与 CK 对照相比, 施用发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂能显著降低土壤中镉 Cd含量。潮泥田施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂后土壤镉 Cd含量比 CK 对照降低了 0.096 ; 黄泥田施用本发明 实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂后土壤镉 Cd含量比 CK 对照降低了降低了 0.042。 。

33、0096 表 2 对土壤 Cd形态的影响结果 0097 0098 2.2 土壤中镉 Cd为植物吸收利用的主要形态, 其含量将明显影响植物的吸收累 加。表 3 的结果显示, 施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂能显著降低水稻糙 米和稻草中的镉含量, 并且使糙米镉含量达到国家粮食卫生标准(GB2715-2005)。 潮泥田施 用本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂后, 水稻糙米和稻草中镉含量分别比CK对照 降低了 49.1% 和 50.6%; 黄泥田施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂后, 水稻糙 米和稻草镉含量分别比 CK 对照降低了 40.4% 和 59.5%。 0099。

34、 表 3 对水稻糙米和稻草中镉含量的影响 0100 0101 2.3由此可见, 本发明实施例1的重金属镉污染生物修复剂对重金属镉Cd污染土 壤具有明显的生物修复效果, 适量施用可显著降低土壤中镉 Cd含量, 减少作物累加吸收。 0102 实验例 2 实施例 1 的镉污染生物修复剂的效果及后效试验 0103 1 试验基本情况及材料 说 明 书 CN 103361072 B 9 7/8 页 10 0104 1.1 采用田间小区试验, 研究本发明对双季生产中的水稻糙米吸收累积镉 Cd的 影响及后效作用。试验地点分别选在湖南省衡南县向阳镇沙泥塘村和安福村进行, 沙泥塘 村土壤为河流冲积物形成的潮土, 。

35、安福村土壤为黄泥田土, 实验前检测结果见表 4。 0105 表 4 供试土壤试验前的化验结果 0106 0107 1.2 试验设置 3 个处理, 不设重复, 四周设保护区, 小区间设 0.5m 宽田埂间隔。 0108 对照 CK : 不施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 ; 0109 施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2; 0110 施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 30kg/hm2。 0111 1.3 第一季早稻施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂, 第二季晚稻不 施用。具体施用方法为在该镉污染潮土翻耕施肥前, 将本发明实施例 。

36、1 的重金属镉污染生 物修复剂拌细黄土均匀撒施在土壤表面, 或与施用基肥一起撒施。 所有处理的化肥、 农药施 用和灌溉管理均一致。 水稻糙米和稻草中的镉含量采用硝酸一高氯酸混合酸消解后原子吸 收分光光度法 ( 石墨炉 ) 测定。 0112 2 结果与分析 0113 2.1 对第一季早稻的作用效果明显利用本发明实施例 1 的镉污染生物修复剂对稻 田土壤进行试验后, 对第一季早稻的试验效果见表 2, 结果显示, 潮泥田施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2和 30kg/hm 2处理的水稻糙米中镉含量分别比 CK 对 照降低 27.1% 和 50.6% ; 黄泥田施用本发明。

37、实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2 和 30kg/hm2处理的水稻糙米中镉含量分别比 CK 对照降低 23.2% 和 42.4%。其中施用本发 明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2和 30kg/hm 2处理的水稻糙米中镉含量均 达到国家食品卫生标准(GB2715-2005)。 因此, 采用本发明实施例1的镉污染生物修复剂能 显著降低水稻糙米中的镉含量, 说明对土壤镉污染的稻田土壤中的镉 Cd具有明显的修复 效果。 0114 2.2 对第二季晚稻的后效明显 : 利用本发明实施例 1 的镉污染生物修复剂对稻田 土壤进行试验后, 对第二季晚稻种植试验结果如表 。

38、5, 结果显示, 第二季晚稻糙米中镉含量 仍显著低于对照。其中, 潮泥田施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2 和30kg/hm2处理区中的晚稻糙米中镉含量分别比CK对照降低28.3%和33.2% ; 黄泥田施用 本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂 24kg/hm2和 30kg/hm 2处理区中的晚稻糙米中 镉含量分别比 CK 对照降低 28.2% 和 33.9%。说明在双季稻区施用本发明实施例 1 的镉污染 生物修复剂有较好的后效作用。 0115 表 5 镉污染生物修复剂的效果及后效作用 0116 说 明 书 CN 103361072 B 10 8/8 页 。

39、11 0117 2.3 试验结果表明, 在潮泥田和黄泥田施用本发明实施例 1 的重金属镉污染 生物修复剂 24kg/hm2和 30kg/hm 2处理区中的晚稻糙米中镉含量分别比 CK 对照均有降 低, 但用量为 24kg/hm2的处理其后效作用的糙米中镉含量达不到国家食品卫生标准 (GB2715-2005)。因此建议施用本发明实施例 1 的重金属镉污染生物修复剂以 30kg/hm2为 宜。 0118 虽然, 上面以最佳实施例详细说明了本发明, 但本领域技术人员应当知晓, 在不偏 离本发明思想和精神的前提下, 对本发明做出的任何改进和修饰, 仍属于本发明要求保护 的范围之内。 说 明 书 CN 103361072 B 11 。

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