一種微生物-電動(dòng)聯(lián)合修復(fù)設(shè)施連作酸化土壤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)，具體涉及一種微生物-電動(dòng)聯(lián)合修復(fù)設(shè)施連作酸化土壤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，由于N肥等化學(xué)酸性肥料施用過(guò)多，導(dǎo)致設(shè)施連作土壤酸化問(wèn)題日益突出，造成蔬菜產(chǎn)量下降、品質(zhì)惡化，嚴(yán)重制約設(shè)施土壤的可持續(xù)利用。如何解決設(shè)施連作土壤酸化問(wèn)題已成為當(dāng)前社會(huì)十分關(guān)注的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外調(diào)查研究表明，設(shè)施連作土壤的PH值隨著設(shè)施種植年限的增加而呈逐年下降趨勢(shì)，并且土壤pH〈6.5的大棚占調(diào)查總數(shù)的70%以上，有的大棚土壤PH值甚至可低至4.10 土壤酸化除因pH值過(guò)低直接危害作物外，還抑制磷、鈣、鎂等元素的吸收，加劇了土壤中鋁、錳等有毒元素的釋放。此外，土壤酸化除因PH值過(guò)低直接危害作物外，還會(huì)導(dǎo)致鋁、錳、氫對(duì)植物的危害和土壤中營(yíng)養(yǎng)元素P、Mo、Ca、Mg、Fe的缺乏，從而使作物減產(chǎn)。另外，土壤酸化還會(huì)抑制土壤中硝化細(xì)菌的活動(dòng)，容易發(fā)生二氧化氮的危害此外土壤酸化會(huì)使土壤微生物種群變化，影響營(yíng)養(yǎng)元素的良性循環(huán)，此外，一些抑制土壤病菌的微生物活性降低會(huì)導(dǎo)致有關(guān)生理病害及侵染性病害的發(fā)生。因此，解決設(shè)施連作土壤酸化問(wèn)題對(duì)我國(guó)設(shè)施產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]設(shè)施土壤酸化的改良技術(shù)主要包括測(cè)土施肥和添加改良物質(zhì)。測(cè)土施肥主要是通過(guò)控制化肥特別是氮肥的施用量來(lái)防止土壤酸化。添加改良物質(zhì)主要包括施石灰、有機(jī)肥料和各種土壤酸化改良劑。施入石灰可以直接中和土壤酸性，但是長(zhǎng)期或大量使用石灰會(huì)引起土壤板結(jié)，以及土壤營(yíng)養(yǎng)元素平衡失調(diào)。微生物改良劑能夠活化土壤養(yǎng)分，促進(jìn)養(yǎng)分離子的釋放，增加土壤有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)，提高土壤的緩沖性能，進(jìn)而改善土壤酸堿性，但是往往需要數(shù)年可見(jiàn)成效。電動(dòng)修復(fù)目前主要應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)，如專利“重金屬污染土壤的電動(dòng)修復(fù)方法及其裝置(CN 103736718A)”，但對(duì)于設(shè)施連作酸化土壤的應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種微生物-電動(dòng)聯(lián)合修復(fù)設(shè)施連作酸化土壤的方法，可以有效改良土壤酸化的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種微生物-電動(dòng)聯(lián)合修復(fù)設(shè)施連作酸化土壤的方法，在采用電動(dòng)修復(fù)方法進(jìn)行設(shè)施連作酸化土壤修復(fù)的過(guò)程中，將功能微生物菌液引入正在電動(dòng)修復(fù)的土壤中，由于微生物與土壤的作用和電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中靜電力的協(xié)同作用，能有效去除土壤中NO3、K+等酸基離子，增加土壤中OH、Ca2+和Mg 2+等堿基離子含量，提高土壤的pH值。所述方法包括如下步驟:
1)、在土壤表面設(shè)置兩個(gè)電極槽，分別插入陰陽(yáng)兩極電極，槽內(nèi)加入堿液，使槽中的pH為11-12，通電進(jìn)行電動(dòng)修復(fù)；
2)、功能微生物菌液配置:將微生物發(fā)酵，取發(fā)酵液與Ca(OH)2iMg(OH)2復(fù)合作為功能微生物菌液；
3)、將步驟2)配置的功能微生物菌液接種到正在電動(dòng)修復(fù)的土壤陽(yáng)極槽中，調(diào)整pH值到初始值；在功能微生物和電動(dòng)力的作用下，土壤中的NO3和K+等酸基離子從土壤中分離，迀移到陽(yáng)極和陰極，完成土壤修復(fù)。
[0007]步驟I)中所述通電進(jìn)行電動(dòng)修復(fù)的電流密度在0.5-2mA/cm2。
[0008]步驟I)中兩個(gè)電極槽間隔0.2-0.3m設(shè)置。
[0009]步驟I)中所述堿液為Ca (OH) 2溶液和Mg (OH) 2溶液中的至少一種。
[0010]步驟I)中所述堿液的濃度為0.005-0.02M。
[0011 ] 步驟2)中所述功能微生物菌液為發(fā)酵液:水:5g/L Ca (OH) 2溶液:3g/L Mg (OH) 2溶液按照0.5-1.5:7-11:0.3-0.6:0.1-0.4體積比復(fù)合得到。優(yōu)選為發(fā)酵液:水:5g/L〇&(0!1)2溶液:3g/L Mg(OH) 2溶液按照1:9:0.5:0.2體積比復(fù)合得到。
[0012]步驟3)中功能微生物菌液分別在通電的第4-8天和第8-35天加入。
[0013]步驟3)中功能微生物菌液的加入量為0.2-0.8L菌液。
[0014]所述設(shè)施連作酸化土壤pH為4.5-5.8。
[0015]所述發(fā)酵液是將EM菌添加到糖蜜、水、5g/L Ca(OH)2溶液、3g/L Mg(OH) 2溶液，25°C發(fā)酵36h得到的發(fā)酵液。
[0016]對(duì)土壤進(jìn)行電動(dòng)修復(fù)，在土壤表面間隔0.2-0.3m距離設(shè)置寬0.03-0.05m，深0.2-0.5m，長(zhǎng)0.3-lm的槽作為電極槽，槽內(nèi)分別插入陰陽(yáng)兩極電極，槽內(nèi)加入0.005-0.02MCa (OH) 2和Mg (OH) 2溶液使槽中的pH為11-12，電動(dòng)修復(fù)的電流密度在0.5-2mA/cm 2，通電
10-35天；通電過(guò)程中保持陰、陽(yáng)兩極槽中的pH值和溶液量穩(wěn)定；在通電的第4-8天和第8-35天，在陽(yáng)極槽中接種EM耐堿復(fù)合菌群，每次投加0.2-0.8L菌液，調(diào)整pH值到初始值；土壤中的NO3和K+等離子在功能菌和電動(dòng)力的作用下，從土壤中分離，迀移到陽(yáng)極和陰極，陰極液和陽(yáng)極液可回收作為水溶性肥料。
[0017]所述微生物可以為EM菌及其他經(jīng)過(guò)耐堿性馴化的微生物。
[0018]EM菌購(gòu)買自愛(ài)睦樂(lè)環(huán)保生物技術(shù)(南京)有限公司，其含有光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌等80多種有效活性微生物，活菌數(shù)多I億個(gè)/毫升，pH ^ 3.8，顏色為黃褐色，半透明液體，氣味為較濃醇酸味或酸味。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明所用的功能微生物菌群為EM菌與Ca (OH) 2和Mg (OH) 2混合后得到，具有一定的耐堿性，容易獲得。
[0020]2.電動(dòng)力能及時(shí)有效地將微生物及其所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)注入到土壤。
[0021]3.在有效去除土壤中NO3、K+等離子的同時(shí)，可以增加土壤中OH、Ca2+和Mg2+^離子含量，提高土壤pH。
[0022]4.修復(fù)后的電解液中富含多種養(yǎng)分離子，可以直接作為水溶性肥料回收利用。
[0023]5.EM耐堿復(fù)合菌群可以提高土壤的微生物活性，改善土壤質(zhì)量。
[0024]6.該方法操作簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)驗(yàn)所用的裝置圖；
其中:1_ 土壤，2-陰極電解液，3-電極，4-直流電源，5-陽(yáng)極電解液，6-電解槽，7-濾膜。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明采用電動(dòng)修復(fù)方法進(jìn)行設(shè)施酸化土壤修復(fù)的過(guò)程中，將微生物引入正在修復(fù)的土壤中，由于微生物的作用和電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中靜電力的協(xié)同作用，使設(shè)施連作酸化土壤得到有效提高。以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1實(shí)驗(yàn)室模擬微生物-電動(dòng)聯(lián)合修復(fù)設(shè)施連作酸化土壤
采用的EM菌購(gòu)買自愛(ài)睦樂(lè)環(huán)保生物技術(shù)(南京)有限公司，其含有光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌等80多種有效活性微生物，活菌數(shù)多I億個(gè)/毫升，pH ^ 3.8，顏色為黃褐色，半透明液體，氣味為較濃醇酸味或酸味。
[0028]糖蜜，購(gòu)買自愛(ài)睦樂(lè)環(huán)保生物技術(shù)(南京)有限公