利用紫花苜蓿和根际有益微生物修复退化土壤的方法[发明专利]

[12]发明专利申请公布说明书

[21]申请号200810237243.1[51]Int.CI.

A01B 79/00 (2006.01)A01C 1/06 (2006.01)A01G 1/00 (2006.01)

[43]公开日2009年5月27日[22]申请日2008.12.25[21]申请号200810237243.1

[71]申请人西南大学

地址400715重庆市北碚区天生路1号

[72]发明人张磊 石杰 曹良元 张学军 胡正峰 徐

静静 邱勤 韩光

[11]公开号CN 1014382A

[74]专利代理机构重庆华科专利事务所

代理人康海燕

权利要求书 1 页 说明书 5 页

[]发明名称

利用紫花苜蓿和根际有益微生物修复退化土壤的方法[57]摘要

本发明涉及一种修复因水土流失而退化的土壤的方法，利用紫花苜蓿根际根瘤菌生物固氮和其他根际有益微生物的根际微生态作用修复瘠薄紧实土壤。其是在退化的未耕种土上使用耐酸苜蓿根瘤菌91522给紫花苜蓿拌种，播种紫花苜蓿种子；在紫花苜蓿生长过程中只施用活体或灭过菌的菌悬液和水，菌悬液包括巨大芽孢杆菌、联合固氮菌、钾细菌菌悬液；在种植紫花苜蓿三个月后，收获苜蓿植株，将苜蓿根翻入原位土中，施入纤维素分解菌活体或灭过菌的菌悬液，原位土沤熟两个月；翻耕进行下一茬苜蓿的种植，直至土壤得以修复。该方法不仅能够有效提高退化土壤的微生物活动量，增加土壤全效和有效养分，疏松土质，而且还能保持水土，并获得大量优质牧草以发展畜牧业。

200810237243.1

权 利 要 求 书

第1/1页

1.利用紫花苜蓿和根际有益微生物修复退化土壤方法，其特征是在退化的未耕种土上，使用耐酸苜蓿根瘤菌91522给紫花苜蓿拌种，播种紫花苜蓿种子；在紫花苜蓿生长过程中只施用活体或灭过菌的菌悬液和水，菌悬液包括巨大芽孢杆菌、联合固氮菌、钾细菌菌悬液；在种植紫花苜蓿三个月后，收获苜蓿植株，将苜蓿根翻入原位土中，施入纤维素分解菌活体或灭过菌的菌悬液，原位土沤熟两个月；翻耕进行下一茬苜蓿的种植，直至土壤得以修复。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入的巨大芽孢杆菌活体或灭过菌的菌悬液为2.5-5ml/kg土。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入的固氮菌活体或灭过菌的菌悬液为2.5-5ml/kg土。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入的钾细菌活体或灭过菌的菌悬液为2.5-5ml/kg土。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入的纤维素分解菌活体或灭过菌的菌悬液为2.5-5ml/kg土。

2

200810237243.1

说 明 书

利用紫花苜蓿和根际有益微生物修复退化土壤的方法

第1/5页

技术领域

本发明涉及一种修复因水土流失而退化的土壤的方法。背景技术

我国水土流失状况相当严重。为修复因水土流失而退化的贫瘠土壤首先需要的就是采取措施减少或防止水土流失继续发生，其次就是针对贫瘠土壤对症下药，施加作物需要的营养。目前，对于减少和防止水土流失常采用两种手段，一是使用化学调理剂PAM(Polyacrylamide，聚丙烯酰胺)。PAM能够较好地防止表土流失，若每年耕地表土流失量33亿吨的90％未遭冲刷的话，意味着约29.7亿吨(66t/hm)的表土得到保持而免遭侵蚀。然而，由于PAM是抗微生物作用的，主要通过物理作用降解，其残留单体丙烯酰胺是一种已知的致癌物，对人体的神经有毒害作用，无法大面积推广。另一种用于减少和防止水土流失的措施就是生物措施。生物措施以其污染最小化、作用持久化而成为现时修复退化土壤的首选方案。然而，目前学者在生物措施中常研究的分别是植物修复技术和微生物修复技术。而对于两者结合的复合效应还罕有研究，更没有形成任何相关专利。发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种利用紫花苜蓿和根际有益微生物修复退化土壤的方法，利用紫花苜蓿根际根瘤菌生物固氮和其他根际有益微生物的根际微生态作用修复瘠薄紧实土壤，是一种退化土壤的生物修饰方法。 本发明选用的根际有益微生物有： 选用的根际有益微生物有：

耐酸苜蓿根瘤菌菌株91522(Rhizobium meliloti 91522，张琴，龙娟，张磊等，不同pH值下接种根瘤菌对紫花苜蓿产量和品质的影响，草业学报，2006，15(5)：59-62) 巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium，中国菌保中心菌株号ACCC10008) 联合固氮菌(Associative-nitrogen-fixing Bacterium，参考文献：李春明，张磊等，根际联

合固氮菌对玉米小麦及红薯的增产效应，西南农业大学学报，2003，25(6)：506-509) 钾细菌(Bacillus mucilaginosus，胶质芽孢杆菌，西南大学微生物研究中心分离) 纤维素分解菌菌株1306(Cellulose-Degradation Fungi 1306，参考文献：张超，张磊等，真菌

产纤维素酶培养基中刚果红转移机理研究，微生物通报，2006，33(6)：12-16)

3

2

200810237243.1说 明 书 第2/5页

修复的方法步骤如下：

(1)培养各菌种菌悬液，直至各菌悬液活菌体浓度约为10个/ml，实验室培育苜蓿种子。 (2)使用耐酸苜蓿根瘤菌菌株91522给苜蓿拌种，在待修复的土壤上播种。 (3)平时合理浇水、施撒巨大芽孢杆菌、联合固氮菌、钾细菌菌悬液。 (4)待紫花苜蓿进入生殖生长期后，收获苜蓿植株用于畜牧。将苜蓿根翻入土中，施入纤维素分解菌菌株1306的菌悬液，原位土沤熟两个月。 (5)翻耕进行下一茬苜蓿的种植。

经过几茬配合施用根际有益菌的紫花苜蓿的种植，已退化土壤基本就可恢复地力。 本发明利用共生固氮的豆科植物和有益根际微生物，营造迅速集聚有机质、土壤氮、磷、钾及土壤微生物的植物根际微生态环境。例如通过共生固氮为土壤增氮；通过植物根际分泌物、植物残体的微生物分解增加土壤有机质；利用功能性根际有益微生物如磷细菌分解土壤矿物中闭蓄态为有效磷等。通过种植一到两季豆科作物，并配施微生物制剂，使土壤肥力得到修复。该方法不仅能够有效提高退化土壤的微生物活动量，增加土壤全效和有效养分，疏松土质，而且还能保持水土，并获得大量优质牧草以发展畜牧业。 具体实施方式

以下再借助实施例更详细说明本发明，但应该理解以下实施例仅是说明性的，并不是对本发明保护范围的，任何本领域的普通技术人员在不脱离本发明权利要求保护的精神实质之下的变换，均应在本发明的保护范围之内。

实施例1：供试土为紫色母质土，不使用根瘤菌拌种，也不施用任何菌种，种植盆栽紫花苜蓿三个个月后，翻入原位土中，不加入纤维素分解菌，沤熟两个月。土壤各项指标增加率如表1。 表1

6

4

200810237243.1说 明 书 第3/5页

实施例2：供试土为紫色母质土，使用耐酸苜蓿根瘤菌91522拌种，施用巨大芽孢杆菌、固氮菌、钾细菌灭过菌的，即失去生物活性的死菌体菌悬液各2.5ml/kg土，种植紫花苜蓿三个月后，翻入原位土中，加入纤维素分解菌灭过菌的菌悬液2.5ml/kg土，沤熟两个月。土壤各项指标增加率如表2。 表2

实施例3：供试土为紫色母质土，使用耐酸苜蓿根瘤菌91522拌种，施用巨大芽孢杆菌活体菌悬液2.5ml/kg土、固氮菌活体菌悬液5ml/kg土、钾细菌灭过菌的菌悬液2.5ml/kg土，种植紫花苜蓿三个月后，翻入原位土中，加入纤维素分解菌活体菌悬液2.5ml/kg土，沤熟两个月。土壤各项指标增加率如表3。 表3

实施例4：供试土为紫色母质土，使用耐酸苜蓿根瘤菌91522拌种，施用巨大芽孢杆菌灭过菌的菌悬液2.5ml/kg土、固氮菌活体菌悬液5ml/kg土、钾细菌活体菌悬液5ml/kg土，种植紫花苜蓿三个月后，翻入原位土中，加入纤维素分解菌活体菌悬液5ml/kg土，沤熟两个月。土壤各项指标增加率如表4。 表4

5

200810237243.1说 明 书 第4/5页

实施例5：供试土为紫色母质土，使用耐酸苜蓿根瘤菌91522拌种，施用巨大芽孢杆菌活体菌悬液5ml/kg土、固氮菌活体菌悬液5ml/kg土、钾细菌活体菌悬液2.5ml/kg土，种植紫花苜蓿三个月后，翻入原位土中，加入纤维素分解菌灭过菌的菌悬液2.5ml/kg土，沤熟两个月。土壤各项指标增加率如表5。 表5

实施例6：供试土为紫色母质土，使用耐酸苜蓿根瘤菌91522拌种，施用巨大芽孢杆菌活体菌悬液2.5ml/kg土、固氮菌活体菌悬液2.5ml/kg土、钾细菌活体菌悬液5ml/kg土，种植紫花苜蓿三个月后，翻入原位土中，加入纤维素分解菌灭过菌的菌悬液2.5ml/kg土，沤熟两个月。土壤各项指标增加率如表6。 表6

与实例1，即空白相比，土壤全氮总体呈增加趋势，尤以实例2的配比对土壤全氮的增加最为明显。而实例2中施用的均是失去生物活性的菌悬液，这说明除了植物生长所需的全氮外，微生物活体对土壤全氮也有一定的消耗量。实例3较其他处理有机质含量显著增加，说明在土壤有机质积累过程中，此种配比，即2.5ml/kg土巨大芽孢杆菌、5ml/kg土固氮菌和2.5ml/kg土的纤维素分解菌对其有促进作用。实例4对土壤碱解氮提高的促进作用明显，说明除巨大芽孢杆菌外，联合固氮菌、钾细菌和纤维素分解菌的合理配比能提高土壤速效氮含量。该结论与本课题组已有的研究结论吻合，即纤维素分解菌可以供给固氮作用能量，促进环境氮素累积。此处理较其它处理对土壤有效磷增加明显，说明即使巨大芽孢杆菌有分解土壤矿物磷的作用，瘠薄土壤只有整体微生物区系得到发展，有足够的微生物赖以繁殖的有

6

200810237243.1说 明 书 第5/5页

机物供给，即使没有解磷菌，土壤有效磷仍然能较快提高。实例5和实例6微生物量显著提高说明巨大芽孢杆菌和纤维素分解菌能促进土壤有机质的提高，同时说明本研究所采用的由课题组自主分离的纤维素分解菌在改土培肥方面有相当的应用价值。

7