具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

本发明修复剂的技术性指标和无害化指标要求为表A-B。

表A修复菌剂产品的技术指标

表B无害化指标要求

实施例1

一种碱性土壤修复菌剂，所述碱性土壤修复菌剂的有效活菌数(cfu)≥5.0亿/g，杂菌率≤20％，CaO≥10％，S≥8.0％。

优选地，碱性土壤修复菌剂包括按照重量份计的以下组分：枯草芽孢杆菌0.5份，侧孢短芽孢杆菌0.8份，哈茨木霉菌0.9份，麦麸粉10份，硫磺9份，活化腐殖酸9份。

进一步优选地，碱性土壤修复菌剂还包括按照重量份计的以下组分：磷石膏12份，轻质碳酸钙10份。

所述的碱性土壤修复菌剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将活化腐殖酸、麦麸粉混合均匀，加入枯草芽孢杆、侧孢短芽孢杆菌、哈茨木霉菌，在38℃条件下发酵5d，得到发酵混合物；

S2、将发酵混合物中加入磷石膏、硫磺、轻质碳酸钙；

S3、制成粉剂或颗粒后进行干燥，即可。

田间试验报告：

1、试验地点及基本情况

黄河农场地处山东省东营垦利，属北温带东亚季风区域大陆性气候，年平均气温12℃左右，试验地土壤类型为潮土。试验设计为小麦-玉米-小麦-玉米轮作的定位试验，试验年度为2017--2019年，试验开始前采集0-20cm的土壤作为基础土样，自然风干后测定土壤基本理化性质(见表1)。供试作物为玉米、冬小麦，采用完全随机区组设计，每个处理3次重复，每个小区面积为50m²(5mxl0m)，总共占地1.2亩。

施肥方法：小麦季50％氮肥、100％磷钾肥和供试产品整地前撒施，土壤摘情适宜时进行机械化播种，第二年小麦拔节追施50％的氮肥；玉米季40％氮肥、100％磷钾肥和供试产品作为基肥在播种行10公分外开沟施用，大喇叭口期追施剩余60％氮肥(尿素)。三年各小区肥料用量和施肥方法一致。灌溉、病虫草防治等农田管理按照农户习惯正常进行。

表1试验地块土壤情况

2、供试品种及栽培方式:玉米品种为天塔119、冬小麦品种为青麦6号。

3、试验方法

3.1、试验设计

设4个处理，三次重复，小区面积50m2，随机排列，小区设立保护行2米。具体处理如下：

处理K0:常规施肥；

处理K1:优化施肥；

处理K2:优化施肥+灭活土壤微生物修复菌剂(实施例1制作)(60kg/亩)；

处理K3:优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例1制作)(60kg/亩)。

处理K4：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例2制作)(60kg/亩)。

处理K5：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例3制作)(60kg/亩)。

处理K6：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例4制作)(60kg/亩)。

处理K7：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例5制作)(60kg/亩)。

3.2施肥方法

(1)处理K0为农民习惯施肥，小麦季为亩施二铵50公斤(折纯氮9公斤、磷23公斤)，肥料撒施翻耕，追施尿素15.2公斤(折纯氮7公斤)。玉米季施肥为亩施50公斤复合肥(折纯氮7.5公斤、磷7.5公斤、钾7.5公斤)，肥料撒施翻耕。追施尿素10公斤(折纯氮4.6公斤)。

(2)处理K1为优化施肥，小麦季基肥亩施尿素15.2公斤、重钙28.89公斤、硫酸钾8公斤(折纯氮7公斤、磷13公斤、钾4公斤)肥料撒施翻耕。追施尿素15.2公斤(折纯氮7公斤)。玉米季亩施尿素13公斤，过磷酸钙43.75公斤，硫酸钾12公斤(折纯氮6公斤、磷7公斤、钾6公斤)，肥料撒施翻耕。追施尿素5公斤。

(3)处理K2在优化施肥基础上，基施经过高温高压灭活的土壤微生物修复菌剂(实施例1制作)60公斤/亩，同肥料一起撒施翻耕。

(4)处理K3在优化施肥的基础上，基施土壤微生物修复菌剂(实施例1制作)60公斤/亩，同肥料一起撒施翻耕。

(5)处理K4：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例2制作)(60kg/亩)，同肥料一起撒施翻耕。

(6)处理K5：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例3制作)(60kg/亩)，同肥料一起撒施翻耕。

(7)处理K6：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例4制作)(60kg/亩)，同肥料一起撒施翻耕。

(8)处理K7：优化施肥+土壤微生物修复菌剂(实施例5制作)(60kg/亩)，同肥料一起撒施翻耕。

3.3田间管理及种植时间

第一季冬小麦试验，于2017年10月5日施肥、耕地、播种，2018年6月上旬收获；第二季玉米试验，于2018年6月16日施肥、播种，10月上旬收获；第三季冬小麦试验，于2019年10月12日施肥、耕地、播种，2019年6月上旬收获；第四季夏玉米试验，于2019年6月20日施肥、耕地、播种，2019年10月上旬收获。玉米播种密度4100株/亩，小麦每亩播种量为20公斤；每季采收时都按小区单独采收、称重、计产，其他栽培管理措施同当地农民习惯一致。

3.4样品采集和测定

土壤样品测定在每季作物收获后，每小区采用梅花形5点取样，从地表0一20cm用环刀取土，测定土壤容重；第四季夏玉米收获后，取20×20×20cm试验地原状土带回实验室测定，采用pH计测定土壤pH，采用环刀法测定土壤容重，湿筛法测定土壤团聚体，其他土壤基本理化性质分析参照文献《土壤农业化学分析方法》的相关方法。数据统计分析采用Excel2010和DPS v7.05统计软件。

4结果与分析

4.1土壤微生物修复菌剂对土壤容重的影响

土壤容重是土壤重要的物理性质之一，结构良好的土壤容重较小，具有良好的孔隙度，有益于土壤水、肥、气、热状况的调节和植物根系的活动。从四季的试验结果来看(表2)，试验区的土壤容重随着土壤微生物修复菌剂的增施逐渐降低，不同处理间土壤容重差异达到了5％的显著性水平。从这个变化趋势可以看出，加入修复菌剂的处理K2和K3都有明显降低土壤容重的作用。第一季收获后，优化施肥K1比农民习惯K0容重降低了1.22％，处理K2和K3分别比K0降低了4.88％和6.5％，其中处理K3与K2差异显著。第二、三、四季土壤容重的变化有相近的规律性。随着每季修复菌剂的持续施入，K2和K3与农民习惯K0土壤容重的差距继续增大。至第四季收获后，处理K2的容重为1.14g/cm3，K3为1.10g/cm3，分别比农民习惯K0降低了8.06％和11.29％。处理K3比处理K2的容重降低了3.23％，达到差异显著水平。说明修复菌剂中微生物菌株对土壤容重的作用不容忽视。

表2不同处理对土壤容重的影响

例维持在0.35％-0.70％之间。处理K3的土壤pH值有持续降低的趋势，且随着时间延长与K0差距持续增大。第一季收获后，处理K2和K3的pH值比K0分别降低了0.7％和1.17％；第二季，处理K2和K3的pH值比K0分别降低了1.17％和1.75％；第三季，处理K2和K3的pH值比K0分别降低了1.17％和1.87％；第四季收获后，处理K2和K3的pH值比K0分别降低了1.40％和2.57％。处理K2和K3与处理K0达到了5％差异显著水平。处理K2和K3之间也达到了5％差异显著水平。

综合四季的试验数据，使用土壤微生物修复菌剂，有明显降低土壤的pH值的趋势，虽然降低幅度不大，从第一季1.17％到第四季2.57％，但随着使用年限的增加土壤pH值得到持续改善。灭活的土壤修复菌剂对土壤的pH也有一定的降低作用，但其改良作用没有随施用的年限增加而显著增加。

表3不同处理对土壤pH的影响

4.3不同处理对土壤团聚体含量的影响

土壤团聚体是良好的土壤结构体，对调节土壤水、气、温起到重要作用。在盐碱土壤中，大于0.25mm的土壤团聚体含量偏低是影响植物生长的主要因素。

施用修复菌剂后，盐碱土壤中大于0.25mm的团聚体呈增加趋势。在0.25-0.5mm、0.5-1mm、1-2mm、2-5mm和>5mm的几种粒径中，处理K3均比农民习惯K0和优化施肥K1显著提高，且达到了显著性差异。K3对土壤不同粒径的团聚体促进作用存在差异。与K0相比，K3处理的0.25-0.5mm团聚体含量提高了24.41％，0.5-1mm含量提高了5.36％，1-2mm含量提高了24.69％，2-5mm含量提高了28.86％，>5mm粒径含量提高了33.51％。可看出修复菌剂对促进土壤大粒径团聚体的作用效果更加明显。处理K3和处理K2相比，除了0.5-lmm的粒径，其他粒径的土壤团聚体K3与K2处理均达到了差异显著，尤其是>0.5mm的粒径，K3较K2提高了21.79％。

灭活土壤微生物修复菌剂的施用(处理K2)对土壤团聚体的形成效果好于农民习惯处理(K0)和优化施肥处理(K1)，但远达不到土壤微生物修复菌剂(处理K3)的施用效果，存在差异显著性。总体来说，土壤微生物修复菌剂的施入对土壤团聚体的形成有显著的促进作用，其内含的活性微生物尤其提高了大粒径(>5mm)的土壤微团聚体的含量。

表4不同处理对土壤水稳性团聚体粒径分级的影响(％)

4.4不同处理对土壤微生物种群数量的影响

第四季收获后，测定了各处理0-30cm土层中真菌、放线菌和细菌的数量(表5)。不同处理对土壤微生物数量有显著的影响。施用土壤微生物修复菌剂的处理K3，其微生物总数、放线菌及细菌数量比其他处理都有显著增加。各处理之间的真菌数量差别不大。与农民习惯K0相比，K3处理的放线菌数量增加75.4％，细菌数量增加114.86％，真菌数量增加-18.75％，微生物总量增加107.28％。K2处理与K0相比，放线菌数量增加45.63％，细菌数量增加33.59％，真菌数量增加-6.25％，微生物总量增加32.99％。可以看出，K3在K2的基础上，细菌数量增加60.83％，放线菌数量20.44％，真菌数量增加-13.33％，微生物总量增加55.85％。说明微生物修复菌剂的作用远大于灭活基质的作用。细菌/真菌的比值B/F可以反应土壤微生物类群的结构，通常认为这个比值越大土壤越肥沃。盐碱土壤的B/F值通常要低于常规大田土壤和菜地土壤。本试验中，施用土壤微生物修复菌剂的处理B/F值达65.38，K0、K1和K2分别为24.73、31.12和35.23。处理K3的B/F值是农民习惯K0的1.64倍。说明微生物修复菌剂的施用，可以提高土壤的微生物总量并使微生物类群结构得到优化。

表5不同处理对土壤微生物种群数量的影响

4.5不同处理对作物产量的影响

计产结果显示不同处理的产量有明显差异(表6)。总体来说，四季试验下来，优化施肥处理K1可以使作物产量有-定的提高，但是提高的比例有限。修复菌剂K3和灭活修复菌剂K2，产量比优化施肥K1又有大幅度提高。处理K3产量提高幅度显著高于灭活菌剂处理K2。施用土壤微生物修复菌剂的处理K3，小麦、玉米四季产量均为最高。第一、二、三、四季处理K3比K0分别增产16.49％；18.45％；25.23％和19.29％。比使用灭活土壤微生物修复菌剂的处理K2分别增产6.75％；10.72％；8.19％和12.05％。增产效果优于处理K2，达到差异显著水平。

表6不同处理对作物产量的影响

5试验经济效益分析

比较了这四季试验不同处理的经济效益，其他农艺措施相同，只计算施用肥料和土壤微生物修复菌剂的投入与产出。按土壤微生物修复菌剂2000元/t，尿素2000元/t，45％的复合肥3000元/t、过磷酸钙(16％)900元/t、二铵2800元/t、硫酸钾3500元/t、重钙1600元/t、玉米2.5元/kg、小麦2.6元/kg价格计算投入产出比，结果见表7、表8和表9、表10。

由表7可见，第一季盐碱土壤上种植小麦，施用土壤微生物修复菌剂的处理K3比农民习惯处理K0亩增收149.55元，因投入了土壤微生物修复菌剂后成本增加，亩纯增收67.95元；K3和K2相比，成本投入一样，K3比K2增加了微生物的作用，亩纯增收61.18元。

表7. 2018年小麦效益情况分析表

注:土壤微生物修复菌剂2.00元公斤(市场销售)，2018年小麦价格2.6元公斤。

由表8可见，第二季盐碱土壤上种植玉米，处理K3比农民习惯施肥处理K0亩增收193.13元，因投入了土壤微生物修复菌剂成本增加，亩纯增收为90.75元；处理K3和处理K2相比，成本投入一致，K3比处理K2增加了微生物的作用，亩纯增收112.23元。

表8. 2018年玉米效益情况分析表

注:土壤微生物修复菌剂2.00元公斤(市场销售)，2018年玉米价格2.5元公斤。

由表9可见，第三季在盐碱土壤上种植小麦，K3比农民习惯施肥处理K0亩增收230.36元，因投入了土壤微生物修复菌剂成本增加，亩纯增收148.76；K3和处理K2相比，成本投入一致，K3比K2增加了微生物的作用，亩纯增收74.78元。

表9. 2019年小麦效益情况分析表

注:土壤微生物修复菌剂2.00元公斤(市场销售)，2019年小麦价格2.6元公斤。

表10. 2019年玉米效益情况分析表

注:土壤微生物修复菌剂2.00元公斤(市场销售)，2018年玉米价格2.5元公斤。

由表10可见，第四季在盐碱土壤上种植玉米，K3比农民习惯施肥处理K0亩增收207.07元，亩纯增收104.69元；K3和处理K2相比，成本投入一致，处理K3比处理K2增加了微生物的作用，亩纯增收129.35元。

实施例2

在实施例1基础上，磷石膏进行前处理，其方法为：将含水量为18-30％磷石膏，在回转窑内通入200-250℃热空气烘干，在烘干过程中，回转窑内设有破碎机构将磷石膏破碎为磷石膏粉。其他同实施例1。

实施例3

在实施例2基础上，步骤S1中还加入按重量份计的酱油渣4-5份。其他同实施例1。

实施例4

在实施例3基础上，步骤S1中还加入按重量份计的橘醋渣8-12份。其他同实施例3。

实施例5

在实施例4基础上，步骤S2中还加入按重量份计的可膨胀石墨5-15份。其他同实施例3。

步骤S2中还加入按重量份计的可硅藻土3-5份。

表11实施例2-5对土壤pH改良的效果

由表11可知，加入柑橘渣处理，可以延长土壤修复剂缓慢释放进而延长土壤修复剂改进土壤性能的作用时间，同时柑橘醋渣pH值较低，可中和碱性土壤中的碱性物质，提高修复效果。

对实施例1-5制备的修复菌剂的氟释放量进行检测，具体检测方法为：将5g微生物复合菌剂置于100ml血清瓶中(聚乙烯塑料血清瓶)，加入100ml超纯水(即浸提剂)，在室温(25±2℃)下以250r/min转速振荡20min取样。用一次性注射器抽取瓶内液体3ml，用0.45醋酸纤维素过滤器过滤，最后采用《水质氟离子的测定离子选择电极法》(GB7484-87)测定滤液中氟离子的含量。结果如下表12。

表12不同实施例制作土壤修复剂氟含量的检测

由表12可知，实施例4-5的经过磷石膏预处理，可以降低氟的释放量。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。