[發明專利]一種農用微生物菌劑防治土壤重金屬污染農作物技術

有效

• 申請號: 201210053301.1
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102580999A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 高昭遠;林淑華;趙全勝
• 申請（專利權）人: 北京丹路實業公司;高昭遠;林淑華;趙全勝
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

《一種農用微生物菌劑防治土壤重金屬污染農作物技術》屬于生物工程技術領域。涉及生物學的微生物學、分子生物學、土壤微生物學、生物化學和細胞學，涉及土壤動力學、土壤化學。

背景技術

隨著經濟發展，我國一些地方耕地遭受工業污染，其中土壤重金屬污染又使農作物重金屬含量超標。受污染農作物經過食物鏈進入人體造成危害。土壤重金屬污染主要有5種對人體危害較大。

汞：食入后直接沉入肝臟，對大腦、神經、視力破壞極大。天然水每升水中含0.01毫克，就會導致人中毒。

鎘：導致高血壓，引起心腦血管疾病；破壞骨骼和肝腎，并引起腎衰竭。

鉛：是重金屬污染中毒性較大的一種，一旦進入人體將很難排除。能直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經系統，可造成先天智力低下

*砷：是砒霜的組分之一，有劇毒，會致人迅速死亡。長期接觸少量砷，會導致慢性中毒致人死亡。另外還有致癌性。

上述四種任何一種都能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、癡呆、神精錯亂、關節疼痛、結石、癌癥?。

鉻：可致腹部不適及腹瀉等中毒癥狀，引起過敏性皮炎或濕疹。對呼吸道有刺激和腐蝕作用，引起咽炎、支氣管炎等。過量攝入者，易得鼻炎、結核病、腹瀉、支氣管炎、皮炎等。

土壤重金屬污染主要來自農藥、化肥、廢水、污泥和大氣沉降等。如汞主要來自含汞廢水，鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。這些重金屬一般以小分子狀、離子狀進入土壤很難去除，并通過植物根系在作物籽實、莖葉中富集，再經過食物鏈進入人體造成上述危害。重度污染會立即造成環境安全事故。如2012年1月15日，廣西龍江河拉浪水電站網箱養魚出現少量死魚現象，經查，龍江河宜州拉浪碼頭前200米水質重金屬鎘超標80倍。農歷龍年春節，龍江河段檢測出重金屬鎘含量超標，使得沿岸及下游居民飲水安全，土地環境安全遭到嚴重威脅。這是一次重大重金屬環境污染事件。輕度污染問題更嚴重，因為人們并不在意，多數情況下這種危害經過數年才爆發。一旦成病往往是致命的、極為痛苦的、無藥可救的或留下終身殘疾。

目前治理土壤重金屬污染采用休耕，換土，植物吸附等方法。這些方法占用土地資源大，成本高，時效差。本發明采用農用微生物菌劑阻止農作物根部吸收土壤重金屬達到防治污染目的。作物根系表面吸收土壤養分可分為兩種情況。一種稱為主動吸收，這是養分離子穿過細胞質膜進入細胞的過程。這一過程具有選擇性，可以逆濃度梯度進入細胞，即植物吸收根系外的養分是根據自身的需要選擇，養分可以由細胞外濃度低的溶液中，進入細胞內濃度高的細胞質中。因此，這是一個耗能過程。另一種稱為被動吸收，這是土壤溶液中的養分，通過細胞間的空隙，擴散進入根系的過程，不具有上述主動吸收的特點。尤其是根表面及其周圍(根際)養分的濃度低，而根際外的養分濃度高，兩者之間的濃度差可使根際外的養分向根際遷移擴散，并順濃度梯度進入根系內。兩種吸收方式的養分都以離子狀態進入，也有一些有機態養分（各種氨基酸、磷酸已糖、磷酸甘油酸、酰胺等）通過根系直接吸收，其大小也與離子態相當。大分子是無法進入植物根系的，這點很重要。本發明就是利用微生物聚合金屬離子的生命特性，阻斷重金屬進入農作物根系，達到防治目的。

*（砷在化學元素表中是非金屬，但具有典型的金屬性）。

發明內容

本發明選用重金屬污染土壤中優秀功能菌進行工業化生產制成菌劑。菌劑或適配有機質制成的生物有機肥，施用于重金屬污染土壤，農作物重金屬含量不會超標。本發明農用微生物菌劑既不能分解也不能拿出土壤中的重金屬。它的主要機理是絡合重金屬分子，阻止農作物根部吸收。本發明選用的菌種在生命過程中吸附重金屬離子進行氧化還原反應，置換有用的物質形成甲基化，并將產生的有機金屬排出。不斷重復加上菌群的作用，使重金屬小分子絡合成大分子，作物根系無法吸收阻斷了污染。我們還要注意，上述過程是可逆的，重金屬大分子在某些自然條件下，依然還能轉成離子狀態。只要每生產季堅持施用本產品，就能在重金屬污染地種出合格農產品。連續施用3-5年后重金屬大分子會變成巨分子，有條件時可以用物理的方法把它們從土壤中取出。

從來自山西、河北、內蒙古、山東等地區的重金屬污染土壤土樣中分離得到7株枯草芽孢桿菌，4株膠質芽孢桿菌。二種菌各篩選出一株產生氧化還原酶最高的菌株，經工業化生產，以不同濃度適配制成復合微生物菌劑。各菌種互相不拮抗，作用互補，提高了絡合重金屬分子的效率。

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