CN101306427A

CN101306427A - 一种提高土壤中有机污染物降解效率的方法

Info

Publication number: CN101306427A
Application number: CNA2007100993334A
Authority: CN
Inventors: 张淑贞; 黄红林; 武耐英
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2008-11-19

Abstract

本发明一种提高土壤中有机污染物降解效率的方法，涉及污染物降解技术，该方法选取菌根模式植物玉米或苜蓿，将其接种丛枝菌根真菌后，分别种植于有机污染物阿特拉津、滴滴涕或多环芳烃菲的污染土壤中，以促进土壤中有机污染物的降解效率。其步骤主要为：将接种剂：幼套球囊霉属、苏格兰球囊霉属均匀或者层接种于培养基质中，对玉米、苜蓿进行菌根化，将萌芽一致的玉米、苜蓿分别栽种在污染土壤中。收获时发现土壤中阿特拉津、滴滴涕和多环芳烃菲的浓度显著降低，丛枝菌根真菌促进了有机污染物在土壤中的降解。本发明的方法为丛枝菌根真菌用于降解土壤有机污染物提供依据，对污染土壤的修复有借鉴作用。

Description

一种提高土壤中有机污染物降解效率的方法

技术领域

本发明涉及污染物降解技术领域，具体地说是菌根化作用对有机污染物在污染土壤的降解方法。

背景技术

阿特拉津具有难降解和在土壤中持留期长的特点，其使用所造成环境污染问题的日益加重，受污染土壤、水体的生物降解、生态修复等诸多问题也受到人们的广泛关注。杀虫剂滴滴涕及其代谢物是典型的持久性污染物(POPs)由于它的持久性和对人体健康的潜在威胁，也越来越受到人们的关注。残留在土壤中的有机污染物，不仅影响土壤的正常功能，降低土壤环境质量，而且还可以通过生物富集进入食物链，危及人体健康。因此，土壤中阿特拉津、滴滴涕的降解以及最后的去除，成为土壤环境研究领域的一个重要研究课题。

有机物污染物进入土壤后，纯化学降解速率很慢，它们在自然条件下的去除主要依赖植物的吸收同化作用和土壤中特殊微生物的生物降解作用。即有机污染物可以在土壤生物的作用下发生生物降解，从而降低土壤中有机污染物的含量。将土壤中的危险污染物原位降解成二氧化碳和水或转化成为无毒害物质，减少其对环境风险的过程及其工程技术系统的影响。对于有机污染土壤而言，生物修复就是利用土壤生物体将有机污染物做为唯一碳源和能源，或者通过共代谢作用，从其它化合物获得碳源和能源后，降解有机污染物大分子结构，使其成为简单、无害的形式。

菌根是自然界中普遍存在的高等植物与微生物共生的现象，也是唯一的植物与微生物共生现象。菌根在活化土壤中养分、增加植物对土壤中养分的吸收有着重要的作用。菌丝体的生成扩大了植物的根际范围，产生新的植物/土壤界面，增加了植物根与土壤的接触面积，菌根还可以增加土壤微生物的活性。上述这些作用可以直接或间接改变土壤中有机污染物的降解、传输和植物吸收，进而有效地提高污染土壤的修复效率。另一方面菌根可以活化土壤养分、改善作物矿质营养，在提高土壤修复效率的同时恢复土壤质量。菌根对根系的发育和根系分泌的促进作用，以及植物根形貌的改变会在某种程度上增加土壤中有机污染物的生物有效性和植物吸收有机物的能力，因此，可以展望菌根技术将在土壤中有机污染物降解中有很大的应用前景，最终菌根修复有机污染物污染土壤是一种非常有前景的生物修复技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高土壤中有机污染物降解效率的方法，其是一种丛枝菌根真菌使玉米、苜蓿菌根化，用于降解污染土壤中有机污染物的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是提高有机污染物在污染土壤中的降解效率，对玉米、苜蓿菌根化作用降解土壤中有机污染物。

所述的有机污染物污染土壤降解效率的方法，采用的技术方案为：

A.材料的准备如下：

①接种物：以含有丛枝菌根真菌孢子、菌丝体及被侵染宿主植物根段的土样作为接种物。菌根接种剂由北京市农林科学院植物营养与资源研究所提供。

②基质：将无污染的土壤与河砂以重量比1∶1混合得到培养基质，将培养基质灭菌处理后，混施基肥，装入盆钵。

③准备宿主植物：玉米和苜蓿种子用3-10％的双氧水灭菌，用去离子水清洗，放置在湿的滤纸上使其发芽。

B.种植宿主植物：在基质中用均匀或层接施加法接入接种物，按基质重的15％浇水，待水分渗透均匀后，播种发芽的宿主植物的种子，在温室中进行培养，使宿主植物生长2个月；

C.将B步培育的宿主植物种植于有机污染物污染的地方。

所述的方法，其中，所述宿主植物为玉米、苜蓿。

所述的方法，其中，所述玉米培养基质接种剂为苏格兰球囊霉属(Glomus caledonium(90036))，苜蓿培养基质接种剂为幼套球囊霉(Glomus etunicatum)。

所述的方法，其中，所述培养基质是先将河砂过1-2mm筛，土壤过2mm筛，将二者按重量比1∶1混合均匀制得，经10kGy辐照灭菌。

所述的方法，其中，所述基肥为：玉米培养基质N，150mg kg^-1；P，50mg kg^-1；K，100mg kg^-1，及其它微量元素适量；苜蓿培养基质N，60mg kg^-1；P，30mg kg^-1；K，67mg kg^-1，及其它微量元素适量。

所述的方法，其中，所述均匀接种是将接种物与培养基质均匀混合，接种剂用量为每盆60g；所述层接种是将接种物置于离上部1/3处，接种剂用量为每盆50g。

所述的方法，其中，所述在温室中进行培养，温度白天25℃/夜间20℃，光照时间14h，光照强度为250μmol m^-2s^-1。

本发明试验表明，种植植宿主植物后土壤中有机污染物的浓度显著降低，接种菌根真菌能有效提高土壤中有机污染物的降解效率。

附图说明

图1为土壤中阿特拉津残留浓度；其中：-M-不接种；+M-接种；

图2为土壤中滴滴涕残留浓度；其中：-M-不接种；+M-接种；

图3为土壤中多环芳烃菲残留浓度；其中：-M-不接种；+M-接种。

具体实施方式：

下面，结合具体实施例，对本发明做进一步详细说明。

先将土壤过2mm筛，河砂过1-2mm筛，按照1∶1重量混合，经10kGy辐照灭菌，以除去土壤中的真菌菌丝和真菌孢子，并混入基肥。基肥，为：玉米培养基质：N，150mg kg^-1；P，50mg kg^-1；K，100mg kg^-1，及其它微量元素适量；苜蓿培养基质：N，60mg kg^-1；P，30mg kg^-1；K，67mg kg^-1，及其它微量元素适量。

试验设计4个阿特拉津浓度处理，其浓度分别为0、1.0、2.0、5.0mg kg^-1；4个滴滴涕浓度处理，其浓度分别为0、2.5、5.0、10.0mg kg^-1；4个菲浓度处理，其浓度分别为0.5，2.0，5.0，10.0mg kg^-1。先用丙酮和正己烷分别溶解所需的阿特拉津量、滴滴涕和菲，加入到少部分试验土壤中，待丙酮、正己烷完全挥发后(1～2d)，逐级将其拌入全部试验土壤中，充分搅匀，称重后装入盆钵中，每盆装土700g。试验涉及三个处理：接种、不接种，不同污染浓度的阿特拉津、滴滴涕和菲，各个处理三个平行。对于接种处理的盆钵，60g接种剂和700g的培养基质在自封袋中搅拌均匀混合。装盆后加水使土壤含水量为田间持水量的65％，平衡四天后在盆中播种经10％H₂O₂表面消毒并萌芽一致的玉米、苜蓿种子6粒，三天后定苗为2株；盆栽试验在控温生长室中进行，土壤水分维持在田间持水量的65％，生长室内日间温度为25C，夜间温度20℃，时间14h，光照强度为250μmol m^-2s^-1。

接种剂，为北京市农林科学院植物营养与资源研究所生产的苏格兰球囊霉属Glomus caledonium(90036)，幼套球囊霉Glomusetunicatum，BGC USA01、摩西球囊霉Glomus mosseae，缩球囊菌Glomus constrictum，BGL×J01，BGL USA02。

培养经过2个月，分析表明，接种、非接种相比，土壤中阿特拉津、滴滴涕和多环芳烃菲的浓度相对其初始浓度显著降低，接种处理土壤中的残留浓度显著低于不接种处理(参见附图1-3)，表明接种菌根真菌显著提高土壤中阿特拉津滴滴涕和多环芳烃菲的降解效率。

可批量培育接种菌根真菌的玉米、苜蓿苗株后，移于有机污染物污染的地方，提高土壤中有机污染物的降解效率。

Claims

1.一种提高土壤中有机污染物降解效率的方法，其特征在于，在土壤中加入菌根接种剂，再在其上种植宿主植物，使宿主植物根部形成菌根后，分别种植于有机污染物污染的地方，用作促进被污染土壤中有机污染物的降解效率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体过程如下：

A.材料的准备：

①准备接种物：以含有丛枝菌根真菌孢子、菌丝体及被侵染宿主植物根段的土样作为接种物；

②准备培养基质：将土壤中有机污染物污染的土壤与河砂以重量比1∶1混合得到混合培养基质，将培养基质灭菌处理后，混施基肥，装入盆钵；

③准备宿主植物：植物种子用3-10％的双氧水灭菌，用去离子水清洗，放置在湿的滤纸上使其发芽；

B.种植宿主植物：在基质中用均匀或层接种法加入菌根接种剂40-60g，按培养基质重量的10-20％浇水，待水分渗透均匀后，将发芽的宿主植物分别栽种在装有培养基质的盆钵中，在温室中进行培养，使其生长2个月；

C.将B步培育的宿主植物种植于有机污染物污染的地方。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述宿主植物，为玉米或苜蓿。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有机污染物，为阿特拉津、滴滴涕和多环芳烃菲其中的一种或几种。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接种剂，为北京市农林科学院植物营养与资源研究所生产的苏格兰球囊霉属Glomus caledonium(90036)，幼套球囊霉Glomus etunicatum，BGCUSA01、摩西球囊霉Glomus mosseae，缩球囊菌Glomus constrictum，BGL×J01，BGL USA02。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述准备培养基质，是先将河砂过1-2mm筛，土壤过1-2mm筛，将二者按重量比1∶1混合均匀后，经8-10kGy辐照灭菌制得。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基肥，为：玉米培养基质：N，150mg kg^-1；P，50mg kg^-1；K，100mg kg^-1，及其它微量元素适量；苜蓿培养基质：N，60mg kg^-1；P，30mg kg^-1；K，67mg kg^-1，及其它微量元素适量。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述均匀接种，是将接种物与培养基质均匀混合，接种剂用量为每盆45-60g；层接种，是将接种物置于离上部约1/3处，接种剂用量为每盆40-60g。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在温室中进行培养，温度：白天为24-25℃/夜间为18-20℃，光照时间为12-14h，光照强度为240-260μmol m^-2s^-1。