CN107127209A - 一种微生物‑植物联合修复重金属污染土壤的方法 - Google Patents

一种微生物‑植物联合修复重金属污染土壤的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种微生物‑植物联合修复重金属污染土壤的方法,该方法包括以下步骤:A:制取菌根真菌接种剂;B:同寄主植物的种子进行共生培养;C:将寄主植物的幼苗移栽到重金属污染土壤中;D:寄主植物的生长期结束后收获;该方法模拟自然条件下的土壤条件来促进寄主植物的生长,提高其对有毒物质的耐受性,同时吸附土壤中多种重金属,大大降低了土壤中各种重金属的含量,同时显著降低了修复成本,并缩减了修复周期,对于中度或重度重金属污染有很好的修复效果。

Description

一种微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法
技术领域
本发明涉及土壤修复技术,具体涉及微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法。
背景技术
锑(Sb)是一种有毒致癌元素,它在地壳中的含量约为0.2-0.3mg/kg,土壤背景值约为0.3-2.3mg/kg。锑及锑化物已被证实是一类具有基因毒性的物质,并对人体具有致癌作用,同时也是一种具有长距离传输特点的全球性污染物,目前美国环境保护署和欧共体理事会已将锑列为优先治理的污染物。随着现代工业的发展,锑的需求量急剧增加,释放到环境中的锑大部分在陆地生态系统中富集和传递,并通过食物链在人体内积累,最终影响蛋白质及糖的代谢,损害肝脏、心脏、呼吸和神经系统。因此,锑污染已引起国际科学界的高度关注。
我国是世界上锑矿资源最为丰富的国家,年均锑产量约为15万t,占世界总产量的70%以上,采矿和冶炼活动、燃煤、及锑产品的广泛应用使我们国家面临着严重的锑污染威胁。我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》中把锑列为主要控制污染物之一。
在2015年发生了陇星公司“11.23”尾矿库泄露次生突发环境事件,事故的原因是,由于尾矿库排水井的拱板破损脱落,导致含锑尾矿即尾矿水经排水涵洞进入太石河,导致约2.5万立方米的含锑尾矿及尾矿水泄露,经评估,事件共造成经济损失6000余万,同时对沿线的群众的生活用水也造成了一定的影响,所以类似的环境污染问题,势必要引起大家的注意。
目前我国锑污染主要集中含锑矿物的开采和冶炼中,主要造成矿山和冶炼工厂附近的土壤、水和大气中锑含量超标,导致大量被锑污染的土壤闲置,即有可能引发污染扩大趋势,又造成了土地资源的浪费。针对最近的污染问题,近年来也提出很多治理修复锑污染土壤的方法。
目前传统的物理、化学修复方法因其成本高、效率低、容易引发二次污染等问题很难大面积应用,而单纯的植物修复技术经常由于生物量小、适应性差导致修复效率较低因此,人们开始致力于研发适合锑污染土壤修复的修复技术。
在一篇申请号为201510360012.X的发明专利申请中,公开了一种微生物复合制剂,该微生物复合制剂主要含有丛植菌根真菌3-8份,地表球囊霉1-5份,该申请同时提出了该微生物复合制剂的制备方法,并主要同园艺植物配合使用。
在一篇申请号为201410078286.5的发明专利申请中,公开了一种地表球囊霉菌LCGX-58,并提出了该霉菌的培养方法,其主要应用在甘蔗的生产中来抑制病原菌的繁殖和侵染,降低连作病虫害的危害。
在上述两篇专利申请中,主要涉及的都是地表球囊霉促进其对土壤中养分的吸收,促进植物的生长和改良土壤结构等,随着对AM真菌的研究,使得研究人员开始强化植物修复重金属污染土壤技术充分发挥微生物和植物联合修复的优势,弥补植物单独修复的不足,提高植物对重金属的抗性,促进植物生物量的提高以及对重金属的吸收,解决了植物单独修复的一些劣势。
但是这种方法能在一定程度上解决重金属污染程度较低的污染土壤,对重金属污染程度较高的土壤修复效果却不是十分理想,原因在于在中度或重度重金属污染条件下,土壤中的微生物环境遭到严重破坏,很多微生物由于重金属的污染而死亡,导致土壤条件严重劣化,从而各类植物生长严重不良,甚至难以在这种土壤中生长;同时被污染的土壤中,不仅仅存在一种重金属,很多时候含有多种重金属,现有的技术中,也难以处理这种被多种重金属污染的土壤,为了改善土壤这种状况,促使科研人员进一步研发适合修复重金属污染土壤的技术来解决该问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法。该方法通过模拟自然条件下的土壤条件,同时再增加能够显著增强植物生长的真菌以及能够降低重金属毒性的微生物,来促进寄主植物的生长,并促进其对土壤中重金属的吸收。
本发明提供了一种微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,该方法包括以下步骤:
A:制取菌根真菌接种剂;
B:同寄主植物的种子进行共生培养;
C:将寄主植物的幼苗移栽到重金属污染土壤中;
D:寄主植物的生长期结束后收获;
其中,所述菌根真菌接种剂选自摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae,BGCNM02A)、根内根孢囊霉(Rhizophagusintraradices,BGC HE07D)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatum,BGC XJ03C)和扭形多样孢囊霉(Diversisporatortuosa,BGC HEN02B)中的一种或多种,所述菌种均由北京市农林科学研究院植物营养与资源研究所提供;
进一步地,该微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法还包括在步骤A以后加入步骤A1:筛选并扩繁待修复地区的有益微生物;
其中,所述有益微生物指的是在待修复地区生长的耐受性较强的细菌、真菌等微生物,这些细菌对动植物生长无不良影响,有些能够促进营养成分的分解和转化,相对于其他微生物,更能适应当地环境条件。
进一步地,该微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法还包括在步骤A或A1以后加入步骤A2:培养放线菌微生物;
其中,所述放线菌微生物选自弗兰克氏菌属和小单孢菌属中的一种或两种。
其中,小单孢菌属采用的是小单孢菌(保藏号:4.1272,保藏单位:中国普通微生物菌种保藏管理中心CGMCC);弗兰克氏菌属采用Frankia sp.(33255TM),(保藏号:Avcl1,保藏单位:美国典型菌种保藏中心ATCC)。
进一步地,步骤A中,制取菌根真菌接种剂的方法为利用高粱在扩繁基质中分别扩繁所述摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉、幼套近明球囊霉和扭形多样孢囊霉,接种量为扩繁基质的5wt%-10wt%,扩繁时间为30-60天,分别得到4种菌根真菌接种剂;其中,所述扩繁基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;其中,河沙、蛭石和土壤按照1~3:2~4:4~6的重量比混合,所述土壤指自然条件下能使植物和微生物正常生长的土壤。
进一步地,步骤A1中,经过平皿快速检测法筛选微生物所述待修复地区的有益微生物,然后利用培养基扩繁得到;其中,所述培养基为LB培养基、SOB培养基或M9培养基;平皿快速检测法通过目测观察颜色、菌斑、生长形态等,同时配合显微镜等观察微生物形态来筛选所述有益微生物。
进一步地,步骤B中,通过如下的方式实施所述的共生培养:
当本发明提供的方法包括步骤A、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同寄主植物的种子在培养基质中培养;
当本发明提供的方法包括步骤A、A1、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同所述待修复地区的有益微生物混合,同寄主植物的种子在培养基质中培养;
当本发明提供的方法包括步骤A、A2、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同寄主植物的种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物;或者
当本发明提供的方法包括步骤A、A1、A2、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同所述待修复地区的有益微生物混合,同寄主植物的种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物。
更进一步地,所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物、放线菌属微生物的重量比为1:0.2-1:0.2-2;所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物或/和放线菌属微生物的接种总量为培养基质重量的0.5%-5%。
更进一步地,使用5%-10%的H2O2溶液或0.01%-0.2%的KMnO4对所述寄主植物的种子进行消毒,消毒时间为5-20min;其中,培养基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;河沙、蛭石和土壤按照1~3:2~4:4~6的重量比混合,所述土壤指自然条件下能使植物和微生物正常生长的土壤。
进一步地,步骤C中,当寄主植物的幼苗长到2cm高时,将寄主植物的根部携带有已灭菌的500-1000g培养基质移栽到重金属污染土壤中;寄主植物移栽深度为1-3cm,株间距为10-20cm,行间距为20-30cm,浇水润湿,使土壤的含水量达到10-20%,外界温度20-32℃,光照时间在8-14h。
进一步地,所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法应用于修复重金属污染土壤中;所述的重金属为锑、镉、铅和铜中的一种或多种。
进一步地,所述的寄主植物为玉米、向日葵、苜蓿、芦苇和苎麻中的一种或多种。
本发明的有益效果是:
1.本申请的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法模拟自然条件下的土壤条件,同时再增加能够显著增强植物生长的真菌以及能够降低重金属毒性的微生物来促进寄主植物的生长,提高其对有毒物质的耐受性。
2.本申请的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法在提高其对有毒物质的耐受性前提下,能够同时吸附土壤中多种重金属,大大降低了土壤中各种重金属的含量,同时显著降低了修复成本,并缩减了修复周期,同时增强重金属向地下部分中转移,同时限制重金属向地上部分转移,尤其降低向植物果实中的转移,降低人和动物食用的风险。
3.本申请的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法对于中度或重度重金属污染有很好的修复效果,这是现有的修复方法难以达到的。
附图说明
图1为实施例1接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地上部分生物量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图2为实施例1接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地下部分生物量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图3为实施例4接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地上部分生物量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图4为实施例4接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地下部分生物量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图5为实施例1接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地上部分锑含量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图6为实施例1接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地下部分锑含量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图7为实施例1接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地上部分镉含量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种;
图8为实施例1接种和未接种微生物-植物联合修复方法的玉米地下部分镉含量对比图,其中,+M为接种,-M为未接种。
具体实施方式
通过以下给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明,但他们不是对本发明的限定。
没有具体或特殊说明,本发明中的%均表示重量百分比。
实施例1
本实施例提供的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:
A:制取菌根真菌接种剂:利用高粱在扩繁基质中分别扩繁所述摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉、幼套近明球囊霉和扭形多样孢囊霉,接种量为扩繁基质的7%(重量比),扩繁时间为30天,分别得到4种菌根真菌接种剂;其中,所述扩繁基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;其中,河沙、蛭石和土壤按照2:3:5的重量比混合。
A1:筛选并扩繁待修复地区的有益微生物:从待修复地区采集土壤,通过平皿快速检测法筛选纯化该修复地区的有益微生物,然后利用培养基扩繁得到待修复地区的有益微生物。
A2:培养放线菌属微生物:所述放线菌属微生物为弗兰克氏菌属和小单孢菌属,弗兰克氏菌属与小单孢菌属的重量比为1:1。
其中,小单孢菌属采用的是小单孢菌(保藏号:4.1272,保藏单位:中国普通微生物菌种保藏管理中心CGMCC);弗兰克氏菌属采用Frankia sp.(33255TM),(保藏号:Avcl1,保藏单位:美国典型菌种保藏中心ATCC)。
B:同寄主植物的种子进行共生培养:使用5%的H2O2溶液对玉米种子和苜蓿种子进行消毒,消毒时间为10min;将所述菌根真菌接种剂同所述待修复地区的有益微生物混合,分别同玉米种子和苜蓿种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物;
其中,所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物、放线菌属微生物的重量比为1:0.5:1;所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物和放线菌属微生物的接种总量为培养基质重量的3%;其中,培养基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;河沙、蛭石和土壤按照2:3:5的重量比混合。
C:将玉米幼苗和苜蓿幼苗移栽到重金属污染土壤中:当玉米幼苗和苜蓿幼苗长到2cm高时,将其根部携带有已灭菌的500-1000g培养基质移栽到重金属污染土壤中;寄主植物移栽深度为1-3cm,株间距为10-20cm,行间距为20-30cm,浇水润湿,使土壤的含水量达到10-20%,外界温度20-32℃,光照时间在8-14h。
其中,玉米和苜蓿采用间作套种方式进行。
D:玉米和苜蓿的生长期结束后收获。
所述重金属污染土壤为试验例中所述。
实施例2
本实施例提供的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:
A:制取菌根真菌接种剂:利用高粱在扩繁基质中分别扩繁所述摩西斗管囊霉和扭形多样孢囊霉,接种量为扩繁基质的5%(重量比),扩繁时间为30-60天,分别得到2种菌根真菌接种剂;其中,所述扩繁基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;其中,河沙、蛭石和土壤按照1:3:5的重量比混合。
A1:筛选并扩繁待修复地区的有益微生物:从待修复地区采集土壤,通过平皿快速检测法筛选纯化该修复地区的有益微生物,然后利用培养基扩繁得到待修复地区的有益微生物。
A2:培养放线菌属微生物:所述放线菌属微生物为弗兰克氏菌属和小单孢菌属,弗兰克氏菌属与小单孢菌属的重量比为1:0.5。
其中,小单孢菌属采用的是小单孢菌(保藏号:4.1272,保藏单位:中国普通微生物菌种保藏管理中心CGMCC);弗兰克氏菌属采用Frankia sp.(33255TM),(保藏号:Avcl1,保藏单位:美国典型菌种保藏中心ATCC)。
B:同寄主植物的种子进行共生培养:使用0.05%的KMnO4对所述玉米种子和苜蓿种子进行消毒,消毒时间为20min;将所述菌根真菌接种剂同所述待修复地区的有益微生物混合,分别同玉米种子和苜蓿种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物;
所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物、放线菌属微生物的重量比为1:0.7:1.5;所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物和放线菌属微生物的接种总量为培养基质重量的5%;其中,培养基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;河沙、蛭石和土壤按照1:3:5的重量比混合;
C:将寄主植物的幼苗移栽到重金属污染土壤中:当寄主植物的幼苗长到2cm高时,将寄主植物的根部携带有已灭菌的1000g培养基质移栽到重金属污染土壤中;寄主植物移栽深度为1-3cm,株间距为10-20cm,行间距为20-30cm,浇水润湿,使土壤的含水量达到10-20%,外界温度20-32℃,光照时间在8-14h。
D:寄主植物的生长期结束后收获。
所述重金属污染土壤为试验例中所述。
实施例3
本实施例提供的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:
A:制取菌根真菌接种剂:利用高粱在扩繁基质中分别扩繁所述摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉、幼套近明球囊霉和扭形多样孢囊霉,接种量为扩繁基质的10%(重量比),扩繁时间为30-60天,分别得到4种菌根真菌接种剂;其中,所述扩繁基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;其中,河沙、蛭石和土壤按照2:2:5的重量比混合。
A2:培养放线菌属微生物:通过平皿快速检测法筛选纯化放线菌微生物。所述放线菌属微生物为弗兰克氏菌属。其中,弗兰克氏菌属采用Frankia sp.(33255TM),(保藏号:Avcl1,保藏单位:美国典型菌种保藏中心ATCC)。
B:同寄主植物的种子进行共生培养:使用0.15%的KMnO4对所述玉米种子和苜蓿种子进行消毒,消毒时间为5-20min;将所述菌根真菌接种剂同玉米种子和苜蓿种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物;
所述菌根真菌接种剂:放线菌属微生物=1:1(重量比);所述菌根真菌接种剂和放线菌属微生物的接种总量为培养基质重量的5%。其中,培养基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;河沙、蛭石和土壤按照2:2:5的重量比混合;
C:将寄主植物的幼苗移栽到重金属污染土壤中:当寄主植物的幼苗长到2cm高时,将寄主植物的根部携带有已灭菌的500g培养基质移栽到重金属污染土壤中;寄主植物移栽深度为1-3cm,株间距为10-20cm,行间距为20-30cm,浇水润湿,使土壤的含水量达到10-20%,外界温度20-32℃,光照时间在8-14h。
D:寄主植物的生长期结束后收获。
所述重金属污染土壤为试验例中所述。
实施例4
本实施例提供的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法包括以下步骤:
A:制取菌根真菌接种剂:利用高粱在扩繁基质中分别扩繁所述摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉、幼套近明球囊霉和扭形多样孢囊霉,接种量为扩繁基质的5%-10%(重量比),扩繁时间为30-60天,分别得到4种菌根真菌接种剂;其中,所述扩繁基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;其中,河沙、蛭石和土壤按照2:3:4的重量比混合。
B:同寄主植物的种子进行共生培养:使用5%-10%的H2O2溶液对所述玉米种子和苜蓿种子进行消毒,消毒时间为15min;其中,培养基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;河沙、蛭石和土壤按照2:3:4的重量比混合;将所述菌根真菌接种剂同玉米种子和苜蓿种子在培养基质中培养;
C:将寄主植物的幼苗移栽到重金属污染土壤中:当寄主植物的幼苗长到2cm高时,将寄主植物的根部携带有已灭菌的500g培养基质移栽到重金属污染土壤中;寄主植物移栽深度为1-3cm,株间距为10-20cm,行间距为20-30cm,浇水润湿,使土壤的含水量达到10-20%,外界温度20-32℃,光照时间在8-14h。
D:寄主植物的生长期结束后收获。
所述重金属污染土壤为试验例中所述。
试验例
下面分别以实施例1-4为例说明试验效果。
土壤:试验设1:0mg/kg、2:500mg/kg、3:1000mg/kg三个锑含量水平;1:0mg/kg、2:25mg/kg、3:50mg/kg三个镉含量水平;1:0mg/kg、2:400mg/kg、3:800mg/kg三个铜含量水平(以下试验过程中,A为未添加重金属的土壤;B为添加锑500mg/kg、镉25mg/kg、铜400mg/kg的土壤;C为添加锑1000mg/kg、镉50mg/kg、铜800mg/kg的土壤;来进行三个重金属水平试验);
分别在该三个重金属含量水平下根据实施例1-4中步骤来接种进行试验,过程中补加同样的基础养分以保证植物的正常生长,植物的地上部分和地下部分分开收获,试验重复5次,取平均值,得到如下试验结果:
表1土壤的基本理化性质
表2不同水平下地上、地下部分生物量
注:A为未添加重金属的土壤;B为添加锑500mg/kg、镉25mg/kg、铜400mg/kg的土壤;C为添加锑1000mg/kg、镉50mg/kg、铜800mg/kg的土壤。
表格2中玉米生物量为两株无果实玉米的重量;苜蓿生物量为十株苜蓿的总重量。
由表2可知,在自然土壤中,按照本申请的方法培育的玉米和苜蓿相对于未按照本方法培育的玉米和苜蓿,地上部分和地下部分的生物量都有显著增加;具体的,按照本方法培育的植物,地上部分生物量增加30-86%;地下部分生物量增加40-78%;说明其根系和茎叶更加茁壮,生长情况更加良好,尤其是在重度污染环境下,相对于现有的技术,生物量显著增加到甚至达到85%以上,显示了良好的适应性。
同时,通过以上数据可以看出,在重金属污染土壤中,按照本申请的方法培育的玉米和苜蓿相对于现有条件下生长的玉米和苜蓿的生物量同样显著增加,并且在中度或重度重金属污染条件下,本申请的方法地上和地下部分的生物量增加更多,说明本方法能够显著减少重金属对植物的毒害作用,显著增强其耐受性。
表3地上部分重金属浓度数据
注:浓度单位为mg/kg。B为添加锑500mg/kg、镉25mg/kg、铜400mg/kg的土壤;C为添加锑1000mg/kg、镉50mg/kg、铜800mg/kg的土壤。
表4地下部分重金属浓度数据
注:浓度单位为mg/kg。B为添加锑500mg/kg、镉25mg/kg、铜400mg/kg的土壤;C为添加锑1000mg/kg、镉50mg/kg、铜800mg/kg的土壤。
由表3和表4可知,使用本申请的微生物-植物联合修复重金属土壤的方法,能大大提高植物对重金属的耐受性,增强吸收重金属的能力,大量种植下,能够显著降低修复成本,并缩减修复周期;具体的,按照本方法接种的植物,对于B处理浓度下,植物地下部分重金属锑的含量能增加19-31%,重金属镉的含量能增加32-64%,重金属铜的含量能增加33-43%;对于C处理浓度下,植物地下部分重金属锑的含量能增加24-31%,重金属镉的含量能增加30-49%,重金属铜的含量能增加31-40%。
同时在使用本申请的微生物-植物联合修复重金属土壤的方法,能够增加重金属向地下部分如根系中转移,同时降低重金属向地上部分,如茎叶中转移,这样可以降低重金属向果实中转移,降低人和动物的食用风险。
从以上数据可知,本申请的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法对于中度重金属污染有很好的修复效果,对于重度重金属污染,也有很强的吸附能力。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
A:制取菌根真菌接种剂;
B:同寄主植物的种子进行共生培养;
C:将寄主植物的幼苗移栽到重金属污染土壤中;
D:寄主植物的生长期结束后收获;
其中,所述菌根真菌接种剂选自摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉、幼套近明球囊霉和扭形多样孢囊霉中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,该方法还包括在步骤A以后加入步骤A1:筛选并扩繁待修复地区的有益微生物;
其中,所述有益微生物指的是在待修复地区生长的耐受性较强的细菌、真菌的微生物。
3.根据权利要求1或2所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,该方法还包括在步骤A或A1以后加入步骤A2:培养放线菌微生物;
其中,所述放线菌微生物选自弗兰克氏菌属和小单孢菌属中的一种或两种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,步骤A中,制取菌根真菌接种剂的方法为利用高粱在扩繁基质中分别扩繁所述摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉、幼套近明球囊霉和扭形多样孢囊霉,接种量为扩繁基质的5wt%-10wt%,扩繁时间为30-60天,分别得到4种菌根真菌接种剂;其中,所述扩繁基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;其中,河沙、蛭石和土壤按照1~3:2~4:4~6的重量比混合。
5.根据权利要求3所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,步骤A1中,所述待修复地区的有益微生物经过平皿快速检测法筛选微生物,然后利用培养基扩繁得到。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,步骤B中,通过如下的方式实施所述的共生培养:
当本发明提供的方法包括步骤A、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同寄主植物的种子在培养基质中培养;
当本发明提供的方法包括步骤A、A1、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同所述待修复地区的有益微生物混合,同寄主植物的种子在培养基质中培养;
当本发明提供的方法包括步骤A、A2、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同寄主植物的种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物;或者
当本发明提供的方法包括步骤A、A1、A2、B、C和D时,将所述菌根真菌接种剂同所述待修复地区的有益微生物混合,同寄主植物的种子在培养基质中培养,培养5-7天以后,向培养基质中加入所述放线菌属微生物。
7.根据权利要求6所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物、放线菌属微生物的重量比为1:0.2-1:0.2-2;所述菌根真菌接种剂、待修复地区的有益微生物和放线菌属微生物的接种总量为培养基质重量的0.5%-5%。
8.根据权利要求6所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,使用5%-10%的H2O2溶液或0.01%-0.2%的KMnO4对所述寄主植物的种子进行消毒,消毒时间为5-20min;其中,培养基质为河沙、蛭石和土壤的灭菌混合物;河沙、蛭石和土壤按照1~3:2~4:4~6的重量比混合。
9.根据权利要求1所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,步骤C中,当寄主植物的幼苗长到2cm高时,将寄主植物的根部携带有已灭菌的500-1000g培养基质移栽到重金属污染土壤中;寄主植物移栽深度为1-3cm,株间距为10-20cm,行间距为20-30cm,浇水润湿,使土壤的含水量达到10-20%,外界温度20-32℃,光照时间在8-14h。
10.根据权利要求1所述的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法,其特征在于,所述的寄主植物为玉米、向日葵、苜蓿、芦苇和苎麻中的一种或多种。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107790486A (zh) * 2017-12-12 2018-03-13 中国环境科学研究院 Am真菌—苎麻联合修复复合重金属污染土壤的方法
CN108018238A (zh) * 2017-12-21 2018-05-11 滨州学院 盐生植物内生细菌及其应用
CN108555019A (zh) * 2018-01-04 2018-09-21 西南科技大学 丛枝菌根-苜蓿草共生体对镉污染土壤的修复方法
CN109006242A (zh) * 2018-07-24 2018-12-18 贵州理工学院 间作法联合am真菌降低辣椒及土壤中镉、锌含量的方法
CN109127722A (zh) * 2018-09-20 2019-01-04 鞍钢集团矿业有限公司 一种利用菌根化植物原位重金属污染修复方法
CN109317513A (zh) * 2018-10-22 2019-02-12 苏州金螳螂园林绿化景观有限公司 北方河道低洼地土壤污染修复系统
CN109570225A (zh) * 2018-11-16 2019-04-05 浙江工商大学 一种提高镍污染土壤植物修复效率的方法
CN110066738A (zh) * 2019-04-02 2019-07-30 亿利资源集团有限公司 一种am真菌菌剂及其应用方法
CN110122204A (zh) * 2019-05-06 2019-08-16 辽宁大学 一种原位生态修复北方地区基于废弃钢渣堆成的钢渣山的方法
CN110756571A (zh) * 2019-11-01 2020-02-07 辽宁大学 一种植物-微生物联合吸附土壤中重金属的方法
CN111203441A (zh) * 2020-03-10 2020-05-29 煜环环境科技有限公司 一种农田镉污染土壤的修复方法
CN111922072A (zh) * 2020-03-17 2020-11-13 徐州工程学院 一种植物-微生物共生体系修复重金属污染土壤的方法
CN112893453A (zh) * 2021-03-31 2021-06-04 华南师范大学 玉米和蟛蜞菊间作并接种amf修复镉污染土壤的方法
CN114345926A (zh) * 2021-12-30 2022-04-15 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 一种利用ets-芦竹联合修复镉污染土壤的方法
US20220256782A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-18 Jiangxi Academy Of Eco-Environmental Sciences And Planning Restoration Material, Restoration Method for Abandoned Ion-absorbed Rare Earth Tailings Area and Use Thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1625951A (zh) * 2003-12-09 2005-06-15 中国科学院南京土壤研究所 提高植物铜吸收的微生物菌剂及其制备方法
CN101181715A (zh) * 2007-10-26 2008-05-21 上海大学 植物-微生物联合定向修复重金属污染土壤的方法
CN102047808A (zh) * 2010-10-29 2011-05-11 河南科技大学 一种利用丛枝菌根真菌降低烟草重金属残留的方法
CN102240664A (zh) * 2011-05-11 2011-11-16 湖南科技大学 一种修复锰污染土壤的方法
CN102671934A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 上海市园林科学研究所 一种利用丛枝菌根修复重金属污染土壤的方法
CN104604386A (zh) * 2015-02-09 2015-05-13 中国科学院南京土壤研究所 一种利用丛枝菌根真菌联合伴矿景天修复镉污染农田土壤的方法
CN106216371A (zh) * 2016-08-09 2016-12-14 西南大学 纳米材料、及其与植物和微生物联合在修复土壤镉污染中的应用和方法
CN106583431A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 河南科技学院 一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1625951A (zh) * 2003-12-09 2005-06-15 中国科学院南京土壤研究所 提高植物铜吸收的微生物菌剂及其制备方法
CN101181715A (zh) * 2007-10-26 2008-05-21 上海大学 植物-微生物联合定向修复重金属污染土壤的方法
CN102047808A (zh) * 2010-10-29 2011-05-11 河南科技大学 一种利用丛枝菌根真菌降低烟草重金属残留的方法
CN102240664A (zh) * 2011-05-11 2011-11-16 湖南科技大学 一种修复锰污染土壤的方法
CN102671934A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 上海市园林科学研究所 一种利用丛枝菌根修复重金属污染土壤的方法
CN104604386A (zh) * 2015-02-09 2015-05-13 中国科学院南京土壤研究所 一种利用丛枝菌根真菌联合伴矿景天修复镉污染农田土壤的方法
CN106216371A (zh) * 2016-08-09 2016-12-14 西南大学 纳米材料、及其与植物和微生物联合在修复土壤镉污染中的应用和方法
CN106583431A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 河南科技学院 一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周浓等: "菌根真菌对人工栽培滇重楼重金属元素的影响", 《中成药》 *
姬朋朋等: "两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响", 《农业环境科学学报》 *
谢翔宇等: "Cd胁迫下接种丛枝菌根真菌对秋茄幼苗生长与抗氧化酶系统的影响", 《厦门大学学报》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107790486A (zh) * 2017-12-12 2018-03-13 中国环境科学研究院 Am真菌—苎麻联合修复复合重金属污染土壤的方法
CN108018238A (zh) * 2017-12-21 2018-05-11 滨州学院 盐生植物内生细菌及其应用
CN108018238B (zh) * 2017-12-21 2021-03-26 滨州学院 盐生植物内生细菌及其应用
CN108555019A (zh) * 2018-01-04 2018-09-21 西南科技大学 丛枝菌根-苜蓿草共生体对镉污染土壤的修复方法
CN109006242A (zh) * 2018-07-24 2018-12-18 贵州理工学院 间作法联合am真菌降低辣椒及土壤中镉、锌含量的方法
CN109127722A (zh) * 2018-09-20 2019-01-04 鞍钢集团矿业有限公司 一种利用菌根化植物原位重金属污染修复方法
CN109317513A (zh) * 2018-10-22 2019-02-12 苏州金螳螂园林绿化景观有限公司 北方河道低洼地土壤污染修复系统
CN109570225A (zh) * 2018-11-16 2019-04-05 浙江工商大学 一种提高镍污染土壤植物修复效率的方法
CN110066738B (zh) * 2019-04-02 2020-10-23 亿利资源集团有限公司 一种am真菌菌剂及其应用方法
CN110066738A (zh) * 2019-04-02 2019-07-30 亿利资源集团有限公司 一种am真菌菌剂及其应用方法
CN110122204A (zh) * 2019-05-06 2019-08-16 辽宁大学 一种原位生态修复北方地区基于废弃钢渣堆成的钢渣山的方法
CN110756571A (zh) * 2019-11-01 2020-02-07 辽宁大学 一种植物-微生物联合吸附土壤中重金属的方法
CN111203441A (zh) * 2020-03-10 2020-05-29 煜环环境科技有限公司 一种农田镉污染土壤的修复方法
CN111922072A (zh) * 2020-03-17 2020-11-13 徐州工程学院 一种植物-微生物共生体系修复重金属污染土壤的方法
US20220256782A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-18 Jiangxi Academy Of Eco-Environmental Sciences And Planning Restoration Material, Restoration Method for Abandoned Ion-absorbed Rare Earth Tailings Area and Use Thereof
CN112893453A (zh) * 2021-03-31 2021-06-04 华南师范大学 玉米和蟛蜞菊间作并接种amf修复镉污染土壤的方法
CN114345926A (zh) * 2021-12-30 2022-04-15 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 一种利用ets-芦竹联合修复镉污染土壤的方法

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