CN109127686A - 重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其中，该重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法包括：取双层根袋，所述双层根袋包括第一根袋和置于所述第一根袋内的第二根袋，所述第一根袋和所述第二根袋均为聚乳酸无纺网布根袋；在所述第一根袋和所述第二根袋之间放置净化土壤，并将所述双层根袋放置于重金属污染的土壤中；将待种植植株的幼苗和所述幼苗的根际土壤一并放入所述第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植，所述净化土壤中包含外生菌菌种，所述待种植植株与所述外生菌菌种形成共生。本发明增加植物抗重金属元素胁迫的能力，同时对环境不会造成二次污染。

Description

重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法

技术领域

本发明涉及植物培养技术领域，具体涉及一种重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法。

背景技术

工业生产过程中排放的废水、废气和废渣，农业生产中施用的化肥、农药和除草剂都可能导致土壤重金属污染。当土壤中的重金属浓度达到一定数值时，种植的植物体中吸收重金属，人们再通过直接或间接食用，造成体内重金属积累。当重金属浓度过于高时，植物受到重金属胁迫作用，难以生存。

现有技术中，采用富集植物将土壤中的重金属富集于植物体内，以降低土壤中的重金属含量，但并不是所有植物均具有较好的抗胁迫能力，可种植于被污染的土壤中。在过量重金属胁迫环境下，由外生菌或内生菌产出的菌根对寄主植物具有保护作用，从而可应用菌根植物进行土壤修复。通过根袋种植能提高植物的成活率，但大量的根袋本身对土壤造成二次污染。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，旨在解决现有的根袋种植方法易造成土壤二次污染的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法包括

步骤一，取双层根袋，所述双层根袋包括第一根袋和置于所述第一根袋内的第二根袋，所述第一根袋和所述第二根袋均为聚乳酸无纺网布根袋；

步骤二，在所述第一根袋和所述第二根袋之间放置净化土壤，并将所述双层根袋放置于重金属污染的土壤中；

步骤三，将待种植植株的幼苗和所述幼苗的根际土壤一并放入所述第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植，所述净化土壤中包含外生菌菌种，所述待种植植株与所述外生菌菌种形成共生。

优选地，所述方法还包括：

将所述待种植植株的种子用水清洗后，放入太阳光下照射8h，用75％酒精浸泡30分钟进行表面消毒，无菌水冲洗后，播于装有已灭菌营养土的培养盆内，在温度为20-25℃、基质湿度60-70％下培养，无菌水浇灌，直至生长成所述步骤三中种植的所述幼苗。

优选地，在所述步骤三中，所述幼苗接种于所述第二根袋之前，将所述幼苗从培养盆中取出，将所述幼苗主根根尖剪去1-2cm。

优选地，所述净化土壤的制备包括：

将所述外生菌菌种接种于固体培养基中生长，待菌丝布满固体培养基表面时，在所述固体培养基上压制若干个直径为0.5-1.5cm的菌饼，将菌饼与已灭菌无重金属污染的土壤混合，放入所述第一根袋和所述第二根袋之间。

优选地，执行所述步骤二和执行所述步骤三之间间隔3-5天。

优选地，所述步骤三之后，还包括：

待所述步骤三完成后3-6月，在所述幼苗的外周开设降解槽，将具有聚乳酸降解功能的菌种喷洒至所述降解槽内，盖土。

优选地，所述具有聚乳酸降解功能的菌种包括解淀粉类芽孢杆菌、短芽孢杆菌、苍白杆菌、白色念球菌中的一种或多种。

优选地，所述第一根袋和所述第二根袋的聚乳酸无纺网布纤维间的孔径为25至40μm。

优选地，所述待种植植株为松属植物。

本发明技术方案中，采用本发明提供的方法，使得外生菌的菌丝能穿过第一根袋获取重金属污染土壤的无机物、水分等，并穿过第二根袋为与植株的根形成菌根，为植株通过无机物、水分、代谢产物等，从而扩大了植物的营养吸收范围；由于外生菌本身在重金属胁迫环境下抗逆性较强，从而提高了植物在重金属污染的土壤中的生存能力；采用聚乳酸无纺网布制成的根袋，一方面由于聚乳酸可进行生物降解，环境中的微生物可利用聚乳酸进行代谢；另一方面由于无纺布为非经纬结构，聚乳酸无纺网布进行生物降解的同时物理降解同步进行；采用双层根袋，使得植株的根可随着聚乳酸无纺网布的逐步降解，从第二根袋内向第一根袋生长，向第一根袋逐步向外重金属污染土壤生长，有利于植株逐步适应新的生长环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，所述方法包括：

步骤S1，取双层根袋，所述双层根袋包括第一根袋和置于所述第一根袋内的第二根袋，所述第一根袋和所述第二根袋均为聚乳酸无纺网布根袋；

具体地，所述第一根袋和所述第二根袋的聚乳酸无纺网布纤维间的孔径为25至40μm。聚乳酸(polylactic acid，PLA)是一种生物可降解材料，使用可再生的植物资源(如谷类秕壳、稻草、麦秆)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。

聚乳酸无纺网布为将聚乳酸纤维直接通过物理的方法粘合在一起形成的具有孔隙的布。由于聚乳酸纤维未经编织形成，所以聚乳酸纤维长度可以较短，在一定条件下，聚乳酸无纺网布物理降解能力好，同时有利于生物降解的进行，进一步地，还可以通过改变聚乳酸纤维长度，来控制聚乳酸无纺网布的降解速度。聚乳酸无纺网布上的孔隙，能使得外生菌菌丝穿过，同时植物根系穿过较难。当聚乳酸无纺网布逐步降解，已和外生菌形成菌根的植物的根系可正常生长。

步骤S2，在所述第一根袋和所述第二根袋之间放置净化土壤，并将所述双层根袋放置于重金属污染的土壤中；

具体地，将所述外生菌菌种接种于固体培养基中生长，待菌丝布满固体培养基表面时，在所述固体培养基上压制若干个直径为0.5-1.5cm的菌饼，将菌饼与已灭菌无重金属污染的土壤混合制成所述净化土壤，将净化土壤放入所述第一根袋和所述第二根袋之间。本领域技术人员可根据外生菌菌种的生长特性选择不同的固体培养基。例如外生菌为真菌选择真菌培养基，外生菌为放线菌，选择放线菌培养基。

步骤S3，将待种植植株的幼苗和所述幼苗的根际土壤一并放入所述第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植，所述净化土壤中包含外生菌菌种，所述待种植植株与所述外生菌菌种形成共生。

所述待种植植株为松属植物，松属植物为多年生木本植物，其树干可加工为木材，种植于重金属污染的土壤中，即便植物体内富集重金属元素，也不会因为食用进入动物或用户体内。松属植物和外生菌菌种形成共生，外生菌根侵染松属植物成功后，形成外生菌根，具有外生菌菌根的植物比未侵染的植物生长健壮，叶色浓绿，可提前长出真叶，抗病性增强。

具体地，将所述待种植植株的种子用水清洗后，放入太阳光下照射8h，用75％酒精浸泡30分钟进行表面消毒，以防止植物病害，增加植株存活率。无菌水冲洗后，播于装有已灭菌营养土的培养盆内，在温度为20-25℃、基质湿度60-70％下培养，无菌水浇灌，直至生长成所述步骤S3中种植的幼苗。将所述幼苗从培养盆中取出，将所述幼苗主根根尖剪去1-2cm，以有利于侧根的生长。与所述幼苗的根际土壤一并放入所述第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植。优选地，所述步骤S2和所述步骤S3之间间隔3-5天，以使得外生菌适应重金属污染的土壤环境并增殖至一定的数量。

待所述步骤S3完成3-6月后，在所述幼苗的外周开设降解槽，将具有聚乳酸降解功能的菌种喷洒至所述降解槽内，盖土。

具体地，所述具有聚乳酸降解功能的菌种包括解淀粉类芽孢杆菌、短芽孢杆菌、苍白杆菌、白色念球菌中的一种或多种。聚乳酸降解功能的菌种可降解聚乳酸无纺网布，3-6个月后，待种植植物恢复正常生长速率，其根与外生菌菌种形成菌根，此时进一步降解双层套袋，能保证植株根系的正常生长。

采用本发明提供的方法，使得外生菌的菌丝能穿过第一根袋获取重金属污染土壤的无机物、水分等，并穿过第二根袋为与植株的根形成菌根，形成的菌根可为植株提供无机物、水分、外生菌代谢产物等，从而扩大了植物的营养吸收范围；由于外生菌本身在重金属胁迫环境下抗逆性较强，从而提高了植物在重金属污染的土壤中的生存能力；采用聚乳酸无纺网布制成根袋，一方面由于聚乳酸可进行生物降解，环境中的微生物可利用聚乳酸进行代谢；另一方面由于无纺布为非经纬结构，聚乳酸无纺网布进行生物降解的同时物理降解同步进行；采用双层根袋，使得植株的根可随着聚乳酸无纺网布的逐步降解，从第二根袋内向第一根袋生长，向第一根袋逐步向外重金属污染土壤生长，有利于植株逐步适应新的生长环境。

以下通过具体实施例对本发明提出的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法进行具体说明：

实施例一

配置含镉350mg/kg、铜1500mg/kg、镍175mg/kg的重金属污染土壤。

取双层根袋，双层根袋包括第一根袋和置于第一根袋内的第二根袋，第一根袋和第二根袋均为聚乳酸无纺网布根袋，第一根袋和第二根袋的聚乳酸无纺网布纤维间的孔径为25至40μm。

制备固体培养基，固体培养基制备方法为将蛋白胨5g、酵母浸出粉2g、葡萄糖20g、磷酸氢二钾1g、硫酸镁0.5g、琼脂粉10g溶于水中，调整pH6.2-6.6，加蒸馏水定容1000mL。将外生菌菌种红蜡蘑(Laccaria laccata)接种于固体培养基中生长，待菌丝布满固体培养基表面时，在固体培养基上压制若干个直径为0.5cm的菌饼，将菌饼与已灭菌无重金属污染的土壤混合，放入第一根袋和第二根袋之间，间隔3-5天。

将红松的种子用水清洗后，放入太阳光下照射8h，用75％酒精浸泡30分钟进行表面消毒，无菌水冲洗后，播于装有已灭菌营养土的培养盆内，在温度为20-25℃、基质湿度60-70％下培养，无菌水浇灌，直至生长成适宜移栽的幼苗。将红松幼苗从培养盆中取出，将幼苗主根根尖剪去1-2cm，以有利于侧根的生长。将红松幼苗和幼苗的根际土壤一并放入第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植。

3-6月后，在幼苗的外周开设降解槽，将具有解淀粉类芽孢杆菌以2mL/m²喷洒至降解槽内，盖土。

采用上述方法，重复种植红松20棵，无植株因重金属胁迫致死。且一年后，双层套袋已降解。

实施例二

配置含镉350mg/kg、铅1000mg/kg、镍175mg/kg的重金属污染土壤。

取双层根袋，双层根袋包括第一根袋和置于第一根袋内的第二根袋，第一根袋和第二根袋均为聚乳酸无纺网布根袋，第一根袋和第二根袋的聚乳酸无纺网布纤维间的孔径为25至40μm。

制备固体培养基，固体培养基制备方法为将蛋白胨5g、酵母浸出2g、葡萄糖0g、磷酸氢二钾1g、硫酸镁0.5g、琼脂粉10g溶于水中，调整pH6.2-6.6，加蒸馏水定容1000mL。将外生菌菌种土生空团菌(Cenocuccum geophinum)接种于固体培养基中生长，待菌丝布满固体培养基表面时，在固体培养基上压制若干个直径为1.5cm的菌饼，将菌饼与已灭菌无重金属污染的土壤混合，放入第一根袋和第二根袋之间，间隔3-5天。

将五针松的种子用水清洗后，放入太阳光下照射8h，用75％酒精浸泡30分钟进行表面消毒，无菌水冲洗后，播于装有已灭菌营养土的培养盆内，在温度为20-25℃、基质湿度60-70％下培养，无菌水浇灌，直至生长成适宜移栽的幼苗。将幼苗从培养盆中取出，将幼苗主根根尖剪去1-2cm，以有利于侧根的生长。将幼苗和幼苗的根际土壤一并放入第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植。

3-6月后，在幼苗的外周开设降解槽，将具有解淀粉类芽孢杆菌以0.5mLmL/m²喷洒至降解槽内，盖土。

采用上述方法，重复种植五针松20棵，无植株因重金属胁迫致死。且一年后，双层套袋已降解。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一，取双层根袋，所述双层根袋包括第一根袋和置于所述第一根袋内的第二根袋，所述第一根袋和所述第二根袋均为聚乳酸无纺网布根袋；

步骤二，在所述第一根袋和所述第二根袋之间放置净化土壤，并将所述双层根袋放置于重金属污染的土壤中；

步骤三，将待种植植株的幼苗和所述幼苗的根际土壤一并放入所述第二根袋中，覆盖无重金属污染的土壤定植，所述净化土壤中包含外生菌菌种，所述待种植植株与所述外生菌菌种形成共生。

2.如权利要求1所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述待种植植株的种子用水清洗后，放入太阳光下照射8h，用75％酒精浸泡30分钟进行表面消毒，无菌水冲洗后，播于装有已灭菌营养土的培养盆内，在温度为20-25℃、基质湿度60-70％下培养，无菌水浇灌，直至生长成所述步骤三中种植的所述幼苗。

3.如权利要求2所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述幼苗接种于所述第二根袋之前，将所述幼苗从培养盆中取出，将所述幼苗主根根尖剪去1-2cm。

4.如权利要求1所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述净化土壤的制备包括：

将所述外生菌菌种接种于固体培养基中生长，待菌丝布满固体培养基表面时，在所述固体培养基上压制若干个直径为0.5-1.5cm的菌饼，将菌饼与已灭菌无重金属污染的土壤混合，放入所述第一根袋和所述第二根袋之间。

5.如权利要求4所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，执行所述步骤二和执行所述步骤三之间，间隔3-5天。

6.如权利要求1所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述步骤三之后，还包括：

待所述步骤三完成后3-6月，在所述幼苗的外周开设降解槽，将具有聚乳酸降解功能的菌种喷洒至所述降解槽内，盖土。

7.如权利要求6所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述具有聚乳酸降解功能的菌种包括解淀粉类芽孢杆菌、短芽孢杆菌、苍白杆菌、白色念球菌中的一种或多种。

8.如权利要求1至7中任一项所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述第一根袋和所述第二根袋的聚乳酸无纺网布纤维间的孔径为25至40μm。

9.如权利要求1至7中任一项所述的重金属污染土壤菌根植物根袋种植方法，其特征在于，所述待种植植株为松属植物。