CN110201989A - 一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，可有效解决提高土壤肥力，增加高丹草的生长量，提高高丹草对铬污染土壤的修复效率的问题，方法是，采用香菇栽培后的废菌棒高压灭菌，风干粉碎，均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤，耙平，种植高丹草，条播行距为40～50cm，播种量为2.5‑3.5kg/亩，播深为4～5cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。本发明可有效提高土壤肥力，增加高丹草的生长量，提高高丹草对铬污染土壤的修复，菌渣可改良土壤，提高土壤肥力，提高植物的生长量，提高植物对重金属铬污染土壤的修复效率，无污染、无公害、环境友好。

Description

一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及土壤修复，特别是一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法。

背景技术

随着现代工业、农业、交通运输业的迅速发展，土壤重金属铬污染越来越严重，不仅影响农作物的生长，降低农作物的产量和品质，而且还会通过食物链威胁到人类的健康和生命，因此重金属污染土壤的修复已成为亟待解决的问题。植物修复重金属污染土壤具有可在污染现场进行、成本相对低廉、可改善土质等优点，作为一种绿色环保的生物修复技术，在修复重金属污染方面颇具有潜力。但目前的研究表明，高效作用于重金属的植物不多，受重金属胁迫影响，这些植物也存在适生范围窄、根系扩展深度有限、植株整体生长缓慢、富集总量小、污染土壤修复所需要的时间漫长并且在重度污染土壤下难以存活等不足，限制了植物修复的效率，因此，如何提高植物的修复效率是目前植物修复的关键所在。

研究表明通过基质改良，特别是施用能改变土壤重金属行为的改良剂，建立以植物修复为主，辅以物理、化学措施的综合修复体系，可满足植物生长及其对重金属的污染修复。农业生产过程中产生的大量废弃物，包括菌渣、沼渣、笋壳等有机物料，含有丰富的有机质和多种矿质元素，不仅可以改良土壤、提高土壤肥力，而且可以改变重金属在土壤中的存在状态，影响重金属的生物有效性和迁移性，从而影响植物的生长和对重金属的修复效率。

菌渣作为一种食用菌栽培基废料，在我国每年至少产生400万吨，而其利用率仅为33%，造成极大的资源浪费和环境问题。据统计，每生产1kg食用菌将产生5kg菌渣，处理这些菌渣的传统方法是丢弃或燃烧，燃烧只能快速地取得其中10%左右的热能，是对生物量的不合理利用；菌渣中含有丰富的蛋白质和其他营养成分，随意丢弃是对资源的浪费，同时还导致霉菌和害虫的滋生，增加空气中有害孢子和害虫的数量，势必造成环境污染。所以合理的开发利用食用菌菌渣，具有显著的生态效应。

已有研究表明，菌渣中含碳物质较多，在土壤中可转化形成有机质，通过提高土壤有效磷、速效钾和含氮量来促进植物的生长。将菌渣用于辅助植物修复重金属污染土壤，既可以变废为宝，减少其对环境的污染，还可节省化肥的使用，降低农业成本；而且施加廉价易得的清洁有机物料对土壤进行修复，也是一种切实可行的方法。但关于菌渣在植物修复受重金属污染土壤中的应用和研究的报道还很缺乏，而且有机物料对土壤重金属有效性的影响因有机物料种类和添加量而异，不同重金属元素的反应也不同，所以有机物料的添加对植物修复重金属铬的效果也往往呈现出不同的结果，因此，利用菌渣辅助植物修复重金属铬污染土壤是有待进一步解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，可有效解决提高土壤肥力，增加高丹草的生长量，提高高丹草对铬污染土壤的修复效率的问题。

本发明解决的技术方案是，一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒（菌渣），菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木80-85%、麦麸12-17%、石膏粉0.8-1.2%和糖0.8-1.2%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

所述的阔叶树硬杂木为柳木、椴木或榆木；

（2）、将风干粉碎的菌渣按100～200kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤15～25cm，耙平，5～7d后种植高丹草，条播行距为40～50cm，播种量为2.5-3.5kg/亩，播深为4～5cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

本发明可有效提高土壤肥力，增加高丹草的生长量，提高高丹草对铬污染土壤的修复，可有效缓解菌渣造成的极大的资源浪费和环境问题；解决重度铬污染土壤条件下植物难以存活的问题；菌渣可改良土壤，提高土壤肥力，提高植物的生长量，从而提高植物对重金属铬污染土壤的修复效率；本发明方法无污染、无公害、环境友好、所需设施简单、操作方便、成本低廉，经济和社会效益巨大。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例1

本发明在具体实施中，一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒（菌渣），菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木83%、麦麸15%、石膏粉1%和糖1%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

（2）、将风干粉碎的菌渣按150kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤20cm，耙平，6d后种植高丹草，条播行距为45cm，播种量为3kg/亩，播深为4cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

实施例2

本发明一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒（菌渣），菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木82%、麦麸16%、石膏粉0.9%和糖1.1%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

（2）、将风干粉碎的菌渣按120kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤17cm，耙平，5d后种植高丹草，条播行距为42cm，播种量为2.6kg/亩，播深为4cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

实施例3

本发明一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒（菌渣），菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木84%、麦麸14%、石膏粉1.1%和糖0.9%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

（2）、将风干粉碎的菌渣按190kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤23cm，耙平，7d后种植高丹草，条播行距为48cm，播种量为3.4kg/亩，播深为5cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

由上述可以看出，本发明是在六价铬污染土壤中添加菌渣后种植高丹草，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理。菌渣可提高土壤肥力，增加高丹草的生长量，提高高丹草对铬污染土壤的修复效率，具有：

1.可有效缓解菌渣造成的极大的资源浪费和环境问题；

2.可解决重度铬污染土壤条件下植物难以存活的问题；

3.菌渣可改良土壤，提高土壤肥力，提高植物的生长量，从而提高植物对重金属污染土壤的修复效率；

4.该方法无污染、无公害、环境友好、所需设施简单、操作方便、成本低廉。

并经实验和测定，效果非常好，有关资料如下：

按本发明技术方案给出的方法，包括发明内容部分给出的技术方案和实施例1-3给出的技术方案，试用于含有铬污染土壤（六价铬含量133mg/kg以上）的修复，并与不添加菌渣的铬污染土壤处理及单独种植高丹草的铬污染土壤处理进行对比，每个试验面积为1亩，每个试验重复3次，在种植高丹草30d后采集土壤和植物样品进行测定，土壤样品风干研磨过筛，植物样品清洗干净后，分别烘干至恒重称重，高丹草作为修复植物，综合了高粱茎粗、叶宽和高丹草分蘖力、再生力强的优点，杂种优势非常明显。其根系发达、再生能力强、分蘖能力强、抗旱性强、耐热、较耐寒，适合铬污染土壤的修复。高丹草对土壤要求不严，无论沙土壤、微酸性土和轻度盐碱地均可种植，因而具有很好的修复效果。

菌渣处理可以促进高丹草的生长，提高其地上部分的生物量。与单独种植高丹草的处理相比，不同添加量菌渣处理下高丹草的株高增加3.35～4.63cm，高丹草地上部分的鲜重增加1.32～3.88g，干重增加0.06～0.54g。

添加菌渣可提高土壤的肥力。菌渣与高丹草共同作用下铬污染土壤中的碱解氮含量较空白污染土增加56.00～79.33mg/kg，与单独种植高丹草的处理相比增加58.33～81.67mg/kg；菌渣与高丹草共同作用下铬污染土壤中的速效钾含量较空白污染土增加84.52～167.16mg/kg，与单独种植高丹草的处理相比增加68.12～150.76mg/kg，并且碱解氮和速效钾含量随着菌渣添加量的增加而增加。

不同添加量的菌渣与高丹草共同作用30d后，土壤中的六价铬含量大幅减少。不同菌渣添加处理与高丹草共同作用下污染土壤中六价铬含量较空白污染土壤相比减少131.64～131.88mg/kg；与单独种植高丹草的处理相比减少93.21～93.44mg/kg。

不同添加量的菌渣与高丹草共同作用30d后，高丹草植株中富集的铬含量较单独高丹草处理降低了52.36～82.2%。

并经反复多次试验，均取得了相同或相近似的结果，表明方法稳定可靠，在铬污染土壤中撒施菌渣，5～7d后种植高丹草，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理。30d后，菌渣处理可提高土壤的碱解氮和速效钾含量，提高高丹草地上部分的生物量，土壤中的六价铬含量降低了99.6～99.8%，可实现对铬污染土壤的修复。这种方法既可变废为宝，减少菌渣对环境的污染，还可节省化肥的使用，降低农业成本40%以上；而且施加廉价易得的菌渣与植物一起对土壤进行修复，实现废物利用，减少了废菌渣对环境造成的污染，真正实现了节能环保，是一种操作简便、切实可行，且经济有效的重金属铬污染土壤修复的方法，有巨大的经济和社会效益。

Claims (4)

1.一种利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒，菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木80-85%、麦麸12-17%、石膏粉0.8-1.2%和糖0.8-1.2%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

所述的阔叶树硬杂木为柳木、椴木或榆木；

（2）、将风干粉碎的菌渣按100～200kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤15～25cm，耙平，5～7d后种植高丹草，条播行距为40～50cm，播种量为2.5-3.5kg/亩，播深为4～5cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

2.根据权利要求1所述的利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒，菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木83%、麦麸15%、石膏粉1%和糖1%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

（2）、将风干粉碎的菌渣按150kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤20cm，耙平，6d后种植高丹草，条播行距为45cm，播种量为3kg/亩，播深为4cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

3.根据权利要求1所述的利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒，菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木82%、麦麸16%、石膏粉0.9%和糖1.1%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

（2）、将风干粉碎的菌渣按120kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤17cm，耙平，5d后种植高丹草，条播行距为42cm，播种量为2.6kg/亩，播深为4cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。

4.根据权利要求1所述的利用菌渣和高丹草修复铬污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、菌渣处理

采用香菇栽培后的废菌棒，菌棒原材料由重量计的：阔叶树硬杂木84%、麦麸14%、石膏粉1.1%和糖0.9%制成，121℃高压灭菌25min，风干粉碎后过20目筛，备用；

（2）、将风干粉碎的菌渣按190kg/亩均匀撒于铬污染土壤表层，翻耕土壤23cm，耙平，7d后种植高丹草，条播行距为48cm，播种量为3.4kg/亩，播深为5cm，及时覆土，在植物生长过程中定期浇水，按照高丹草正常生长要求管理，高丹草生长30d采集土壤和植物样品进行测定。