一种微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术提出了一种微生物‑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。

A method of microbial phytoremediation of heavy metal contaminated soil

The invention provides a method for microbial phytoremediation of heavy metal polluted soil, the method comprises the following steps: A: preparation of mycorrhizal inoculation agent; B: the same host plant seed co cultivation; C: host plant seedlings into the heavy metal pollution in soil; D: growth period of host plants after the end of the harvest; simulation of soil under natural conditions to promote the growth of the host plant, increase the tolerance to toxic substances, and the biosorption of heavy metals in soil, greatly reducing the content of heavy metals in soil, while significantly reducing the cost of repair, and reduced the repair cycle, there is a very good repair effect for moderate or severe heavy metal pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法
本专利技术涉及土壤修复技术，具体涉及微生物-植物联合修复重金属污染土壤的方法。
技术介绍
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的专利技术专利申请中，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的专利技术专利申请中，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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术提供了一种微生物-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，BGCHE07D)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatum，BGCXJ03C)和扭形多样孢囊霉(Diversisporatortuosa，BGCHEN02B)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Frankiasp.(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：当本专利技术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；当本专利技术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；当本专利技术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；或者当本专利技术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H2本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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；...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏源，沈亚琴，侯红，陈志鹏，孙在金，吴丰昌，朱元荣，白英臣，汤志，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11