一种利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法

本发明属于重金属污染土壤修复，具体涉及一种利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法。

背景技术：

1、人为活动例如使用化肥、农药和工业废水灌溉，导致全球农田重金属污染水平达到令人震惊的程度。据调查，中国有19.4％的农田土壤受到重金属污染，其中农田镉污染最严重，污染点位超标率达7％。相当大比例的重金属及其化合物通过农作物进入食物链，危及人类健康。因此，重金属污染土壤的修复是近年来研究的热点。

2、目前主流的重金属污染土壤修复技术有物理、化学及生物修复等。生物修复中的植物提取技术，相较于物理修复法其成本更低，相较于化学修复法更环保。因此，植物提取技术成为去除土壤重金属污染的较好选择。植物提取技术的效果取决于植物对重金属的提取效率和植物的生物量。作为植物提取技术核心的超积累植物，具有生长周期长、地上部生物量低等问题，制约了该技术在土壤重金属污染修复中的运用。因此，如何增加超积累植物的生物量、提高超积累植物对环境的抗性成为了植物修复重金属污染土壤的关键技术。

3、植物促生菌及其分泌物不但可以给植物提供必要的营养物质和生长调节因子，以此提高植物的生物量，还可以调节植物体内金属转运蛋白水平，明显改变污染土壤中镉离子活性和转移性，从而达到提高植物修复效率的目的。植物促生菌能产生促进植物生长的吲哚乙酸、铁载体、acc脱氨酶和铁载体等物质，能够帮助某些植物在重金属胁迫条件下存活和生长。当植物促生菌具有较好的抗逆性时，也能增加其宿主植物对重金属、干旱、盐度和植物病原体等的抗性，从而使得植物修复更加高效。油菜素内酯(brs)是一类特殊的植物多羟基类固醇，对植物生长和增强抗氧化能力具有独特的生物学作用。将油菜素内酯应用于重金属污染土壤的植物修复具有一定的意义。

4、目前针对植物提取技术进行的研究多数是单一的植物促生菌或单一的植物生长调节剂。因此，亟需研究一种植物促生菌与生长调节剂联合施用以改善超富集植物重金属提取效率的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的不足，并提供一种利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法。

2、本发明采用的荧光假单胞菌pseudomonas fluorescens是从东南景天中分离出来的内生菌菌株。油菜素内酯(br)是油菜素甾醇的典型代表，而超积累东南景天也是国际上公认的cd/zn超富集、pb富集植物，对联合施用植物促生菌与生长调节剂以提高超富集植物对重金属污染土壤修复效率具有重要意义。

3、本发明所采用的具体技术方案如下：

4、本发明提供一种利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，具体方法如下：将超积累植物种植于待修复的重金属污染土壤中；在超积累植物的生长期内喷施包含荧光假单胞菌pseudomonas fluorescens与油菜素内酯的调节肥若干次，促进超积累植物生长并吸收土壤中重金属元素；将积累重金属元素的超积累植物收割后进行集中处理。

5、作为优选，荧光假单胞菌pseudomonas fluorescens保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.12173，菌株号为sm05，保藏日期为2016年3月3日，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。。

6、作为优选，超积累植物为东南景天sedum alfredii hance。

7、进一步的，上述东南景天作为超积累植物的种植密度为14000～20000株/亩。

8、作为优选，待修复的重金属污染土壤中重金属为镉、铅或锌中的一种或多种。

9、作为优选，调节肥中油菜素内酯的含量为0.1～0.8mg/l；调节肥中荧光假单胞菌菌液的od600＝0.5～1.0。

10、进一步的，荧光假单胞菌菌液的配置方法为：将荧光假单胞菌接种到液体培养基，在180rpm、30℃的摇床振荡培养24h；将培养好的菌液以8000rpm离心5～6min，获取离心后的细菌，并用超纯水稀释至菌悬液的od600＝1.0；液体培养基中包含胰蛋白胨10g/l、酵母提取物5g/l和氯化钠10g/l，液体培养基的ph＝7.0。

11、作为优选，每次喷施调节肥的用量为40～60l/亩。

12、作为优选，相邻两次喷施调节肥的间隔为5～7天；若喷施后1～3天内下雨，需要补喷。

13、作为优选，将所述超积累植物收割后进行压榨或炭化，将榨取的汁液或炭化后的炭灰作高值资源化利用。

14、本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

15、本发明提供了一种重金属污染土壤的植物修复方法，在超积累植物生长期内喷施包含油菜素内酯和荧光假单胞菌菌液的调节肥。一方面，荧光假单胞菌作为植物促生菌，可显著提高土壤中重金属的生物有效性，有利于超积累植物对土壤重金属的吸收；另一方面，荧光假单胞菌和生长调节剂油菜素内酯协同作用，促进了超积累植物的生长以及对重金属的耐受性，进一步增强了超积累植物对土壤重金属的吸收效率。

16、本发明提供的修复方法操作简单、成本低廉、修复效率高且环境友好，可以广泛用于含重金属污染土壤的原位修复，并且不影响后续土壤的耕种使用。

技术特征：

1.一种利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，具体方法如下：将超积累植物种植于待修复的重金属污染土壤中；在超积累植物的生长期内喷施包含荧光假单胞菌pseudomonas fluorescens与油菜素内酯的调节肥若干次，促进超积累植物生长并吸收土壤中重金属元素；将积累重金属元素的超积累植物收割后进行集中处理。

2.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，所述荧光假单胞菌pseudomonas fluorescens保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.12173，菌株号为sm05，保藏日期为2016年3月3日，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

3.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，所述超积累植物为东南景天sedum alfredii hance。

4.根据权利要求3所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，所述东南景天作为超积累植物的种植密度为14000～20000株/亩。

5.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，所述待修复的重金属污染土壤中重金属为镉、铅或锌中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，所述调节肥中油菜素内酯的含量为0.1～0.8mg/l；所述调节肥中荧光假单胞菌菌液的od600＝0.5～1.0。

7.根据权利要求6所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，所述荧光假单胞菌菌液的配置方法为：将荧光假单胞菌接种到液体培养基，在180rpm、30℃的摇床振荡培养24h；将培养好的菌液以8000rpm离心5～6min，获取离心后的细菌，并用超纯水稀释至菌悬液的od600＝1.0；所述液体培养基中包含胰蛋白胨10g/l、酵母提取物5g/l和氯化钠10g/l，液体培养基的ph＝7.0。

8.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，每次喷施调节肥的用量为40～60l/亩。

9.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，相邻两次喷施调节肥的间隔为5～7天；若喷施后1～3天内下雨，需要补喷。

10.根据权利要求1所述的利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，其特征在于，将所述超积累植物收割后进行压榨或炭化，将榨取的汁液或炭化后的炭灰作高值资源化利用。

技术总结
本发明公开了一种利用调节肥提高重金属超积累植物修复效率的方法，属于重金属污染土壤修复技术领域。该方法具体如下：将超积累植物种植于待修复的重金属污染土壤中，并在超积累植物的生长期内喷施包含荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens与油菜素内酯的调节肥若干次，促进超积累植物生长并吸收土壤中重金属元素；最后将积累重金属元素的超积累植物收割后进行集中处理。该方法操作简单、成本低廉且环境友好，修复效率高。针对中低污染土壤，该方法只需很短的几个生长周期就可将重金属污染修复将至理想状态。本发明提供的方法可广泛用于含重金属较高的土壤修复中，不影响后续土壤的耕种使用。

技术研发人员：杨肖娥,陈志琴,刘奇珍,林强,张世君
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27