一種生物修復(fù)鹽堿危害土壤的方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體說(shuō)，涉及一種生物修復(fù)鹽堿危害土壤的方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，土壤污染已逐漸成為全球性環(huán)境問(wèn)題之一。尤其是采礦、金屬冶煉、石油開(kāi)采及化工企業(yè)生產(chǎn)，對(duì)土壤污染最為嚴(yán)重。造成重金屬、烴類化合物及各種有毒鹽類在土壤中含量過(guò)高，且在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)難以靠自然分解消除干凈。
[0003]土壤污染不但直接對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用，還導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，甚至通過(guò)糧食中的重金屬及鹽類含量過(guò)高進(jìn)一步危害人們的健康。
[0004]據(jù)有關(guān)部門對(duì)京、津、滬等七城市調(diào)查，123種主要蔬菜中，硝酸鹽輕度污染的有34種，占27.6%，中高度污染的占72.4%。根據(jù)世界衛(wèi)生組織資料，硝酸鹽可對(duì)3個(gè)月嬰兒致病，產(chǎn)生藍(lán)嬰癥，死亡率高達(dá)8%。;其次，硝酸鹽在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽與次級(jí)胺或其它胺類合成亞硝胺，導(dǎo)致消化系統(tǒng)癌癥。
[0005]據(jù)我國(guó)農(nóng)大資料，一些地區(qū)鮮品葉菜每斤含硝酸鹽4000-6000毫克，根菜小蘿卜也達(dá)2000-4000毫克/千克。按人均年消費(fèi)鮮菜200斤計(jì)算，人均年吸收硝酸鹽100萬(wàn)毫克/年人。城鄉(xiāng)居民中的奇病、怪病均與此有關(guān)。
[0006]如何消除土壤的污染問(wèn)題，已經(jīng)成為刻不容緩的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種生物修復(fù)鹽堿危害土壤的方法，所述方法包括在土壤中種植修復(fù)植物以及對(duì)土壤施加修復(fù)生物制劑。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供所述修復(fù)植物及修復(fù)生物制劑聯(lián)合在土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
[0009]為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種生物修復(fù)鹽堿危害土壤的方法，所述方法包括在土壤中種植修復(fù)植物以及對(duì)土壤施加修復(fù)生物制劑，所述修復(fù)植物為一年生雜交飼草高粱(CFSH30，蘇丹草與飼草高粱的三交種)、大麥和燕麥(Avena sativa)中的一種或多種的組合燕麥中的一種或多種的組合；所述修復(fù)生物制劑至少包括含有植物促生菌的菌液，所述菌液含有植物促生菌 Pseudomonas cedrina UW3 和 Pseudomonas putida UW4。
[0010]植物促生菌可以抑制植物中乙烯的產(chǎn)生，并合成有益的生長(zhǎng)素，用以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。而本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，植物促生菌還可以促進(jìn)植物的鹽份代謝，以及植物根系對(duì)鹽堿污染物的吸收，甚至可以保護(hù)植物免受土壤中污染物的傷害。
[0011]進(jìn)一步的，本發(fā)明通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)所選用的菌種與特定的植物具有良好的協(xié)同效應(yīng)，可以更高效的清除土壤中的無(wú)機(jī)鹽。
[0012]其中本發(fā)明優(yōu)選所述土壤為受到鹽堿侵蝕的土壤。
[0013]其中更優(yōu)選所述鹽堿為含有Na+、Cl_、C042_、S042_的鹽堿。
[0014]其中優(yōu)選所述大麥為飼草型大麥；
[0015]其中還優(yōu)選所述燕麥為飼草型燕麥。
[0016]其中本發(fā)明的一年生雜交飼草高粱、大麥和燕麥可商購(gòu)獲得，譬如可購(gòu)自WWW.aerc.com ；
[0017]其中本發(fā)明的Pseudomonas cedrina UW3 和 Pseudomonas putida UW4 記載于中國(guó)專利申請(qǐng)200810181327.8中，本發(fā)明不再進(jìn)行贅述。
[0018]譬如，在菌液中，UW3和UW4的菌數(shù)比例為1:2?2:1。
[0019]再譬如，所述修復(fù)生物制劑還包括復(fù)合載體材料，所述復(fù)合載體材料包括有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、腐熟有機(jī)質(zhì)、絡(luò)合置換劑、包埋材料中任意兩種或兩種以上的組合；優(yōu)選復(fù)合載體材料和菌液的比例為植物促生菌的菌數(shù)至少0.2?2億/每克復(fù)合載體材料；還優(yōu)選以復(fù)合載體材料的重量為100%為基準(zhǔn)，所述的復(fù)合載體材料包括以下重量百分比的成分:15?35%的有機(jī)質(zhì)、12?32%的腐殖酸、12?32%的腐熟有機(jī)質(zhì)、5?22%的絡(luò)合置換劑和0.01?I %的包埋材料。
[0020]該菌劑的制備可以參照專利200810181327.8的制備方法，其中具體為:
[0021](I).取I克植物根際土壤，浸入50ml PAF提取溶液中，再置入250ml容器中；該P(yáng)AF提取溶液為含有朊間質(zhì)蛋白胨、干酪素水解物、MgS04、K2HPO4和甘油的組合物溶液；
[0022](2).將上述含有50ml PAF提取溶液的三角瓶在25 ±2 °C下震蕩；
[0023](3).取Iml上述步驟(2)震蕩后的PAF提取溶液，再溶入含有50ml PAF提取溶液的250ml容器中，在25±2°C下，震蕩；
[0024](4).取Iml上述步驟(3)得到的PAF提取溶液，溶入含有50ml DF鹽溶液的250ml容器中，在25 ± 2°C下震蕩；該DF鹽溶液為含有磷酸氫二鉀、磷酸氫二鈉、硫酸鎂、葡萄糖、葡糖酸、檸檬酸、硫酸亞鐵、硼酸、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸銅、三氧化鉬和硫酸銨的溶液；
[0025](5).取Iml上述步驟(4)得到的提取溶液，再溶入50ml不含有硫酸銨但含有
3.0mM 1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸的上述DF鹽溶液的容器中，在25±2°C下震蕩；
[0026](6).取0.0lml上述步驟(5)得到的提取溶液，接入含有0.03mM ACC的DF鹽的平板凝膠培養(yǎng)基上，在30 ±2 °C培養(yǎng)2-4天；
[0027](7).取步驟(6)的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的菌落，其為植物促生菌Pseudomonas cedrinaUff3 和 Pseudomonas putida UW4 的菌種；
[0028](8).取上述步驟7得到的菌種，接種在胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基中，在25±2°C溫度下培養(yǎng)震蕩24小時(shí)，得到培養(yǎng)溶液；
[0029](9).在4°C下離心步驟⑶的培養(yǎng)溶液；
[0030](10).用DF液沖洗步驟(9)離心沉淀的細(xì)胞；該DF液的成分包括蔗糖、琥珀酸、EDTA、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀和氯化鎂；
[0031](11).在4°C下再離心步驟(10)得到的DF細(xì)胞溶液;
[0032](12).用DF鹽液溶解離心沉淀的細(xì)胞，加入3.0mM的ACC，得到含菌細(xì)胞DF鹽溶液；
[0033](13).步驟(12)得到的含菌細(xì)胞DF鹽溶液，在25 ±2 °C下培養(yǎng)、震蕩；
[0034](14).在4°C離心步驟(13)得到的DF培養(yǎng)溶液，得到離心沉淀的細(xì)胞；
[0035](15).用1ml DF鹽液溶解步驟(13)得到的離心沉淀的細(xì)胞得到含菌細(xì)胞DF鹽溶液；
[0036](16).將步驟(15)得到的含菌細(xì)胞DF鹽溶液在28±2°C下接種發(fā)酵，得到工業(yè)發(fā)酵后的植物促生菌的菌液；該植物促生菌的菌液中菌數(shù)達(dá)到30-50億/ml ；
[0037](17).將步驟(16)得到的植物促生菌的菌液與15?35%的有機(jī)質(zhì)、12?32%的腐殖酸、12?32 %的腐熟有機(jī)質(zhì)、5?22%的絡(luò)合置換劑以及0.01?I %的包埋材料混合，再加入8?28%的成粒劑，造粒，干燥，得到所述的生物制劑。
[0038]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中優(yōu)選所述燕麥為飼草型燕麥。
[0039]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中所述方法包括在植物生長(zhǎng)的過(guò)程中的第一次50-60天，以及以后每20-30天時(shí)對(duì)修復(fù)植物的進(jìn)行切割，留有根部10-12cm割茬，并將切割物從土壤中清除。
[0040]其中優(yōu)選是在植物生長(zhǎng)的過(guò)程中的第一次50-60天，以及以后每20-30天時(shí)對(duì)修復(fù)植物的進(jìn)行切割。
[0041]本發(fā)明在對(duì)植物切割后，留有根部10-12cm左右的割茬，可以使得植物再生長(zhǎng)。
[0042]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中所述切割可以按照上述切割間隔貫穿植物的整個(gè)生長(zhǎng)期；甚至可以在每次切割后對(duì)土壤取樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，至土壤中鹽堿含量降至預(yù)期水平。譬如是在第60，90，120，150，180，210，240，270，300天時(shí)對(duì)修復(fù)植物的進(jìn)行切割。
[0043]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中所述的修復(fù)生物制劑可以用多種方式施加至土壤中:譬如直接施加至土壤中，或者采用種子包衣的方式施加；甚至可以在直接施加到土壤中的同時(shí)也對(duì)種子進(jìn)行包衣；
[0044]其中當(dāng)同時(shí)采用直接施加至土壤中以及對(duì)種子進(jìn)行包衣時(shí)，直接施加至土壤中的修復(fù)生物制劑與包衣所用的修復(fù)生物制劑用量比例沒(méi)有特別要求。
[0045]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，所述方法還包括對(duì)修復(fù)植物的種子在播種前進(jìn)行處理的步驟，包括用甲基纖維素質(zhì)量百分比濃度為0.5%的修復(fù)生物制劑進(jìn)行種子著衣處理；
[0046]其中以甲基纖維素的修復(fù)生物制劑溶液總重量為100%計(jì)。
[0047]其中優(yōu)選溶劑用量以每公斤種子計(jì)為5-10ml/kg ;其中更優(yōu)選為4ml/kg。
[0048]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，所述種子著衣處理可以使用現(xiàn)有市售的種子包衣機(jī)。
[0049]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中所述方法還包括對(duì)土壤的預(yù)處理步驟:包括土地平整，除石頭，翻地，耙地和施肥中的一種或多種。
[0050]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中所述方法還包括對(duì)土壤包括在植物生長(zhǎng)期間對(duì)植物進(jìn)行灌溉和/或施肥。
[0051]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中所述修復(fù)生物制劑的施加為種肥，或口肥，或基肥施用，施加量30-100公斤/畝。
[0052]根據(jù)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方案，其中所述修復(fù)植物的種植密度以種子數(shù)量計(jì)為大麥為100-200粒/m2 (30-60公斤/畝)，燕麥為100-200粒/m2 (30-60公斤/畝)，雜交飼草高粱CFSH30為50-80粒/m2 (1-2公斤/畝)。
[0053]另一方面，本發(fā)明還提供了所述修復(fù)植物及修復(fù)生物制劑聯(lián)合在土壤修復(fù)中的應(yīng)用，所述修復(fù)植物為一年生雜交飼草高粱(CFSH30，蘇丹草與飼草高粱的三交種)、大麥和燕麥(飼草型)中的一種或多種的組合；所述修復(fù)生物制劑至少包括含有植物促生菌的菌液，所述菌液含有植物促生菌 Pseudomonas cedrina UW3 和 Pseudomonas putida UW4。
[0054]其中本發(fā)明優(yōu)選所述土壤修復(fù)為受到鹽侵蝕的土壤。
[0055]更優(yōu)選所述鹽堿為含有Na+、Cl_、C042_、S042_的鹽堿；
[0056]還優(yōu)選所述燕麥為飼草型燕麥；
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