[发明专利]利用耐镉真菌棘孢曲霉促进高羊茅修复镉污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物-微生物联合生态修复技术领域，尤其涉及一种利用耐镉真菌棘孢曲霉促进高羊茅修复镉污染土壤的方法。

背景技术

高羊茅（拉丁名：Festucaarundinacea）原产欧洲，为禾本科羊茅属多年生草本植物，广泛分布于亚热带、温带和暖温带潮湿过渡带地区，在我国主要分布于东北、华北、华中、中南、西南和新疆等地区，生于路旁、山坡和林下，适用于多种土壤和气候条件。高羊茅为丛生型，其须根发达，具有广泛的适应性，耐寒能力强，耐热和耐旱性好，耐践踏性强，抗病性强，耐低修剪。作为草坪其观赏效果好，绿期长，广泛用于家庭花园、公共绿地、公园和足球场等运动草坪，高尔夫球场的障碍区，自由区和低养护区的全阳面或半阴面，养护管理粗放的飞机场及公路护坡等地方。此外，由于其生物量大，营养品质好，还可做牧草饲养牲畜。

近年来，由于城市化的发展以及矿产开采冶炼等工业活动，工业“三废”的不合理排放和固体废弃物处理不善，导致土壤中重金属镉含量急剧增加。重金属镉污染已成为当今世界影响范围最广泛、危害最大的环境问题之一。镉是植物非必需元素，具有很强的生物毒性和较强的化学活性，生物迁移性很强，易被植物吸收并积累，转移到果实、种子等农作物产品中而使农产品中镉含量超标，不仅会严重影响其产量和品质，而且会进一步通过食物链进入人体，进而危害人体健康，如日本发生的骨痛病是由重金属镉污染引起的。同时，镉被植物大量吸收后能产生各种生理毒害反应，通过损伤细胞结构，破坏植物光合作用、呼吸作用和营养代谢等影响植物的正常代谢活动和生长发育，从而导致作物不同程度的减产，乃至死亡。据统计，目前我国受镉等重金属污染的耕地面积近2000万hm²，约占总耕地面积的1/5。土壤中镉的增加，严重影响我国农作物生产及食品安全。

采用工程、物理和化学等方法修复镉污染土壤具有一定的局限性，难以大规模处理，并且会导致土壤结构破坏、生物活性下降和土壤肥力退化。农业生态措施其周期太长，效果也不显著。作为新兴的高效生态修复技术——生物修复，以其良好的社会、生态综合效益，易被大众接受，具有广阔的应用前景。其中植物修复是一项新兴的、绿色的、环境友好的和廉价的重金属污染土壤治理方法。该项技术研究尚处于起步阶段，具有投资少、不破坏场地结构、不引起二次污染等优点，已经成为一种可靠的、相对安全的环境友好修复技术，已受到世界各国政府和科技界的广泛关注。高羊茅是是我国使用量最大的多年生冷季型草坪草种，其适应范围广，观赏性强，可以多次刈割，生物量大；此外，高羊茅对重金属具有很强的吸耐能力，在利用高羊茅修复污染方面,国内外已有报道。如果能用其作为修复土壤重金属污染的植物材料，那么它将具有独特的实用性。

此外，利用植物-微生物联合修复技术，在修复重金属污染土壤方面具有独特的作用，其主要的作用原理为：微生物本身可以吸附重金属；微生物与植物根系及其分泌物互作，改变根际微环境，通过降低根系对土壤中重金属的吸收和降低镉向地上部的转移而降低农产品中镉的含量，或者通过促进植物根系的吸收，增加镉向地上部的转运，然后通过收获植物的地上部来达到带走土壤中镉而降低土壤中镉的含量。

植物-微生物联合修复具有下列优点：

①不仅不会对植物生长的土壤环境造成破坏，同时还对土壤结构具有改良作用；

②不会形成二次污染或导致污染物的转移；

③操作简便，费用低廉；

④修复时间短，对周围环境干扰少。

目前，植物-微生物联合修复技术在修复重金属污染土壤中也存在下列不足之处：

①微生物对不同土壤类型和土壤微环境的适应性较差；

②微生物与植物的兼容性较差而导致其修复重金属的效率较低；

③微生物存活率低，其活性持续时间较短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种利用耐镉真菌棘孢曲霉促进高羊茅修复镉污染土壤的方法；具体地说，本发明从重金属污染土壤优势物种根际土壤中分离、纯化和鉴定出来的耐镉真菌棘孢曲霉，通过辅助施用柠檬酸来促进和提高高羊茅修复镉污染土壤效率的方法，此方法可有效地促进重金属镉向高羊茅地上部转移，提高镉的转移系数从而提高其修复效率，然后通过反复修剪高羊茅草坪将土壤中的镉带走，从而较快地降低土壤中镉的含量而使土壤中的镉含量达到环境安全标准，减少重金属镉通过食物链对人体的危害。

本发明的目的是这样实现的：

1、基本思路