[发明专利]一种提高马缨丹修复镉污染土壤效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镉污染土壤植物修复技术，具体一种提高马缨丹修复镉污染土壤效率的方法。

背景技术

镉是一种非必需且生物毒性极强的重金属元素，当土壤等环境受到镉污染后，镉容易通过食物链的富集作用危害人类健康，对人体具有致病、 致癌、 致突变作用，能诱发肾衰变、关节炎、癌症等疾病。目前，我国镉污染的土壤面积已达2.0×105 hm²,占总耕地面积的1/6。因此，对镉污染土壤的修复治理受到研究者的广泛关注。

与物理、化学方法修复土壤重金属污染相比，植物修复具有治理效果永久、成本低廉、对环境扰动小兼有环境美学的优点，是一种具吸引力的原位绿色技术。目前，镉污染土壤植物修复技术主要采用镉超富集植物，如宝山堇菜、龙葵等，但其生长速率低、生物量小、生长周期长等缺点限制其大规模应用。因此，生物量大、生长迅速的植物成为另一个选择，如柳树、杨树、玉米等，但其对镉的耐性和吸收转运的能力较差，且有进入食物链的风险。马缨丹（Lantana camara L.）为马鞭草科直立或蔓性灌木，生长迅速、生物量大，而且对镉的耐性和富集能力较强，在镉污染土壤的修复中具有应用潜力(孙约兵等，一种利用镉超富集植物五色梅修复重金属污染土壤的方法，专利公告号:CN102085527A(2011)；方继宇等，马缨丹对镉的生长响应及其富集、转运和亚细胞分布特点研究，生态环境学报,2014(10):1677-1682)。目前，马缨丹对镉污染土壤的修复效率仍然很低，但是没有关于强化马缨丹修复镉污染土壤的研究。

近年来，关于重金属污染土壤植物修复强化技术受到国内外学者广泛关注，其中，利用土壤中微生物和动物联合植物修复是其中最经济和有效的方法之一。丛枝菌根真菌(AMF)是一类广泛分布于土壤的特殊微生物，研究表明AMF能与绝大多数植物根系形成共生关系，能促进宿主植物对土壤中矿质元素的吸收，提高植物对重金属的耐性，在重金属污染修复中具有较大应用前景。此外，蚯蚓作为一种常见的土壤动物，可以促进植物的生长，改善土壤质量，会对土壤中重金属形态产生影响。这两者在强化修复技术中成为人们研究的热点。目前只是将AMF和蚯蚓联合作用运用到重金属超累积植物和玉米等农作物上，沈生元等(2011)用AMF和蚯蚓提高玉米低砷汞复合污染土壤的修复效率(专利公告号： CN102039305A(2011.5.4))。有研究还发现，蚯蚓在土壤中活动会抑制菌根的生长，尤其是会破坏菌丝结构，还会取食AMF菌丝，对侵染率产生负作用。目前关于蚯蚓和AMF的相互作用及其联合作用对土壤中重金属形态、重金属胁迫下植物的生长和修复效率的研究较少。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，通过接种AMF和蚯蚓，促进马缨丹的生长，活化土壤中的镉，提高马缨丹对镉的耐性和吸收能力，提高马缨丹对镉污染土壤的修复效率。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高马缨丹修复镉污染土壤效率的方法，包括以下步骤：

S1. AMF的扩繁：将AMF菌种与灭菌的沙土混匀，以玉米为宿主植物进行扩繁，四个月后去掉玉米地上部分，将盆内培养物放室内干燥2周后剁碎，转入无菌袋中，密封冷餐，作为菌剂接种物；

S2. 马缨丹的育苗：通过野外剪裁枝条，在育苗田扦插培育2个月；

S3. 马缨丹的移栽与AMF的接种：将培育的马缨丹幼苗进行移栽，同时将菌剂均匀混入土壤；

S4. 蚯蚓的添加：马缨丹幼苗移栽2周后，选取长势一致的育苗进行盆栽试验，并添加蚯蚓；

S5. 田间管理：按常规方法管理；

S6. 收获：90天后，在近地面2cm出收获马缨丹地上部，并集中处理；此后，常规田间管理，一段时间后马缨丹根部发出新枝条，继续进行修复。

进一步地，AMF菌种按照质量分数1%-3%进行接种到沙土中。

进一步地，所述AMF选用根内球囊霉Glomus intraradices作为菌种。

进一步地，所述菌剂按土壤质量分数3-5%进行接种混入。

进一步地，所述长势一致的育苗为株高12-16cm、地径0.4-0.6cm的马缨丹苗。

进一步地，所述蚯蚓选用壮伟远盲蚓 Amynthas robustus，添加密度为90-100g/m²。

进一步地，在添加蚯蚓的同时，添加一定量粉碎的紫花苜蓿的秸秆作为蚯蚓饲料。