利用植物促生菌与CO2联合作用提高植物修复效率的方法技术

利用植物促生菌与CO2联合作用提高植物修复效率的方法，本发明专利技术属于放射性核素污染环境的生物修复技术领域，具体涉及利用植物促生菌与二氧化碳施肥联合作用提高植物修复放射性核素铯的方法。该方法是在利用美洲商陆和籽粒苋修复放射性核素铯污染土壤时，通过二氧化碳施肥，同时接种能忍耐高浓度铯的植物促生菌，利用二氧化碳诱导和微生物联合作用，促进美洲商陆和籽粒苋的生长，显著提高修复植物美洲商陆和籽粒苋的地上部生物量，同时增加美洲商陆和籽粒苋地上部铯的吸收量，从而加速放射性核素铯污染土壤植物修复速率，提高植物修复效率，最终达到恢复土地生产力，促进地区景观和谐、生态平衡与可持续发展的长远目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于放射性核素污染环境的生物修复
，具体涉及利用植物促生菌与二氧化碳施肥联合作用提高植物修复效率的方法。
技术介绍
随着核工业的发展和核技术的广泛应用，含有放射性核素的废物不可避免地进入环境，特别是1986年前苏联的切尔诺贝利核泄漏事件后，大量的放射性核素被释放进入土壤并随水和空气进入地球循环，很大的区域受到污染。这些核素(如铯，锶)进入环境(大气、水体和土壤)后，由于半衰期长(如137Cs半衰期为30年)、难降解性、低剂量、面积大等污染特点，能在环境中长期存在，对生态环境造成污染，并通过食物链对人类健康造成危害。因此，放射性核素污染土壤的治理与修复备受关注。用于治理放射性核素污染的常规方法有物理方法和化学方法，如沸石吸附、离子交换、溶剂萃取等。但这些方法成本高，易造成二次污染，且有如上所述的污染特点，常规的物理和化学方法往往显得束手无策。植物修复放射性核素污染环境表现出多优点，如原位修复、费用低，效果好、可持续、对环境友好等。虽然植物修复具有以上所述优点，然而，植物修复也有一些缺点，如污染物对植物毒害、时间长、季节性、难以处置收获的含污染物的植物等，都是需要解决的问题。因此， 增加修复植物的生物量(特别是地上部生物量)、增加植物对污染物的吸收量，成为提高植物修复效率的关键环节。众所周知，CO2是植物进行光合作用的底物，植物体内也存在着适应高浓度(X)2的生物化学和分子生物学的基础，存在着利用高浓度(X)2的机制可能性，大气(X)2浓度的升高必然会引起植物的光合作用的升高。植物光合作用的加强，直接导致植物体内有机化合物的积累，植物的生物量增加。我们的前期研究结果表明，大气(X)2升高，能增加铯污染土壤上植物的生物量，并且能增加植物对铯的吸收。另一方面，自然界存在着大量定殖在植物根际，对植物生长具有促进作用的植物促生菌(Plant growth promoting bacteria，PGPB)，这些植物根际微生物能够产生植物生长激素、固氮、改变植物根系形态、溶解无机磷等营养元素、促进植物对水分养分利用率等， 具有提高共生植物生物量，同时这些微生物还能活化土壤中的重金属和放射性核素，在植物修复中促进植物对污染物的吸收。因此，通过接种植物促生菌，增加局部大气二氧化碳浓度对于放射性核素污染土壤植物修复的成功，加速修复过程具有积极作用。
技术实现思路
本专利技术提出了利用植物促生菌(PGPB)与二氧化碳联合作用提高植物修复放射性核素污染土壤的方法。本专利技术利用植物促生菌与(X)2联合作用提高植物修复效率的方法，所述方法为在含放射性核素污染土壤上进行植物修复时，接种植物促生菌，所述植物促生菌为伯克霍尔德氏菌BurW10Ideria sp. D54，对铯具有较高抗性，现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No. 3223 ；同时通过二氧化碳施肥，使局部大气二氧化碳升高，提高植物修复效率。所述二氧化碳浓度升高条件为开顶式人工气候室，即0TC，二氧化碳升高浓度为 760 士 50 μ L Γ1。所述接种菌剂直接施用于植物根部周围，接种量为0. 5-3% (V/W)，有效活菌数约 2 X IO9Cfu mL—1，分三次接种，三次接种时期分别为移栽后10天(幼苗期)、20天(苗期)、 30天(生长期)。所述修复植物为美洲商陆(Phytolacca americana Linn)和籽粒苋(Amaranthus cruentus L.)。所述的具体方案(1)、O)是同时进行的，从而达到联合强化的目的。本专利技术试验表明铯污染土壤情况下，接种植物促生菌、同时升高大气二氧化碳浓度，能够明显增加美洲商陆和籽粒苋的地上部生物量，同时还能明显增加美洲商陆和籽粒苋地上部铯的含量，从而提高放射性核素修复效率，加速铯污染土壤植物修复过程，最终达到恢复土地生产力，促进地区景观和谐、生态平衡与可持续发展的长远目标。附图说明图1 为在不同土壤添加铯水平下，接种植物促生菌BurWiolderia sp.D54，增加大气二氧化碳浓度，美洲商陆地上部生物量；图2 为在不同土壤添加铯水平下，接种植物促生菌BurWiolderia sp. D54，增加大气二氧化碳浓度，籽粒苋地上部生物量；图3 为在不同土壤添加铯水平下，接种植物促生菌BurWiolderia sp. D54，增加大气二氧化碳浓度，美洲商陆地上部铯含量；图4 为在不同土壤添加铯水平下，接种植物促生菌BurWiolderia sp. D54，增加大气二氧化碳浓度，籽粒苋地上部铯含量。具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本专利技术实施例1实验在农业部环境保护科研监测所生态毒理与环境修复研究中心(天津)的6个开顶式人工气候室(OTC)中进行，其中3个(X)2浓度为360 380 μ L L—1，与外界(X)2浓度保持一致；另外3个为0)2浓度可控室，试验过程控制二氧化碳浓度在760 士 50μ L L—1，保持 24小时通气。OTC在试验过程运行参数如表1所示表1试验过程OTC运行参数气室编号 Chamber No.温度 Temperature (°C)湿度 Humidity (%)CO2浓度 C。2 concentration OiLL1)光强 PPF (μιηο /m2 s)多云晴天131.1±5.242士8767土68320±141747±236329.8±5.539±7759±52332±157814±349530.3±5.640±8754±75304±168729±265230.2 士 5.541±9373±38339±181824±356428.9 士 5.640±7377±25328士151832±362630.4 士 5.145 士 7371士49316±138753±277 试验采用盆栽方式进行，所用土壤为棕壤，采自辽宁省沈阳农业大学长期定位试验田，土壤基本理化性质见表2。土壤采集后风干，研磨过2mm(10目)筛，进行人工添加铯(氯化铯，铯为133稳定同位素)，分别使土壤添加铯含量为(O, 200，500，IOOOmg kg-1干土)，制备过程采用铯溶液喷雾至过筛土壤，喷雾过程充分混勻后，将各浓度含铯的土壤转移至塑料箱，并加水至土壤饱和，并在阴凉、暗处老化60 80天(实际为75天)。老化后的土壤经风干，研磨过2mm(10目)筛，充分混勻后，装盆(lkg/盆干土)备用。 表2试验供试土壤理化性质权利要求1.一种利用植物促生菌与(X)2联合作用提高植物修复效率的方法，其特征在于，所述方法为在含放射性核素污染土壤上进行植物修复时，接种植物促生菌，所述植物促生菌为伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp. D54，对铯具有较高抗性，现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No. 3223 ；同时通过二氧化碳施肥，使局部大气二氧化碳升高，提高植物修复效率。2.如权利要求1所述的利用植物促生菌与(X)2联合作用提高植物修复效率的方法，其特征在于，所述二氧化碳浓度升高条件为开顶式人工气候室，即0TC，二氧化碳升高浓度为 760 士 50 μ L Γ1。3.如权利要求1所述的利用植物促生菌与与(X)2联合作用提本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用植物促生菌与ＣＯ２联合作用提高植物修复效率的方法，其特征在于，所述方法为：在含放射性核素污染土壤上进行植物修复时，接种植物促生菌，所述植物促生菌为伯克霍尔德氏菌Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ　ｓｐ．Ｄ５４，对铯具有较高抗性，现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏号为ＣＧＭＣＣ　Ｎｏ．３２２３；同时通过二氧化碳施肥，使局部大气二氧化碳升高，提高植物修复效率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐世荣，廖上强，郭军康，丁永祯，宋正国，王芳丽，
申请(专利权)人：农业部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：12