利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法技术

利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：通过宿主甜高粱接种蜜色无梗囊霉，扩繁制备蜜色无梗囊霉菌剂，在重金属污染土壤中施用生物炭，用混施法或包衣法将制备的蜜色无梗囊霉菌剂覆盖于甜高粱种子表面，在预先施用有生物炭的重金属污染土壤播种甜高粱种子。按照此方法栽培甜高粱，可以有效改善甜高粱对重金属的耐性，促进甜高粱生长，降低甜高粱茎秆中锌、铅、镉等重金属的含量。本发明专利技术不仅适用于重金属污染土壤中甜高粱的安全生产，同时可以钝化土壤中的重金属，降低重金属的植物毒性，有利于重金属污染土壤的修复。本发明专利技术方法简单实用，绿色环保，适合用于甜高粱在重金属污染土壤中的种植和安全生产。全生产。

【技术实现步骤摘要】
利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及甜高粱种植和污染土壤的修复
，具体的说是一种利用蜜色无梗囊霉和生物炭协同促进重金属污染土壤中甜高粱的生长、降低其重金属含量，修复重金属污染土壤的方法。
技术背景
[0002]甜高粱属于高生物量速生作物，其茎秆生物量大，含糖量高，不仅可以作为优质饲料，而且可以用于生产乙醇的优质原料。甜高粱具有抗旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄、耐高温、耐干热风等能力，在热带、亚热带和温带均可种植，尤其是在一些气候条件不利、生产条件不良的地区，如干旱、半干旱、低洼易涝和盐碱地、土壤贫瘠山区和半山区均可种植。因此，甜高粱是当前广泛种植的能源植物之一。
[0003]目前，我国的土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，尤其是镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率较高。重金属在土壤中不能被降解，但是可以被植物富集，通过收获植物可达到降低重金属污染的目的，从而实现土壤修复。甜高粱对重金属污染土壤的耐性和富集能力较强，具有用于植物修复重金属污染土壤的潜力。甜高粱体内吸收的重金属元素将在生物发酵后集中在酒糟中，可以集中处理。因此，富集重金属的甜高粱也不影响其生产燃料乙醇的用途，在修复土壤的同时，还能带来额外的经济效益。在重金属污染土壤中种植粮食、蔬菜作物会产生健康风险，种植能源植物甜高粱是实现对污染土壤进行合理利用的有效途径之一。
[0004]甜高粱对重金属有一定的耐性，在植物修复方面具有一定优势，其具有金属元素高积累、高生长速率和高生物量的特性。但是，重金属多具有植物毒性，而且重金属污染土壤一般比较贫瘠，肥力较低，土壤理化性质和植物生长条件较差，这势必会影响甜高粱的生长、产量及品质。因此，如何促进甜高粱在重金属污染土壤中的健康生长是利用和修复土壤的先决条件，值得重视。
[0005]丛枝菌根真菌是植物共生真菌，离开植物无法正常生存，在土壤中分布较广，但是在重金属污染中其多样性和丰度往往较低。同时，丛枝菌根真菌对宿主植物有一定的选择性，不同的菌种或菌株对不同种类植物的共生效应不一样，某种丛枝菌根真菌能够对促进其他植物生长及降低重金属含量并不能意味着它对甜高粱也能发挥这种效应。例如，丛枝菌根真菌与十字花科、藜科、莎草科等科的植物难以共生。不同来源丛枝菌根真菌的植物促生效应和重金属耐性也不尽相同。因此，筛选能够提高甜高粱重金属耐性且具有促生效应的丛枝菌根真菌对于甜高粱在重金属污染土壤中的安全生产具有重要意义。但是目前尚未有利用丛枝菌根真菌促进重金属污染土壤中甜高粱生长和降低重金属含量的相关报道。
[0006]生物炭具有吸附、络合等功用，将其用作土壤改良剂可以降低重金属生物毒性，并修复改良重金属污染土壤。但生物炭对植物的营养功能和重金属污染土壤的修复功能也因生物炭的制备材料、制备条件及性质密切相关。
[0007]目前，现有技术中还没有利用丛枝菌根真菌和生物炭协同促进重金属污染土壤中
甜高粱生长和修复金属污染土壤的相关报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术的技术目的为：提供一种利用蜜色无梗囊霉和生物炭协同促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，其利用丛枝菌根真菌中的蜜色无梗囊霉与甜高粱进行共生，提高甜高粱对重金属的耐性，并提高茎秆生物量，降低茎秆中重金属的含量，并通过收获植株来降低土壤中重金属的含量和有效性，同时，利用生物炭为甜高粱的生长提供养分，并使生物炭协同蜜色无梗囊霉对土壤中的重金属进行吸附、络合和钝化，进而降低重金属植物毒性，保证甜高粱的良好生长，降低植株内的重金属含量，在实现甜高粱安全生产的同时，对重金属污染土壤起到修复作用。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，包括制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤；在重金属污染土壤中施用生物炭的步骤；以及在甜高粱种子播种时施用蜜色无梗囊霉菌剂的步骤；在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，利用宿主植物在灭菌处理后的扩繁基质中扩繁蜜色无梗囊霉，所述的蜜色无梗囊霉属于丛枝菌根真菌的一种，制得真菌孢子含量≥10个/克，且同时含有宿主植物根段、真菌孢子和根外菌丝的风干基质，将其过1mm筛处理后，即制得蜜色无梗囊霉菌剂；在施用生物炭的步骤中，于甜高粱播种前，向重金属污染土壤中添加其质量0.1
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0.5%的生物炭进行均匀混合，或按照每亩100
‑
200kg的添加量将生物炭均匀混入重金属污染土壤的耕作层；在施用蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，采用混施法或包衣法，将制得的蜜色无梗囊霉菌剂施加于甜高粱种子的表面，然后在预先施用有生物炭的重金属污染土壤中播种甜高粱种子，在甜高粱生长过程中进行常规管理直至收获。
[0010]进一步的，在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述的宿主植物为甜高粱，所述扩繁蜜色无梗囊霉所用的初始接种剂为含有蜜色无梗囊霉真菌孢子、菌丝及被侵染植物根段的土样，初始接种剂在扩繁基质中的接种量为扩繁基质质量的3
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5%，接种方法为层施法或混施法。
[0011]进一步的，在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述的扩繁基质为农田土壤与生物炭的混合物，该扩繁基质的制备方法为：先将农田土壤与生物炭分别风干并过不大于1mm孔径的筛网后，按2:1的体积比进行混合均匀，再于121℃温度条件下进行蒸汽灭菌1
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2h后，自然冷却至室温制得。
[0012]进一步的，所述的蒸汽灭菌操作还可在农田土壤与生物炭混合前分别进行。
[0013]进一步的，在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，播种宿主植物时，在扩繁基质中加水，水的加入量为扩繁基质与初始接种剂总质量的15
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20%；宿主植物播种后及生长过程中，对宿主植物进行常规管理以确保其正常生长，培养3
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4个月，即可进行收获。
[0014]进一步的，在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述扩繁蜜色无梗囊霉后的收获方法为：把宿主植物的地上部剪去，剪碎根段与扩繁基质混匀，得到含有宿主植物根段、真菌孢子、根外菌丝的风干基质即为蜜色无梗囊霉菌剂。
[0015]进一步的，在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述蜜色无梗囊霉的扩繁过程在
日光温室或人工气候室中进行。
[0016]进一步的，所述的生物炭为植物秸秆生物炭、稻壳生物炭或松枝生物炭中的至少一种。
[0017]进一步的，在施用生物炭的步骤中，生物炭在施用前需过1mm筛，且向重金属污染土壤中添加其质量0.1
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0.5%的生物炭进行均匀混合的施用方式适用于种植规模较小的盆栽试验；按照每亩100
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200kg的添加量将生物炭均匀混入重金属污染土壤的耕作层的施用方式适用于种植规模较大的田间试验，且施用时在耕地前把过1mm筛的生物炭撒在土壤表面，然后用旋耕机旋耕数次，让生物炭充分混入土壤耕层。
[0018]进一步的，在施用蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述的混施法适用于种植规模较小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：包括制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤；在重金属污染土壤中施用生物炭的步骤；以及在甜高粱种子播种时施用蜜色无梗囊霉菌剂的步骤；在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，利用宿主植物在灭菌处理后的扩繁基质中扩繁蜜色无梗囊霉，制得真菌孢子含量≥10个/克，且同时含有宿主植物根段、真菌孢子和根外菌丝的风干基质，将其过1mm筛处理后，即制得蜜色无梗囊霉菌剂；在施用生物炭的步骤中，向重金属污染土壤中添加其质量0.1
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0.5%的生物炭进行均匀混合，或按照每亩100
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200kg的添加量将生物炭均匀混入重金属污染土壤的耕作层；在施用蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，采用混施法或包衣法，将制得的蜜色无梗囊霉菌剂施加于甜高粱种子的表面，然后在预先施用有生物炭的重金属污染土壤中播种甜高粱种子，在甜高粱生长过程中进行常规管理直至收获。2.根据权利要求1所述的利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述的宿主植物为甜高粱，所述扩繁蜜色无梗囊霉所用的初始接种剂为含有蜜色无梗囊霉真菌孢子、菌丝及被侵染植物根段的土样，初始接种剂在扩繁基质中的接种量为扩繁基质质量的3
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5%，接种方法为层施法或混施法。3.根据权利要求1所述的利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，所述的扩繁基质为农田土壤与生物炭的混合物，该扩繁基质的制备方法为：先将农田土壤与生物炭分别风干并过不大于1mm孔径的筛网后，按2:1的体积比进行混合均匀，再于121℃温度条件下进行蒸汽灭菌1
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2h后，自然冷却至室温制得。4.根据权利要求3所述的利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：所述的蒸汽灭菌操作还可在农田土壤与生物炭混合前分别进行。5.根据权利要求1所述的利用真菌和生物炭促进甜高粱修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：在制备蜜色无梗囊霉菌剂的步骤中，播种宿主植物时，在扩繁基质中加水，水的加入量为扩繁基质与初始接种剂总质量的15
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20%；宿主植物播种后及生长过程中，对宿主...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发园，崔文智，孙玉焕，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：