铁矿尾渣土壤化利用过程中菌根菌植物修复技术
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1、材料与方法 3
1.1.实验材料 3
1.1.1供试土壤 3
1.1.2供试植物 3
1.1.3供试微生物 3
1.2、实验方法 3
1.2.1模拟污染土壤的配制 3
1.2.2供试植物幼苗的培育 4
1.2.3菌悬液的配制 4
1.2.4样品指标测定 4
1.2.5 数据统计及分析方法 5
2、结果与分析 5
2.1土壤主要理化性质 5
2.2接种菌株对龙葵长势的直观反映 5
2.3接种菌剂对龙葵株高的影响 6
2.3.1同一浓度下接种菌剂对龙葵株高的影响 6
2.3.2不同浓度下接种菌剂对龙葵株高的影响 7
2.4根际菌对龙葵根长的影响 8
2.5根际菌对龙葵生物量的影响 9
2.6根际菌对龙葵吸收Pb的影响 10
2.7接种菌株对土壤中H2O2活性的影响 10
2.8修复后土壤中残留铅的有效态分析 11
3、讨论 11
3.1龙葵的耐铅特性 11
3.2三种根际菌的效果分析 12
3.2.1不同Pb浓度对菌株效果的影响 12
3.2.2同一 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@
Pb浓度下三种菌株效果比较 12
4、结论 12
致谢 13
参考文献 14
铁矿尾渣土壤化利用过程中菌根菌植物修复技术
引言
引言
我国作为世界第三矿业大国,现有各类矿山4000余座,废矿渣堆存量累积达6070亿吨,并以5ⅹ109tyr1的速率在增长[12]。长时间大规模的铁尾矿堆放,不仅占用土地资源,耗费管理运行成本,而且致使部分矿区周边及下游土壤环境污染和生态破坏,进而威胁人体健康,如广元市朝天区马房窝金矿污染、紫金矿业区铜污染、湖南雄黄矿区砷中毒等事件[1]。作为全球农业大国之一,土壤重金属污染会对我国食品安全、生态安全以及环境安全带来严重的负面影响,是维系国民健康和社会稳定的重要问题。铁矿尾渣土壤化利用通过将尾渣和土进行适当比例的掺拌,既能提供农产品生长所需的铁、铜、锰等一系列微量元素,又有助于调节土壤水、肥、气、热状况,在全球温室气体减排的大背景下开展农业减排活动[2]。目前该项技术主要集中在回收金属元素、制造工程建筑材料、采矿回填等各方面,而关于改土利用方面的研究较少,并且铁尾渣中可能存在某些重金属超标, 直接改土利用会产生生态环境隐患和安全隐患,因此铁矿尾砂土壤化利用可作为一种新的尾渣资源化利用技术进行深入研究[2,35]。
铅作为植物生长的非必需元素,其毒性位于重金属第三位,通过地下部吸收和富集,对植物生长产生累积性危害,直接影响细胞的新陈代谢,破坏活性氧代谢酶系统,进而影响植物的光合作用和脂肪代谢等生理功能,导致植株生长发育受阻、茎叶量减少、叶片发黄、根量稀少等症状,严重时可导致植物死亡;Pb可以改变土壤中酶的基因和空间结构,导致多种酶的活性降低;Pb能够阻碍微生物体内多种酶的合成和分泌,抑制其生长繁殖,使土壤中微生物数量显著降低;铅及其化合物可以损害人体五大系统,抑制血红蛋白的合成,导致血管痉挛和溶血等症状[610]。因此,重金属 Pb污染土壤会使农业生产、生态安全及人类健康受到严重的负面效应。
菌根作为土壤中植物与其根际微生物共生的体系,可通过直接改变土壤理化性质、根际微生态环境以及发生氧化还原反应来改变重金属的存在形态,加速植物修复过程,同时,植株地下部表皮细胞蜕落、营养物质和酶释放,也为土壤体系中的微生物提供了更有利的生存条件[11]。发展菌根菌联合修复技术,通过强化体系中微生物、植物和土壤的协同作用来提高重金属污染土壤修复效率,这已成为生物修复领域的焦点之一[8,1215]。该项技术投入成本较低,环境影响较小,还可以改善植物生长缓慢、生物量小、修复周期长等问题,作为一种环境友好型和经济有效型的绿色技术,具有极大的社会、经济和生态治理效益[16]。
图1.1 菌根菌联合修复重金属土壤机理1518]
Fig1.1 Mycorrhizal fungi joint repair mechanism of soil heavy metals
土壤系统中的重金属具有难以降解、容易积累、毒性较大等特点,目前用于治理重金属污染的生物材料主要采用高富集植物,但其生物量小、根系浅、特有的生态型和较窄的生态适应性等特点使植物修复在很多情况下受到限制,而土著真菌存在易于培养、性能稳定、适应环境强等优势。通过针对性地组合筛选高富集植物和土著微生物,得到相对最优配对,利用宿主植物与根际微生物的协同关系提高植物修复效率,可以高效降低土壤中的重金属含量,扩大生物修复的应用范围,对恢复原有土壤的生态平衡,提高农作物产品的安全性,以及农业可持续发展影响重大。本实验所选植物龙葵具有抗逆性强、生长速度快、繁殖能力强等特点,是比较理想的超富集植物资源,在污染治理区辽宁省鞍山市广泛分布;所选微生物被孢霉生长周期短、碳源利用谱广、受气候因素影响小;[17]棘孢木霉能定殖在植物根际,促进植株生长,增强抗逆能力,改善土壤结构,促进土壤中有益菌群的建立和维持;卷枝毛霉菌丝发达,在重金属治理方面存在很好的发展前景[1821]。
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