生物菌肥辅助植物修复铜污染土壤的研究

铜污染土壤问题日渐严重,利用生物菌肥提供土壤细菌,通过其与植物共存并辅助植物来吸收、降解、挥发和富集环境中重金属污染物,以达到修复重金属污染土壤的目的。本课题使用了PGPR和AMF菌肥,施用于野外Cu污染农田,经过2年的大田小区试验,测定菌肥对植物生长、重金属元素吸收和积累、对土壤重金属含量以及对土壤理化性质的影响。结果显示土壤铜浓度及有效态铜含量没有明显变化,植物铜含量有所降低,草坪草地上部生物量有所上升,说明施加菌肥后,促进了植物生长,减少了Cu向地上部的转运,但对土壤铜效果不明显,因此利用菌肥修复重金属土壤是一个长期过程。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)1
1材料与方法2
1.1材料与仪器 2
1.1.1材料 2
1.1.1.1供试材料2
1.1.1.2实验测定材料 2
1.1.2仪器2
1.2方法 2
1.2.1土壤铜含量测定2
1.2.2土壤各级形态铜含量的测定2
1.2.3土壤理化性质的测定3
1.2.3.1土壤中有机质的提取方法3
1.2.3.2土壤中总氮的提取方法3
1.2.3.3土壤中总磷和总钾的提取方法3
1.2.3.4土壤中微生物计数3
1.2.4植物干鲜重的测定4
1.2.5植物铜含量测定4
1.2.6植物体氮磷钾的测定4
1.2.6.1植物中总氮的提取方法4
1.2.6.2植物中总磷的提取方法4
1.2.6.3植物中总钾的提取方法4
2结果与分析4
2.1土壤4
2.1.1土壤铜含量及各形态铜含量分析4
2.1.2土壤氮、磷、钾及有机质含量分析5
2.1.3土壤中微生物数量分析7
2.2植物9
2.2.1植物生物量9
2.2.2植物铜含量9
2.2.3植物氮、磷、钾含量10
3讨论11
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致谢12
参考文献12 生物菌肥辅助植物修复铜污染土壤的研究
引言
引言
我国在近三十年的不断发展中,重工业生产、农业技术等都得到了巨大的进步和极大的提高。随之而来的环境污染问题却日益严重,特别是重金属污染。重金属污染物在土壤中具有隐蔽性、滞留时间长、移动性差、不能被微生物所降解等特点[1]。使土壤肥力退化,降低农作物产量与品质,甚至通过食物链危及人类的健康与生命安全。修复被重金属污染的土壤、恢复土壤生产力、保障人类及生物健康安全、实现社会经济可持续发展,已引起人们的广泛关注[2]。
微生物菌肥是指一类含有活体微生物的特定肥料,其中的生物菌种是从大自然中分离纯化而来,包括放线菌、酵母菌、丝状杆菌等[3]。分离出来的微生物经过工业发酵,以草碳、褐煤等作为载体加工成高含菌量的生物制剂[4]。微生物菌肥通过特定菌株的自身代谢可以促进作物生长,提高植物的生物量,如根际细菌(PGPR),土壤细菌甚至可以促进重金属溶解,提高重金属的生物有效性[5]。在重金属污染土壤中,在重金属的胁迫下,微生物种群结构和新陈代谢发生改变,并对重金属进行富集、沉淀、氧化还原,从而达到修复重金属污染土壤的目的[6]。
早在上世纪90年代,人们长期以来都认为植物是用于吸收大气中的CO2或工业废气[7],之后出现了植物修复这一名词,就是利用植物去修复土壤中的有机污染物和无机污染物[8]。植物修复的过程包括吸收和清除污染物以及固定或分解污染物,降低土壤中重金属浓度,修复重金属土壤[9]。
为了提高植物修复重金属土壤的能力,在植物修复的基础上,施加生物菌肥,形成微生物植物联合修复体,能够强化植物修复作用。生物菌肥能够增加植物根部重金属浓度,促进固定或转化;促进植物吸收营养,增强抗逆性[10]。利用土壤微生物植物的共存关系,充分发挥植物修复和生物菌肥各自的优势,弥补不足,提高植物修复效率,最终达到修复重金属污染土壤的目的[11]。
本课题使用了PGPR、AMF两种菌肥,施用于野外Cu污染农田,经过2年的大田小区试验,测定了菌肥对植物生长、重金属元素吸收和积累、对土壤重金属含量的影响以及对土壤理化性质的影响。实验主要内容是测定土壤中铜含量、有效态铜含量以及氮磷钾含量和有机质百分比,植物的生物量、铜含量以及氮磷钾含量。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1材料
1.1.1.1供试材料
供试植物:狗牙根(Cynodondactylon (Linn.)Pers.)、
供试菌肥:细菌菌肥2号(液体);AMF粉剂(固体)。
1.1.1.2实验测定材料
土样:27个(过100目)
植物样:27个
CaCl2(1mol/L)、浓硝酸、NaAc?Hac(1mol/L)、氯化羟胺(0.04mol/L)、HNO3溶液(0.02mol/L)、30%过氧化氢、醋酸铵溶液(3.2mol/L)、HNO3HClO4(V:V=4:1)、5%硝酸溶液、98%浓硫酸、重铬酸钾溶液、0.5% C标准液、EDTA溶液、苯甲酸磷酸缓冲液、NaOH溶液(1mol/L)、钠氏试剂、安替福明溶液、HNO3HClO4(V:V=87:13)、酒石酸钠溶液(100g/L)、KOH溶液(100 g/L)、奈氏试剂、二硝基酚指示剂、NaOH溶液(4 mol/L)、0.5%酒石酸锑钾溶液、钼锑抗试剂
1.1.2仪器
消煮炉(Labtech,DigBlock ED54)
火焰原子吸收分光光度计(AAS)
土壤养分测定仪
分光光度计
1.2 方法
实验小区位于句容市宝华镇铜山村,土壤重金属污染物为Cu。
1.2.1土壤铜含量测定
烘干的土壤样品用玛瑙研钵研磨,过100目筛,称取土样 0.25 g置于消煮管中,用HNO3HClO4(V:V=4:1)混合液消煮,火焰原子吸收分光光度计(AAS)测定Cu含量。
1.2.2土壤各级形态铜含量的测定
Cu(Ⅰ): 1.000g过100目的土样,加1MCaCl2溶液8ml,振荡1h, 5000r/min离心10min,取4ml上清液,加入1滴浓硝酸;
Cu(Ⅱ):向上述沉淀物加水,振荡,离心10min后弃上清,加入1mol/L的NaAcHAc溶液8ml,振荡5h, 5000r/min离心10min,取4ml上清液,加入1滴浓硝酸;
Cu(Ⅲ):向上述沉淀物加水,振荡,离心10min后弃上清,加入0.04mol/L氯化羟胺溶液20ml,85℃水浴2h,每隔30min振荡1min,水浴后振荡4h,加水,5000r/min离心10min,取4ml上清液,加入1滴浓硝酸;

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