[發明專利]利用植物促生菌與CO2聯合作用提高植物修復效率的方法

無效

• 申請號: 201010600934.0
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102165899A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 唐世榮;廖上強;郭軍康;丁永禎;宋正國;王芳麗
• 申請（專利權）人: 農業部環境保護科研監測所
• 主分類號: A01G7/02
• 分類號: A01G7/02;A01G7/06;C05D7/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 顏濟奎

技術領域

本發明屬于放射性核素污染環境的生物修復技術領域，具體涉及利用植物促生菌與二氧化碳施肥聯合作用提高植物修復效率的方法。

背景技術

隨著核工業的發展和核技術的廣泛應用，含有放射性核素的廢物不可避免地進入環境，特別是1986年前蘇聯的切爾諾貝利核泄漏事件后，大量的放射性核素被釋放進入土壤并隨水和空氣進入地球循環，很大的區域受到污染。這些核素(如銫，鍶)進入環境(大氣、水體和土壤)后，由于半衰期長(如¹³⁷Cs半衰期為30年)、難降解性、低劑量、面積大等污染特點，能在環境中長期存在，對生態環境造成污染，并通過食物鏈對人類健康造成危害。因此，放射性核素污染土壤的治理與修復備受關注。

用于治理放射性核素污染的常規方法有物理方法和化學方法，如沸石吸附、離子交換、溶劑萃取等。但這些方法成本高，易造成二次污染，且有如上所述的污染特點，常規的物理和化學方法往往顯得束手無策。植物修復放射性核素污染環境表現出多優點，如：原位修復、費用低，效果好、可持續、對環境友好等。

雖然植物修復具有以上所述優點，然而，植物修復也有一些缺點，如：污染物對植物毒害、時間長、季節性、難以處置收獲的含污染物的植物等，都是需要解決的問題。因此，增加修復植物的生物量(特別是地上部生物量)、增加植物對污染物的吸收量，成為提高植物修復效率的關鍵環節。

眾所周知，CO₂是植物進行光合作用的底物，植物體內也存在著適應高濃度CO₂的生物化學和分子生物學的基礎，存在著利用高濃度CO₂的機制可能性，大氣CO₂濃度的升高必然會引起植物的光合作用的升高。植物光合作用的加強，直接導致植物體內有機化合物的積累，植物的生物量增加。我們的前期研究結果表明，大氣CO₂升高，能增加銫污染土壤上植物的生物量，并且能增加植物對銫的吸收。

另一方面，自然界存在著大量定殖在植物根際，對植物生長具有促進作用的植物促生菌(Plant?growth?promoting?bacteria，PGPB)，這些植物根際微生物能夠產生植物生長激素、固氮、改變植物根系形態、溶解無機磷等營養元素、促進植物對水分養分利用率等，具有提高共生植物生物量，同時這些微生物還能活化土壤中的重金屬和放射性核素，在植物修復中促進植物對污染物的吸收。

因此，通過接種植物促生菌，增加局部大氣二氧化碳濃度對于放射性核素污染土壤植物修復的成功，加速修復過程具有積極作用。

發明內容

本發明提出了利用植物促生菌(PGPB)與二氧化碳聯合作用提高植物修復放射性核素污染土壤的方法。

本發明利用植物促生菌與CO₂聯合作用提高植物修復效率的方法，所述方法為：在含放射性核素污染土壤上進行植物修復時，接種植物促生菌，所述植物促生菌為伯克霍爾德氏菌Burkholderia?sp.D54，對銫具有較高抗性，現保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，其保藏號為CGMCC?No.3223；同時通過二氧化碳施肥，使局部大氣二氧化碳升高，提高植物修復效率。

所述二氧化碳濃度升高條件為開頂式人工氣候室，即OTC，二氧化碳升高濃度為：760±50μL?L^-1。

所述接種菌劑直接施用于植物根部周圍，接種量為0.5-3％(V/W)，有效活菌數約2×10⁹cfu?mL^-1，分三次接種，三次接種時期分別為：移栽后10天(幼苗期)、20天(苗期)、30天(生長期)。

所述修復植物為美洲商陸(Phytolacca?americana?Linn)和籽粒莧(Amaranthus?cruentus?L.)。

所述的具體方案(1)、(2)是同時進行的，從而達到聯合強化的目的。

本發明試驗表明銫污染土壤情況下，接種植物促生菌、同時升高大氣二氧化碳濃度，能夠明顯增加美洲商陸和籽粒莧的地上部生物量，同時還能明顯增加美洲商陸和籽粒莧地上部銫的含量，從而提高放射性核素修復效率，加速銫污染土壤植物修復過程，最終達到恢復土地生產力，促進地區景觀和諧、生態平衡與可持續發展的長遠目標。

附圖說明

圖1：為在不同土壤添加銫水平下，接種植物促生菌Burkholderia?sp.D54，增加大氣二氧化碳濃度，美洲商陸地上部生物量；