技术领域
[0001] 本
发明属于重金属污染修复技术领域，具体涉及一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法。
背景技术
[0002] 土壤是人类社会赖以生存和发展的重要资源，但随着工业化的迅猛发展以及城市化
进程的加快，我国土壤重金属污染日趋严重。目前，铅镉污染为最常见的土壤重金属污染类型，其污染
土壤修复是一个难点问题。重金属铅镉污染潜伏期长，危害呈慢性积累，不易被人们觉察，而且一旦污染环境，残存时间长，就不易从环境中除去。
[0003] 目前采用的一些物理或化学方法，对于污染面积较小，污染程度较重的土壤修复效果较好。但是，物理或
化学修复技术价格昂贵，难以大规模推广，且容易破坏场地土壤结构，改变土壤理化性质，并可能带来二次污染。此外，
植物修复因成本低、环境友好、行之有效而受到广泛关注，但是，目前用于重金属污染土壤修复的植物个体矮小，生长缓慢，不能在短时间内形成足够的生物量，导致修复周期较长，从而限制了植物修复技术的大规模应用。
[0004] 海滨锦葵(Kosteletzkya virginica)是一种多年生草本耐盐经济植物，属于锦葵科海滨锦葵属，主要分布在北美洲的亚热带、温带和寒温带的含盐
沼泽地带。目前没有发现海滨锦葵应用与重金属污染土壤修复方面的报道，但是相对于其它用于重金属污染土壤修复的植物来说，海滨锦葵的个体高大，生长周期短，能够在短时间内形成较大的生物量，并表现出极强耐盐
碱、耐
水涝、耐重金属污染的特性，因此，尝试将其应用于重金属污染土壤的修复。
发明内容
[0005] 本发明提供的一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法，解决了现有的重金属铅镉污染土壤修复技术价格昂贵、修复周期长、容易破坏场地结构、改变土壤的理化性质并带来二次污染的问题。
[0006] 本发明提供了一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1，制备混合土：将
河沙、腐植土、园土分别捣碎后按照3：3：4的
质量比混合均匀，过网孔直径为2mm的筛，得到混合土；
[0008] 步骤2，制备营养土：往每千克混合土中添加25g菌根菌剂、20ml解磷菌剂，混合均匀，得到营养土；
[0009] 步骤3，制备营养钵：将营养土装入外径9cm，高9cm的育苗钵中，得到营养钵；
[0010] 步骤4，
种子预处理：挑选籽粒饱满、种皮色泽好的海滨锦葵种子，将其在水中浸泡两天后取出，备用；
[0011] 步骤5，
播种：将步骤4中浸泡后的海滨锦葵种子播种于步骤3的营养钵中，播种完毕后覆土，淋足水分，待海滨锦葵出苗且展开2片真叶时，每5天往叶面喷施浓度为0.5mmol/L的EDTA溶液一次，连续喷施3次；
[0012] 步骤6，移栽：当海滨锦葵
幼苗苗高达到15-20cm时，将幼苗连带土团从营养钵中取出，移栽到被铅、镉污染的土壤中；
[0013] 步骤7，
施肥：海滨锦葵幼苗移栽时往海滨锦葵幼苗根部土壤内施加菌根菌剂，施加量为10-20g/株，然后每20-30天往海滨锦葵根部施加
肥料一次，施加量为100-200g/株，连续施加3次；
[0014] 其中，所述肥料由以下重量份数的组分组成：40-50份的
硝酸铵、10-20份的
磷酸二氢
钾、10-20份的木质素磺酸钾、1-5份的海藻素、1-3份的EDTA-金属
螯合物、1-3份的富里酸、0.5-1份的羧甲基
纤维素、0.5-1份的十二烷基苯磺酸钠、0.5-1份的烷基聚葡糖苷、0.05-0.1份的生长调节剂；
[0015] 步骤8，收割：当海滨锦葵生长5-6个月后，对地面上的部分进行收割；
[0016] 步骤9，重复步骤1～步骤8，继续种植海滨锦葵对重金属铅镉污染土壤进行生物修复。
[0017] 优选的，所述菌根菌剂为幼套球囊霉菌或摩西球囊霉菌中的一种或两种。
[0018] 优选的，所述解磷菌剂为巨大芽孢杆菌、假单胞杆菌、根瘤菌中的一种或多种。
[0019] 优选的，所述菌根菌剂中有效活菌数为1×108-2×108个/g，所述解磷菌剂中有效活菌数为3×108-4×108个/mL。
[0020] 优选的，所述步骤5中覆土厚度为0.5-1cm。
[0021] 优选的，所述EDTA-金属螯合物为EDTA-Fe，EDTA-Ca，EDTA-Mg，EDTA-Zn中的一种或多种。
[0022] 优选的，所述生长调节剂为芸苔素内酯、赤霉素、
萘乙酸中的一种或多种。
[0023] 与
现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0024] 1)本发明通过在营养钵配置营养土来播种海滨锦葵，一方面提高了海滨锦葵的成活率，另一方面使海滨锦葵生长得更为健壮，有利于吸收土壤中的重金属铅和镉。
[0025] 2)本发明在海滨锦葵移植到被铅、镉污染的土壤中后往根部多次施肥，肥料中所含的硝酸铵、磷酸二氢钾、木质素磺酸钾能够给海滨锦葵提供其生长所需要的
营养元素氮磷钾，菌根菌剂能够和海滨锦葵形成共生菌根，增强其对铅、镉的吸收能
力，EDTA-金属螯合物可以降低重金属在土壤中的
稳定性，从而增强海滨锦葵对重金属的吸收能力，富里酸一方面能够促进海滨锦葵对营养元素的吸收，另一方面使土壤保持酸性，有利于加强海滨锦葵对铅、镉的吸收。
具体实施方式
[0026] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体
实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0027] 本发明中所用菌种均购买于中国农业
微生物菌种保藏管理中心，本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0028] 实施例1
[0029] 一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法，包括如下步骤：
[0030] 步骤1，制备混合土：将河沙、腐植土、园土分别捣碎后按照3：3：4的质量比混合均匀，过网孔直径为2mm的筛，得到混合土；
[0031] 步骤2，制备营养土：往每千克混合土中添加有效活菌数为1×108个/g的幼套球囊霉菌剂25g、有效活菌数为3×108个/mL的巨大芽孢杆菌剂20ml，混合均匀，得到营养土；
[0032] 步骤3，制备营养钵：将营养土装入外径9cm，高9cm的育苗钵中，得到营养钵；
[0033] 步骤4，种子预处理：挑选籽粒饱满、种皮色泽好的海滨锦葵种子，将其在水中浸泡两天后取出，备用；
[0034] 步骤5，播种：将步骤4中浸泡后的海滨锦葵种子播种于步骤3的营养钵中，播种完毕后覆土0.5cm，淋足水分，待海滨锦葵出苗且展开2片真叶时，每5天往叶面喷施浓度为0.5mmol/L的EDTA溶液一次，连续喷施3次；
[0035] 步骤6，移栽：当海滨锦葵幼苗苗高达到15cm时，将幼苗连带土团从营养钵中取出，移栽到被铅、镉污染的土壤中；
[0036] 步骤7，施肥：海滨锦葵幼苗移栽时往海滨锦葵幼苗根部土壤内施加有效活菌数为1×108个/g的幼套球囊霉菌剂，施加量为20g/株，然后每20天往海滨锦葵根部施加肥料一次，施加量为200g/株，连续施加3次；
[0037] 其中，所述肥料由以下重量份数的组分组成：50份的硝酸铵、15份的磷酸二氢钾、10份的木质素磺酸钾、3份的海藻素、2份的EDTA-Fe、1份的富里酸、0.5份的羧甲基
纤维素、1份的十二烷基苯磺酸钠、0.5份的烷基聚葡糖苷、0.05份的芸苔素内酯；
[0038] 步骤8，收割：当海滨锦葵生长5个月后，对地面上的部分进行收割；
[0039] 步骤9，重复步骤1～步骤8，继续种植海滨锦葵对重金属铅镉污染土壤进行生物修复。
[0040] 实施例2
[0041] 一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法，包括如下步骤：
[0042] 步骤1，制备混合土：将河沙、腐植土、园土分别捣碎后按照3：3：4的质量比混合均匀，过网孔直径为2mm的筛，得到混合土；
[0043] 步骤2，制备营养土：往每千克混合土中添加有效活菌数为1.5×108个/g的幼套球囊霉菌剂25g、有效活菌数为3.5×108个/mL的假单胞杆菌剂20ml，混合均匀，得到营养土；
[0044] 步骤3，制备营养钵：将营养土装入外径9cm，高9cm的育苗钵中，得到营养钵；
[0045] 步骤4，种子预处理：挑选籽粒饱满、种皮色泽好的海滨锦葵种子，将其在水中浸泡两天后取出，备用；
[0046] 步骤5，播种：将步骤4中浸泡后的海滨锦葵种子播种于步骤3的营养钵中，播种完毕后覆土1cm，淋足水分，待海滨锦葵出苗且展开2片真叶时，每5天往叶面喷施浓度为0.5mmol/L的EDTA溶液一次，连续喷施3次；
[0047] 步骤6，移栽：当海滨锦葵幼苗苗高达到18cm时，将幼苗连带土团从营养钵中取出，移栽到被铅、镉污染的土壤中；
[0048] 步骤7，施肥：海滨锦葵幼苗移栽时往海滨锦葵幼苗根部土壤内施加幼套球囊霉菌剂，施加量为15g/株，然后每25天往海滨锦葵根部施加肥料一次，施加量为150g/株，连续施加3次；
[0049] 其中，所述肥料由以下重量份数的组分组成：45份的硝酸铵、20份的磷酸二氢钾、15份的木质素磺酸钾、5份的海藻素、3份的EDTA-Ca、3份的富里酸、1份的
羧甲基纤维素、0.5份的十二烷基苯磺酸钠、1份的烷基聚葡糖苷、0.1份的赤霉素；
[0050] 步骤8，收割：当海滨锦葵生长6个月后，对地面上的部分进行收割；
[0051] 步骤9，重复步骤1～步骤8，继续种植海滨锦葵对重金属铅镉污染土壤进行生物修复。
[0052] 实施例3
[0053] 一种基于海滨锦葵的重金属铅镉污染土壤生物修复方法，包括如下步骤：
[0054] 步骤1，制备混合土：将河沙、腐植土、园土分别捣碎后按照3：3：4的质量比混合均匀，过网孔直径为2mm的筛，得到混合土；
[0055] 步骤2，制备营养土：往每千克混合土中添加有效活菌数为2×108个/g的摩西球囊霉菌剂25g、有效活菌数为4×108个/mL的根瘤菌剂20ml，混合均匀，得到营养土；
[0056] 步骤3，制备营养钵：将营养土装入外径9cm，高9cm的育苗钵中，得到营养钵；
[0057] 步骤4，种子预处理：挑选籽粒饱满、种皮色泽好的海滨锦葵种子，将其在水中浸泡两天后取出，备用；
[0058] 步骤5，播种：将步骤4中浸泡后的海滨锦葵种子播种于步骤3的营养钵中，播种完毕后覆土0.8cm，淋足水分，待海滨锦葵出苗且展开2片真叶时，每5天往叶面喷施浓度为0.5mmol/L的EDTA溶液一次，连续喷施3次；
[0059] 步骤6，移栽：当海滨锦葵幼苗苗高达到20cm时，将幼苗连带土团从营养钵中取出，移栽到被铅、镉污染的土壤中；
[0060] 步骤7，施肥：海滨锦葵幼苗移栽时往海滨锦葵幼苗根部土壤内施加摩西球囊霉菌剂，施加量为10g/株，然后每30天往海滨锦葵根部施加肥料一次，施加量为100g/株，连续施加3次；
[0061] 其中，所述肥料由以下重量份数的组分组成：40份的硝酸铵、20份的磷酸二氢钾、20份的木质素磺酸钾、1份的海藻素、1份的EDTA-Mg、2份的富里酸、1份的羧甲基纤维素、1份的十二烷基苯磺酸钠、1份的烷基聚葡糖苷、0.08份的萘乙酸；
[0062] 步骤8，收割：当海滨锦葵生长6个月后，对地面上的部分进行收割；
[0063] 步骤9，重复步骤1～步骤8，继续种植海滨锦葵对重金属铅镉污染土壤进行生物修复。
[0064] 实施例1-3所采用的方法种植出的海滨锦葵均能对土壤中的重金属铅、镉进行很好的吸收，第一次种植收割后检测收割到的海滨锦葵中铅、镉浓度，具体实验结果如下:
[0065] 表1海滨锦葵中吸收的铅、镉浓度
[0066] 海滨锦葵中镉含量(mg/kg) 海滨锦葵中铅含量(mg/kg)
实施例1 163.36 630.93
实施例2 175.44 658.32
实施例3 181.52 703.13
[0067] 实施例1-3均是在海滨锦葵
收获后，沿土面剪取地上部分，在105℃烘干后称取干重，然后用硝酸-高氯酸法消煮，再采用ICP测定铅、镉的浓度。从表1可以看出，本发明方法种植出的海滨锦葵对污染土壤中的重金属铅和镉均有很好的吸收，经过5-6个月的生长期后，海滨锦葵对土壤中的镉的吸收均能达到160mg/kg以上，对铅的吸收均能达到630mg/kg以上，相对于现有技术来说，吸收率提高了70％以上。
[0068] 本发明配置营养土，并将营养土装入育苗钵中配置成营养钵来播种海滨锦葵，使海滨锦葵的成活率达到100％，远远优于传统的直接在污染土地上播种海滨锦葵的成活率(约为70％)，并且由于在种子期以及苗期就给海滨锦葵提供了足够多的营养，海滨锦葵生长得更为健壮，更有能力吸收土壤中的重金属铅和镉。
[0069] 本发明在海滨锦葵移植到被铅、镉污染的土壤中后往根部多次施肥，肥料中所含的硝酸铵、磷酸二氢钾、木质素磺酸钾能够给海滨锦葵提供其生长所需要的营养元素氮磷钾，同时，木质素磺酸钾还能够改良土壤结构，疏松土壤，提高土壤的保肥能力，调节pH值，降低土壤中重金属的含量，减少盐离子对海滨锦葵幼苗的危害；菌根菌剂能够和海滨锦葵形成共生菌根，增强其对铅，镉的吸收能力，EDTA-金属螯合物可以降低重金属在土壤中的稳定性，从而增强海滨锦葵对重金属的吸收能力，富里酸一方面能够促进海滨锦葵对营养元素的吸收，另一方面使土壤保持酸性，有利于加强海滨锦葵对铅、镉的吸收；海藻素一方面能和富里酸协同作用，保持土壤的酸性，另一方面能促进植物细胞分裂，增进海滨锦葵根茎的生长；十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性基，烷基聚葡糖苷是一种非离子表面活性基，二者可以协同作用以降低土壤表面
张力，使重金属更利于络合或者被海滨锦葵根系吸收，同时，
表面活性剂的两亲性使之能与植物细胞膜中的亲水和亲脂基团相互作用，从而改变细胞膜的结构和透性，促进植物对重金属的吸收。
[0070] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和
修改。所以，所附
权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0071] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。
