本发明涉及污染环境修复技术领域，尤其涉及一种植物-微生物修复DDT污染土壤的方法及应用。
背景技术：
农药是土壤的主要污染源之一，当DDT作为农药施用到田间时，其中的10%会附着于农作物上，剩下的90%则散落到周围或降落至田间。农业部对全国半数以上的省会城市抽样调查表明，蔬菜中农药超标率高达31.3%，大部分农产品中农药类污染始终趋于前列，若参照绿色食品标准而言仍明显超标，甚至包括茶叶、榛子等产品中也含有超出标准的有机氯农药。因此，农药污染不同忽视。
植物修复技术即是利用绿色植物在正常生长阶段自身对污染物质的忍耐和积累能力，对污染物质进行固定、转移、吸附、吸收、降解。植物修复相较于其他修复技术而言，更适合用于现场修复，不仅经济实用、能源消耗少，更利于大面积污染区域修复。植物修复技术主要通过植物吸收、植物释放根际分泌物降解污染物和植物强化根际微生物降解污染物等途径对DDT污染土壤进行修复。
植物根际促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria，简称PGPR）即在植物地下部分周围可以直接对地下土壤内环境中的生长繁殖造成影响的细菌。植物根际促生菌能够产生维生素、生长激素、抗生素等物质直接或间接地促进植物发育、防止病虫害、增加作物产量，植物不仅从中获得营养，提高宿主植物的抗逆性，同时可以增强对环境的忍耐能力。
植物修复技术关键在于对DDT污染土壤具有富集植物的选取。理想的修复植物应该对DDT污染物降解效率高、生物量大、根系发达、不能引起生物侵害，容易田间管理、有经济价值等特点。目前，研究证实能有效应用于现场的植物包括黑麦草（Lolium perenne L.），小黑杨（Populus X），泡桐(Paulownia tomentosa)，向日葵（Helianthus annuus），蓖麻(Ricinus communis Linn.)，绣线菊（Spiraea salicifolia L.）等。
微生物的修复原理主要有细胞新陈代谢、生物吸附、空泡吞饮、表面生物大分子吸收转运、沉淀和氧化还原反应等，其中黄杆菌属（Flavobacterium）、节杆菌属（Arthrobacter）、固氮菌属（Azotobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）和伯克霍尔德菌属（Burkholderia）细菌等都常用于污染修复。通过向受到污染的土壤中投加降解菌，是经济优越的方法，对环境影响较小，不会带来二次污染。
目前，比较普遍应用的治理DDT污染土壤的方法主要包括：物理法、化学淋洗法、生物修复法等。物理、化学修复方法费用较高，去除不彻底，化学方法易造成二次污染。生物修复技术二次污染少，绿色环保，成本低，可大面积操作，具有广阔应用前景。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用。
本发明采取的技术方案：一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，在DDT污染土壤上采用三种方案进行修复实验及对照；
所述的三种方案分别为
方案一：单独种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为参照组，用H表示；
方案二：加入DDT降解菌种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为对照组，用HD表示；
方案三：加入DDT降解菌和植物根际促生菌种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为对照组，用HDC表示。
作为一种优选的技术方案：一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用包括如下步骤
步骤一：于五月初进行供试土地平整，将现场分成3块土地样方分别进行H、HD和HDC的实验种植，种植前需人工对土壤耕层0-20cm深度的土地进行翻耕以及平整；
步骤二：将H组单独种植黑麦草；HD组于土壤中加入DDT降解菌后种植黑麦草；HDC组先在土壤中加入DDT降解菌再种植黑麦草，最后添加植物根际促生菌；
步骤三：待黑麦草成熟，收获产物，将土壤样品和植物样品分别处理，检测土壤中DDT残留量以及植物中DDT残留量，进行对照比较。
作为一种优选的技术方案：现场修复地点土壤PH值5.24，有机质含量2.5～4.5%，粘粒含量2.2%，土壤DDT含量47.94ng/g。
作为一种优选的技术方案：土壤接种一周后，种植黑麦草，种子上方覆盖1-1.5cm厚的细土，株距10cm左右，3-5天浇水一次，保障种子发芽；保持田间持水率在50-60%；添加植物根际促生菌是在黑麦草生长一个月后。
作为一种优选的技术方案：植物产物包括地上部分和地下部分。
作为一种优选的技术方案：DDT降解菌为甲基营养型芽孢杆菌菌液，菌液接种量为500 ml/m2，菌落形成单位为1×108/ml；植物根际促生菌为巴氏葡萄球菌菌液，菌液接种量为350 ml/m2，菌落形成单位为1×108/ml；两菌株均为实验室自行培育的菌株。
作为一种优选的技术方案：设置黑麦草的生长周期为120天。
本发明的有益效果：黑麦草生物量较大，植物促生菌对黑麦草生长具有促进作用，DDT降解菌能够降解土壤中DDT的含量，因此对土壤中DDT的提取量较大，土壤降解率可达66.24%；达到快速，生态环保去除土壤中DDT的目的，同时，收割的黑麦草并未超标，可用作饲料，无二次污染；可广泛应用于我国北方地区农田中低浓度DDT污染土壤的修复实践。
附图说明
图1为一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用在不同处理条件下土壤DDT去除率柱状图；
图2为一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用在不同处理条件下黑麦草地上部分DDT残留量柱状图；
图3为一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用在不同处理条件下黑麦草根部部分DDT残留量柱状图；
图中：H单独种植黑麦草实验组、HD加入DDT降解菌种植黑麦草实验组、HDC加入DDT降解菌和植物根际促生菌种植黑麦草实验组。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步详细说明。下述实施例中的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂市场购买得到。
一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，在DDT污染土壤上采用三种方案进行修复实验及对照；
所述的三种方案分别为
方案一：单独种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为参照组，用H表示；
方案二：加入DDT降解菌种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为对照组，用HD表示；
方案三：加入DDT降解菌和植物根际促生菌种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为对照组，用HDC表示。
所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用包括如下步骤
步骤一：于五月初进行供试土地平整，将现场分成3块土地样方分别进行H、HD和HDC的实验种植，种植前需人工对土壤耕层0-20cm深度的土地进行翻耕以及平整；
步骤二：将H组单独种植黑麦草；HD组于土壤中加入DDT降解菌后种植黑麦草；HDC组先在土壤中加入DDT降解菌再种植黑麦草，最后添加植物根际促生菌；
步骤三：待黑麦草成熟，收获产物，将土壤样品和植物样品分别处理，检测土壤中DDT残留量以及植物中DDT残留量，进行对照比较。
所述的现场修复地点是沈阳市沈北某蔬菜基地某大棚N42°09.194′；E123°52.56′，土壤PH5.24，有机质含量2.5～4.5%，粘粒含量2.2%，土壤DDT含量47.94ng/g。
所述的修复实验在土壤接种一周后，种植黑麦草，种子上方覆盖1-1.5cm厚的细土，株距10cm左右，3-5天浇水一次，保障种子发芽；保持田间持水率在50-60%；添加植物根际促生菌是在黑麦草生长一个月后。
所述的植物产物包括地上部分和地下部分。
所述的DDT降解菌为甲基营养型芽孢杆菌菌液，菌液接种量为500ml/m2，菌落形成单位为1×108/ml；植物根际促生菌为巴氏葡萄球菌菌液，菌液接种量为350 ml/m2，菌落形成单位为1×108/ml；两菌株均为实验室自行培育的菌株。
所述的黑麦草生长周期设置为为120天，生长周期满后，将土壤样品和植物样品分别处理，检测土壤中DDT残留量和植物中DDT残留量。
图1所示：经植物-微生物修复后土壤中DDT的含量与原供试土壤中DDT的含量之间的对比可以看出，HDC对土壤中DDT的去除率最高，可达66.24%；HD次之，达45.20%，；H单一黑麦草去除率最低，为36.88%。
图2所示：不同处理条件下黑麦草根部残留量差别不大，HDC残留量最高，为26.741ng/g； H残留量最低，为24.839ng/g；不同处理条件下黑麦草地上部残留量差别较小， HDC残留量最高，为26.572ng/g；HD残留量最低，为26.008ng/g。
修复效果：
黑麦草+DDT降解菌+植物促生菌（HDC）地上部DDT去除量为3542.93～4428.67mg/亩；单独黑麦草（H）的地上部去除量为3639.02～3898.95 mg/亩；黑麦草+DDT降解菌（HD）的地上部去除量为3302.30～4332.17 mg/亩；HDC去除率略高于其他两种处理。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以补充阐释本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的广大技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
技术特征：
1.一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，其特征在于：在DDT污染土壤上采用三种方案进行修复实验及对照；所述的三种方案分别为方案一：单独种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为参照组，用H表示；方案二：加入DDT降解菌种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为对照组，用HD表示；方案三：加入DDT降解菌和植物根际促生菌种植黑麦草进行修复DDT污染土壤，作为对照组，用HDC表示。
2.根据权利要求1所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，其特征在于：包括如下步骤 步骤一：于五月初进行供试土地平整，将现场分成3块土地样方分别进行H、HD和HDC的实验种植，种植前需人工对土壤耕层0-20cm深度的土地进行翻耕以及平整；步骤二：将H组单独种植黑麦草；HD组于土壤中加入DDT降解菌后种植黑麦草；HDC组先在土壤中加入DDT降解菌再种植黑麦草，之后添加植物根际促生菌；步骤三：待黑麦草成熟，收获产物，将土壤样品和植物样品分别处理，检测土壤中DDT残留量以及植物中DDT残留量，进行对照比较。
3.根据权利要求2所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用的操作步骤，其特征在于：现场修复地点土壤PH值5.24，有机质含量2.5～4.5%，粘粒含量2.2%，土壤DDT含量47.94ng/g。
4.根据权利要求2所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用的操作步骤，其特征在于：土壤接种一周后，种植黑麦草，种子上方覆盖1-1.5cm厚的细土，株距10cm左右，3-5天浇水一次，保障种子发芽；保持田间持水率在50-60%；添加植物根际促生菌是在黑麦草生长一个月后。
5.根据权利要求2所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用的操作步骤，其特征在于：植物产物包括地上部分茎叶和地下部分根。
6.根据权利要求1所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，其特征在于：DDT降解菌为甲基营养型芽孢杆菌菌液，菌液接种量为500 ml/m2，菌落形成单位为1×108/ml；植物根际促生菌为巴氏葡萄球菌菌液，菌液接种量为350 ml/m2，菌落形成单位为1×108/ml；两菌株均为实验室自行培育的菌株。
7.根据权利要求1所述的一种植物-微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，其特征在于：设置黑麦草的生长周期为120天。
技术总结
一种植物?微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用，涉及DDT污染土壤的植物?微生物联合修复技术，通过在DDT污染土壤中种植黑麦草，施加DDT降解菌、植物促生菌方式修复DDT污染土壤，然后收割地上部生物量，去除土壤中的DDT。包括如下步骤：在DDT污染农田大棚内，黑麦草种植前人工对土壤耕层进行翻耕、平整，添加DDT降解菌；之后播种黑麦草，定期除草，在植物生长一个月后，加入植物促生菌；收获黑麦草地上部、地下部。测定黑麦草地上部、地下部DDT含量，土壤DDT去除量。本发明能有效地去除土壤中DDT，DDT的降解率高，黑麦草地上部DDT含量较低，减少DDT随植物进入食物链的风险，该方法易操作，安全高效，成本低，经济社会效益高。
技术研发人员：郑冬梅;李思雯;李航;陈苏;孙丽娜;王晓旭
受保护的技术使用者：沈阳大学
文档号码：201610674222
技术研发日：2016.08.17
技术公布日：2017.01.04
声明：
“植物?微生物联合修复DDT污染土壤的方法及应用与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：沈阳大学;
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
