铁矿尾渣土壤化利用过程中菌根菌植物修复技术开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义：

随着铁矿产能的不断提高，我国尾矿堆存量以5亿t/a的速度在增长^[2]，大量铁尾矿的堆放，既占用大量宝贵的土地资源，又耗费管理运行成本，同时还存在安全隐患和生态环境隐患 ^[1]。铁矿尾渣土壤化利用作为尾渣资源化利用的新技术之一，通过适当比例的尾渣掺土，既能充分利用尾渣中含有的铁、铜、锰等一系列微量元素，促进农产品生长，改善土壤物理性质，调节所用土壤水气状况，又有助于在全球温室气体减排的大环境下开展农业减排活动^[2]。但铁矿尾渣中含有一些有毒有害成分，直接进行土壤化利用将会产生环境风险。本课题研究的菌根化植物修复技术利用菌根菌和修复植物的互惠互利关系，通过菌根菌直接或间接促进植物的营养吸收、生长发育、抗病和抗逆性，提高植物对重金属的抗性^[3] 。

通过本课题的开展，研究被孢霉、棘孢木霉、卷枝毛霉三种真菌对植物碱蓬的抗重金属性毒害作用，筛选优良的宿主植物与高效共存的真菌，并为铁矿尾砂改土利用提供科学依据,从而寻求铁矿尾砂资源化利用的新技术^[2]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

通过盆栽实验，分析在不同浓度的重金属（pb）污染条件下被孢霉、棘孢木霉、卷枝毛霉三种真菌与植物碱蓬的联合修复作用效果，并筛选出与碱蓬高效并存的真菌类型，为进一步开展菌根菌植物修复提供科学依据。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

以重金属Pb为目标污染因子，通过室内盆栽试验，结合当地实际情况，研究不同重金属浓度下被孢霉、棘孢木霉、卷枝毛霉三种真菌与碱蓬的联合修复作用效果。

技术路线：

第一步：配制模拟铅污染样品；

第二步：按P、PFa、PFb、PFc四种处理进行室内盆栽

第三步：测定植物指标（植物地上部地下部鲜重、植物地上地下部干重、植物株高、根长、植物体内Pb浓度）、微生物指标（微生物量碳、菌根侵染率）、土壤指标（土壤pH值、土壤酶活性、土壤呼吸作用强度、土壤Pb浓度）

第四步：通过数据分析，总结菌根化修复技术对重金属污染土壤修复效果。

实验方案：

（1）拌土

称取土壤（90g/盆）、尾渣（360g/盆），沙土比为80%，混合。风干，过2mm筛，紫外线灭菌24h，杀灭土著菌根真菌。向每个盆栽样品中装入450g混合后土壤。设置3个Pb污染浓度（单位mg/kg，以Pb² 计，C₀为空白组浓度，C₁-C₄为实验组浓度），每种处理重复三次,共60组。分别向每盆中加入100ml Pb（NO₃）₂溶液，调节土壤含水量为田间持水量的60%。

（2）制备菌剂，种子催芽，进行接种处理

每盆中加入6.75ml菌剂作为接种处理，对照处理加入等量的灭菌接种剂。接种剂和肥料一起与土样混合均匀后装盆。

碱蓬种子催芽一周，种子露白后播种于装有处理土样的塑料盆钵中，每盆50粒种子，其后 1 周和 2 周时两次间苗最后每盆留苗 10 株。

培养条件与当地培养条件相同。

（3）定期分析测定指标

土壤pH、土壤Pb浓度、植物地上地下部鲜重和干重、植物株高和根长、植物体内Pb浓度、微生物量碳、土壤酶活性、土壤呼吸作用强度等。

可行性分析：

A试验地点明确，试验方案详细可行，研究人员具备基本的实验操作技能以及数据分析能力；

B材料和仪器设备齐备，经费基本保障。

4. 研究创新点

本项目的创新之处在于结合鞍山铁矿地区特点，利用从鞍山铁矿尾渣中筛选扩繁的土著真菌（被孢霉、棘孢木霉、卷枝毛霉）和匹配性植物（碱蓬）的联合作用修复尾渣在土壤化利用过程中产生的重金属污染，并建立用于植物-微生物联合修复的微生物资源库，对当地土壤修复具有针对性作用。

5. 研究计划与进展

研究计划：

a.2016.02.23-2016.02.26 拌土，装盆，平衡备用

b.2016.03.06-2016.03.10种子催芽、制备菌剂，完成接种