腐殖酸和植物促生芽孢杆菌联合强化黑麦草修复改良砒砂岩的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

意义：

砒砂岩是一种风化十分严重的松散、破碎的特殊泥岩和泥沙岩，形成于古生代二叠纪、中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪。其抗侵蚀能力非常弱，无水时坚硬如石，但遇水即松软如泥，遇风则成砂，主要分布在黄河中游的陕西、山西和内蒙古3省(区)的交界地带^[1]。砒砂岩分布的地区是干旱半干旱区，植被稀疏，属于温带季风气候，多集中在夏季降雨，且多为暴雨，一遇降雨，原本坚硬的砒砂岩会在雨水的冲刷下分崩溃散，随水流进入并沉积在河流中，淤堵在河道中，形成“地上悬河”。砒砂岩是黄河中上游泥沙沉积物的主要来源，砒砂岩区的土壤侵蚀和水土流失严重威胁着黄河中下游的生态安全和农业发展^[2]。经调查表明，黄土高原的砒砂岩地区土壤侵蚀的时空变化非常显著，在2013-2015年间，除严重侵蚀程度外，所有侵蚀等级均记录了不同程度的下降^[3]。砒砂岩区的修复治理,在近些年的发展中涉及到诸多领域,研究过程中不断实践新思路、新方法, 不断完善砒砂岩整体的研究体系,更实现了多学科交叉、新材料的引入。但砒砂岩地区的治理难度非常大，防止和控制水土流失的现状仍然很严^[4]。本课题选择设计腐殖酸和植物促生芽孢杆菌联合强化黑麦草改良修复砒砂岩的方法，改良黑麦草在砒砂岩上生长情况，修复砒砂岩水土流失问题，并探究协同生物修复机理，有效增强生物修复能力，对砒砂岩区生物治理的方法和技术提供新思路。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本课题运用腐殖酸和植物促生芽孢杆菌联合强化黑麦草改良修复砒砂岩的方法，试图改良黑麦草在砒砂岩上生长情况，修复砒砂岩水土流失问题，并探究微生物-植物协同生物修复机理，有效增强生物修复能力，对进一步探索砒砂岩区生物治理的方法和技术提供新思路。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1. 黑麦草种植方面：每盆装砒砂岩50 g，播种前用各处理液浇灌湿润。种子表面消毒，播种，薄薄盖土，发芽生长一周后，用各处理液浇灌。植株再生长10天后，用各处理液浇灌。

2. 指标检测方面：通过测量叶片中sod酶活性、叶片中pod酶活性和叶片中脯氨酸含量探究黑麦草生长状况的改良情况；通过测定土壤中多糖含量、土壤中细菌数量和土壤渗水率探究土壤改良情况。

4. 研究创新点

特色或创新之处：

1.运用植物-微生物联合修复的技术改良砒砂岩问题，利用多学科交叉的方法解决实际问题。

2.通过设置多个处理组，运用黑麦草叶片和砒砂岩两者的相关检测指标综合判断实验修复效果。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展：

1. 2019.9—2020.11

查阅相关文献，资料和实验内容，选择确定课题，准备实验用品和材料。