[发明专利]一种提高青葙锰修复效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物修复的强化技术，特别是通过去顶处理提高超富集植物青葙（Celosia argentea Linn.）修复土壤锰污染效率的方法。

背景技术

植物修复技术（Phytoremediation）是治理锰等重金属污染土壤最为有效的方法之一（Ali et al., 《Chemosphere》2013年第91卷869-881页）。该技术因同时具备治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性等多项优点，在大面积、低浓度的土壤重金属污染修复中表现出显著的优势（Gupta et al., 《Environmental Science and Technology》2013年第47卷10115-10116页）。但是，植物修复技术很大程度上依赖于植物本身对重金属的富集能力和生长状况，因此，该技术实施修复时也存在一定的局限性。例如，由于一些重金属超富集/富集植物存在生物量较小、生长速率较低的缺点，往往会使修复效率较低，修复周期较长。

专利文献CN 103480642 A公开了一种清除土壤锰毒的植物修复方法。该方法的核心是通过种植和收获锰超富集植物青葙去除土壤中过量的锰。尽管，青葙具有较强的锰富集能力和较快的生长速率，但直接利用该植物修复中等程度的锰污染土壤仍需要3-5年的时间。因此，必需采取相应的强化措施，提高青葙对土壤锰的修复效率，缩短修复所需的时间。目前，针对植物修复的强化措施，主要包括农艺调控、植物修复剂、植物激素、电动修复和基因改良等方式（廖晓勇等.《环境科学学报》2007年第27卷第6期881-893页）。然而，这些强化措施通常会增加修复的成本或者带来新的环境风险。开发出简单易行、低成本和低风险的强化方法成为植物修复领域的迫切需求。

发明人针对青葙的生长特点，利用植物顶端优势原理，开发出了一套操作简单、成本低廉且无环境风险的青葙锰修复强化技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单实用、成本低、不产生二次污染的能有效提高青葙修复土壤锰污染效率的方法。

具体步骤为：

（1）选择生长良好的2cm长青葙幼苗种植于锰污染土壤中。

（2）当青葙幼苗长至8-10cm时，用消过毒的剪刀剪去顶芽1cm。

（3）步骤（2）处理后的青葙，由于顶端优势被破除，侧枝生长加快，叶片数量显著增加，按照常规的方法对去除顶芽的青葙进行水肥管理2-3个月，此时，去顶处理的青葙的生物量较未经去顶处理的青葙显著增加，而地上部分锰的富集浓度不变，因而整个青葙植株对锰的去除量显著增加。

（4）收获青葙植株地上部分，经焚烧后进行安全填埋。

本发明在无需添加任何生化试剂和工程设施的情况下，利用简单的去顶操作可将单次收获青葙对土壤锰的去除量提高76.9-191.9%。该方法不仅简单易行，且几乎无需增加修复成本和能耗，是一种能有效提高青葙修复锰污染土壤效率的实用方法。

附图说明

图1 为本发明实施例锰污染土壤中生长2个月的青葙。a,去顶处理;b,未处理对照。

图2 为本发明实施例去顶处理和未处理青葙锰去除量的比较。

具体实施方式

实施例：

（1）将长为2cm的青葙幼苗分别种植在锰含量为171mg/kg、425mg/kg和623mg/kg的土壤中；每种土壤种植8株青葙。

(2)当青葙幼苗长至8-10cm时，用消毒好的剪刀在距顶端1cm处将其中4株青葙顶芽去除，保留4株未去顶的青葙植株作为对照。

(3) 按照常规的方法对去顶处理和未处理的两组青葙进行水肥管理2个月，在去顶处理和未处理的两组青葙生长过程中，始终保持相同水肥管理，2个月后，去顶处理的青葙较未处理的青葙侧枝长度和叶片数量上显著增加，如图1所示。

(4)收获青葙植株地上部分，烘干测定生物量（干重）和锰含量，计算每株青葙锰的去除量。结果如图2所示，在三种锰污染土壤中，去顶处理组每株青葙对锰的去除量较未去顶处理组每株青葙对锰的去除量分别提高了191.9%、99.8%和76.9%。单因素方差分析表明，去顶处理显著地提高了青葙对锰的去除量（p< 0.05, n=4）。