HIỆU QUẢ CỦA SỰ KẾT HỢP THỰC VẬT - VI SINH VẬT ĐẾN MỨC ĐỘ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG SINH KHỐI THỰC VẬT BẢN ĐỊA TRỒNG Ở XÃ CHỈ ĐẠO, VĂN LÂM, HƯNG YÊN

Chia sẻ: Phung Tuyet | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sử dụng các loài vi sinh vật kết hợp với thực vật có khả năng tích luỹ kim loại nặng để xử lý đất bị ô nhiễm đang là một xu hướng phổ biến được ứng dụng nhiều trên thế giới, thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học. Phương pháp này còn giúp cho việc tăng cường sự hoạt động cũng như sự đa dạng của các vi sinh vật đất, giữ cho hệ sinh thái “khỏe” (Zueng, 2007)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: HIỆU QUẢ CỦA SỰ KẾT HỢP THỰC VẬT - VI SINH VẬT ĐẾN MỨC ĐỘ TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG TRONG SINH KHỐI THỰC VẬT BẢN ĐỊA TRỒNG Ở XÃ CHỈ ĐẠO, VĂN LÂM, HƯNG YÊN

HI U QU C A S K T H P TH C V T - VI SINH V T Đ N M C Đ TÍCH LŨY KIM LO I N NG TRONG SINH KH I TH C V T B N Đ A TR NG XÃ CH Đ O, VĂN LÂM, HƯNG YÊN Lê Như Ki u(1), Nguy n Vi t Hi p(1), Lê Th Thanh Th y(1), Nguy n H u Thành(2), Phan Qu c Hưng(2) SUMMARY Effect of the combination of microorganisms and plants to accumulative level of heavy metals in local plant biomass planting on Chi Dao, Van Lam, Hung Yen Experiments were carried out to accurate assessment of the effect of the combination of 04 selected microorganism strains with 05 local plant variety that have capacity to uptake heavy metal. The results show that the injection of the mix of 04 selected strains not only increased biomass of plant (Enydra fluctuans Lour - 27,57%; Bidens pilosa - 12,96%; Helianthus annuus - 11,11%; Ludwigia hyssopofolia - 8,33% comparing with control) but also increased the value of Zn, Cu, Pb accumulated in biomass of plants. Zn accumulative level in biomass were increased in all local plants. However, Cu accumulated were only increased in Enydra fluctuans Lour, Helianthus annuus, Ludwigia hyssopofolia (16,75%, 12,30%, 11,24% respectfully) and Pb accumulated in Helianthus annuus, Ludwigia hyssopofolia, Bidens pilosa was 69,51%; 35,87%; 25,36% respectfully. The results denote that should be use Helianthus annuus and Bidens pilosa. L. in high land zones and Ludwigia hyssopofolia and Enydra fluctuans Lour) combinated with 4 strains belong to with B. subtiis; Saccharomyces cerevisiae; Glomus australe và Gibberela sp. that have against to toxicity and accumulation of heavy metal in biomass of microorganism in low land zones so that will be removed considerable amount of heavy metal from polluted soil. Keywords: Heavy metal, accumulation, microorganisms 1 Vi n Th như ng Nông hoá, 2 Trư ng i h c Nông nghi p Hà N i 1. §ÆT VÊN §Ò năm m i phân h y hoàn toàn. Tuy nhiên, v i chi phí x lý th p hơn 10 - 1.000 l n so v i S d ng các loài vi sinh v t k t h p v i các phương pháp truy n th ng và l i thân th c v t có kh năng tích lu kim lo i n ng thi n v i môi trư ng nên s d ng bi n pháp x lý t b ô nhi m ang là m t xu sinh h c (k t h p gi a th c v t và vi sinh hư ng ph bi n ư c ng d ng nhi u trên v t) ư c xem là gi i pháp kh thi. th gi i, thu hút s quan tâm nghiên c u c a nhi u nhà khoa h c. Phương pháp này làm cơ s cho vi c l a ch n loài còn giúp cho vi c tăng cư ng s ho t ng th c v t b n a, cũng như ánh giá hi u cũng như s a d ng c a các vi sinh v t t, l c c a h n h p 4 ch ng vi sinh v t ã gi cho h sinh thái “kh e” (Zueng, 2007). tuy n ch n khi k t h p v i th c v t, xây d ng các th nghi m ng ru ng nh m xác Công ngh s d ng các bi n pháp sinh nh công th c có s tích lũy kim lo i n ng h c x lý ô nhi m kim lo i n ng trong t l n nh t trong sinh kh i t ó ti n hành và nư c là công ngh có tri n v ng l n vì nó xây d ng mô hình ng d ng ch phNm vi k t h p ư c 2 c i m c a th c v t và vi sinh và th c v t. sinh v t là: Kh năng cho sinh kh i cao và cơ ch siêu tích t s x lý thành công kim II. VËT LIÖU Vµ PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU lo i n ng trong môi trư ng. M c dù công ngh này có như c i m là ph i m t nhi u 1. V t li u nghiên c u
- t thí nghi m: Hàm lư ng sét v i mương ng. H n h p 4 ch ng vi sinh 54,54%, thu c lo i t th t n ng (theo thang v t ư c lây nhi m cho cây dư i d ng ch ánh giá phân lo i c a Kachinski), pHKCl = phNm. Lư ng ch phNm s d ng: 0,1 t n/ha 5,21; OC% = 1,49%; N% = 0,20%; K% = (m t vi sinh v t >108cfu/g). 1,91%; P2O5%= 0,09%; Cu(ts) = 88,67 - Ch tiêu theo dõi: Zn, Cu, Pb t ng s mg/kg t khô; Pb(ts) = 794,36 mg/kg t trong t (xác nh theo TCVN 6496 ISO khô; Zn(ts) = 208,87 mg/kg t khô. 11047:1995); Zn, Cu, Pb t ng s trong cây - Th c v t thí nghi m: Cây ơn bu t b ng (phương pháp quang ph h p th (Bidens pilosa. L.), cây mương ng nguyên t , công phá m u b ng phương (Ludwigia hyssopofolia (G. Don) Exell), cây pháp tro hóa ư t 5500C). d a nư c (Ludwidgra adscendens (L) Hara), cây hư ng dương (Helianthus annuus) và III. KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN cây ng d i (Enydra fluctuans Lour). Các lo i cây này ư c nhân gi ng trong nhà lư i 1. nh hư ng c a s k t h p vi sinh v t c a Khoa Tài nguyên t và Môi trư ng, - th c v t đ n sinh trư ng nhóm th c trư ng i h c Nông nghi p Hà N i. v t b n đ a tr ng trên đ t nông nghi p b ô nhi m - 4 ch ng vi sinh v t thu c các loài: B. subtiis; Saccharomyces cerevisiae; Trong quá trình th c nghi m, ánh giá Glomus australe và Gibberela sp. Các hi u qu x lý t nông nghi p b ô nhi m ch ng này ư c lên men riêng r , ph i tr n kim lo i n ng b ng k t h p th c v t v i vi vào trong than bùn. S d ng nhi m cho sinh v t thì vi c l a ch n các ch ng làm th c v t b n a dư i d ng ch phNm vi tăng kích thích sinh trư ng c a th c v t b n sinh th nghi m. a thư ng là tiêu chí l a ch n u tiên (Baker, A. J. M, R. D. Reeves and A. S. M. 2. Phương pháp nghiên c u Hajar, 1994; Rufes L Chaney và c ng s , 2007). - Công th c thí nghi m: Thí nghi m g m 14 công th c v i 4 l n nh c l i. M i ô S li u b ng 1 cho th y: thí nghi m 10 - 20m2. CT01R: ơn bu t; nh hư ng c a k t h p 4 ch ng vi sinh CT02R: ơn bu t + H n h p 4 ch ng vi tuy n ch n n sinh trư ng c a th c v t sinh v t; CT03R: D a nư c; CT04R: D a b n a trong i u ki n ng ru ng sau th i nư c + H n h p 4 ch ng vi sinh v t; gian 45 ngày k t khi tr ng, thì m t s lo i CT05R: Mương ng; CT06R: Mương ng th c v t b n a có kh năng h p thu kim + H n h p 4 ch ng vi sinh v t; CT07R: lo i n ng trong t nông nghi p b ô nhi m Mương ng + D a nư c; CT08R: Mương thôn ông Mai, Ch o, Văn Lâm, ng + D a nư c + H n h p 4 ch ng vi sinh Hưng Yên ư c ghi nh n v i các m c v t; CT09R: N g d i; CT10R: N g d i + ph n ng khác nhau. H n h p 4 ch ng vi sinh v t; CT11R: N g N g d i có ph n ng dương tính nh t d i + Mương ng; CT12R: N g d i + v i m c tăng 27,59%, sau ó n ơn bu t Mương ng + H n h p 4 ch ng vi sinh v t; (12,96%), hư ng dương (11,11%) và CT13R: Hư ng dương; CT14R: Hư ng mương ng (8,33%). dương + H n h p 4 ch ng vi sinh v t. B sung h n h p ch ng vi sinh v t v n -M t tr ng th c v t: 20 x 20cm v i không gây hi u qu tăng sinh kh i cây d a ơn bu t, 30 x 30cm v i hư ng dương, 10 x 10cm v i ng d i, d a nư c và 25 x 25cm
nư c so v i i ch ng (CTR04 so v i CTR03) (B ng 1). B ng 1. Sinh kh i thu ho ch c a các cây tr ng thí nghi m Sinh kh i t ng s khi thu ho ch TT Công th c (kg/ha) 1 CTR01: Đơn bu t 5233,80 2 CTR02: Đơn bu t + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 5912,30 3 CTR03: D a nư c 3375,40 4 CTR04: D a nư c + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 3491,70 5 CTR05: Mương đ ng 9218,90 6 CTR06: Mương đ ng + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 9986,50 7 CTR07: Mương đ ng + D a nư c 11277,00 8 CTR08: Mương đ ng + D a nư c + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 11631,00 9 CTR09: Ng d i 6041,70 10 CTR10: Ng d i + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 7708,30 11 CTR11: Ng d i + Mương đ ng 13766,89 12 CTR12: Ng d i + Mương đ ng + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 14877,45 13 CTR13: Hư ng dương 8079,10 14 CTR14: Hư ng dương + H n h p 4 ch ng vi sinh v t 8976,50 CV (%) 9,23 LSD 0,05 178,89 V i mô hình s d ng cùng lúc 2 loài ch ng vi sinh v t phân l p ư c là khá th c v t, h n h p ch ng vi sinh v t th ngang b ng. nghi m t ra không có hi u qu áng k v i Trong s tương tác th c v t - vi sinh d a nư c - mương ng, tuy nhiên v i ng v t, h th ng r c a th c v t hình thành d i - mương ng thì cũng có bi u hi n dù m i quan h tương h , c ng sinh v i m t m c tăng sinh kh i không cao (8,07% so s l n các vi sinh v t khác nhau s ng v i i ch ng). quanh nó. Các m i quan h này ư c coi Khi có b sung vi sinh v t, mô hình ng như là các nhân t ch y u xác nh s t n d i - mương ng cho t ng sinh kh i th c t i, phát tri n c a các th c v t l n vi sinh v t th nghi m l n nh t, t 14877,45 v t s ng trong ó (Nies, D. H.,1992). S kg/ha sau ó n mương ng (9986,5 k t h p này trong t b ô nhi m kim lo i kg/ha), hư ng dương (8976,5 kg/ha), ng n ng có th b nh hư ng t 2 chi u (vi d i (7708,3 kg/ha), ơn bu t (5912,3 kg/ha) sinh v t l n chi u t th c v t ký ch ). và th p nh t là d a nư c (3491,67 kg/ha). Trong m i quan h c ng sinh, tương h So sánh hi u l c kích thích sinh trư ng c a này, th c v t cung c p cho vi sinh v t ch phNm vi sinh v i loài cây mà các tác gi vùng r nh ng ngu n cácbon h u cơ khác nư c ngoài ã công b (Hambuckers- nhau giúp cho vi sinh v t ti n hành các Berhin, F., and J. Remacle, 1990; Isao. ho t ng trao i ch t cũng như chuy n Hasegawa, 2002) cho th y m c tăng sinh hóa năng lư ng. n lư t mình, vi sinh v t th c v t tr ng trên các vùng t nông ngoài vi c cung c p dinh dư ng cho cây nghi p b ô nhi m kim lo i n ng c a 4 tr ng còn sinh ra các ch t kích thích sinh
trư ng th c v t, “làm gi m, kh tính c cũng cho k t qu như v y). V i ơn bu t c a kim lo i”, giúp cho th c v t sinh khi nhi m thêm ch phNm vi sinh v t dù có trư ng và phát tri n t t hơn. (Tynecka, Z., bi u hi n kh năng tăng cư ng tích lũy Cu A. Malm, and T. Skwarek, 1989). Như v y nhưng chưa rõ r t. Hi u qu kích kích tăng b sung thêm ch phN vi sinh v t th m cư ng tích lũy Cu khi bón thêm ch phNm ch a h n h p vi sinh v t ch bi u hi n rõ nghi m ho c là gi nguyên kh năng sinh v i cây ng d i (CTR10 tăng so v i CTR09 trư ng c a 5 loài th c v t b n a, ho c là là 16,75%), hư ng dương (12,30%), mương kích thích chúng sinh trư ng t t hơn. ng (11,24%). S tương ng v k t qu thí nghi m gi a nhà lư i và ngoài ng 2. nh hư ng c a k t h p 4 ch ng ru ng còn ư c bi u hi n rõ v i mô hình s tuy n ch n đ n kh năng h p thu kim d ng h n h p 2 lo i cây. Khi bón thêm h n lo i n ng c a th c v t b n đ a trong h p ch ng vi sinh v t cũng làm tăng hàm đi u ki n thí nghi m đ ng ru ng lư ng ng trong sinh kh i c a mô hình Ho t ng c a các vi sinh v t làm tăng d a nư c - ơn bu t. M c tăng t ng lư ng quá trình chuy n hóa c a các kim lo i ng tích lũy trong sinh kh i l n nh t ng trong t g p r t nhi u l n. Ví d , quá d i (49%), hư ng dương và ơn bu t u trình oxy hóa hóa h c các ch t sulfit thành t 25%, mương ng t 21%. Tuy nhiên sulfat s ư c tăng lên 10.000 l n khi có n u tính lư ng ng tích lũy trong sinh kh i m t các vi khuN Thiobacillus sp. V i n m n thì mô hình tr ng ng d i - mương ng c ng sinh Mycorrhiza (AMF - Arbuscular bón thêm ch phNm vi sinh v t cho kh mycorhizal fungi), thì các b ng ch ng g n năng tích lũy cao nh t: 437,10g/ha/l n thu ây cho th y có ít nh t 2 h p ch t ư c ho ch (vì t ng lư ng kim lo i n ng tích lũy tìm th y th y trong AMF óng vai trò trong sinh kh i ph thu c c vào hàm lư ng chính trong quá trình chuy n hóa các kim kim lo i n ng trong sinh kh i cũng như lo i n ng là: Polyphosphate và Glomalin t ng sinh kh i sinh h c c a th c v t tham (Vijayaraghavan K. Yeoung Sang Yun gia thí nghi m. 2008). N guyên t Chì (Pb): Hi u qu tăng kích K t qu nghiên c u công b năm 1994 thích lư ng chì ư c tích lũy trong sinh kh i c a Bank và c ng s (d n qua Watanabe M. ch ghi nh n m t vài loài th c v t th E, 1997) khi ti n hành ánh giá m c nh nghi m khi bón h n h p ch ng vi sinh v t. hư ng c a ch ng vi sinh v t khi k t h p v i M c tăng l n nh t x y ra v i cây hư ng th c v t n lư ng và t c h p thu kim dương (CTR14 tăng 69,51% so v i CTR13), lo i n ng trong thí nghi m nhà lư i u ghi k ó là d a nư c 35,87%), ơn bu t nh n hi u qu dương tính. (25,36%). Mương ng và ng d i dù có ghi K t qu phân tích hàm lư ng kim lo i nh n nhưng hi u qu kích thích tăng hàm n ng trong sinh kh i th c v t b ng 2 cho lư ng chì trong sinh kh i khi có bón ch th y: phNm vi sinh là chưa cao (dù r ng k t qu th nghi m trong nhà lư i có ghi nh n hi u Nguyên t ng (Cu): V i giá tr qu dương tính, nguyên nhân có th c n ph i LSD0,05 tính ư c (1,21) không ghi nh n kh o sát k ). Khi xét v t ng lư ng chì tích ư c hi u qu tăng cư ng tích lũy ng lũy trong sinh kh i thì v i nhóm cây ưa trong sinh kh i cây d a nư c khi nhi m ch nư c vi c s d ng mô hình ng d i - d a phNm vi sinh v t so v i i ch ng. i u nư c và b sung thêm vi sinh v t t ra hi u này ph n ánh k t qu ng nh t gi a thí qu cao hơn (tích lũy t 6.629,39g/ha/l n nghi m ngoài ng ru ng v i trong nhà thu ho ch) còn v i nhóm cây ưa c n s d ng lư i (th nghi m trong nhà lư i trư c ó hư ng dương s cho t ng lư ng chì tích lũy
là 2.715,92kg/ha/l n thu ho ch ho c ơn hư ng dương (38,71%), ơn bu t (20,72%), bu t là 1.396,19g/ha/l n thu ho ch. mương ng (20,49%) và th p nh t là ng N guyên t K m (Zn): V i nguyên t d i (17,11%). Khi xem xét t ng lư ng tích này, t t c các lo i th c v t kh o sát, khi lũy k m trong sinh kh i thì s d ng ng d i b sung vi sinh v t vào u làm tăng hàm - mương ng và b sung ch phNm vi sinh lư ng k m trong sinh kh i. M c gia tăng v t cho hi u qu tích lũy k m l n nh t hàm lư ng k m trong sinh kh i cây d a (2206,33g/ha/l n thu ho ch). nư c là cao nh t (55,72%), sau ó n B ng 2. Kh năng tích lũy kim lo i n ng trong th c v t khi k t h p v i vi sinh v t Hàm lư ng kim lo i n ng trong sinh kh i T ng lư ng kim lo i n ng tích lũy trong Công th c v t (mg/kg ch t khô) cây (g/ha) STT th c Cu Pb Zn Cu Pb Zn 1 CT01 12,44 188,37 67,14 65,11 985,89 351,40 2 CT02 13,78 236,15 81,05 81,47 1396,19 479,19 3 CT03 11,49 212,67 78,45 38,78 717,84 264,80 4 CT04 10,97 288,95 122,16 38,30 1008,92 426,54 5 CT05 21,88 265,79 44,9 201,71 2450,29 413,93 6 CT06 24,34 279,53 54,1 243,07 2791,51 540,27 7 CT07 23,19 331,45 97,03 261,52 3737,79 1094,22 8 CT08 26,50 328,18 113,18 308,21 3816,96 1316,36 9 CT09 34,27 336,49 131,4 207,05 2032,98 793,88 10 CT10 40,01 362,67 153,89 308,41 2795,58 1186,23 11 CT11 29,45 398,67 112,49 405,43 5488,45 1548,64 12 CT12 29,38 445,60 148,3 437,10 6629,39 2206,33 13 CT13 16,34 178,49 57,2 132,01 1442,04 462,13 14 CT14 18,35 302,56 79,34 164,72 2715,92 712,19 CV (%) 6,57 9,00 7,39 - - - LSD0,05 1,21 26,77 22,19 - - -
IV. KÕT LUËN 1. Ch phNm ch a h n h p 4 ch ng vi sinh v t phân l p thu c các loài: B. subtiis; Saccharomyces cerevisiae; Glomus australe và Gibberela sp khi lây nhi m ch ng cho 5 loài th c v t b n a: ơn bu t (Bidens pilosa. L.), mương ng (Ludwigia hyssopofolia (G. Don) Exell), d a nư c (Ludwidgra adscendens (L) Hara), hư ng dương (Helianthus annuus), ng d i (Enydra fluctuans Lour) tr ng xã Ch o, Văn Lâm, Hưng Yên ã làm tăng sinh kh i ng d i lên 27,59%, ơn bu t lên 12,96%, hư ng dương 11,11%, mương ng 8,33% nhưng không tăng sinh trư ng v i cây d a nư c. 2. Hi u qu tăng cư ng tích lũy kim lo i n ng: Lây nhi m h n h p 4 ch ng vi sinh v t tuy n ch n u kích thích tích lũy Zn trong sinh kh i th c v t c a ơn bu t (Bidens pilosa. L.), mương ng (Ludwigia hyssopofolia (G. Don) Exell), d a nư c (Ludwidgra adscendens (L) Hara), hư ng dương (Helianthus annuus) ng d i (Enydra fluctuans Lour) nhưng v i nguyên t Cu thì hi u qu tăng cư ng tích lũy ch x y ra v i cây cây ng d i (16,75%), hư ng dương (12,30%), mương ng (11,24%) và nguyên t chì thì hi u qu bi u hi n rõ r t hư ng dương (69,51%), k ó là d a nư c (35,87%), ơn bu t (25,36%). 3. V hi u qu lo i b kim lo i ( ng, k m, chì) kh i t: V i cây ưa nư c thì k t h p mương ng - ng d i và b sung thêm ch phNm là cho hi u qu cao nh t. V i cây ưa c n nên dùng hư ng dương ho c ơn bu t có b sung ch phNm vi sinh v t. TÀI LI U THAM KH O 1. Azza A. A. A., et al. Biosorption of some heavy metal ions using bacterial species isolated from agriculture waste water drains in Egypt. J. of Applied Sci. Reseach, 5(4)/2009. 2. Rufes L Chaney et al. Improved understanding of Hyperaccumulation yields commercial phytoextraction and phytomoning technologies. J. Enviro. Qual. 36 (2007), pp. 1429 - 1443. 3. Vijayaraghavan K. Yeoung Sang Yun, Bacterrial biosorbents and biosorption. Biotechnology Advances, 26 (2008), pp 266-291. 4. Zhang X.H., Lin Ai-jun, Chen Bao-dong, Wang You-shan, Smith Sally E, Smith F Andrew. Effects of Glomus mosseae on the toxicity of heavy metals to Vicia faba, Journal of Environmental Sciences, 18/2006: pp. 721 - 726. 5. Zueng Sang Chen, Relationship between heavy metal concentrations in soils of Taiwan and uptake by crops. National Taiwan University, Taiwan, 2007. Ngư i ph n bi n: TS. H Quang c