CN103894398A - 一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是包括：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。进一步还可以再种植下一批红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的铯和/或锶含量达到环境安全标准。本发明通过在植物生长调节剂的作用下、明显提高红苋菜吸收铯锶能力，从而永久性地解决土壤铯锶污染问题，具有治理方法费用低廉、不破坏环境土壤结构、不引起二次污染等特点，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于铯锶污染治理及污染的土壤的再生，涉及一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法。适用于铯和/或锶污染土壤的修复治理。
背景技术
核试验或核事故释放的放射性核素作为环境最主要的潜在核污染物受到广泛关注，在代价利益优化分析的前提下，放射性核素污染土壤的生物修复技术成为近年来的研究热点。已有研究表明大多数植物对放射性核素的吸收很低，所以筛选种植对放射性核素有较高富集能力的植物，使之将土壤中的放射性核素进行有效地去除，是对受污染土壤进行生物修复和治理的有效方法之一。最为常见放射性污染物包括放射性核素238U、40K、226Ra、210Po、131I、90Sr、137Cs、133Cs、88Sr、89Sr等，其中尤以137Cs、133Cs、88Sr、90Sr最为普遍。通过放射性污染植物修复技术能达到清除核素、修复或治理环境的目的[Zhu Y G，Shaw G，Nisbet A F，Wilkins B T..Effect of potassium on theuptake of radiocaesium by spring wheat[J].Plant and Soil，2000，20（2）：27-34]。
近年来，随着放射性同位素及射线装置在工农业、医疗、科研等各个领域的广泛应用，放射线危害在不断增大[俞誉福.环境放射性概论[M].上海：复旦大学出版社，1993，231-247]。放射性污染危害范围很大，对周围生物破坏极为严重，持续时期较长，事后处理危险复杂。核爆炸产生的放射性核素可以对周围产生很强的辐射，形成核污染。放射性沉降物还可以通过食物链进入人体，在体内达到一定剂量时就会产生有害作用。人和动物因不遵守防护规则而接受大剂量的放射线照射、吸入大气中放射性微尘或摄入含放射性物质的水和食品，都有可能产生放射性疾病。人会出现头晕、头疼、食欲不振等症状，发展下去会出现白细胞和血小板减少等症状。如果超剂量的放射性物质长期作用于人体，就能使人患上肿瘤、白血病及遗传障碍[Ivanov VK，GorskiAI，Maksioutov MA.Thyroid cancer incidence among adolescents and adults in theBryausk region of Russia following the Chernobyl accident[J].HEALTH PHYSICS，2003，84(1)：46-60]。
由于核污染危害巨大，核污染的大面积清除是世界性难题，各界人士都在寻求清除核污染的方法，也取得了一定的成效。各国大多采用方法有：物理法、化学法、电化学法、物理-化学连用法、微生物清除法和土壤的核污染去除法，清水冲洗、铲土去污、深翻耕地和剥离性成膜去污法、森林修复法，但这些方法的处理成本较高，且容易对环境造成二次交叉污染，不能从根本上解决核素清除问题。虽然森林修复法能大面积修复污染土壤，并且可发展工业原料林、薪炭林，但其要求的核素浓度不能太高，使其应用受到了很大的限制[谯华，周从直，熬漉等.核污染的危害及其去除方法[J].后勤工程学院学报，2007，(1)：154-157]。
放射性污染植物修复技术就是利用植物根系吸收水分和养分的过程来吸收、转化污染体(如土壤和水)中的放射性核素，以期达到清除核素、修复或治理目的的一种环境治理技术[Dushenkov S，Mikheev A，Prokhnevsky M，et al.Phytoremediation ofradiocesium contaminated soil in the vicinity of Chernobyl,U kraine[J].Environ.Sci.&Tech.，1999，33：469-475]。放射性污染植物修复技术按其修复的机理和过程可分为植物提取、植物稳定、根际过滤和植物挥发四部分。
现有技术中，在放射性污染植物修复技术中植物提取的研究相对较多，工程性的试验也已开展。植物提取是指利用某种放射性核素的超积累植物将土壤中的核素转运出来，富集并搬运到植物根系可吸收部位和地上部位，待植物收获后再进行处理，连续种植这种植物，可使土壤中放射性核素的含量降低到可接受水平。目前，尚未见利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法的文献报道。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法。本发明通过在植物生长调节剂的作用下、明显提高红苋菜吸收铯锶能力，从而提供一种能永久性地解决土壤铯锶污染问题、治理方法费用低廉、不破坏环境土壤结构、不引起二次污染，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益的利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法。
本发明的内容是：一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是包括：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。
本发明的内容还可以包括：所述将植物红苋菜整体从污染土壤中移走后，再种植下一批红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的铯和/或锶含量达到环境安全标准。
本发明的内容中：所述植物生长调节剂可以是生长素（IAA）、赤霉素（GA）或水杨酸（SA）。
所述植物生长调节剂生长素（IAA）较好的是配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月的红苋菜的叶面上。
所述植物生长调节剂赤霉素（GA）较好的是配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月的红苋菜的叶面上。
所述植物生长调节剂水杨酸（SA）较好的是配制成浓度为100mg/L的水杨酸（SA）的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月的红苋菜的叶面上。
所述植物生长调节剂的水溶液在每666.7平方米土壤中施用量（即喷施在红苋菜的叶面上的量）：所述浓度为100mg/L（毫克/升）的生长素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液的施用量较好的为20L（升）；各施用量也可以在15～25L（升）内/每666.7平方米土壤中。
本发明的内容还可以包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理（焚烧后残留的含铯和/或锶的固体物可进一步采用回收金属、填埋等现有技术方式进行处理）。
红苋菜（学名：Amaranthus mangostanus L.），为苋科苋属一年生草本植物，别名青香苋、苋菜、野刺苋、米苋、人旱菜，杏菜、荇菜、莹莹菜、玉米菜等。红苋菜是富钾植物之一，主要分布在中国和印度，其根系发达，分布深广，适应能力强，全国各地均可栽培。
所述红苋菜的播种的时间可以为每年的2月至10月（即春、夏、秋季均可播种进行种植）；种植的方法为播种，每666.7平方米播种量为0.5～0.75千克；播种用红苋菜种子用质量百分比浓度为0.5%的NaClO（次氯酸钠）水溶液浸泡15～25min后，再用于播种。
生长素（auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，英文简称IAA，国际通用，是吲哚乙酸（IAA）。
赤霉素（英语：Gibberellin，简称为GA），是广泛存在的一类植物激素。其化学结构属于二萜类酸，由四环骨架衍生而得。可刺激叶和芽的生长。
水杨酸，英文名：salicylic acid，简称为SA，又称邻羟基苯甲酸，分子量138.05，白色结晶，针状或粉状。比重1.443，熔点156℃～159℃。溶于乙醇、乙醚、丙酮、松节油。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
（1）本发明通过在受铯锶污染的土壤中种植红苋菜，在施用植物生长调节剂后，由红苋菜根系大量吸收污染土壤中的铯锶，并将铯锶转移至红苋菜的茎、叶等地上部器官，当植物长到开花期或成熟期时，将植物整株或地上部从污染土壤中移走，从而实现去除污染土壤中污染物铯锶的目的；为了彻底除去土壤中超标的铯锶，可以采用复种的方式，即在第一批红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物整体从污染土壤上移走，再种植第二批，重复上述过程；收割后用焚烧的方法进行无害化处理，有效地永久性解决土壤铯锶污染问题；
（2）本发明的发明人经过长期的研究，发现在植物生长调节剂的处理下，可以明显提高红苋菜吸收铯锶能力，永久性地解决土壤铯锶污染问题；该治理方法费用低廉、可操作性强、不破坏环境土壤结构、不引起二次污染；
（3）采用本发明，能使红苋菜更好地发挥对铯锶的吸收、富集能力，修复铯锶污染土壤具有投资少、维护成本低、工程量小、管理技术要求低等特点，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
133Cs、88Sr复合处理下生长素IAA对红苋菜生物量的影响：
以已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂生长素IAA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表1土壤物理化学性质
表2133Cs、88Sr复合处理下生长素IAA对红苋菜生物量的影响
从表2中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的生长素IAA明显增加了红苋菜各部位的生物量，说明喷施IAA能够促进红苋菜在133Cs、88Sr复合处理下的生长。当喷施100mg/L的IAA时，红苋菜各部位生物量最大，并且地上生物量和单株生物量也最大，分别比对照组增加了156%、160%。
实施例2：
生长素IAA对133Cs、88Sr在红苋菜体内吸收与分布的影响：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂生长素IAA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表3生长素IAA对133Cs、88Sr在红苋菜体内吸收与分布的影响
从表3中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的生长素IAA可增加了133Cs、88Sr在红苋菜根部和地上部的含量，而喷施中浓度的IAA能够明显增加133Cs、88Sr在红苋菜根部和地上部的含量。当喷施100mg/L的IAA时，红苋菜根部和地上部的133Cs、88Sr含量均最大，分别比对照组增加了14%、41%和23%、29%。
实施例3：
生长素IAA对红苋菜133Cs、88Sr转运系数和富集系数：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂生长素IAA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
转运系数是地上部某元素含量与地下部某元素含量之比，用来评价植物将某元素从地下部向地上部的运输和富集能力。转运系数大的植物从根系向地上部器官转移的吸收量大。一般超富集植物的转运系数要求在1以上。
转运系数=植物地上部器官中核素含量/植物根部核素含量。
富集系数是指植物某一部位的元素含量与土壤中相应元素含量之比，它在一定程度上反映着土壤--植物系统中元素迁移的难易程度，它反映了植物将元素吸收、转移到体内的能力。富集系数越大表明植物富集元素的能力越强。一般超富集植物的富集系数要求在1以上。其计算公式为：富集系数=植物地上部器官中核素含量/土壤中核素含量。
表4生长素IAA处理下红苋菜133Cs、88Sr转运系数和富集系数
从表4中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，中浓度的生长素IAA既增加了红苋菜133Cs的转运系数和富集系数，也增加红苋菜88Sr的富集系数。
实施例4：
生长素IAA对红苋菜133Cs、88Sr单株积累量的影响：
以已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂生长素IAA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表5生长素IAA处理下红苋菜133Cs、88Sr单株积累量特性
从表5中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的生长素IAA可促进红苋菜对133Cs、88Sr的积累，在133Cs、88Sr均为20mg/kg的复合污染土壤中，当施用100mg/L的IAA处理红苋菜时，红苋菜对133Cs、88Sr的积累量最大，分别为1836μg/株和1015μg/株，是不施加IAA处理的3.16、3.34倍。按照1盆3株红苋菜苗计算，1季将提取5508μg的133Cs和3045μg88Sr，占土壤中133Cs、88Sr总量的4.63％、2.54%。
实施例5：
133Cs、88Sr复合处理下赤霉素GA对红苋菜生物量的影响：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂生长素IAA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、500、1000、2000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表6133Cs、88Sr复合处理下赤霉素GA对红苋菜生物量的影响
从表6中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的赤霉素GA明显增加了红苋菜各部位的生物量，说明喷施GA能够促进红苋菜在133Cs、88Sr复合处理下的生长。当喷施500mg/L的GA时，红苋菜各部位生物量最大，并且地上生物量和单株生物量也均最大，分别比对照组增加了274%、277%。
实施例6：
赤霉素GA对133Cs、88Sr在红苋菜体内吸收与分布的影响：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂赤霉素GA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、500、1000、2000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表7赤霉素GA对133Cs、88Sr在红苋菜体内吸收与分布的影响
从表7中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的赤霉素GA可增加133Cs、88Sr在红苋菜根部和地上部的含量，而喷施低浓度的IAA时，133Cs、88Sr在红苋菜根部和地上部的含量最大。当喷施500mg/L的GA时，红苋菜根部和地上部133Cs、88Sr含量分别比对照组增加了34%、56%和57%、47%。
实施例7：
赤霉素GA对红苋菜133Cs、88Sr转运系数和富集系数：
以已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂赤霉素GA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、500、1000、2000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
转运系数是地上部某元素含量与地下部某元素含量之比，用来评价植物将某元素从地下部向地上部的运输和富集能力。转运系数大的植物从根系向地上部器官转移的吸收量大。一般超富集植物的转运系数要求在1以上。
转运系数=植物地上部器官中核素含量/植物根部核素含量。
富集系数是指植物某一部位的元素含量与土壤中相应元素含量之比，它在一定程度上反映着土壤--植物系统中元素迁移的难易程度，它反映了植物将元素吸收、转移到体内的能力。富集系数越大表明植物富集元素的能力越强。一般超富集植物的富集系数要求在1以上。其计算公式为：富集系数=植物地上部器官中核素含量/土壤中核素含量。
表8赤霉素GA处理下红苋菜133Cs、88Sr转运系数和富集系数
从表8中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，不同浓度的赤霉素GA均增加红苋菜133Cs的转运系数和富集系数，分别增加17%-22%和40%-57%，说明GA促进了红苋菜将133Cs由地下转移到地上的能力和地上富集的能力。对88Sr而言，GA的施加不利于红苋菜将88Sr由地下转移到地上。
实施例8：
赤霉素GA对红苋菜133Cs、88Sr单株积累量的影响：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂赤霉素GA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、500、1000、2000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表9赤霉素GA处理下红苋菜133Cs、88Sr单株积累量特性
从表9中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的赤霉素GA可促进红苋菜对133Cs、88Sr的积累，在133Cs、88Sr均为20mg/kg的复合污染土壤中，当施用500mg/L的GA处理红苋菜时，红苋菜对133Cs、88Sr的积累量最大，分别为3398μg/株和1698μg/株，是不施加GA处理的5.84、5.54倍。按照1盆3株红苋菜苗计算，1季将提取10194μg的133Cs和5055μg88Sr，分别占土壤中133Cs、88Sr总量8.50％、4.21%。
实施例9：
133Cs、88Sr复合处理下水杨酸SA对红苋菜生物量的影响：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂水杨酸SA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表10133Cs、88Sr复合处理下水杨酸SA对红苋菜生物量的影响
从表10中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的水杨酸SA明显增加了红苋菜各部位的生物量，说明喷施SA能够促进红苋菜在133Cs、88Sr复合处理下的生长。当喷施100mg/L的SA时，红苋菜根叶部位生物量最大，并且地上生物量和单株生物量也均最大，分别比对照组增加了197%、215%。
实施例10：
水杨酸SA对133Cs、88Sr在红苋菜体内吸收与分布的影响：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂水杨酸SA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表11水杨酸SA对133Cs、88Sr在红苋菜体内吸收与分布的影响
从表11中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的水杨酸SA可增加133Cs、88Sr在红苋菜根部和地上部的含量，而喷施中浓度的SA时，133Cs、88Sr在红苋菜根部和地上部的含量最大。当喷施100mg/L的SA时，红苋菜根部和地上部133Cs、88Sr含量分别比对照组增加了72%、103%和66%、63%。
实施例11：
水杨酸SA对红苋菜133Cs、88Sr转运系数和富集系数：
以本课题组已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。2011年4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
转运系数是地上部某元素含量与地下部某元素含量之比，用来评价植物将某元素从地下部向地上部的运输和富集能力。转运系数大的植物从根系向地上部器官转移的吸收量大。一般超富集植物的转运系数要求在1以上。
转运系数=植物地上部器官中核素含量/植物根部核素含量。
富集系数是指植物某一部位的元素含量与土壤中相应元素含量之比，它在一定程度上反映着土壤--植物系统中元素迁移的难易程度，它反映了植物将元素吸收、转移到体内的能力。富集系数越大表明植物富集元素的能力越强。一般超富集植物的富集系数要求在1以上。其计算公式为：富集系数=植物地上部器官中核素含量/土壤中核素含量。
表12水杨酸SA处理下红苋菜133Cs、88Sr转运系数和富集系数
从表12中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，不同浓度的水杨酸SA不利于增加红苋菜将133Cs、88Sr由地下转移到地上的能力。但却能极大提高红苋菜地上部对133Cs、88Sr的富集作用。
实施例12：
水杨酸SA对红苋菜133Cs、88Sr单株积累量的影响：
以已筛选出对133Cs、88Sr富集能力强的超富集植物红苋菜作为本试验材料，红苋菜种子购于绵阳云川种子公司。试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东七A座教学楼阳台外（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。试验用土取自西南科技大学苗圃试验基地，土壤类型为黄壤土，土壤的主要理化性质见表1）。
将供试土壤装入塑料盆（直径25cm，高20cm）中，每盆6kg。外源施加浓度均为20mg/kg铯锶（铯锶以133CsCl和88Sr(NO3)2溶液的形式均匀浇灌），土壤平衡两周待用。4月21日将已长出5～6片叶子红苋菜幼苗移栽到上述铯锶复合污染土壤中，继续培育1个月，即5月21日喷施不同浓度的植物生长调节剂水杨酸SA处理红苋菜叶面（调节剂浓度分别为0、10、100、1000mg/L）。试验期间露天栽培，依盆中缺水情况不定期浇水，使土壤中的持水量保持在70%～80%左右。6月10日收获成熟期的红苋菜植株。
表13水杨酸SA处理下红苋菜133Cs、88Sr单株积累量特性
从表13中可知：在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同浓度的水杨酸SA可促进红苋菜对133Cs、88Sr的积累，在133Cs、88Sr均为20mg/kg的复合污染土壤中，当施用100mg/L的SA处理红苋菜时，红苋菜对133Cs、88Sr的积累量最大，分别为2974μg/株和1552μg/株，是不施加GA处理的5.11、5.10倍。按照1盆3株红苋菜苗计算，1季将提取8922μg的133Cs和5055μg88Sr，分别占土壤中133Cs、88Sr总量7.44％、3.88%。
总之，在133Cs、88Sr复合处理下，喷施不同种类的植物生长调节剂明显增加了红苋菜的生物量，促进了红苋菜的生长，并且不同程度的增加了植株各部位133Cs、88Sr的含量和单株积累量。在不同浓度的三种植物生长调节剂中，当赤霉素GA的处理浓度为500mg/L时，促进红苋菜富集133Cs、88Sr的效果最佳，最佳效果为：与对照相比，地上生物量和单株生物量分别增加了274%、277%，根部133Cs、88Sr分别增加了34%、56%，地上部133Cs、88Sr含量分别增加了57%、47%，133Cs、88Sr单株积累量分别增加了484%、454%，达到3398μg/株和1698μg/株。此时133Cs、88Sr的富集系数分别增加了57%、47%。
实施例13：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，是：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。
实施例14：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，是：在实施例13的基础上，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走后，再种植下一批红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的铯和/或锶含量达到环境安全标准。
实施例15：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用生长素（IAA）；植物生长调节剂生长素（IAA）配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月（可以是其中人一天）的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例16：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用赤霉素（GA），植物生长调节剂赤霉素（GA）配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月（可以是其中人一天）的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例17：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用水杨酸（SA），植物生长调节剂水杨酸（SA）配制成浓度为100mg/L的水杨酸（SA）的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月（可以是其中人一天）的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例18：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理（焚烧后残留的含铯和/或锶的固体物可进一步采用回收金属、填埋等现有技术方式进行处理）；其它同实施例13～17中任一，省略。
实施例19：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用生长素（IAA）；植物生长调节剂生长素（IAA）配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，并喷施在播种后生长1个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例20：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用生长素（IAA）；植物生长调节剂生长素（IAA）配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，并喷施在播种后生长2个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例21：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用生长素（IAA）；植物生长调节剂生长素（IAA）配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，并喷施在播种后生长3个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例22：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用赤霉素（GA），植物生长调节剂赤霉素（GA）配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，并喷施在播种后生长1个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例23：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用赤霉素（GA），植物生长调节剂赤霉素（GA）配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，并喷施在播种后生长2个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例24：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用赤霉素（GA），植物生长调节剂赤霉素（GA）配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，并喷施在播种后生长3个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例25：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用水杨酸（SA），植物生长调节剂水杨酸（SA）配制成浓度为100mg/L的水杨酸（SA）的水溶液，并喷施在播种后生长1个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例26：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用水杨酸（SA），植物生长调节剂水杨酸（SA）配制成浓度为100mg/L的水杨酸（SA）的水溶液，并喷施在播种后生长2个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
实施例27：
一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，所述植物生长调节剂选用水杨酸（SA），植物生长调节剂水杨酸（SA）配制成浓度为100mg/L的水杨酸（SA）的水溶液，并喷施在播种后生长3个月的红苋菜的叶面上；其它同实施例13或14，省略。
所述红苋菜的播种的时间可以为每年的2月至10月（即春、夏、秋季均可播种进行种植）；种植的方法为播种，每666.7平方米播种量为0.5～0.75千克；播种用红苋菜种子用质量百分比浓度为0.5%的NaClO（次氯酸钠）水溶液浸泡15～25min后，再用于播种。红苋菜种植方式中不具体或不完整的部分，同现有技术中作蔬菜用的红苋菜的种植。
上述实施例中：所述植物生长调节剂的水溶液在每666.7平方米土壤中施用量（即喷施在红苋菜的叶面上的量）：所述浓度为100mg/L（毫克/升）的生长素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液的施用量较好的为20L（升）；各施用量也可以在15～25L（升）内/每666.7平方米土壤中。
上述实施例中：所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量（重量）百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所述质量（重量）份可以均是克或千克。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (8)
1.一种利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是包括：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。
2.按权利要求1所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是还包括：所述将植物红苋菜整体从污染土壤中移走后，再种植下一批红苋菜，并喷施植物生长调节剂，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的铯和/或锶含量达到环境安全标准。
3.按权利要求1或2所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是：所述植物生长调节剂是生长素、赤霉素或水杨酸。
4.按权利要求3所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是：所述植物生长调节剂生长素配制成浓度为100mg/L的生长素的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月的红苋菜的叶面上。
5.按权利要求3所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是：所述植物生长调节剂赤霉素配制成浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月的红苋菜的叶面上。
6.按权利要求3所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是：所述植物生长调节剂水杨酸配制成浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液，并喷施在播种后生长1～3月的红苋菜的叶面上。
7.按权利要求1、2、4、5或6所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理。
8.按权利要求3所述利用植物生长调节剂促进红苋菜富集铯或/和锶的方法，其特征是还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理。
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140702 |