CN104117528B - 一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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向日葵富集铯或/和锶的方法，其特征是包括：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵整体或地上部从污染土壤中移走；进一步还可以再种植下一批向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵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、明显提高向日葵吸收铯锶能力，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向日葵富集铯或/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，但是多数超富集植物个体矮小、生长缓慢和生物量小，于是越来越多的研究者把研究焦点放在那些有实际利用价值的植物上，研究如何提高它们对重金属的抗性。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。
Sr广泛分布于自然界中，在地壳中的平均质量分数为0.0375%～0.042%，最常出现在各种火山成因的岩石中。放射性90Sr水溶性强，与Ca元素的化学性质相近，其半衰期为28.5年[张庆费.土壤污染及修复[J].植物资源，2010，(2)：67]；137Cs是一种人工放射性核素，半衰期(T/2)长达30.17年，与K属同族元素,在化学性质上十分相似,是一种核裂变产物,一旦进入人体,便迅速分布于人体各部位。目前环境中137Cs主要来源于全球大气层核爆炸中散落落下的灰。世界卫生组织在2005年所作的报告指出，伤亡损失惨重的切尔诺贝利核泄漏事件直接致死56人，估计近60万人受到大剂量的核辐射，其中137Cs的释放量约为0.09EBq[M.C.RotaV.R.Vallejo.EffectofSoilPotassiumandCalciumonCaesiumandStrontiumUptakebyPlantRoots[J].JournalofEnvironmentalRadioactivity，1995，28(2)：141-159]。
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，放射性危害在不断扩大[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性照射、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。
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。
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。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，在重金属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。但植物提取过程中，大多数超富集植物生物量小、生长速度慢，导致植物提取的效率很低。尚未见利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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向日葵富集铯或/和锶的方法。本发明通过在植物生长调节剂的作用下、明显提高向日葵吸收铯锶能力，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向日葵富集铯或/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向日葵富集铯或/和锶的方法，其特征是包括：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植向日葵，并喷施（即喷洒）植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵整体或地上部分从污染土壤中移走。
本发明的内容还可以包括：所述将植物向日葵整体从污染土壤中移走后，再种植下一批向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵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，并喷施在向日葵植物的表面上。
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，并喷施在向日葵植物的表面上。
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，并喷施在向日葵植物的表面上。
所述植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间可以是向日葵生长过程中的幼苗期、现蕾期、开花期和/或成熟期（较好的是幼苗期、现蕾期和/或开花期）。
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（即喷施在向日葵植物表面上的量）：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向日葵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）。
向日葵，拉丁学名Helianthusannuus，英文：Helianthusannuus，别名太阳花、朝阳花，是菊科向日葵属的植物。一年生植物，高1～3米，茎直立，粗壮，圆形多菱角，披白色粗硬毛，性喜温暖，耐旱，能产果实葵花籽。原产北美洲，目前我国均有栽培。向日葵的植株是由根、茎、叶、花、果实五部分组成。向日葵的生育期即从出苗到种子成熟所经历的天数，一般为85～120天以上，生育期长短因品种、播期和栽培条件不同而有差异。向日葵整个生育期分为幼苗期、现蕾期、开花期和成熟期四个生育时期。
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：salicylicacid，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）本发明通过在受铯或/和锶污染的土壤中种植向日葵，在施用植物生长调节剂后，由向日葵根系大量吸收污染土壤中的铯或/和锶，并将铯或/和锶转运到向日葵的茎、叶、果实，当向日葵生长到成熟期时，将向日葵整株或地上部从污染土壤中收获，从而实现去除污染土壤中铯或/和锶污染物的目的；为了彻底除去土壤中超标的铯锶，可以采用复种的方式，即在第一批向日葵长到成熟期时，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，从而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，可以明显提高向日葵吸收铯锶能力，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，能使向日葵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。
附图说明
图1是生长素处理下对向日葵生物量的影响；
图2是赤霉素处理下对向日葵生物量的影响；
图3是水杨酸处理下对向日葵各部分生物量的影响；
图4-1是生长素处理下单株向日葵对133Cs的含量；
图4-2是生长素处理下向日葵各部分对133Cs的转运系数；
图4-3是生长素处理下向日葵各部分对133Cs的富集系数；
图5-1是赤霉素处理下单株向日葵对133Cs的含量；
图5-2是赤霉素处理下向日葵各部分对133Cs的转运系数；
图5-3是赤霉素处理下向日葵各部分对133Cs的富集系数；
图6-1是水杨酸处理下单株向日葵对133Cs的含量；
图6-2是水杨酸处理下向日葵各部分对133Cs的转运系数；
图6-3是水杨酸处理下向日葵各部分对133Cs的富集系数；
图7-1是生长素处理下单株向日葵对88Sr的含量；
图7-2是生长素处理下向日葵各部分对88Sr的转运系数；
图7-3是生长素处理下向日葵各部分对88Sr的富集系数；
图8-1是赤霉素处理下单株向日葵对88Sr的含量；
图8-2是赤霉素处理下向日葵各部分对88Sr的转运系数；
图8-3是赤霉素处理下向日葵各部分对88Sr的富集系数；
图9-1是水杨酸处理下单株向日葵对88Sr的含量；
图9-2是水杨酸处理下向日葵各部分对88Sr的转运系数；
图9-3是水杨酸处理下向日葵各部分对88Sr的富集系数。
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：
生长素处理下133Cs、88Sr对向日葵生长的影响
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟锶、铯污染土壤，污染浓度为20mg/kg（锶以Sr(NO3)2为锶源，铯以CsCl为铯源），以没有锶、铯污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg锶、铯污染土壤（土壤的理化性质见表1-1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把生长素配方（具体生长素配方见表1-2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
表1-1土壤物理化学性质
表1-2激素处理水平
表1-3生长素处理下对向日葵生长指标的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
试验结果表明：从图1中可以得,植物生长调节剂（或称植物生长激素、植物激素、激素）的处理显著增加了向日葵的生物量，与对照相比具有显著性差异（p<0.05）；总的生物量从3.904g增加到6.976g。
由表1-3中可得出，生长素处理和对照（CK）差异极显著，处理中，最大主根长出现在IAA2，即100mg/L的生长素，其最大值为7.94cm，为对照的2.45倍；1000mg/L的生长素处理下，株高、茎粗、花球直径值最小，其值分别为50.12cm、2.35cm、2.34cm，与对照差异不显著（p<0.05）。100mg/L的生长素有利于根的生长，可见添加生长素的浓度过大对植株的生长会产生抑制作用。
实施例2：
赤霉素处理下133Cs、88Sr对向日葵生长的影响
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟锶、铯污染土壤，污染浓度为20mg/kg（锶以Sr(NO3)2为锶源，铯以CsCl为铯源），以没有锶、铯污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg锶、铯污染土壤（的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把赤霉素配土壤方（具体赤霉素配方见表3）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
表2-1激素处理水平
试验结果表明：从图2中可以得出，赤霉素的处理显著增加了向日葵根、茎、叶、花部分的生物量，与对照相比具有显著性差异（p<0.05）；总的生物量从6.399增加到8.177g。赤霉素的浓度越高，会抑制植株的生长。
表2-2赤霉素处理下对向日葵生长指标的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
由表2-2中可得出，赤霉素处理和对照（CK）差异极显著，处理中，最大主根长出现在GA1，即500mg/L的赤霉素，其最大值为5.54cm，为对照的1.62倍；2000mg/L的赤霉素处理下，株高、茎粗、花球直径值最小，其值分别为51.22cm、4.14cm、2.78cm，与对照差异不显著（p<0.05）。500mg/L的赤霉素有利于根的生长，可见添加生长素的浓度过大对植株的生长会产生抑制作用。
实施例3：
水杨酸处理下133Cs、88Sr对向日葵生长的影响
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟锶、铯污染土壤，污染浓度为20mg/kg（锶以Sr(NO3)2为锶源，铯以CsCl为铯源），以没有锶、铯污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg锶、铯污染土壤（土壤的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把水杨酸配方（具体水杨酸配方见表4）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
表3-1水杨酸处理水平
试验结果表明：从图3中可以得出，水杨酸的处理显著增加了向日葵总的生物量，与对照相比具有显著性差异（p<0.05）；总的生物量从3.904g增加到9.358g，增加了2.40倍，变动范围为7.439--9.358，而100mg/L的水杨酸相对于100mg/L的水杨酸表现出了抑制性，由此可见，水杨酸的浓度越高，会抑制向日葵的生长。
表3-2水杨酸处理下对向日葵生长指标的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
由表3-2中可得出，水杨酸处理和对照（CK）差异极显著，处理中，最大主根长出现在SA2，即100mg/L的水杨酸，其最大值为6.96cm，为对照的2.04倍；1000mg/L的水杨酸处理下，株高、茎粗、花球直径值最小，其值分别为54.14cm、2.32cm、2.82cm，与对照差异不显著（p<0.05）。100mg/L的水杨酸有利于根的生长，可见添加水杨酸的浓度过大对植株的生长会产生抑制作用。
实施例4：
生长素处理下向日葵对133Cs的富集特征
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟铯污染土壤，污染浓度为20mg/kg（铯以CsCl为铯源），以没有铯污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg铯污染土壤（土壤的理化性质见表1-1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把生长素配方（具体生长素配方见表1-2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
试验结果表明：依图4-1得出，IAA处理后，单株133Cs含量高于对照，三个浓度水平之间差异显著（p<0.05），在10mg/LIAA处理下对133Cs富集量的影响与对照差异显著，其含量达到最小值4.474mg/g，为对照的1.12倍。
从图4-2中可得出，生长素处理下转运系数均小于1，与对照相比，生长素处理下提高了133Cs的转移系数，且叶部、花部对133Cs的转运系数显著高于茎部，茎部转运系数均小于1，数值变化范围为0.206～0.283，TF的最小值出现在处理IAA3，与对照差异不显著。叶部转运系数均小于1，变化范围为0.546～0.631，1000mg/LIAA3处理下，TF的值为最小，TF随浓度的增加呈现先增加后降低的趋势，IAA2>IAA1>IAA3，最小值为0.582，为对照的1.14倍；花部的转运系数普遍高于茎部、叶部，IAA1处理下的TF值最小，与对照差异不显著。
由图4-3可得出，不同浓度IAA处理下富集系数与对照相比，均增大了133Cs的富集系数，各部分对133Cs的富集规律总体表现为根部>花部>叶部>茎部。根部富集系数普遍高于其他部分，10mg/LIAA1处理下，富集系数最小，与对照差异不显著，富集系数随浓度的增加呈现先增大后降低的趋势，最高值为14.39，高于最小值的49.68%，10mg/LIAA1处理下BCF的值最小，与对照差异不显著。
实施例5：
赤霉素处理下向日葵对133Cs的富集特征
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟铯污染土壤，污染浓度为20mg/kg（铯以CsCl为铯源），以没有铯污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg铯污染土壤（土壤的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把赤霉素配方（具体赤霉素配方见表2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
试验结果表明：依图5-1得出，不同激素处理后，单株133Cs含量均高于对照。向日葵叶部对133Cs的吸收能力随激素的种类和水平的不同而存在差，500mg/LGA浓度处理下，单株133Cs含量达到赤霉素类最大值7.83mg/g，高出对照的96.15%，随赤霉素浓度的增加，单株吸收量呈下降的趋势，即GA1>GA2>GA3。
从图5-2中可得出，不同浓度赤霉素处理下转运系数均小于1，与对照相比，均提高了133Cs的转移系数，且叶部、花部对133Cs的转运系数显著高于茎部，茎部转运系数均小于1，数值变化范围为0.206～0.283，GA处理下，TF的变化范围分别是0.567～0.672。由图3-8可得出，各处理下富集系数与对照相比，三种植物激素处理下均增大了133Cs的富集系数，三种激素的处理效果总体趋势表现为SA>GA>IAA，各部分对133Cs的富集规律总体表现为根部>花部>叶部>茎部。
由图5-3可知，根部富集系数普遍高于其他部分，赤霉素处理下，GA3达到三种水平的最小值为3.17，GA1处理下BCF达到最高值4.48，分别高于对照的50.07%和111.82%。叶部富集系数显著高于茎部，各处理下其值均大于4，表明叶部对土壤中的133Cs具有很高的吸收转运能力。GA处理效果趋势分别表现为GA1>GA2>GA3。富集系数达到赤霉素类的最高值9.72，分别高于对照的50.95%和93.52%。
实施例6：
水杨酸处理下向日葵对133Cs的富集特征
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟铯污染土壤，污染浓度为20mg/kg（铯以CsCl为铯源），以没有铯污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg铯污染土壤（土壤的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把水杨酸配方（具体水杨酸配方见表2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
试验结果表明：依图6-1得出，SA处理下，三个水平之间差异同样显著（p<0.05），SA2作用下单株133Cs含量达到全部处理的最大值8.628mg/g，为对照的2.16倍，随着SA浓度的增加，对133Cs的吸收量呈下降趋势。
从图6-2中可得出，各处理下转运系数均小于1，与对照相比，不同浓度SA处理下均提高了133Cs的转移系数，且叶部、花部对133Cs的转运系数显著高于茎部，TF的变化范围是0.566～0.631，且在100mg/LSA的处理下转运系数达全部处理的最大值，高于对照的23.48%，在100mg/LSA的处理下转运系数达到最大值。
由图6-3可得出，SA处理下增大了133Cs的富集系数，各部分对133Cs的富集规律总体表现为根部>花部>叶部>茎部。根部富集系数普遍高于其他部分，SA2处理下，根部富集系数达最大值，其值为9.61、18.28，分别为对照的1.22倍、2.32倍，BCF的变化范围分别是14.93～18.28，且在100mg/LSA的处理下富集系数达到最大值，叶部对133Cs的富集系数达到最大值11.78，高于对照的138.95%，富集系数达到了全部处理的最大值13.23，为对照的2.63倍。
实施例7：
生长素处理下向日葵对88Sr的富集特征
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟锶污染土壤，污染浓度为20mg/kg（锶以Sr(NO3)2为锶源），以没有锶污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg锶污染土壤（土壤的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把生长素配方（具体生长素配方见表2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
试验结果表明：由图7-1可得，IAA处理下，三个浓度水平之间差异显著（p<0.05），100mg/L的IAA处理下，根、茎、叶、花部对88Sr的吸收量均达到生长素类最高值，分别为1.312mg/g、0.632mg/g、1.196mg/g、1.379mg/g。
由图7-2可知，茎部转运系数均小于1，变化范围为0.345～0.512，IAA1处理下，TF的值最小，与对照差异不显著，IAA处理下，最高值为0.482，低于最大值6.22%；叶部转运系数均大于0.5，变化范围为0.861～1.118，IAA1处理下，TF的值最小，与对照差异不显著，生长素IAA处理下，TF随浓度的增加呈现先增加后降低的趋势，IAA2>IAA1>IAA3，最小值为0.883，为对照的1.03倍；花部转运系数普遍高于茎部，数值变化范围为0.876～1.149，IAA3处理下，TF的值最小，与对照差异不显著。
由图7-3可得出，根部富集系数均大于4，IAA1处理下富集系数最小，与对照差异不显著，生长素处理下，富集系数随浓度的增加呈现先增大后降低的趋势，最高值为7.42，高于最小值的80.17%；茎部富集系数均大于1，普遍小于根部的富集系数，其变化范围为1.92～4.05，IAA1处理下BCF的值最小，为IAA2>IAA3>IAA1，与对照差异不显著。
实施例8：
赤霉素处理下向日葵对88Sr的富集特征
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟锶污染土壤，污染浓度为20mg/kg（锶以Sr(NO3)2为锶源），以没有锶污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg铯污染土壤（土壤的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把赤霉素配方（具体赤霉素配方见表2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
试验结果表明：由图8-1可得出，不同浓度赤霉素水平处理下向日葵对88Sr的富集转移不同，与对照差异显著，且普遍高于对照。在低浓度500mg/L处理下，各部的88Sr含量达到赤霉素类的最大值1.485mg/g、0.687mg/g、1.298mg/g、1.465mg/g，分别为对照的1.85倍、1.87倍、1.48倍、1.57倍，随着浓度的增加，富集88Sr的量呈下降趋势，即GA1>GA2>GA3。
由图8-2可知，茎部转运系数均小于1，变化范围为0.345～0.512，GA处理下，TF的变化范围分别是0.456～0.499；叶部转运系数均大于0.5，变化范围为0.861～1.118，花部转运系数普遍高于茎部，数值变化范围为0.876～1.149，GA处理下，TF的变化范围分别是0.922～1.163。
由图8-3可得出，根部富集系数均大于4，赤霉素处理下，GA3达到三种水平的最小值为2.18，GA1处理下BCF达到最高值3.48，分别高于对照的19.07%和89.75%、63.49%。叶部、花部富集系数显著高于茎部，叶部、花部对土壤中的88Sr具有很高的吸收转运能力。500mg/L的GA处理下的富集系数大于2000mg/L的GA处理。
实施例9：
水杨酸处理下向日葵对88Sr的富集特征
本试验在西南科技大学生命科学与工程学院东六A座实验楼进行，参试向日葵种子购于太谷县绿宝种业有限公司，品名为山西花葵，早熟抗旱品种，模拟锶污染土壤，污染浓度为20mg/kg（锶以Sr(NO3)2为锶源），以没有锶污染土壤为对照。向日葵育苗开始时间为2011年3月19日，待幼苗长至1个月时，定植于装有6kg铯污染土壤（土壤的理化性质见表1）的塑料盆（直径30cm，高23cm）中，1个月后把水杨酸配方（具体水杨酸配方见表2）以水溶液的形式均匀喷洒于向日葵表面，按照生长需要定时浇水，生长110天后进行取样分析，以不加植物生长调节剂与喷洒植物生长调节剂处理的对照。
试验结果表明：依图9-1可得，单株向日葵对88Sr的吸收量与对照差异显著，普遍高于对照。SA处理下，三个水平之间差异同样显著，SA2作用下单株88Sr含量达到全部处理的最大值5.486mg/g，为对照的1.83倍，随着SA浓度的增加，对88Sr的吸收量呈下降趋势，即SA3<SA1<SA2。
由图9-2可知，茎部转运系数均小于1，变化范围为0.345～0.512，SA2处理下，转运系数达最大，其值分别为0.376、0.512，分别为对照的1.09倍、1.48倍，100mg/LSA的处理下转运系数达到最大值。叶部转运系数均大于0.5，变化范围为0.861～1.118，水杨酸SA处理下，TF的变化范围分别是0.768～1.118，且在100mg/LSA的处理下转运系数达全部处理的最大值，高于对照的29.85%。花部转运系数普遍高于茎部，数值变化范围为0.876～1.149，SA2处理下，转运系数达最大，分别为对照的1.05倍、1.31倍。100mg/L的SA的处理下转运系数达到所有处理的最大值。
由图9-3可得出，根部富集系数均大于4，SA2处理下富集系数最大，其值为5.01、8.12，分别为对照的1.22倍、1.97倍。水杨酸SA处理下，BCF的变化范围分别是6.17～8.12，且在100mg/LSA的处理下富集系数达到最大值。
从上面的结果可以看出，施加植物激素生长素、赤霉素和水杨酸均增加了向日葵在133Cs、88Sr污染土壤中的生物量，三种激素处理下对向日葵生物量的增加作用不一致，其对根部生物量影响作用由大到小依次IAA>SA>GA，对茎、叶、花部生物量的影响作用为GA>SA>IAA，说明适当浓度的生长素更有利于根的生长，而赤霉素对茎、叶、花部的影响更显著，且显著增加地上部和单株向日葵的生物量；从植物激素浓度的处理规律上看，随着SA、IAA处理浓度的增加表现出生物量先增加后降低的趋势，即IAA2>IAA3>IAA1，SA2>SA3>SA1；而生物量随着GA处理浓度的增加逐渐下降，即GA3<GA2<GA1。
植物激素处理下向日葵的株高、主根长、茎粗、花球直径显著高于对照，其中植物激素对主根长的影响总体趋势表现为IAA>SA>GA，对株高、茎粗的作用效果趋势为GA>SA>IAA。GA的添加浓度与生长状况呈负相关，即GA1>GA2>GA3，SA、IAA处理浓度的增加表现出生长指标先增加后降低的趋势，即IAA2>IAA3>IAA1，SA2>SA3>SA1；结果表明100mg/L的生长素有利于根的生长，500mg/L的赤霉素对植株茎粗、株高、花球直径的增加作用显著，激素的添加跟其他的逆境调节因子相似，都有一定的有效作用浓度范围，在一定的浓度范围内可以促进植物生长发育，增加植株的生物量，但处理浓度过大反而不利于植株的生长。
向日葵的根、茎、叶、花部对133Cs、88Sr的吸收能力与激素的种类和水平有关，三种植物激素的处理效果总体趋势表现为SA>GA>IAA，100mg/L的水杨酸处理下各部分对133Cs、88Sr的吸收量达到最高，各处理下转运系数、富集系数均大于1。
实施例10：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/和锶的方法，是：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵收割或整体从污染土壤中移走。
实施例11：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/和锶的方法，是：在实施例11的基础上，将植物向日葵整体从污染土壤中移走后，再种植下一批向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵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12：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，并喷施在向日葵的表面上；其它同实施例10或11，省略。
实施例13：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，并喷施在向日葵的表面上；其它同实施例10或11，省略。
实施例14：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，并喷施在向日葵的表面上；其它同实施例10或11，省略。
实施例15：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的幼苗期；其它同实施例10或11，省略。
实施例16：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的现蕾期；其它同实施例10或11，省略。
实施例17：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的开花期；其它同实施例10或11，省略。
实施例18：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的成熟期；其它同实施例10或11，省略。
实施例19：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的幼苗期；其它同实施例10或11，省略。
实施例20：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的现蕾期；其它同实施例10或11，省略。
实施例21：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的开花期；其它同实施例10或11，省略。
实施例22：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的成熟期；其它同实施例10或11，省略。
实施例23：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的幼苗期；其它同实施例10或11，省略。
实施例24：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的现蕾期；其它同实施例10或11，省略。
实施例25：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的开花期；其它同实施例10或11，省略。
实施例26：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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，该植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的成熟期；其它同实施例10或11，省略。
实施例27：
一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/和锶的方法，还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的向日葵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10～26中任一，省略。
所述植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间也可以是向日葵生长过程中的幼苗期、现蕾期、开花期、以及成熟期中的两个时期、三个时期或四个时期。
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（即喷施在向日葵植物表面上的量）：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 (2)
1.一种利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/和锶的方法，其特征是包括：在含污染物铯和/或锶的土壤中种植向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵整体或地上部分从污染土壤中移走；
再种植下一批向日葵，并喷施植物生长调节剂，当植物向日葵长到成熟期时，将植物向日葵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；
所述植物生长调节剂是生长素、赤霉素或水杨酸；
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，并喷施在向日葵植物的表面上；
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，并喷施在向日葵植物的表面上；
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，并喷施在向日葵植物的表面上；
所述植物生长调节剂喷施在向日葵植物表面上的时间是向日葵生长过程中的幼苗期、现蕾期、开花期和/或成熟期。
2.按权利要求1所述利用植物生长调节剂促进向日葵富集铯或/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向日葵采用焚烧的方法进行无害化处理。
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