CN107980387A - 一种显著提高凤仙花对果园镉污染土壤修复能力的方法 - Google Patents

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练华山
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王进
吕秀兰
唐懿
王迅
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
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    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C2101/00—In situ

Abstract

本发明提供了一种显著提高凤仙花对果园镉污染土壤修复能力的方法，该方法包括步骤：对凤仙花进行自根苗嫁接。本发明显著的促进了凤仙花对镉的吸收积累，显著的提高了凤仙花对于果园镉污染土壤的修复能力。

Description

一种显著提高凤仙花对果园镉污染土壤修复能力的方法
技术领域
本发明属于农业技术及土壤修复技术领域，具体涉及一种显著提高凤仙花对果园镉污染土壤修复能力的方法。
背景技术
随着社会的发展，果园重金属(特别是镉)的污染也越来越严重。目前比较常见的方法是利用镉超富集植物进行绿色修复，但从已筛选的镉超富集植物或镉富集植物来看，大多都是杂草类植物，花卉植物较少，且存在生物量低的局限性。因而，在继续筛选花卉镉超富集植物的同时，对已筛选出的花卉镉超富集植物进行改良是很有必要的，这样能够使其充分发挥在植物修复中的作用。
凤仙花(Impatiens balsamina)是一种观花花卉植物，也是一种镉富集植物，但与其它镉超富集植物龙葵等相比，其体内的镉含量相对较低。鉴于此，如何提高凤仙花对于果园镉的富集能力，是本领域所亟需的。然而，在此方面，现有技术尚未有报道。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种显著提高凤仙花对果园镉污染土壤修复能力的方法，所述方法包括步骤：对凤仙花进行自根苗嫁接。
进行所述嫁接后，将嫁接苗置于无污染土壤中培养，待2对真叶展开后移栽至果园镉污染土壤中。
所述果园镉污染土壤中，镉含量至少为5mg/kg。
所述自根苗嫁接为如下方法中的任一种：
方法A：将同一株凤仙花上部作接穗，下部作砧木进行嫁接；
方法B：将两株大小相同的凤仙花分别作为砧木和接穗进行嫁接；
方法C：取两株不同大小的凤仙花，利用较大的一株凤仙花作为砧木，利用较小的一株凤仙花作为接穗，进行嫁接。
优选的，进行所述嫁接时，采用劈接法。进行所述嫁接时，保留砧木叶片。
作为本发明的一个可选方案，方法A中，将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断，选取长度为4cm的上部为接穗，长度为6cm的下部为砧木进行嫁接。
方法B中，将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断作为砧木，将另一株株高为10cm凤仙花的长度为4cm的上部作为接穗，进行嫁接。
方法C中，将一株株高10cm的凤仙花的长度为6cm的下部作为砧木，将一株株高为5cm的凤仙花的长度为4cm的上部苗作为接穗，进行嫁接。
嫁接后，保持果园土壤田间持水量为80％。
本发明有益效果：
本发明显著的促进了凤仙花对镉的吸收积累，显著的提高了凤仙花对于果园镉污染土壤的修复能力。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做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
1材料与方法
1.1嫁接处理
2016年4月，将取自同一株的凤仙花的种子进行播种和育苗，待株高约10cm时进行嫁接处理。嫁接处理方式如下：(1)不嫁接处理：凤仙花幼苗移栽种植，收集种子保存。(2)同株嫁接：即同一株凤仙花上部作接穗，下部作砧木进行嫁接。将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断，其上部为接穗(4cm)，下部为砧木(6cm)进行嫁接，并保留砧木叶片，接穗和砧木在生理上保持一致。(3)异株同苗嫁接：即两株相同大小的凤仙花分别作为砧木和接穗进行嫁接。将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断作为砧木，接穗为另一株株高为10cm凤仙花的上部苗(4cm)进行嫁接，并保留砧木叶片，接穗和砧木在生理上存在一定差异。(4)异株异苗嫁接：即两株不同大小的凤仙花分别作为砧木和接穗进行嫁接(大的作砧木，小的作接穗)。将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断作为砧木，接穗为另一株株高为5cm凤仙花的上部苗(4cm)进行嫁接，并保留砧木叶片，接穗和砧木在生理上存在较大差异。嫁接方法为劈接法，用宽约1cm、长20cm的塑料带进行绑缚，使砧木与接穗的结合部分牢牢地贴在一起。嫁接成活后，全部种植在无重金属污染的土中，根据土壤水分实际情况不定期浇水确保土壤水分保持在田间持水量的80％左右。待这些凤仙花开花时，采用硫酸纸袋进行套袋隔离；待种子成熟后，分别收集种子保存，记作：未嫁接后代、同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代。
1.2试验设计
2017年2月，将取自四川农业大学温江校区附近果园的潮土(未检测出镉)风干，过5mm筛，分别称取3.0kg装于15cm×18cm(高×直径)的塑料盆内。将CdCl2·2.5H2O溶液加入土壤中，使土壤镉含量为5mg·kg-1，保持土壤湿润，放置60d，不定期翻土混合，使土壤充分混合均匀。2017年4月，将凤仙花不同嫁接处理的后代种子进行分别育苗，待2对真叶展开后移栽至装有镉污染土壤的盆中，每盆3株。试验为4个处理，分别为：未嫁接后代、同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代，每个处理重复5次。经常浇水以保持土壤田间持水量为80％。
1.3测定内容与方法
2017年6月，凤仙花进入初花期后，取其中部位置相同的成熟叶片测定光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素)含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性。之后，对凤仙花整株收获，用自来水将根系、茎秆、叶片清洗干净，再用去离子水冲洗3次，于110℃杀青15min，75℃烘干至衡重，称重，粉碎，过100目尼龙筛。称取0.5000g样品，用硝酸-高氯酸(体积比为4:1)消化后定容至50ml，再在iCAP 6300型ICP光谱仪(ThermoScientific,USA)上测定镉含量，并计算转运系数(TF)＝地上部分镉含量/根系镉含量、转运量系数(TAF)＝(地上部镉含量×地上部分生物量)/(根系镉含量×根系生物量)、各个器官的镉积累量。
1.4数据处理
数据均采用SPSS统计软件分析，差异显著性采用Duncan新复极差法进行多重比较。
2结果与分析
2.1嫁接对凤仙花后代生物量的影响
从表1可以看出，与未嫁接后代相比，同株嫁接后代的凤仙花根系及茎秆生物量差异不显著(P＞0.05)，但其叶片及地上部分生物量均显著(P＜0.05)提高。异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花根系、茎秆、叶片及地上部分生物量均显著(P＜0.05)高于未嫁接后代。与未嫁接后代相比，异株同苗嫁接后代的凤仙花根系及地上部分生物量分别增加了19.42％和22.31％，异株异苗嫁接后代的凤仙花根系及地上部分生物量分别增加了35.92％和40.51％。从总体上看，按照未嫁接后代、同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的顺序，即嫁接时砧木与接穗的生理差异逐渐增大的顺序，凤仙花嫁接后代的生物量呈增加的趋势。因此，嫁接可以促进凤仙花后代的生长。从表1还可以看出，嫁接减小了凤仙花后代的根冠比，其大小顺序为：未嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞异株异苗嫁接后代＞同株嫁接后代，说明嫁接促进了凤仙花后代地上部分的生长，减少了根系所占比重。
表1嫁接对凤仙花后代生物量的影响
注：数据后的小写字母表示5％水平的差异，下同。
2.2嫁接对凤仙花后代光合色素的影响
从表2可知，与生物量相似，同株嫁接后代的凤仙花叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量均较未嫁接后代的变化没有达到显著水平(P＞0.05)。同株嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量均显著(P＜0.05)增加，但这两种处理之间的差异不显著(P＞0.05)。与未嫁接后代相比，异株同苗嫁接后代的凤仙花叶绿素总量及类胡萝卜素含量分别增加了34.24％和14.25％，异株异苗嫁接后代的凤仙花叶绿素总量及类胡萝卜素含量分别增加了44.92％和20.77％。从总体上看，按照未嫁接后代、同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的顺序，凤仙花嫁接后代的光合色素含量也呈增加的趋势。凤仙花嫁接后代叶绿素a/b的大小顺序为：异株同苗嫁接后代＞异株异苗嫁接后代＞未嫁接后代＞同株嫁接后代(表2)。
表2嫁接对凤仙花后代光合色素含量的影响
2.3嫁接对凤仙花后代抗氧化酶活性的影响
嫁接显著(P＜0.05)提高了凤仙花后代的抗氧化酶活性(表3)。同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花SOD活性分别较未嫁接后代提高了12.13％、48.72％和89.64％，POD活性分别提高了9.75％、28.13％和40.04％，CAT活性分别提高了5.83％、13.59％和67.96％。就可溶性蛋白而言，同株嫁接后代和异株同苗嫁接后代的凤仙花可溶性蛋白含量较未嫁接后代的变化没有达到显著水平(P＞0.05)，而异株异苗嫁接后代的凤仙花可溶性蛋白含量较未嫁接后代显著(P＜0.05)提高了38.72％(表3)。因此，嫁接能够提高凤仙花后代对镉的抗性。
表3嫁接对凤仙花后代抗氧化酶活性的影响
2.4嫁接对凤仙花后代镉含量的影响
嫁接提高了凤仙花后代的镉含量(表4)。与未嫁接后代相比，同株嫁接后代的凤仙花根系、叶片镉含量的差异不显著(P＞0.05)，但其茎秆及地上部分镉含量的差异达显著水平(P＜0.05)。异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花根系、茎秆、叶片及地上部分镉含量均显著(P＜0.05)高于未嫁接后代。与未嫁接后代相比，异株同苗嫁接后代的凤仙花根系及地上部分镉含量分别增加了36.91％和68.40％，异株异苗嫁接后代的凤仙花根系及地上部分镉含量分别增加了39.20％和93.30％。同时，嫁接也提高了凤仙花后代的转运系数，其大小顺序为：异株异苗嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞同株嫁接后代＞未嫁接后代(表4)。因此，嫁接能够提高凤仙花后代的镉含量，并能促进镉从其根系向地上部分的转运。
表4嫁接对凤仙花后代镉含量的影响
2.5嫁接对凤仙花后代镉积累量的影响
从表5可得，与未嫁接后代相比，同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花根系、茎秆、叶片及地上部分镉积累量均显著(P＜0.05)增加，说明嫁接能够促进凤仙花后代对土壤镉的吸收与积累。凤仙花嫁接后代各个器官的镉积累量的大小顺序均为：异株异苗嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞同株嫁接后代＞未嫁接后代。与未嫁接后代相比，同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花根系镉积累量分别增加了34.13％、63.49％和89.22％，地上部分镉积累量分别增加了55.39％、105.92％和171.58％。就转运量系数而言，嫁接提高了凤仙花后代的转运量系数，其大小顺序与镉积累量一致，即：异株异苗嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞同株嫁接后代＞未嫁接后代(表5)。
表5嫁接对凤仙花后代镉积累量的影响
嫁接导致的生物胁迫能够诱导植物的生理变异，进而提高植物的抗性。有研究表明，嫁接可导致植物DNA甲基化，且这种变异的DNA甲基化模式可遗传给后代。本发明发现，在镉污染条件下，嫁接提高了凤仙花后代的生物量和光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素)含量，其大小顺序为：异株异苗嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞同株嫁接后代＞未嫁接后代，说明嫁接导致的表观遗传(DNA甲基化)变异传递给了凤仙花后代，从而促进了凤仙花嫁接后代的生长。
在胁迫环境条件下，植物体内会产生大量的超氧阴离子，这些超氧阴离子由抗氧化酶清除，其清除效率与抗氧化酶活性有关。嫁接可以提供植物的抗氧化酶活性，这种性状可以通过被改变的DNA模式传递给后代。本发明发现，嫁接提高了凤仙花后代的抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性，其大小顺序为异株异苗嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞同株嫁接后代＞未嫁接后代。这可能是嫁接导致了DNA甲基化的过甲基化模式，从而提高了抗氧化酶活性，并且嫁接时接穗与砧木的生理差异越大，其过甲基化模式比重越大，最终使得异株异苗嫁接的凤仙花后代抗氧化酶活性最高。
镉对普通植物来说是一种非必需元素，并且高浓度的镉对普通植物具有很强的毒害作用。本发明发现，嫁接提高了凤仙花后代的镉含量和转运系数，并促进了凤仙花对镉的积累，提高其转运量系数，说明嫁接能够增强凤仙花后代对镉的抗性，可能与嫁接导致的DNA甲基化变异遗传有关。凤仙花后代的镉含量、转运系数、镉积累量和转运量系数大小顺序均为：异株异苗嫁接后代＞异株同苗嫁接后代＞同株嫁接后代＞未嫁接后代。这进一步说明嫁接时接穗与砧木的生理差异越大，其后代抗性越高。与未嫁接后代相比，同株嫁接后代、异株同苗嫁接后代和异株异苗嫁接后代的凤仙花根系镉积累量分别增加了34.13％、63.49％和89.22％，地上部分镉积累量分别增加了55.39％、105.92％和171.58％，这说明嫁接能够有效提高凤仙花后代对土壤镉的富集能力，可应用于果园镉污染土壤的修复。
综上所述，在果园镉污染条件下，自根苗嫁接能够促进凤仙花后代的生长，提高其抗性，促进其对土壤镉的吸收与积累，从而提高了其对果园镉污染土壤的修复能力，其中异株异苗嫁接后代的效果最佳。

Claims (10)

1.一种显著提高凤仙花对果园镉污染土壤修复能力的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：对凤仙花进行自根苗嫁接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述嫁接后，将嫁接苗置于无污染土壤中培养，待2对真叶展开后移栽至果园镉污染土壤中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述果园镉污染土壤中，镉含量至少为5mg/kg。
4.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于，所述自根苗嫁接为如下方法中的任一种：
方法A：将同一株凤仙花上部作接穗，下部作砧木进行嫁接；
方法B：将两株大小相同的凤仙花分别作为砧木和接穗进行嫁接；
方法C：取两株不同大小的凤仙花，利用较大的一株凤仙花作为砧木，利用较小的一株凤仙花作为接穗，进行嫁接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，进行所述嫁接时，采用劈接法。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行所述嫁接时，保留砧木叶片。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，方法A中，将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断，选取长度为4cm的上部为接穗，长度为6cm的下部为砧木进行嫁接。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，方法B中，将一株株高10cm的凤仙花从离地约6cm处剪断作为砧木，将另一株株高为10cm凤仙花的长度为4cm的上部作为接穗，进行嫁接。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，方法C中，将一株株高10cm的凤仙花的长度为6cm的下部作为砧木，将一株株高为5cm的凤仙花的长度为4cm的上部苗作为接穗，进行嫁接。
10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，嫁接后，保持果园土壤田间持水量为80％。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104025912A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 四川农业大学 一种嫁接提高龙葵后代修复果园镉污染土壤能力的方法
CN104025913A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 四川农业大学 一种嫁接提高荠菜后代修复果园镉污染土壤能力的方法
CN105013808A (zh) * 2014-05-01 2015-11-04 湖南省蚕桑科学研究所 一种利用桑树修复镉污染土壤的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105013808A (zh) * 2014-05-01 2015-11-04 湖南省蚕桑科学研究所 一种利用桑树修复镉污染土壤的方法
CN104025912A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 四川农业大学 一种嫁接提高龙葵后代修复果园镉污染土壤能力的方法
CN104025913A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 四川农业大学 一种嫁接提高荠菜后代修复果园镉污染土壤能力的方法

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