CN108526216B - 一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法 - Google Patents

一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及提高作物镉污染修复能力领域，具体涉及一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法，所述方法包括用25mg/L的烯效唑(S‑3307)喷施三叶鬼针草叶面。本发明所提供的一种可以提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法，可以有效保证三叶鬼针草的镉积累量、显著提高三叶鬼针草的镉富集能力；本发明所提供的方法将整株三叶鬼针草吸附的镉含量提升至411.64±8.07～552.25±9.04ug/株；较对照组，吸收效率提高11.1％～41.93％，进而满足了生产需求，增加了我国重金属污染土壤的绿色修复途径。

Description

一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法
技术领域
本发明涉及提高植物镉污染修复能力的领域，具体涉及一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法。
背景技术
我国耕地土壤重金属的总超标率为19.4％，其中镉的点位超标率为7.0％，居我国土壤污染物首位。据报道，我国受镉污染的农田面积已达2x104hm2，并有逐渐恶化的趋势。另外，土壤重金属镉污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，这将对农作物生长构成威胁，严重影响我国粮食产量。
目前，比较常见的土壤重金属修复方法是利用镉超富集植物进行绿色修复。其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化，达到减轻重金属污染土壤的目的。三叶鬼针草(BidensPilosaL.)为菊科鬼针草属一年生草本植物。有文献表明，三叶鬼针草通过增加体内草酸、苹果酸和柠檬酸的含量提高对重金属的螯合能力、以活性较低的果胶和蛋白质结合态与草酸盐形态存贮和亚细胞分布等降低进入植物体内镉毒性而提高植物对重金属忍耐能力。在对比其他记录的镉超富集植物，三叶鬼针草具有较强的耐恶劣环境能力，并且增长快速。
但近些年的研究表明，已筛选的镉超富集植物或镉富集植物大多存在生长缓慢、镉积累量低、镉修复能力差等局限性问题，难以满足生产要求；因此如何能够提供一种可以提高镉富集植物镉的积累量，提高其镉积累能力的方法是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种可以提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法。本发明所提供的方法可以将整株三叶鬼针草吸附的镉含量提升至411.64±8.07～552.25±9.04ug/株；吸收效率提高11.1％～41.93％。
本发明公开一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法，所述方法包括：用25mg/L的烯效唑(S-3307)喷施三叶鬼针草叶面。
为了解决镉超富集植物或镉富集植物大多存在生长缓慢、镉积累量低、镉修复能力差的问题，行业大多采用继续筛选镉超富集植物或镉富集植物的方式，然而继续筛选镉超富集的植物所需时间长，成本高，因此本申请发明人采取对已筛选出的镉超富集植物或镉富集植物进行化学试剂处理的模式，使其充分发挥在植物修复中的作用。
作物化学调控技术是通过施用外源生长物质，有目的地调控植物体内源激素系统，通过激素合成与代谢等内在机理去调控植物的生长发育。应用适合的化控调节剂可以降低作物株高，提高抗倒伏能力，均衡冠层发育，提高作物产量。相比矮壮素、乙烯利等作物生长调节剂，多效唑和S-3307是目前试验中最佳的调节剂，但多效唑属中等残留性农药，在土壤中降解慢，易造成药害。S-3307具有延缓植物生长、促进分蘖、增加植物干物质积累等作用，同时具有高效、低毒、低残留的特点，在生物活性和对环境的安全性方面优于多效唑，是目前生物活性最强的三唑类植物生长调节物质。在园艺植物上主要用于控制株型，培育壮苗，促进插条条生根，调控花期，提高抗逆性，提高品质和产量等方面，因此发明人采用S-3307可作为此次研究的调节剂；研究S-3307对三叶鬼针草的镉富集能力的作用；最终通过研究两种生态型的三叶鬼针草，发明人发现烯效唑(S-3307)在25mg/L的浓度下喷施三叶鬼针草叶面，将对三叶鬼针草的三叶鬼针草的镉积累量有着显著的效果，而其他浓度下的烯效唑(S-3307)无法达到本发明所达到的技术效果。
优选的是所述烯效唑(S-3307)的喷施量为每株16～17ml。
优选的是，所述烯效唑(S-3307)喷施时期为三叶鬼针草4对真叶展开后。
优选的是，三叶鬼针草1对真叶展开后即保持土壤田间持水量为80％。
优选的是，三叶鬼针草1对真叶展开后种植的土壤中镉浓度为10mg/kg。
优选的是，所述三叶鬼针草为矿山型或农田型其中的一种，所述矿山型为生长于矿区的三叶鬼针草种子；所述农田型为生长于非矿区的农田中的三叶鬼针草种子。
有益效果
本发明所提供的一种可以提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法，可以有效保证三叶鬼针草的镉积累量，显著提高三叶鬼针草的镉富集能力；本发明所提供的方法可以将整株三叶鬼针草吸附的镉含量提升至411.64±8.07～552.25±9.04ug/株；吸收效率提高11.1％～41.93％。进而满足了生产需求，增加了我国重金属污染土壤的绿色修复途径。
具体实施方式
1材料与方法
1.1试验材料
供试植物：矿山型三叶鬼针草取自唐家铅锌矿区(北纬：29°24′，东经：102°38′)，农田型三叶鬼针草取自四川农业大学雅安校区农场(北纬30°23′，东经103°48′)，为前期试验收集不同生态型的三叶鬼针草种子。
1.2试验方法
将不同生态型的三叶鬼针草种子播种于四川农业大学雅安校区农场农田的紫色土(未检测出镉)中进行育苗。风干、压碎、过5mm筛后，分别称取3.0kg装于15cm×18cm(高×直径)的塑料盆内，加入分析纯CdCl2·2.5H2O溶液，使其镉浓度为10mg/kg，并与土壤充分混匀，保持淹水状态，自然放置平衡4周后再次混合备用。1个月后，选择长势一致，1对真叶展开的三叶鬼针草幼苗移栽至盆中，每盆种植3株，每天浇水以保持盆中土壤的田间持水量约为80％，种植20天(4对真叶展开)后喷施S-3307溶液。S-3307共设6个浓度：0、25、50、75、100、125mg/L，每盆喷施量约50ml，每个处理重复3次(3盆)。为防止污染物淋溶渗漏损失，在盆下放置塑料托盘并将渗漏液倒回盆中。S-3307喷施20天后，三叶鬼针草处于盛花期，测定各项指标。
1.3测定项目及方法
采集三叶鬼针草的叶片用于测定其光合色素含量，之后测量株高并整株收获，将植物根系和地上部分分别封装，用自来水洗净，再用去离子水冲洗3次后，将植株根系、叶片分开，将其表面的多余的水分晾干，用游标卡尺和天平分别测定三叶鬼针草的形态指标(根长、株高)、生物量指标(根系鲜重和地上部分重量)。于110℃杀青15min，75℃烘干至衡重，称重，粉碎，过100目筛。称取0.500g植物样品，加入硝酸-高氯酸(体积比为4:1)放置12h后消化至溶液透明，过滤，定容至50ml，用iCAP6300型ICP光谱仪测定镉含量。
1.4数据处理
数据处理采用Excel2003软件，SPSS20.0进行统计分析，差异显著性比较使用Duncan新复极差法。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)。
2.结果与分析
不同浓度S-3307对两种生态型三叶鬼针草镉积累量的影响
由表1可知，在使用S-3307后，两种生态型三叶鬼针草的整株镉积累量相比对照都具有随浓度升高而增加量降低的趋势,均在S-3307浓度为25mg/L时出现最大值。在25ml/L的S-3307的处理下，农田生态型三叶鬼针草的整株镉积累量增加了56.09μg/株，提高了15.14％；相较对照矿山生态型三叶鬼针草的整株镉积累量增加了182.17μg/株，提高了46.82％；但随着S-3307浓度增高，农田生态型三叶鬼针草与矿山生态型三叶鬼针草镉积累量直线下降，镉修复能力也随之下降。
表1三叶鬼针草的镉积累量
Figure BDA0001639183330000061
注：不同小写字母表示差异达显著水平(P＜0.05)。

Claims (1)

1.一种提高三叶鬼针草镉污染修复能力的方法，其特征在于，用25mg/L的烯效唑S-3307喷施三叶鬼针草叶面，所述烯效唑S-3307的喷施量为每株16～17ml，所述烯效唑S-3307喷施时期为三叶鬼针草4对真叶展开后；三叶鬼针草1对真叶展开后即保持土壤田间持水量为80％；三叶鬼针草1对真叶展开后种植的土壤中镉浓度为10mg/kg；所述三叶鬼针草为矿山型或农田型其中的一种，所述矿山型为生长于矿区的三叶鬼针草种子；所述农田型为生长于非矿区的农田的三叶鬼针草种子。
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