CN114946624A - 一种提高马蔺苗期耐镉性的方法 - Google Patents

一种提高马蔺苗期耐镉性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物栽培技术领域，具体涉及一种提高马蔺苗期耐镉性的方法。本发明提供的提高马蔺苗期耐镉性的方法，包括：对马蔺苗进行镉胁迫处理；所述镉胁迫处理的营养液中还添加柠檬酸，所述柠檬酸的浓度为0.5‑5mmol·L‑1。本发明筛选柠檬酸作为镉胁迫处理营养液中添加剂，并通过合理控制营养液中柠檬酸和镉的浓度关系，使其与含镉的营养液协同对马蔺苗进行镉胁迫处理，以显著增加马蔺苗的叶绿素含量，增强其光合作用，减少镉胁迫造成的膜脂过氧化，增强抗氧化酶系统，调节渗透平衡等来缓解镉毒害。本发明通过提高马蔺苗期的耐镉性并增加其转运镉的能力，进而增强马蔺的耐镉特性，更有利于马蔺在修复重金属污染土壤中的推广应用。

Description

一种提高马蔺苗期耐镉性的方法
技术领域
本发明涉及植物栽培技术领域，具体涉及一种提高马蔺苗期耐镉性的方法。
背景技术
马蔺(Iris lactea Pall.var.chinensis(Fisch.)Koidz.)为鸢尾科鸢尾属多年生草本宿根植物，广泛分布于我国华北、东北、西北等地区，具有返青早、绿期长、生物量大、花淡雅美丽的特点。
马蔺作为一种极具应用潜力的园林植物资源，具有极强的抗逆性和较强的耐重金属Cd能力，被认为具有Cd超积累植物的特征，可通过植物固定修复重金属Cd污染；同时其又因为是一种非食用的园林植物，不会将重金属带入食物链；因此马蔺是一种理想的治理重金属污染土壤的备选草本植物。
但由于马蔺苗期的耐镉性较差，易受到逆境胁迫的影响，影响了其后期的生长发育，导致其对重金属污染土壤的最终修复效果大大降低。
为此，如何提高马蔺苗期的耐镉性，对于利用马蔺耐镉特性以修复重金属Cd土壤技术领域而言，是函待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种提高马蔺苗期耐镉性的方法。该方法可使马蔺苗期的耐镉性得到大大提高，不受逆境胁迫的影响，从而在生长发育正常情况下充分发挥其园林植物优势，大大提高了镉污染土壤的修复效果。
具体来讲，本发明提供的提高马蔺苗期耐镉性的方法，包括对马蔺苗进行镉胁迫处理的步骤；其中所述镉胁迫处理所使用的营养液中含有柠檬酸；所述营养液中，镉的浓度为25-50mg·L-1，柠檬酸的浓度为0.5-5mmol·L-1。
本发明通过镉胁迫处理以期提高马蔺苗期的耐镉性，但研究发现常规镉胁迫处理中镉浓度较高时易导致马蔺植株的膜脂过氧化，其耐镉性提高程度不理想，而镉浓度较低又无法起到胁迫作用。为此，本发明提出通过在镉胁迫处理营养液中添加有机酸，以显著增加马蔺植株的叶绿素含量，增强其光合作用，减少镉胁迫造成的膜脂过氧化，增强抗氧化酶系统，调节渗透平衡等来缓解镉毒害。
然而，有机酸种类较多，现有技术也未明晰其与镉胁迫、马蔺植株的生长及其抗氧化酶系统等之间的关系作用，无法确保常规有机酸添加至营养液中能够获得理想预期。为此，本发明通过大量试验，最终筛选以柠檬酸作为添加有机酸，并通过合理控制营养液中柠檬酸和镉的浓度关系，使其与含镉的营养液协同对马蔺苗进行镉胁迫处理，以显著增加马蔺植株的叶绿素含量，增强其光合作用，减少镉胁迫造成的膜脂过氧化，增强抗氧化酶系统，调节渗透平衡等来缓解镉毒害。本发明通过提高马蔺苗期的耐镉性并增加其转运镉的能力，进而增强马蔺的耐镉特性，更有利于马蔺在重金属污染土壤中的推广应用，在环境美化和修复重金属污染上具有重要的科学理论意义和广阔的应用前景。
本领域中，柠檬酸作为天然低分子量有机酸，通常被视为重金属螯合剂，用于土壤中对Cd形态产生影响，进而提高植物吸收和积累土壤中的Cd。如CN109746255A，其公开了在镉污染的土壤上种植黑麦草、景天、油菜、巨菌草等修复植物的同时，通过喷施活化剂柠檬酸水溶液以提高修复效果的方法。根据其【0011】段记载可知，该方法通过添加柠檬酸，不仅降低土壤pH值，增加重金属的活性和移动性，还可通过分子结构羧基的络合作用，与金属离子形成可溶性络合物，降低土壤颗粒对重金属离子的吸附作用；同时【0021】段记载，柠檬酸使得修复植物的转运蛋白结构被破坏得到缓冲，提高修复效果。可见，柠檬酸通常是作为土壤修复领域中的螯合剂或活化剂，以与已成熟的修复植物产生协同作用而提高土壤修复效果。但本申请是将柠檬酸用于植物栽培领域，并作为培养液的添加剂用以提高植株苗期的生长能力，这与与柠檬酸的常规作用存在实质性不同。
本发明中，所述柠檬酸的浓度可为0.5、1、2、3、5mmol·L-1；优选地，所述柠檬酸的浓度为0.5-1mmol·L-1。研究表明，控制柠檬酸的浓度在此范围内，可显著增加地上部和地下部的干质量，调节根系形态，提高叶绿素总含量以增强其光合效率，减少丙二醛含量和增加抗氧化酶活性及脯氨酸含量等更进一步提高马蔺苗的耐镉性，同时更显著增强马蔺植株地下部分的镉向地上部的转运系数。
进一步地，所述营养液的组成包括：
1-2mmol·L-1KNO30.5-1mmol·L-1NH4H2PO4，0.25-0.05mmol·L-1MgSO4·7H2O，1-1.5mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O，0.5-1mmol·L-1Fe-citrate，90-100μmol·L-1H3BO3，15-20μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.5-1.8μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.5-0.8μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.5-0.8μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
研究表明，相比其他营养液，本发明选择的营养液配方既可满足植物生长的需要，同时利用了二价金属离子与重金属镉离子的竞争特异性，进而提高马蔺的耐镉性。
优选地，所述的营养液组成，包括：2mmol·L-1KNO3，0.5mmol·L-1NH4H2PO4，0.25mmol·L-1MgSO4·7H2O，1.5mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O，0.5mmol·L-1Fe-citrate，92μmol·L-1H3BO3，18μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.6μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.6μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.7μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
进一步地，所述镉胁迫处理的条件为：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％，处理时间14-15d。研究表明，相比常规镉胁迫处理条件，本发明通过合理控制光周期、光强、湿度及处理时间的关系，使得马蔺苗在最优质的生长条件下，开展其耐镉性试验，可更好地揭示其耐镉性。
进一步地，所述营养液中的镉是以CdCl2·2.5H2O形态加入。
进一步地，所述营养液的pH值保持在5.5-6.0之间，优选5.8。通过控制营养液的pH值在此范围内，可保证柠檬酸发挥协同提高马蔺苗耐镉性的作用。在具体实施过程中，可利用0.1molHCl或者0.1molNaOH调节营养液的pH到5.8左右，并保持连续通气，每3天更换营养液一次。
进一步地，在所述镉胁迫处理进行之前，先对马蔺苗进行预培养；所述预培养是利用未添加镉和柠檬酸的营养液对马蔺苗进行培养；所述预培养的条件为：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％，处理时间16-17d。本发明在马蔺苗正式进行镉胁迫处理前，通过对其进行预培养，以保证试验苗在实验开始时整体长势一致，从而更有利于说明实验的严谨性和科学性。
本发明研究发现，若预培养的马蔺苗的苗高过高或过低，存在实验苗不一致的现象即耐镉性不一致的现象；为保证实验苗的一致性，本发明控制所述预培养的马蔺苗高度为10-12cm。
本发明中，所述马蔺苗是由马蔺种子经35-40℃温水浸泡48h后撒播于装有基质的营养钵中育苗而获得的。
本发明的有益效果如下：
本发明利用含有镉及柠檬酸的营养液对马蔺苗进行镉胁迫处理，并通过合理控制营养液中柠檬酸和镉的浓度关系，显著增加了马蔺苗的叶绿素含量，增强其光合作用，减少镉胁迫造成的膜脂过氧化，增强抗氧化酶系统，调节渗透平衡等来缓解镉毒害，进而提高马蔺的耐镉性并增加其转运镉的能力，从而在生长发育正常情况下发挥园林植物优势以修复镉污染土壤。
附图说明
图1为外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺地上地下干质量的影响柱状图。
图2为外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺生长速率和叶绿素含量的影响。
图3为外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺根长、根表面积和根系活力的影响。
图4为外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量的影响。
图5为外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。
图6为外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量和可溶性蛋白(SP)含量的影响。
图7为外源柠檬酸和草酸对Cd胁迫下马蔺地上地下干质量的影响。
图8为外源柠檬酸和草酸对Cd胁迫下马蔺根长、根表面积的影响。
图9为外源柠檬酸和草酸对Cd胁迫下马蔺镉转运系数的影响。
图10为外源柠檬酸和苹果酸对Cd胁迫下马蔺地上地下干质量的影响。
图11为外源柠檬酸和苹果酸对Cd胁迫下马蔺根长、根表面积的影响。
图12为外源柠檬酸和苹果酸对Cd胁迫下马蔺镉转运系数的影响。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种提高马蔺苗期耐镉性的方法，步骤如下：
(1)育苗：
将马蔺种子用35℃温水浸泡48h后，撒播于装有基质的营养钵中育苗；
(2)预培养：
待苗高约l0 cm时选取长势均一的幼苗，用去离子水漂去根系上的土，移入黑色培养盒于光照培养箱中进行预培养，预培养时间为16d；
预培养的条件：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％；
预培养的营养液的组成为：2mmol·L-1KNO3，0.5mmol·L-1NH4H2PO4，0.25mmol·L- 1MgSO4·7H2O，1.5mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O，0.5mmol·L-1Fe-citrate，92μmol·L-1H3BO3，18μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.6μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.6μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.7μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
(3)胁迫镉处理：
预培养16d后，将Cd以CdCl2·2.5H2O形态加入营养液中使营养液中镉处理浓度50mg·L-1，同时添加柠檬酸，开始对马蔺幼苗进行胁迫镉处理，处理14d后收获植物；
镉胁迫处理的条件：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％；
在镉胁迫处理的过程中：确保营养液的pH值保持在5.8左右；保持连续通气；每3天更换营养液一次；其中可利用0.1molHCl或者0.1molNaOH调节pH值。
效果考察1：
为了考察不同条件的胁迫镉处理效果，按照实施例1的方法，配制步骤(3)中营养液中的柠檬酸浓度分别为0.5(T0.5)、1(T1)、2(T2)、3(T3)、5(T5)mmol·L-1，同时以未添加柠檬酸和镉的营养液处理为空白对照组(T0)，以未添加柠檬酸但镉浓度为50mg·L-1的镉胁迫组(T50)为参照对象，共7组处理。每处理3次重复。
对上述7组处理收获的植物进行检测，具体为：将所收获的植物分为地上、地下(根)两部分；分别测定地上、地下两部分的干质量、根系活力、根系形态、叶绿素含量、抗氧化酶活性及地上部和地下部中Cd2+含量等。
具体测试方法如下：
根长、根面积等采用全自动根系扫描分析仪测定，分析软件为Regentinstruments公司提供的WinRHIZO。
用直尺(精度0.01cm)定株测量胁迫处理开始株高(H0)和处理结束时株高(H)，生长速率(cm/d)＝(H-H0)/15。
根系活力测定采用TTC法，叶片相对电导率采用电导仪法，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法，超氧化物歧化酶(SOD)采用氮蓝四唑(NBT)法，过氧化物酶(POD)采用愈创木酚法，过氧化氢酶(CAT)采用紫外吸收法，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法，脯氨酸含量采用磺基水杨酸法。
Cd含量采用原子吸收分光光度计法(岛津AA-6300C)。数据用Excel 2010进行处理。数据用Excel 2010进行处理。
转运系数(TF)＝叶片Cd浓度(mg·kg-1)/根系Cd浓度(mg·kg-1)，表示植物将重金属从根系转运到地上部的能力。
考察结果如下：
1、外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺地上地下干质量的影响
如图1所示，Cd胁迫下，马蔺地上和地下干质量显著降低，与未添加Cd2+对照相比较，分别比对照下降了32.55％和47.80％。
外源添加柠檬酸后，地上和地下干质量除浓度0.5mmol·L-1处理下高于对照(高于对照5.3％和17.6％)外，其他浓度均低于对照。
但是，添加柠檬酸的实验组与未添加柠檬酸的镉胁迫实验组数据比较，发现添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的马蔺地上和地下干质量均比镉胁迫实验组高；其中浓度0.5mmol·L-1处理下最高，地上和地下干质量比镉处理试验组提高了55.65％和121.1％。
结果表明0.5mmol·L-1柠檬酸在缓解马蔺耐镉性方面最优。
2、外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺生长速率和叶绿素含量的影响
如图2所示，Cd胁迫下，马蔺生长速率和叶绿素显著降低，与未添加Cd2+对照相比较，分别比对照下降了61.7％和8.7％。
但是，添加柠檬酸的实验组与未添加柠檬酸的镉胁迫实验组数据比较，发现添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的生长速率均比镉胁迫实验组高；其中浓度0.5mmol·L-1处理下最高，生长速率比镉处理试验组提高了170.1％。外源添加0.5mmol·L-1柠檬酸处理下叶绿素含量比未添加柠檬酸试验组提高了12.2％。
3、外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺根长、根表面积和根系活力的影响
如图3所示，Cd胁迫下，马蔺根表面积、根系活力和根长显著降低，与未添加Cd2+对照相比较，分别比对照下降了14.4％、10.7％和23.4％。
但是，添加柠檬酸的实验组与未添加柠檬酸的镉胁迫实验组数据比较，发现添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的根表面积和根系活力均比镉胁迫实验组高；其中浓度0.5mmol·L-1处理下最高，根表面积和根系活力比镉处理试验组提高了24.8％和32.6170.1％。外源添加0.5mmol·L-1柠檬酸处理下根长比未添加柠檬酸试验组提高了30.7％。
4、外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量的影响
如图4所示，Cd胁迫下，马蔺相对电导率和MDA含量显著升高，与未添加Cd2+对照相比较，分别比对照增加了90.1％和150.9％。
但是，添加柠檬酸的实验组与未添加柠檬酸的镉胁迫实验组数据比较，发现添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的相对电导率比均比镉胁迫实验组低，其中浓度0.5mmol·L-1处理下最低，相对电导率比比镉处理试验组减低了33.8％。外源添加0.5mmol·L-1柠檬酸处理下MDA含量比镉处理试验组减低了99.0％。
5、外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性的影响
如图5所示，Cd胁迫下，马蔺SOD、POD和CAT活性均显著增加，与未添加Cd2+对照相比较，分别比对照增加了13.6％、226.7％和366.7％。
添加柠檬酸的实验组与未添加柠檬酸的镉胁迫实验组数据比较，发现添加柠檬酸0.5、1、2mmol·L-1后的SOD、POD和CAT活性均也均比镉胁迫实验组高；其中浓度0.5mmol·L-1处理下最高，SOD、POD和CAT活性比镉处理试验组提高了56.0％、17.0％和36.0％。
6、外源柠檬酸对Cd胁迫下马蔺渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量和可溶性蛋白(SP)含量的影响。
如图6所示，Cd胁迫下，马蔺Pro含量和SP含量均显著增加，与未添加Cd2+对照相比较，分别比对照增加了169.27％和15.5％。
添加柠檬酸的实验组与未添加柠檬酸的镉胁迫实验组数据比较，发现添加柠檬酸0.5、1、2mmol·L-1后的Pro含量和SP含量均也均比镉胁迫实验组高；其中浓度0.5mmol·L-1处理下最高，Pro含量和SP含量比镉处理试验组提高了44.5％和38.0％。
对比例1(草酸替换柠檬酸)
本对比例提供一种提高马蔺苗期耐镉性的方法，与实施例1的区别仅在于将柠檬酸替换为草酸，具体步骤如下：
(1)育苗：
同实施例1；马蔺种子用35℃温水浸泡48h，撒播于装有基质的营养钵中育苗；
(2)预培养：
同实施例1；待苗高约l0 cm时选取长势均一幼苗，用去离子水漂去根系上的土，移入黑色培养盒于光照培养箱中培养，预培养时间为16d；
预培养的条件：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％；
预培养的营养液的组成为：2mmol·L-1KNO3，0.5mmol·L-1NH4H2PO4，0.25mmol·L- 1MgSO4·7H2O，1.5mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O，0.5mmol·L-1Fe-citrate，92μmol·L-1H3BO3，18μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.6μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.6μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.7μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
(3)胁迫镉处理：
预培养16d时，将Cd以CdCl2·2.5H2O形态加入营养液中使镉处理浓度为50mg·L-1，同时添加草酸，开始对马蔺幼苗进行胁迫镉处理，处理14d后收获植物；
在胁迫镉处理的过程中：确保营养液的pH值保持在5.8左右；保持连续通气；每3天更换营养液一次；其中可利用0.1molHCl或者0.1molNaOH调节pH值。
效果考察2：
将实施例1与对比例1的处理结果比较，结果如下：
7、外源柠檬酸和草酸对Cd胁迫下马蔺地上地下干质量的影响
如图7所示，Cd胁迫下，马蔺地上和地下干质量显著降低，外源添加柠檬酸和草酸均可缓解马蔺地上地下干质量的减少。
外源添加柠檬酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地上干质量分别比镉胁迫试验组高55.6％、43.2％、24.2％、7.8％和5.8％，马蔺地下干质量分别比镉胁迫组高121.1％、86.9％、79.2％和55.5％；其中柠檬酸浓度0.5mmol·L-1处理下的地上和地下干质量最高，比未添加柠檬酸的镉处理试验组提高了55.65％和121.1％。
外源添加草酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地上干质量分别比镉胁迫试验组高8.9％、19.0％、29.0％、32.7％和4.4％，添加草酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地下干质量分别比镉胁迫组高25.6％、40.0％、68.5％、70.1％和52％，添加草酸浓度为3mmol·L-1处理下最高，地上和地下干质量比镉处理试验组提高了32.7％和70.1％。
外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺地上地下干质量分别比外源添加草酸3mmol·L-1地上地下干质量高17.3％和29.9％。
上述结果表明0.5mmol·L-1柠檬酸缓解马蔺耐镉性能力优于各处理浓度的草酸。
8、外源柠檬酸和草酸对Cd胁迫下马蔺根长、根表面积的影响
如图8所示，Cd胁迫下，马蔺根长和根表面积显著降低。外源添加柠檬酸0.5、1mmol·L-1后的马蔺根长比镉胁迫试验组高30.7％和14.6％，添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的马蔺根表面积分别比镉胁迫组高24.8％、12.9％、5.6％和2.5％；其中浓度0.5mmol·L-1处理下根长和根表面积最高，分别比镉处理试验组提高了30.7％和24.8％。
外源添加草酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺根长分别比镉胁迫试验组高2.3％、3.9％、7.8％、10.6％和0.3％，添加草酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺根表面积分别比镉胁迫组高7.3％、8.3％、9.3％、13.5％和5.2％，添加草酸浓度为3mmol·L-1处理下根长和根表面积最高，比镉处理试验组提高了10.6％和13.5％。
外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺根长和根表面积分别比外源添加草酸3mmol·L-1根长和根表面积高18.2％和9.9％。
上述结果表明0.5mmol·L-1柠檬酸缓解马蔺耐镉性能力优于各处理浓度的草酸。
9、外源柠檬酸和草酸对Cd胁迫下马蔺镉转运系数的影响
植物地上部和根部金属元素含量的比值为转移系数，转移系数越大，则植物将该元素从根部向地上部分转运的能力越强。
由图9可以看出，与未添加有机酸的镉处理组相比较，外源添加0.5和1mmol·L-1柠檬酸重金属Cd从马蔺根系向地上部转运的效率有明显上升，表现在转移系数从对照组的0.068提高到了0.071和0.101，其中0.5mmol的柠檬酸的转移系数最高，达到了0.101，是对照的1.46倍；而外源添加其他浓度的柠檬酸和草酸并没有增加马蔺根部向地上部的转运能力，表现在其转运系数均小于未添加有机酸的镉处理组。
外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺转运系数比外源添加草酸0.5mmol·L-1草酸高81.1％。表明0.5mmol·L-1柠檬酸的转运能力最强，在缓解马蔺耐镉性能力优于草酸。
对比例2(替换为苹果酸)
本对比例提供一种提高马蔺苗期耐镉性的方法，与实施例1的区别仅在于将柠檬酸替换为苹果酸，具体步骤如下：
(1)育苗：
同实施例1；马蔺种子用35℃温水浸泡48h，撒播于装有基质的营养钵中育苗；
(2)预培养：
同实施例1；待苗高约l0 cm时选取长势均一幼苗，用去离子水漂去根系上的土，移入黑色培养盒于光照培养箱中培养，预培养时间为16d；
预培养的条件：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％；
预培养的营养液的组成为：2mmol·L-1KNO3，0.5mmol·L-1NH4H2PO4，0.25mmol·L- 1MgSO4·7H2O，1.5mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O，0.5mmol·L-1Fe-citrate，92μmol·L-1H3BO3，18μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.6μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.6μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.7μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
(3)胁迫镉处理：
预培养16d时，将Cd以CdCl2·2.5H2O形态加入营养液中使镉处理浓度为50mg·L-1，同时添加苹果酸，开始对马蔺幼苗进行胁迫镉处理，处理14d后收获植物；
在胁迫镉处理的过程中：确保营养液的pH值保持在5.8左右；保持连续通气；每3天更换营养液一次；其中可利用0.1molHCl或者0.1molNaOH调节pH值。
效果考察3：
将实施例1与对比例2的处理结果比较，结果如下：Cd胁迫下，马蔺地上和地下干质量显著降低，外源添加柠檬酸和草酸均缓解了马蔺地上地下质量的减少。外源添加柠檬酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地上干质量分别比镉胁迫试验组高55.6％、43.2％、24.2％、7.8％和5.8％，添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的马蔺地下干质量分别比镉胁迫组高121.1％、86.9％、79.2％和55.5％；其中浓度0.5mmol·L-1处理下地上和地下干质量最高，比镉处理试验组提高了55.65％和121.1％。
外源添加草酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地上干质量分别比镉胁迫试验组高8.9％、19.0％、29.0％、32.7％和4.4％，添加草酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地下干质量分别比镉胁迫组高25.6％、40.0％、68.5％、70.1％和52％，添加草酸浓度为3mmol·L-1处理下最高，地上和地下干质量比镉处理试验组提高了32.7％和70.1％。
外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺地上地下干质量分别比外源添加草酸3mmol·L-1地上地下干质量高17.3％和29.9％。表明0.5mmol·L-1柠檬酸缓解马蔺耐镉性能力优于各处理浓度的草酸。
10、外源柠檬酸和苹果酸对Cd胁迫下马蔺地上地下干质量的影响
如图10所示，Cd胁迫下，马蔺地上和地下干质量显著降低，外源添加柠檬酸和苹果酸均缓解了马蔺地上地下质量的减少。
外源添加柠檬酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地上干质量分别比镉胁迫试验组高55.6％、43.2％、24.2％、7.8％和5.8％，添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的马蔺地下干质量分别比镉胁迫组高121.1％、86.9％、79.2％和55.5％；其中浓度0.5mmol·L-1处理下地上和地下干质量最高，比镉处理试验组提高了55.65％和121.1％。
外源添加苹果酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的马蔺地上干质量分别比镉胁迫试验组高9.1％、10.1％、13.0％、15.2％，添加苹果酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺地下干质量分别比镉胁迫组高2.9％、54.7％、57.9％、60.0％和44.0％，添加苹果酸浓度为3mmol·L-1处理下最高，地上和地下干质量比镉处理试验组提高了15.2％和60.0％。
外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺地上地下干质量分别比外源添加苹果酸3mmol·L-1地上地下干质量高35.2％和38.2％。
结果表明0.5mmol·L-1柠檬酸缓解马蔺耐镉性优于各处理浓度的苹果酸。
11、外源柠檬酸和苹果酸对Cd胁迫下马蔺根长、根表面积的影响
如图11所示，Cd胁迫下，马蔺根长和根表面积显著降低。外源添加柠檬酸0.5、1mmol·L-1后的马蔺根长比镉胁迫试验组高30.7％和14.6％；
添加柠檬酸0.5、1、2、3mmol·L-1后的马蔺根表面积分别比镉胁迫组高24.8％、12.9％、5.6％和2.5％；其中浓度0.5mmol·L-1处理下根长和根表面积最高，分别比镉处理试验组提高了30.7％和24.8％。
外源添加苹果酸1、2、3mmol·L-1后的马蔺根长分别比镉胁迫试验组高1.2％、5.3％、和7.2％，添加苹果酸0.5、1、2、3、5mmol·L-1后的马蔺根表面积分别比镉胁迫组高3.7％、4.0％、7.9％、10.9％和4.3％，添加苹果酸酸浓度为3mmol·L-1处理下根长和根表面积最高，比镉处理试验组提高了7.2％和10.9％。
外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺根长和根表面积分别比外源添加苹果酸3mmol·L-1根长和根表面积高22.0％和12.6％。
结果表明0.5mmol·L-1柠檬酸缓解马蔺耐镉性优于各处理浓度的苹果酸。
12、外源柠檬酸和苹果酸对Cd胁迫下马蔺镉转运系数的影响
如图12所示，与未添加有机酸的镉处理组相比较，外源添加0.5和1mmol·L-1柠檬酸重金属Cd从马蔺根系向地上部转运的效率有明显上升，表现在转移系数从对照组的0.068提高到了0.071和0.101，其中0.5mmol的柠檬酸的转移系数最高，达到了0.101，是对照的1.46倍；
而外源添加其他浓度的柠檬酸和苹果酸并没有增加马蔺根部向地上部的转运能力，表现在其转运系数均小于未添加有机酸的镉处理组。外源添加柠檬酸0.5mmol·L-1后马蔺转运系数比外源添加苹果酸0.5mmol·L-1高17.5％。
结果表明0.5mmol·L-1柠檬酸的转运能力最强，在缓解马蔺耐镉性优于苹果酸。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，包括对马蔺苗进行镉胁迫处理的步骤；其中所述镉胁迫处理所使用的营养液中含有柠檬酸；所述营养液中，镉的浓度为25-50mg·L-1，柠檬酸的浓度为0.5-5mmol·L-1。
2.根据权利要求1所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述营养液中柠檬酸的浓度为0.5-1mmol·L-1。
3.根据权利要求1或2所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述营养液的组成包括：
1-2mmol·L-1KNO3，0.5-1mmol·L-1NH4H2PO4，0.25-0.05mmol·L-1MgSO4·7H2O，1-1.5mmol·L-1Ca(NO3)2·4H2O，0.5-1mmol·L-1Fe-citrate，90-100μmol·L-1H3BO3，15-20μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.5-1.8μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.5-0.8μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.5-0.8μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
4.根据权利要求3所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述的营养液组成，包括：2mmol·L-1KNO3，0.5mmol·L-1NH4H2PO4，0.25mmol·L-1MgSO4·7H2O，1.5mmol·L- 1Ca(NO3)2·4H2O，0.5mmol·L-1Fe-citrate，92μmol·L-1H3BO3，18μmol·L-1MnCl2·4H2O，1.6μmol·L-1ZnSO4·7H2O，0.6μmol·L-1CuSO4·5H2O，0.7μmol·L-1(NH4)6Mo7O24·4H2O。
5.根据权利要求3所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述镉胁迫处理的条件：光周期16h(昼)/8h(夜)，光强3000lx，相对湿度60％-80％，处理时间14-15d。
6.根据权利要求5所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述营养液中的镉是以CdCl2·2.5H2O形态加入。
7.根据权利要求6所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述营养液的pH值保持在5.5-6.0之间，优选5.8。
8.根据权利要求7所述的提高马蔺苗期耐镉性的方法，其特征在于，所述马蔺苗是由马蔺种子经35-40℃温水浸泡48h后撒播于装有基质的营养钵中育苗而获得的。
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