[發(fā)明專利]提高植物對重金屬耐受性的方法

有效

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• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN101283661A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 嚴明理;劉麗莉;馮濤;向言詞;王海華;曾榮今
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學
• 主分類號: A01G7/06
• 分類號: A01G7/06;C05G1/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 江巨鰲

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)境生物技術領域中提高植物對重金屬耐受性的方法，特別是在修復重金屬污染土地，提高植物對重金屬的耐受性，增加植物的生物量，可提高植物對重金屬的遷移總量的方法。

背景技術

重金屬如Cd，Pb，Mn，Zn，Cu等污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性，其污染物在介質(zhì)中移動性差、滯留時間長，經(jīng)食物鏈等途徑進入動物和人體內(nèi)，非常影響人類的健康。目前重金屬污染的修復方法主要有工程修復、化學修復和生物修復等方法。但工程修復、化學修復存在費用高和造成二次污染等許多缺點，植物修復技術以其過程簡單、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點而成為目前修復重金屬污染的首選的方法。目前發(fā)現(xiàn)的許多重金屬超積累植物生長緩慢，生物量小等不足給實際應用帶來了很大困難，有些生物量大，對重金屬有富集特性的植物卻在較高濃度重金屬污染的土地上生長緩慢。因此如何提高植物對重金屬的耐受性，增加生物量，提高對重金屬的修復效果是植物修復研究中的一個熱點。因此很有必要尋找一種環(huán)境友好型的方法來提高植物的生物量，達到高效修復重金屬污染的方法。

有研究表明，5mmol/L的Ca²⁺可以提高在較高濃度重金屬(Cd，Pb，Mn，Zn)處理下擬南芥種子的發(fā)芽率，促進擬南芥的生長。Ca²⁺可以提高水稻等在重金屬處理下抗氧化酶活性，促進植物的抗逆性。基于以上的研究結(jié)果，在植物修復重金屬污染地時，根據(jù)污染的重金屬組成和含量，本發(fā)明選取對環(huán)境友好的植物必需元素配合處理，提高植物對重金屬的耐受性，促進植物生物量的增加，從而為快速有效地對重金屬污染地進行生物修復提供了一種新的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種直觀、經(jīng)濟、實用的提高植物對重金屬耐受性的方法。發(fā)明人從植物耐受重金屬的生物機理入手，通過多次試驗，發(fā)現(xiàn)一些植物必需金屬元素能緩解重金屬對植物的脅迫，能明顯提高重金屬富集植物的生物量，增加植物富集金屬的總量，從而達到快速修復重金屬污染土壤的方法，該方法具有費用低，見效快，可操作性強等特點。

本發(fā)明為達到以上目的，通過研究表明，加入不同濃度的Ca²⁺可以提高重金屬如Cd，Pb，Mn，Zn，Hg處理下重金屬富集植物的生物量，植物體內(nèi)的富集的重金屬的濃度與未加Ca²⁺對照的相比沒有明顯的降低；加Na，K可以緩解Pb對植物的毒害；加Mg可以緩解Pb和Cd對植物的毒害，因此，施用可溶性的植物必需鹽Ca鹽、Na鹽、Mg鹽和K鹽類的一種或幾種，可以緩解重金屬對植物的毒害，明顯提高植物對重金屬的耐受性，促進植物生長，提高植物生長量。

本發(fā)明是通過這樣的技術方案來實現(xiàn)的：在重金屬污染的土壤中種植芥菜、商陸、羽葉鬼針草等可富集重金屬的植物，在植物出苗后，施用一種或幾種可溶性植物必需鹽類如Ca鹽、Na鹽、Mg鹽、K鹽等，每一種鹽施用的濃度范圍為1～20mmol/kg(施用量按土壤重量計)。根據(jù)污染土壤重金屬的種類、土壤pH值和供試植物的種類選用不同的濃度和類型的植物必需鹽來緩解重金屬對植物的毒害，增強植物對重金屬的耐受性，當土壤的pH值(水∶土＝5∶1)為5.52時，施用5mmol/kg的CaCl₂和1mmol/kg的MgCl₂提高芥菜對鎘-鉛復合污染的耐受性效果最好；施用5mmol/kg的CaCl₂和5mmol/kg的NaCl提高羽葉鬼針草對鎘-鉛復合污染的耐受性效果最好，修復效率最高；施用10mmol/kg的CaCl₂提高商陸對鎘-錳復合污染的耐受性效果好，修復效率最高。當鎘-鉛復合污染土壤的pH值(水∶土＝5∶1)為7.00時，對芥菜而言，施用10mmol/kg的CaCl₂時，能增強芥菜對鎘-鉛復合污染的耐受性，生物量增加最大，修復鎘-鉛污染效率最高；對羽葉鬼針草而言，施用5mmol/kg的CaCl₂增強了植物對鎘-鉛復合污染的耐受性，生物量增加最大，修復鎘-鉛污染效率最高。這種方法可以提高植物對重金屬的耐受性，能明顯增加修復植物的生物量，但對植物體內(nèi)重金屬濃度的影響不顯著，從而使土壤中更多的重金屬轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)。