[發(fā)明專利]植物根表紅棕色鐵膜的快速誘導和鑒定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410320722.5
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104160931A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 沈宏;傅友強
• 申請（專利權）人: 華南農業(yè)大學
• 主分類號: A01G31/00
• 分類號: A01G31/00;A01G7/06;G01N33/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發(fā)明涉及植物培育領域，更具體地，涉及植物根表紅棕色鐵膜的快速誘導和鑒定方法。

背景技術

根表鐵膜是水生植物適應環(huán)境脅迫的重要機制。許多水生植物都能形成鐵膜，如水稻（Oryza?sativa?L.）、苔草(Carex?tristachya?L.)、香蒲(Typha?latifolia?L.)、蘆葦(Phragmites?australis?L.)、菹草(Potamogeton?crispus?L.)等。水生植物根莖通氣組織特別發(fā)達，能將大氣中氧氣通過葉片輸送到根系，再由根系將這部分氧氣和其它氧化性物質釋放到根際環(huán)境，從而使淹水土壤中大量存在的還原性物質（如Fe²⁺、Mn²⁺、有機質等）氧化[如4Fe²⁺+O₂+10H₂O=4Fe(OH)₃+8H⁺]，導致鐵錳氧化物在根表沉積，形成鐵膜。

根表鐵膜主要由鐵氧化物膠膜形成，該膠膜是一種兩性膠體，能夠通過吸附、氧化-還原和共沉淀等作用影響多種元素在土壤中的化學行為和生物有效性，從而減少根系對毒害離子的吸收，維持正常生長。因此，水生植物被廣泛應用于處理自然和人工濕地中的礦藏污染、污水等。這些植物既能快速指示受污染的環(huán)境，又可通過植物修復作用吸收污染物，凈化環(huán)境。

但是，自然條件下根表鐵膜的形成受到低氧濃度、低pH和低氧化還原電位等環(huán)境條件的限制，鐵膜形成需要較長時間的誘導，而環(huán)境中的重金屬、有機農藥等的污染無時無刻不存在，很多情況下水生植物的根系還沒有完全形成鐵膜就受到脅迫或被毒害，不利于水生植物的生長。申請?zhí)枮?01310587643.6的中國專利公開了一種濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法，即利用厭氧水解酸化液和外加Fe²⁺人工誘導根表形成鐵膜，從而提高污水中磷的去除率。但實際上，厭氧水解酸化液條件苛刻，制備復雜，很難應用于大田和生產(chǎn)。因此，研發(fā)出一種適用廣且能快速誘導根表鐵膜形成的方法具有非常重要的意義。

磷饑餓能誘導根表紅棕色鐵膜已成客觀事實，與此同時，申請人研究發(fā)現(xiàn)，正常磷、缺氮、缺鉀處理根表都無紅棕色鐵膜形成，有且僅有缺磷能誘導根表紅棕色鐵膜的形成，經(jīng)過仔細深入的研究，低磷也能誘導根表紅棕色鐵膜形成，且鐵膜的形成與根表磷鐵比有關。說明磷鐵比是影響根表紅棕色鐵膜形成的重要因素。水稻種植生產(chǎn)中，常常伴隨著淹水與曬田交替（干濕交替）的過程。大量研究表明，淹水能促進磷的釋放，而亞鐵和總鐵量正好與之相反。因此，干濕交替過程能增強水稻根系活力，改變土壤中有效磷鐵的釋放，在一定程度上降低了磷鐵比，從而有利于根表紅棕色鐵膜的形成。然而，對磷鐵比與干濕交替能快速誘導根表紅棕色鐵膜形成未曾報道。

已往研究表明，根表鐵膜由結晶態(tài)和無定型態(tài)鐵氧化物或氫氧化物等組成，如磁赤鐵礦（Maghemite，r-Fe₂O₃）、纖鐵礦（Lepidocrocite，r-FeOOH）、赤鐵礦（Hematite，a-Fe₂O₃）和針鐵礦（Goethite，a-FeOOH）等。此外，還含有大量金屬離子，如砷、汞、鎳、鉻、鋁、鎘、鉛、鋅等，這些金屬離子與鐵氧化物或氫氧化物共沉淀，共同構成鐵膜的組成部分。這些研究是將根表所有的鐵統(tǒng)稱為鐵膜，對根表鐵膜的測定也只是籠統(tǒng)的利用DCB浸提方法測定根表沉淀的全鐵量。申請人研究發(fā)現(xiàn)，根表鐵膜有紅棕色貼膜與非紅棕色鐵膜之分。因此，對根表紅棕色鐵膜的鑒定也具有非常重要的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中植物根表紅棕色鐵膜的誘導時間長、誘導量小的缺陷，提供一種植物根表紅棕色鐵膜的快速誘導方法。

本發(fā)明的第二個目的是提供植物根表紅棕色鐵膜的快速鑒定方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案予以實現(xiàn)的：

提供一種植物根表紅棕色鐵膜的快速誘導方法，包括以下步驟：

S1.?培養(yǎng)植物幼苗；

S2.?調整植物幼苗生長介質中的磷鐵比，培養(yǎng)2～16天，植物根表出現(xiàn)紅棕色鐵膜。

優(yōu)選地，S2所述生長介質包括營養(yǎng)液和土壤。