[發明專利]一種應用外源鐵鹽緩解鎘對番茄毒害作用的水培方法及外源鐵鹽的應用

有效

• 申請號: 201810276472.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108476956B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 郭軍康;呂欣;魏婷;任心豪;花莉;任倩;王小紅;李艷萍
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: A01G31/00
• 分類號: A01G31/00;A01G7/06;C05G3/00;C05G5/23
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張弘

本發明提供了一種應用外源鐵鹽緩解鎘對番茄毒害作用的水培方法及外源鐵鹽的應用，其包括如下步驟：將番茄種子用次氯酸鈉溶液消毒后，均勻放置于裝有蛭石的托盤中，待其長至兩葉一心時期，在水培溶液中加入濃度為200?300μmol·L^?1的Fe溶液進行為期三周的水培處理。本發明有效的減少在Cd脅迫下番茄中Cd的積累量46％?62.1％，提高番茄的品質。

技術領域

本發明屬于蔬菜種植技術領域，具體涉及一種應用外源鐵鹽緩解鎘對番茄毒害作用的水培方法及外源鐵鹽的應用。

背景技術

鎘(Cd)是環境中普遍存在的重金屬和有毒污染物。由于污水廢水灌溉，化肥施用和快速工業化，鎘污染農區面積增加以及土壤鎘濃度越來越明顯。

鎘對大多數生物體具有毒性，致突變性和致癌性。它在土壤中的積累可以造成對植物、動物和微生物毒害作用，并通過食物鏈影響人類健康。鎘會顯著抑制土壤磷酸酶、脫氫酶及脲酶的活性，影響土壤微生物尤其是細菌的區系。致使土壤肥力下降。進入植物體的鎘會破壞植物細胞膜透性，抑制植物光合作用、呼吸作用、核酸代謝及酶活性，降低植物的產量和品質。

Cd含量分布呈現出從東北到西南、從西北到東南方向逐漸升高的態勢，Cd點位超標率為7.0％，在污染土壤中占比最大，其中，輕微污染、輕度污染、中度污染、重度污染的比例分別為5.2％，0.8％，0.5％，0.5％。污染土壤的Cd含量為2.5～23.0mg/kg，重污染區表層土壤的Cd含量高出底層土壤幾十倍甚至更高。

Cd從土壤中被植物吸收后，首先在根部大量富集，然后一部分Cd通過體內轉運途徑遷移至地上部，一般來說，Cd在植物體內的分布趨勢為根＞莖＞葉＞籽實，根對Cd的累積占總量的70％～80％，籽實只占1％～10％，但是煙草及某些蔬菜如胡蘿卜葉片Cd含量高于根部。

通過木質部轉運達葉片的Cd能夠對葉片中葉綠素含量及光合系統產生毒害，表現為葉綠素含量隨Cd濃度增加而下降，伴隨明顯的褪綠、黃化等癥狀。許多研究表明，重金屬脅迫對植物的光合作用具有明顯抑制作用，且抑制效應與處理時間和濃度成正相關。

Cd主要通過飲食進入人體，通過血液傳輸至全身各器官組織，主要累積于肝臟和腎中，在甲狀腺、脾和胰等器官也有不同程度積累。大量Cd進入人體后引起急性中毒癥狀，強烈刺激胃粘膜，可引起嘔吐、惡心、腹瀉、腹痛。大量吸入氧化鎘煙霧后，刺激喉部，出現咳嗽、胸悶、憋氣，甚至表現為呼吸困難，輕者可引起肺水腫、肺炎，重者可患肺心病致死。低劑量長期暴露如長期飲用Cd

污染水和食用含較高濃度Cd的稻米，會致使Cd在人體內蓄集而誘發著名的“痛痛病”。另外，Cd被證實具有致癌，致畸和致突變的三致作用。

番茄是世界范圍內廣泛種植的蔬菜作物，對重金屬脅迫相對敏感。鎘脅迫嚴重影響番茄植株的品質和產量。茹淑華等研究發現，番茄能夠耐受較高濃度重金屬，而富集能力較小。相同重金屬污染程度下，重金屬番茄地上部以及果實中積累較少。Zhao等研究發現，低濃度的Cd對番茄幼苗生長具有促進作用，番茄幼苗過氧化物酶(POD)酶活性升高，然而高濃度Cd脅迫下，番茄幼苗生長受到抑制，其POD酶活性降低。

金屬離子(Fe(II))是一種眾所周知的與Cd相互作用的營養素。研究表明，Fe(II)的外源供應增加會導致植物如擬南芥和水稻對Cd的吸收量減少。外源施用Fe緩解Cd誘導的擬南芥葉片失綠癥，生長抑制和氧化損傷，同時也通過Fe和Cd的吸收競爭降低擬南芥中的Cd含量。

已有大量的報道通過施用石灰調控土壤pH和調控土壤氧化還原狀態等途徑控制植物Cd積累，這些途徑的本質在于降低土壤有效態鎘含量。然而通過這些途徑控制鎘積累的同時也產生了大量不可避免的副作用，比如施用石灰提高土壤pH，在降低土壤有效態鎘含量的同時也降低了多種礦質微量營養元素如鐵、錳、銅、鋅等的有效態含量，不利植物生長。且大多處于理論推測階段，未能很好的解決實際問題。