專利名稱:施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種提高土壤耐受性的方法,特別是涉及一種施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法。
背景技術(shù):
石油是由多種 物質(zhì)組成的復(fù)雜混合物,主要包括飽和烴、芳香烴、正烷烴類化合物、浙青質(zhì)、樹脂類等。我國(guó)是石油生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),1978年原油年產(chǎn)量突破I億t大關(guān)而成為世界十大產(chǎn)油國(guó)之一,然而,石油生產(chǎn)條件、環(huán)保技術(shù)等方面卻相對(duì)落后。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年有60萬(wàn)t石油經(jīng)跑、冒、滴、漏途徑進(jìn)入環(huán)境,對(duì)土壤、地下水、地表水造成污染。此外,污灌也是造成土壤石油污染的原因之一,如沈撫灌區(qū)污灌面積達(dá)O. 87萬(wàn)hm2,全國(guó)類似農(nóng)田有10萬(wàn)hm2,石油污染問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)突出。原油的80%以上被截留在50cm以上的表層土壤中,其中20cm左右的表層最為集中。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,含Pb的污染物通過(guò)污水灌溉、污泥利用、農(nóng)藥和化肥的施用、大氣沉降等途徑進(jìn)入到土壤環(huán)境中,造成了嚴(yán)重的土壤污染。我國(guó)24個(gè)省(市)城郊、污水灌溉區(qū)、工礦等經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)的320個(gè)重點(diǎn)污染區(qū)中,重金屬含量超標(biāo)的土壤面積約占污染土壤總面積的80%以上,其中鉛是最嚴(yán)重的污染元素之一。60年代后我國(guó)農(nóng)田土壤污灌面積迅速擴(kuò)大,老工業(yè)基地的石油和重金屬污灌現(xiàn)象嚴(yán)重,石油和鉛污染成為污染土壤的典型代表。石油和鉛進(jìn)入土壤,可引起土壤理化性質(zhì)的變化導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的破壞,堵塞土壤孔隙,影響土壤通透性,降低土壤質(zhì)量,影響土壤微生物、土壤酶活性,引起農(nóng)作物發(fā)芽出苗率降低,生育期限推遲,貪青晚熟,結(jié)實(shí)率下降,抗倒伏、抗病蟲害的能力降低等,直接導(dǎo)致糧食的減產(chǎn)。植物對(duì)石油和鉛污染的耐受能力通過(guò)逃避機(jī)制和適應(yīng)性反應(yīng)來(lái)體現(xiàn),通過(guò)有機(jī)溶質(zhì)合成等逃避機(jī)制來(lái)減少根系對(duì)污染物質(zhì)的吸收,通過(guò)組織忍耐、分隔效應(yīng)、分解代謝、再運(yùn)輸?shù)冗m應(yīng)機(jī)制來(lái)提高對(duì)吸收進(jìn)體內(nèi)的污染物的耐受性。作物對(duì)石油和鉛污染的耐受性差異很大。已發(fā)現(xiàn)的石油耐受植物有蓖麻、苜蓿、高羊茅、玉米草、向日葵、高丹草、狗牙根等,重金屬鉛的耐受植物有玉米、向日葵、羊茅、夾竹桃、大青、山梨、魚腥草、黃楊、紅葉樹、苦櫧、商陸、烏蕨等等,它們能在石油和鉛污染土壤中較好的生長(zhǎng)。而這其中有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物則更加稀少。污染土壤的治理和修復(fù)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,并且不斷有新的污染土壤產(chǎn)生,而且耕作土壤中的石油和鉛多為二次污染,針對(duì)這種情況,應(yīng)該采用邊耕種邊治理的方式,才更易被種植者所接受,進(jìn)而取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此,應(yīng)設(shè)法獲得耐受石油和鉛污染土壤而不減產(chǎn)的作物,來(lái)提高農(nóng)民的積極性,如果能對(duì)現(xiàn)有的優(yōu)良作物品種進(jìn)行適當(dāng)處理,使之完全適應(yīng)污染土壤環(huán)境,不減產(chǎn),則是最令人欣喜的事情了。大豆在中國(guó)栽培并用作食物及藥物已有5000年歷史,它用途多樣,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,栽培廣泛,便于出口。大豆是豆科植物中最富有營(yíng)養(yǎng)而又易于消化的食物,是蛋白質(zhì)最豐富最廉價(jià)的來(lái)源。在今天世界上許多地方都成為人和動(dòng)物的主要食物。大豆的根部生有根瘤,適應(yīng)肥水較差的條件種植。但有限結(jié)莢習(xí)性的大豆適于在肥水較好地區(qū)種植,需充足陽(yáng)光,要求氮、磷、鉀養(yǎng)分較多。大豆的栽培品種喜排水良好、富有有機(jī)質(zhì)、PH6. 2 6. 8的土壤。如果能提高大豆對(duì)逆境的抵抗能力,使之在石油和鉛污染土壤中仍能旺盛生長(zhǎng),則可大
大增加大豆的適種范圍,增進(jìn)污染土壤的利用效果,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法。本發(fā)明光合細(xì)菌菌劑和氯化鈣(CaCl2)溶液以提高大豆對(duì)石油和鉛復(fù)合污染土壤耐受性的方法,脯氨酸、P0D、螯合肽含量等抗性指標(biāo)提高,丙二醛減少,使大豆能耐受石油和鉛污染土壤,并且顯著地改善土壤的理化性質(zhì),增進(jìn)土壤肥力。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,所述方法包括以下過(guò)程大豆播種前,向土壤噴灑稀釋菌劑,菌劑稀釋浸種后播種,播種后,灌施稀釋菌,在大豆生長(zhǎng)過(guò)程中,自苗期開始,每周監(jiān)測(cè)大豆葉綠素含量選擇群體內(nèi)典型植株,選取最上部節(jié)位處的完全展開葉片,測(cè)定葉綠素含量,或在始莢期到鼓粒期各取氯化鈣溶液葉面噴施一次,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施一次即可。所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,所述葉綠素含量低,應(yīng)盡早取氯化鈣溶液葉面噴施,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施,間隔一周后,如上之方法重復(fù)噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑,并連續(xù)追蹤測(cè)定葉綠素含量,在始莢期和鼓粒期各噴施一次。所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,所述葉綠素含量低,應(yīng)在發(fā)生干枯現(xiàn)象之前盡早噴施氯化鈣溶液,再次葉面噴施氯化鈣溶液,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施,間隔3天后,重復(fù)噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑。所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,所述光合細(xì)菌菌劑原液產(chǎn)品性狀為液體時(shí),產(chǎn)品原液即為光合細(xì)菌菌劑原液,產(chǎn)品性狀為粉末時(shí),按照每克粉末溶解于2ml蒸餾水的比例將菌劑制成原液。所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,所述氯化鈣(CaC12)溶液購(gòu)買市售氯化鈣,試劑級(jí),AR分析純即可;用蒸餾水配制成濃度為O. 2mol/L的氯化鈣溶液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
本發(fā)明操作簡(jiǎn)便,使用期的指證性狀指標(biāo)精準(zhǔn)明確,使用成本低,過(guò)程安全,使用后環(huán)境友好,極顯著增加葉綠素、類胡蘿卜素含量,株高莖粗、干重、鮮重均大幅度提高,脯氨酸、P0D、螯合肽含量等抗性指標(biāo)提高,丙二醒減少,使大豆能耐受1500mg/kg石油和200 mmol/L鉛污染土壤,并且極顯著地改善土壤的理化性質(zhì),增進(jìn)土壤肥力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。光合細(xì)菌能在有光照缺氧的環(huán)境中進(jìn)行不產(chǎn)氧光合作用,同高等植物相比,它也含有類似的捕光色素,但只有一個(gè)光系統(tǒng),即PSI,而且原始供氫體不是水,而是H2S (或一些有機(jī)物)。光合細(xì)菌在自身的同化代謝過(guò)程中,又完成了產(chǎn)氫、固氮、分解有機(jī)物三個(gè)自然界物質(zhì)循環(huán)中極為重要的化學(xué)過(guò)程。光合細(xì)菌的這些特征能提高植物的抗逆性,通過(guò)增加植物光合作用、呼吸作用,改善根際土壤環(huán)境等機(jī)制,來(lái)促進(jìn)植物生長(zhǎng),增強(qiáng)其對(duì)逆境土壤的耐受性。光合細(xì)菌還能降解石油等污染物,進(jìn)一步緩解污染物的毒害作用,從而達(dá)到提高作物耐逆性。本方法采用光合細(xì)菌和氯化鈣溶液處理大豆植株以提高其對(duì)石油和鉛復(fù)合污染土壤的耐受性,以葉片葉綠素含量為監(jiān)測(cè)指標(biāo)以確定處理時(shí)間和方案。光合細(xì)菌成份含量^ 50億/ml或光合細(xì)菌> 100億/克,氯化鈣溶液濃度為O. 2mol/L。具體實(shí)施方法是 大豆播種前,向土壤噴灑稀釋200倍的菌劑。菌劑稀釋50倍浸種后播種,播種后,菌劑稀釋500倍,每穴灌施菌劑30-50ml。在大豆生長(zhǎng)過(guò)程中,如果葉綠素含量在3. Omg/L左右,可不必噴施光合細(xì)菌菌劑。如果葉綠素含量低于2. 7mg/L或低于2. 4mg/L,盡早取氯化鈣溶液葉面噴施1-2次,24小時(shí)后再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋100倍噴施葉面,間隔3-7天后,重復(fù)測(cè)定葉綠素含量,據(jù)此噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑。
光合細(xì)菌菌劑的獲得購(gòu)買市售光合細(xì)菌菌劑。該產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中《光合細(xì)菌菌劑NY 527-2002》。產(chǎn)品性狀紅褐色液體;淡黃色或黃褐色粉末。成份含量光合細(xì)菌> 50億/ml或光合細(xì)菌> 100億/克。光合細(xì)菌菌劑原液產(chǎn)品性狀為液體時(shí),產(chǎn)品原液即為光合細(xì)菌菌劑原液。產(chǎn)品性狀為粉末時(shí),按照每克粉末溶解于2ml蒸餾水的比例將菌劑制成原液,如取250g粉末,溶解于500ml蒸餾水中,即為光合細(xì)菌菌劑原液。氯化鈣(CaC12)溶液購(gòu)買市售氯化鈣,試劑級(jí),AR分析純即可。用蒸餾水配制成濃度為O. 2mol/L的氯化鈣溶液。實(shí)施例
本方法適用于在石油濃度低于1500mg/kg且鉛濃度低于200 mmol/ L的復(fù)合污染土壤中提高大豆的抗性和產(chǎn)量。大豆播種前,向土壤噴灑稀釋200倍的菌劑。菌劑稀釋50倍浸種后播種,播種后,菌劑稀釋500倍,每穴灌施菌劑30-50ml。在大豆生長(zhǎng)過(guò)程中,自苗期開始,每周監(jiān)測(cè)大豆葉綠素含量。方法為選擇群體內(nèi)典型植株3-5株,選取最上部節(jié)位處的完全展開葉片,依據(jù)陳建勛(陳建勛主編,《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(第二版)》,華南理工大學(xué)出版社,87頁(yè))的方法測(cè)定葉綠素含量。如果葉綠素含量在3. Omg/L左右時(shí),表示此時(shí)植株生長(zhǎng)較正常,可不必噴施光合細(xì)菌菌劑?;蛟谑记v期到鼓粒期各取O. 2mol/L的氯化鈣溶液葉面噴施一次,24小時(shí)后再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋100倍噴施一次即可,以促進(jìn)增產(chǎn)。如果葉綠素含量低于2. 7mg/L,表示植株生長(zhǎng)受到污染土壤的影響,此時(shí)肉眼觀察植株生長(zhǎng)尚正常,仔細(xì)辨認(rèn)可發(fā)現(xiàn)葉色較正常生長(zhǎng)情況下的植株稍淡,此時(shí)應(yīng)盡早取
O.2mol/L的氯化鈣溶液葉面噴施,24小時(shí)后再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋100倍噴施,間隔一周后,如上之方法重復(fù)噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑,并連續(xù)追蹤測(cè)定葉綠素含量,直至其達(dá)3. Omg/L為止。此后應(yīng)在始莢期和鼓粒期各噴施一次。如果葉綠素含量低于2. 4mg/L,表示植株生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響,肉眼觀察植株首先葉色變淡,葉片厚度變薄,隨后會(huì)出現(xiàn)干枯現(xiàn)象,下部葉片發(fā)黃甚至脫落。應(yīng)在發(fā)生干枯現(xiàn)象之前盡早噴施O. 2mol/L的氯化鈣溶液,12小時(shí)后再次葉面噴施O. 2mol/L的氯化鈣溶液,以增加應(yīng)答反應(yīng),24小時(shí)后再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋100倍噴施,間隔3天后,重復(fù)噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑。連續(xù)噴施兩次后,必須停止使用溶劑2周以上,同時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)葉綠素含量,依據(jù)使用溶劑后新的葉綠素含量數(shù)值,采取上述相應(yīng)的處理方法。
其它水肥等管理正常。光合細(xì)菌菌劑的其它使用注意事項(xiàng),請(qǐng)參考其商品使用說(shuō)明書。本方法操作簡(jiǎn)便,使用期的指證性狀指標(biāo)精準(zhǔn)明確,使用成本低,過(guò)程安全,使用后環(huán)境友好,對(duì)石油和鉛污染土壤中大豆的生長(zhǎng)有高效促進(jìn)性。極顯著增加葉綠素、類胡蘿
卜素含量,株高莖粗、干重、鮮重均大幅度提高,脯氨酸、P0D、螯合肽含量等抗性指標(biāo)提高,丙二醒減少,使大豆能耐受1500mg/kg石油和200 mmol/L鉛污染土壤,并且極顯著地改善 土壤的理化性質(zhì),增進(jìn)土壤肥力。
權(quán)利要求
1.施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,其特征在于,所述方法包括以下過(guò)程大豆播種前,向土壤噴灑稀釋菌劑,菌劑稀釋浸種后播種,播種后,灌施稀釋菌,在大豆生長(zhǎng)過(guò)程中,自苗期開始,每周監(jiān)測(cè)大豆葉綠素含量選擇群體內(nèi)典型植株,選取最上部節(jié)位處的完全展開葉片,測(cè)定葉綠素含量,或在始莢期到鼓粒期各取氯化鈣溶液葉面噴施一次,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施一次即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,其特征在于,所述葉綠素含量低,應(yīng)盡早取氯化鈣溶液葉面噴施,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施,間隔一周后,如上之方法重復(fù)噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑,并連續(xù)追蹤測(cè)定葉綠素含量,在始莢期和鼓粒期各噴施一次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,其特征在于,所述葉綠素含量低,應(yīng)在發(fā)生干枯現(xiàn)象之前盡早噴施氯化鈣溶液,再次葉面噴施氯化鈣溶液,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施,間隔3天后,重復(fù)噴施氯化鈣和光合細(xì)菌菌劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,其特征在于,所述光合細(xì)菌菌劑原液產(chǎn)品性狀為液體時(shí),產(chǎn)品原液即為光合細(xì)菌菌劑原液,產(chǎn)品性狀為粉末時(shí),按照每克粉末溶解于2ml蒸餾水的比例將菌劑制成原液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,其特征在于,所述氯化鈣(CaC12)溶液購(gòu)買市售氯化鈣,試劑級(jí),AR分析純即可;用蒸餾水配制成濃度為O. 2mol/L的氯化鈣溶液。
全文摘要
施用光合細(xì)菌提高大豆對(duì)石油和鉛污染土壤耐受性的方法,涉及一種提高土壤耐受性的方法,大豆播種前,向土壤噴灑稀釋菌劑,菌劑稀釋浸種后播種,播種后,灌施稀釋菌,在大豆生長(zhǎng)過(guò)程中,自苗期開始,每周監(jiān)測(cè)大豆葉綠素含量選擇群體內(nèi)典型植株,選取最上部節(jié)位處的完全展開葉片,測(cè)定葉綠素含量,或在始莢期到鼓粒期各取氯化鈣溶液葉面噴施一次,再取光合細(xì)菌菌劑原液稀釋噴施一次即可。本方法使用成本低,過(guò)程安全,使用后環(huán)境友好,極顯著增加葉綠素、類胡蘿卜素含量,株高莖粗、干重、鮮重均大幅度提高,脯氨酸、POD、螯合肽含量等抗性指標(biāo)提高,丙二醛減少,使大豆能耐受石油和鉛污染土壤,并且顯著地改善土壤的理化性質(zhì),增進(jìn)土壤肥力。
文檔編號(hào)A01G1/00GK103004420SQ20121053989
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者邵雙, 郭曉雷, 關(guān)麗杰, 李海燕 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工大學(xué)