專利名稱：施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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。我國是石油生產(chǎn)和消費(fèi)大國，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)，我國每年有60萬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hm2，全國類似農(nóng)田有10萬hm2，石油污染問題已經(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，其中鎘是最嚴(yán)重的污染元素之一。60年代后我國農(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，石油和鎘污染成為污染土壤的典型代表。石油和鎘進(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)石油和鎘污染的耐受能力通過逃避機(jī)制和適應(yīng)性反應(yīng)來體現(xiàn)，通過有機(jī)溶質(zhì)合成等逃避機(jī)制來減少根系對(duì)污染物質(zhì)的吸收，通過組織忍耐、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)石油和鎘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，重金屬鎘的耐受植物有水稻、油菜、龍葵、天藍(lán)遏藍(lán)菜、商陸、堇菜、球果揮菜、三葉鬼針、滇苦菜、壺瓶碎米薺、水蔥草等等，它們能在石油和鎘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鎘多為二次污染，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)法獲得耐受石油和鎘污染土壤而不減產(chǎn)的作物，來提高農(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。玉米是三大糧食作物之一，種植面積僅次于小麥和水稻而位居第三，是全世界總產(chǎn)量最高的糧食作物，對(duì)解決人類的溫飽意義重大。玉米可用作玉米餅等牲畜飼料，在許多地區(qū)也作為主要食物，也是工業(yè)酒精和燒酒的主要原料。玉米除籽粒外的其它部分用途也相當(dāng)廣泛玉米桿用于造紙和制墻板；苞葉可作填充材料和草藝編織；玉米穗軸可作燃料，也用來制工業(yè)溶劑，莖葉除用作牲畜飼料外，還是沼氣池很好的原料。玉米在砂壤、壤土、粘土上均可生長(zhǎng)，適宜的土壤PH為5 8，生長(zhǎng)適應(yīng)能力較強(qiáng)。玉米需肥量較大，不適宜在貧瘠的土壤種植。如果能提高玉米對(duì)逆境的抵抗能力，使之在石油和鎘污染土壤中仍能旺盛生長(zhǎng)，則可大大增加玉米的適種范圍，增大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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘污染土壤耐受性的方法。本發(fā)明葉面噴施光合細(xì)菌菌劑和氯化鈣(CaCl2)溶液以提高玉米對(duì)石油和鎘復(fù)合污染土壤耐受性，使玉米能耐受3000mg/kg石油和100 mg/kg鎘復(fù)合污染土壤，并且極顯著地改善土壤的理化性質(zhì)，增進(jìn)土壤肥力。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘污染土壤耐受性的方法，所述方法包括以下過程 玉米播種前，向土壤噴灑稀釋菌劑，并取菌劑稀釋浸種后播種，玉米播種后，施稀釋菌劑，自苗期開始，每周監(jiān)測(cè)玉米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，或在孕穗期和灌漿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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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，此后在拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期初期各噴施一次。所述的施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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，以增加應(yīng)答反應(yīng)，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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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，如取250g粉末，溶解于500ml蒸餾水中，即為光合細(xì)菌菌劑原液。所述的施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘污染土壤耐受性的方法，所述氯化鈣(CaC12)溶液，購買市售氯化鈣，試劑級(jí)，AR分析純，用蒸餾水配制成濃度為O. 3mol/L的氯化鈣溶液即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
本發(fā)明方法操作簡(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,使玉米能耐受3000mg/kg石油和100mg/kg鎘復(fù)合污染土壤，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)過程。光合細(xì)菌的這些特征能提高植物的抗逆性，通過增加植物光合作用、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)到提高作物耐逆性的目的。本方法采用光合細(xì)菌和氯化鈣溶液處理玉米植株以提高其對(duì)石油和鎘復(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)菌成份含量彡50億/ml或光合細(xì)菌彡100億/克，氯化鈣溶液濃度為O. 3mol/L。具體實(shí)施方法是玉米播種前向土壤噴灑稀釋500倍的菌劑，菌劑稀釋50倍浸種后播種。玉米播種后，菌劑稀釋200倍，每穴灌施菌劑30-50ml。在玉米生長(zhǎng)過程中，如果葉綠素含量在2. 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1.8mg/L或低于1.5mg/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。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。 光合細(xì)菌菌劑的獲得購買市售光合細(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. 3mol/L的氯化鈣溶液。實(shí)施例
本方法適用于在石油濃度低于3000mg/kg且鎘濃度低于100mg/kg的復(fù)合污染土壤中提高玉米的抗性和產(chǎn)量。玉米播種前，向土壤噴灑稀釋500倍的菌劑，并取菌劑稀釋50倍浸種后播種。玉米播種后，菌劑稀釋200倍，每穴灌施菌劑30-50ml。自苗期開始，每周監(jiān)測(cè)玉米葉綠素含量。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)的方法測(cè)定葉綠素含量。如果葉綠素含量在2. 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?；蛟谠兴肫诤凸酀{期各取O. 3mol/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1. 8mg/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. 3mol/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)2. Omg/L為止。此后應(yīng)在拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期初期各噴施一次。如果葉綠素含量低于1. 5mg/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. 3mol/L的氯化鈣溶液，12小時(shí)后再次葉面噴施O. 3mol/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，過程安全，使用后環(huán)境友好，對(duì)石油和鎘污染土壤中玉米的生長(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，使玉米能耐受3000mg/kg石油和100 mg/kg鎘污染土壤,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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘污染土壤耐受性的方法，其特征在于，所述方法包括以下過程玉米播種前，向土壤噴灑稀釋菌劑，并取菌劑稀釋浸種后播種，玉米播種后，施稀釋菌劑，自苗期開始，每周監(jiān)測(cè)玉米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，或在孕穗期和灌漿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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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，此后在拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期初期各噴施一次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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，以增加應(yīng)答反應(yīng)，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)菌提高玉米對(duì)石油和鎘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，如取250g粉末，溶解于500ml蒸餾水中，即為光合細(xì)菌菌劑原液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘污染土壤耐受性的方法，其特征在于，所述氯化鈣(CaC12)溶液，購買市售氯化鈣，試劑級(jí)，AR分析純，用蒸餾水配制成濃度為0. 3mol/L的氯化鈣溶液即可。
全文摘要
施用光合細(xì)菌提高玉米對(duì)石油和鎘污染土壤耐受性的方法，涉及一種提高土壤耐受性的方法，玉米播種前，向土壤噴灑稀釋菌劑，并取菌劑稀釋浸種后播種，玉米播種后，施稀釋菌劑，自苗期開始，每周監(jiān)測(cè)玉米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，或在孕穗期和灌漿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，使玉米能耐受石油和鎘復(fù)合污染土壤，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)A01G1/00GK102986436SQ20121053989
公開日2013年3月27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, 李海燕, 關(guān)麗杰 申請(qǐng)人:沈陽化工大學(xué)