專利名稱：施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法
技術(shù)領域：
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菌提高油菜對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)和消費大國，1978年原油年產(chǎn)量突破I億t大關而成為世界十大產(chǎn)油國之一，然而，石油生產(chǎn)條件、環(huán)保技術(shù)等方面卻相對落后。據(jù)統(tǒng)計，我國每年有60萬t石油經(jīng)跑、冒、滴、漏途徑進入環(huán)境，對土壤、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、大氣沉降等途徑進入到土壤環(huán)境中，造成了嚴重的土壤污染。我國24個省(市)城郊、污水灌溉區(qū)、工礦等經(jīng)濟發(fā)展較快地區(qū)的320個重點污染區(qū)中，重金屬含量超標的土壤面積約占污染土壤總面積的80%以上，其中鉛是最嚴重的污染元素之一。60年代后我國農(nóng)田土壤污灌面積迅速擴大，老工業(yè)基地的石油和重金屬污灌現(xiàn)象嚴重，石油和鉛污染成為污染土壤的典型代表。石油和鉛進入土壤，可引起土壤理化性質(zhì)的變化導致土壤結(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)實率下降，抗倒伏、抗病蟲害的能力降低等，直接導致糧食的減產(chǎn)。植物對石油和鉛污染的耐受能力通過逃避機制和適應性反應來體現(xiàn)，通過有機溶質(zhì)合成等逃避機制來減少根系對污染物質(zhì)的吸收，通過組織忍耐、分隔效應、分解代謝、再運輸?shù)冗m應機制來提高對吸收進體內(nèi)的污染物的耐受性。作物對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。而這其中有經(jīng)濟價值的作物則更加稀少。污染土壤的治理和修復是一個漫長的過程，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鉛多為二次污染，針對這種情況，應該采用邊耕種邊治理的方式，才更易被種植者所接受，進而取得良好的社會和經(jīng)濟效益。因此，應設法獲得耐受石油和鉛污染土壤而不減產(chǎn)的作物，來提高農(nóng)民的積極性，如果能對現(xiàn)有的優(yōu)良作物品種進行適當處理，使之完全適應污染土壤環(huán)境，不減產(chǎn)，則是最令人欣喜的事情了。油菜栽培歷史十分悠久，我國油菜栽植面積位居世界第二。油菜中含有豐富的鈣、鐵和維生素C，胡蘿卜素也很豐富，是人體黏膜及上皮組織維持生長的重要營養(yǎng)源，對于抵御皮膚過度角化大有裨益。油菜還有促進血液循環(huán)、散血消腫的作用。油菜是根深、枝葉繁茂、生長期長的作物。要求生長在土層深厚、肥沃、水分適宜的土壤中。土壤PH在5-8，以弱酸或中性土壤最為適宜，較耐鹽堿，具有較強的抗逆性。如果能進一步提高油菜對逆境的抵抗能力，使之在石油和鉛污染土壤中仍能旺盛生長，則可大大增加油菜的適種范圍，增大污
染土壤的利用效果，創(chuàng)造經(jīng)濟和社會價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法。本方法采用光合細菌和氯化鈣溶液處理油菜植株以提高其對石油和鉛復合污染土壤的耐受性，使油菜能耐受石油和鉛污 染土壤，并且顯著地改善土壤的理化性質(zhì)，增進土壤肥力。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，所述方法包括以下過程油菜播種前向土壤噴灑稀釋菌劑，菌劑稀釋浸種后播種，油菜播種后，菌劑，每穴灌施稀釋菌劑，在油菜生長過程中，自苗期開始，每周監(jiān)測油菜葉綠素含量，選擇群體內(nèi)典型植株，選取最新的完全展開葉片測定葉綠素含量，如果葉綠素含量，或在現(xiàn)蕾期和盛花期各取氯化鈣溶液葉面噴施一次，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施一次即可。所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，所述如果葉綠素含量低，表示植株生長受到污染土壤的影響，此時肉眼觀察植株生長尚正常，仔細辨認可發(fā)現(xiàn)葉色較正常生長情況下的植株稍淡，應盡早取氯化鈣溶液葉面噴施，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施，間隔一周后，如上之方法重復噴施氯化鈣和光合細菌菌劑，并連續(xù)追蹤測定葉綠素含量。所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，所述如果葉綠素含量，應在發(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，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施，間隔3天后,重復噴施氯化鈣和光合細菌菌劑。所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，所述光合細菌菌劑原液產(chǎn)品性狀為液體時，產(chǎn)品原液即為光合細菌菌劑原液，產(chǎn)品性狀為粉末時，按照每克粉末溶解于2ml蒸餾水的比例將菌劑制成原液。所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛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，AR分析純，用蒸餾水配制成濃度為O. lmol/L的氯化鈣溶液即可。本發(fā)明的優(yōu)點與效果是
本方法操作簡便，使用期的指證性狀指標精準明確，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提高,丙二醒減少,使油菜能耐受2500mg/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)，增進土壤肥力。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。光合細菌能在有光照缺氧的環(huán)境中進行不產(chǎn)氧光合作用，同高等植物相比，它也含有類似的捕光色素，但只有一個光系統(tǒng)，即PSI，而且原始供氫體不是水，而是H2S (或一些有機物)。光合細菌在自身的同化代謝過程中，又完成了產(chǎn)氫、固氮、分解有機物三個自然界物質(zhì)循環(huán)中極為重要的化學過程。光合細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)境等機制，來促進植物生長，增強其對逆境土壤的耐受性。光合細菌還能降解石油等污染物，進一步緩解污染物的毒害作用，從而達到提高作物耐逆性。本方法采用光合細菌和氯化鈣溶液處理油菜植株以提高其對石油和鉛復合污染土壤的耐受性，以葉片葉綠素含量為監(jiān)測指標以確定處理時間和方案。光合細菌成份含量彡50億/ml或光合細菌彡100億/克，氯化鈣溶液濃度為O. lmol/L。具體實施方法是油菜播種前向土壤噴灑稀釋500倍的菌劑，菌劑稀釋100倍浸種后播種。油菜播種后，菌劑稀釋1000倍，每穴灌施菌劑50ml。在油菜生長過程中，如果葉綠素含量在1. 8mg/L左右，可不必噴施光合細菌菌劑。如果葉綠素含量低于1. 4mg/L或低于1. lmg/L，盡早取氯化鈣溶液葉面噴施1-2次，24小時后再取光合細菌菌劑原液稀釋200倍噴施葉面，間隔3-7天后，重復測定葉綠素含量，據(jù)此噴施氯化鈣和光合細菌菌劑。
光合細菌菌劑的獲得購買市售光合細菌菌劑。該產(chǎn)品執(zhí)行標準《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準》中《光合細菌菌劑NY 527-2002》。產(chǎn)品性狀紅褐色液體；淡黃色或黃褐色粉末。成份含量光合細菌> 50億/ml或光合細菌> 100億/克。光合細菌菌劑原液產(chǎn)品性狀為液體時，產(chǎn)品原液即為光合細菌菌劑原液。產(chǎn)品性狀為粉末時，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，即為光合細菌菌劑原液。氯化鈣(CaC12)溶液購買市售氯化鈣，試劑級，AR分析純即可。用蒸餾水配制成濃度為O. lmol/L的氯化鈣溶液。實施例
本方法適用于在石油濃度低于2500mg/kg且鉛濃度低于200 mmol/L的復合污染土壤中提高油菜的抗性和產(chǎn)量。油菜播種前向土壤噴灑稀釋500倍的菌劑，菌劑稀釋100倍浸種后播種。油菜播種后，菌劑稀釋1000倍，每穴灌施菌劑50ml。在油菜生長過程中，自苗期開始，每周監(jiān)測油菜葉綠素含量。方法為選擇群體內(nèi)典型植株3-5株，選取最新的完全展開葉片，依據(jù)陳建勛(陳建勛主編，《植物生理學實驗指導(第二版)》，華南理工大學出版社，87頁)的方法測定葉綠素含量。如果葉綠素含量在1. 8mg/L左右時，表示此時植株生長較正常，可不必噴施光合細菌菌劑?；蛟诂F(xiàn)蕾期和盛花期各取O. lmol/L的氯化鈣溶液葉面噴施一次，24小時后再取光合細菌菌劑原液稀釋200倍噴施一次即可，以促進增產(chǎn)。如果葉綠素含量低于1. 4mg/L，表示植株生長受到污染土壤的影響，此時肉眼觀察植株生長尚正常，仔細辨認可發(fā)現(xiàn)葉色較正常生長情況下的植株稍淡，此時應盡早取
O.lmol/L的氯化鈣溶液葉面噴施，24小時后再取光合細菌菌劑原液稀釋200倍噴施，間隔一周后，如上之方法重復噴施氯化鈣和光合細菌菌劑，并連續(xù)追蹤測定葉綠素含量，直至其達1. 8mg/L為止。此后應在現(xiàn)蕾期和盛花期初期各噴施一次。如果葉綠素含量低于1. lmg/L，表示植株生長受到嚴重影響，肉眼觀察植株首先葉色變淡，葉片厚度變薄，隨后會出現(xiàn)干枯現(xiàn)象，下部葉片發(fā)黃甚至脫落。應在發(fā)生干枯現(xiàn)象之前盡早噴施0. lmol/L的氯化鈣溶液，12小時后再次葉面噴施0. lmol/L的氯化鈣溶液，以增加應答反應，24小時后再取光合細菌菌劑原液稀釋200倍噴施，間隔3天后，重復噴施氯化鈣和光合細菌菌劑。連續(xù)噴施兩次后，必須停止使用溶劑2周以上，同時連續(xù)監(jiān)測葉綠素含量，依據(jù)使用溶劑后新的葉綠素含量數(shù)值，采取上述相應的處理方法。其它水肥等管理正常。光合細菌菌劑的其它使用注意事項，請參考其商品使用說明書。本方法操作簡便，使用期的指證性狀指標精準明確，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提高，丙二醛減少，使油菜能耐受2500mg/kg石油和200mmol/L鉛污染土壤，并且極顯著地改善土壤的理化性質(zhì)，增進土壤肥力。
權(quán)利要求
1.施用光合細菌提高油菜對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程油菜播種前向土壤噴灑稀釋菌劑，菌劑稀釋浸種后播種，油菜播種后，菌劑，每穴灌施稀釋菌劑，在油菜生長過程中，自苗期開始，每周監(jiān)測油菜葉綠素含量，選擇群體內(nèi)典型植株，選取最新的完全展開葉片測定葉綠素含量，如果葉綠素含量，或在現(xiàn)蕾期和盛花期各取氯化鈣溶液葉面噴施一次，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施一次即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，其特征在于，所述如果葉綠素含量低，表示植株生長受到污染土壤的影響，此時肉眼觀察植株生長尚正常，仔細辨認可發(fā)現(xiàn)葉色較正常生長情況下的植株稍淡，應盡早取氯化鈣溶液葉面噴施，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施，間隔一周后，如上之方法重復噴施氯化鈣和光合細菌菌劑，并連續(xù)追蹤測定葉綠素含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，其特征在于，所述如果葉綠素含量，應在發(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，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施，間隔3天后，重復噴施氯化鈣和光合細菌菌劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施用光合細菌提高油菜對石油和鉛污染土壤耐受性的方法，其特征在于，所述光合細菌菌劑原液產(chǎn)品性狀為液體時，產(chǎn)品原液即為光合細菌菌劑原液，產(chǎn)品性狀為粉末時，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所述的施用光合細菌提高油菜對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)溶液購買市售氯化鈣，試劑級，AR分析純，用蒸餾水配制成濃度為O. lmol/L的氯化鈣溶液即可。
全文摘要
施用光合細菌提高油菜對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，油菜播種前向土壤噴灑稀釋菌劑，菌劑稀釋浸種后播種，油菜播種后，菌劑，每穴灌施稀釋菌劑，在油菜生長過程中，自苗期開始，每周監(jiān)測油菜葉綠素含量，選擇群體內(nèi)典型植株，選取最新的完全展開葉片測定葉綠素含量，如果葉綠素含量，或在現(xiàn)蕾期和盛花期各取氯化鈣溶液葉面噴施一次，再取光合細菌菌劑原液稀釋噴施一次即可。本方法使用后環(huán)境友好，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提高，丙二醛減少，使油菜能耐受石油和鉛污染土壤，并且極顯著地改善土壤的理化性質(zhì)，增進土壤肥力。
文檔編號A01P21/00GK103004496SQ20121053989
公開日2013年4月3日 申請日期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, 張萬忠 申請人:沈陽化工大學