CN103962367A - 一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是：在含污染物镉的土壤中种植红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走；进一步可以再种植下一批红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的镉含量达到环境安全标准。采用本发明可显著增加红苋菜对镉的吸收、转运和富集，有效提高镉污染土壤的植物修复效率，修复镉污染土壤具有投资少和维护成本低、工程量小、管理技术要求低等特点，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于镉污染治理及污染的土壤的再生，涉及一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法。适用于利用植物激素（或称植物生长调节剂）和螯合剂复合促进红苋菜修复镉（Cd）污染土壤，从而修复治理污染的土壤。
背景技术
目前，镉（Cd）已被国际癌症研究机构归类为第一致癌物，Cd是毒性最强，污染最为严重的重金属之一。土壤镉含量为0.01～2mg/kg，主要来源于成土母质，有镉的成矿作用发生及被工业污染的地方，土壤中镉含量会高出背景值百余倍，有的高达数千倍。Cd的迁移性极强，易被植物吸收并积累于体内，浓度过高会影响其生长发育乃至产量，可以导致水稻根系短少，叶绿素含量下降，返青分蘖推迟；由于其迁移性很强，镉会从积累的植物通过食物链降低生物角膜内皮完整性，使生物骨矿物质代谢障碍，导致骨质疏松、骨折、软化，同时也可诱发动物的***癌和睾丸肿瘤，对人类和动物具有致癌作用。
针对重金属污染，植物修复技术是一种新兴的环境治理技术，成为了科学家研究的热点，与传统的处理方法相比较，具有投资少、操作方便、不造成二次污染、安全的特点。但在修复植物的品种筛选、修复机理研究及应用方面都存在不足，需综合考虑修复效率及生态环保方面的双重需要。
目前，植物激素（或称植物生长调节剂）已经在农业生产上有广泛的应用：种苗繁育；提高植株产量，促进结实生长，抑制或促进发芽，疏花疏果；促进花芽分化，抑制营养生长；调控果实成熟；防止脱叶；并用于培育优质高产的植株以及进行产品保鲜等。
植物提取修复是指利用某种放射性核素的超积累植物将土壤中的核素转运出来，富集并搬运到植物根系可吸收部位和地上部位，待植物收获后再进行处理，连续种植这种植物，可使土壤中重金属的含量降低到可接受水平。提高植物修复效率的方式目前主要有加强施肥、添加螯合剂、改善栽培条件、利用根际微生物等，各有其优势，但也存在较大的局限性。综合考虑修复效率及生态环保方面的双重需要，目前，因植物调控体内激素水平是其适应核素及重金属胁迫的重要方式，植物激素的研究也逐渐成为研究的热点,尤其是利用这些植物激素对抗各种逆境环境，尤其在应用于重金属，放射性核素胁迫方面的意义价值重大，但尚未见利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法的文献报道。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法。本发明通过在镉污染土壤中种植镉的超富集植物—红苋菜，并施加植物激素（或称植物生长调节剂）和螯合剂（EDTA），从而提供一种可显著增加红苋菜对镉的吸收、转运和富集的利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
本发明的内容是：一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是包括：在含污染物镉的土壤中种植红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。
本发明的内容还可以包括：所述将植物红苋菜整体从污染土壤中移走后，再种植下一批红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的镉含量达到环境安全标准。
本发明的内容中：所述植物激素（或称植物生长调节剂、激素）可以是生长素（IAA）、赤霉素（GA）或水杨酸（SA）。
所述植物激素生长素较好的是配制成浓度为100mg/L的生长素的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系。
所述植物激素赤霉素较好的是配制成浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系。
所述植物激素水杨酸较好的是配制成浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系。
所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长1～3月内。
所述植物激素的水溶液在每666.7平方米土壤中施用量（即喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的量）：所述浓度为100mg/L（毫克/升）的生长素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述螯合剂EDTA的水溶液在每666.7平方米土壤中施用量（即喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的量）：所述浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液的施用量为20L（升）；各施用量也可以在15～25L（升）内/每666.7平方米土壤中。
本发明的内容还可以包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理（焚烧后残留的含镉的固体物可进一步采用回收金属、填埋等现有技术方式进行处理）。
红苋菜（学名：Amaranthus mangostanus L.），为苋科苋属一年生草本植物，别名青香苋、苋菜、野刺苋、米苋、人旱菜，杏菜、荇菜、莹莹菜、玉米菜等。红苋菜是富钾植物之一，主要分布在中国和印度，其根系发达，分布深广，适应能力强，全国各地均可栽培。
所述红苋菜的播种的时间可以为每年的2月至10月（即春、夏、秋季均可播种进行种植）；种植的方法为播种，每666.7平方米播种量为0.5～0.75千克；播种用红苋菜种子用质量百分比浓度为0.5%的NaClO（次氯酸钠）水溶液浸泡15～25min后，再用于播种。
生长素（auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，英文简称IAA，国际通用，是吲哚乙酸（IAA）。
赤霉素（英语：Gibberellin，简称为GA），是广泛存在的一类植物激素。其化学结构属于二萜类酸，由四环骨架衍生而得。可刺激叶和芽的生长。
水杨酸，英文名：salicylic acid，简称为SA，又称邻羟基苯甲酸，分子量138.05，白色结晶，针状或粉状。比重1.443，熔点156℃～159℃。溶于乙醇、***、丙酮、松节油。
EDTA，中文名称：乙二胺四乙酸，化学名称：Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，分子式：C10H16N2O8，物化性质：EDTA为白色结晶粉末状固体，呈酸性，不溶于冷水，微溶于热水；易溶于碱性（如氢氧化钠、氨水）水溶液中。EDTA是一种重要的络合剂。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
（1）本发明的发明人经过长期的研究，发现将红苋菜种植在受镉污染的土壤中，采用植物激素（或称植物生长调节剂、激素）和螯合剂复合处理、叶面喷施或土壤浇灌的施用方式，可以明显提高红苋菜吸收镉的能力（红苋菜的根、茎、叶部Cd含量均显著提高）；，能显著促进红苋菜的生长、提高其生物量、增加对镉的富集能力及转运能力，以水杨酸（SA）和EDTA复合处理采用土壤浇灌的施用方式效果最为显著；该治理方法费用低廉、可操作性强、不破坏环境土壤结构、不引起二次污染；
（2）采用本发明，红苋菜是镉（Cd）富集植物，并具有生长迅速、生物量大，易于收割，具有较强的生命力等优点；选取的复合的植物激素（生长素、赤霉素或水杨酸）和螯合剂能最大可能地提高红苋菜生物量、镉吸收量以及镉富集能力；从而永久性地解决土壤镉污染问题；该方法费用低廉、可操作性强、不破坏环境土壤结构、不引起二次污染；
（3）采用本发明，能使红苋菜更好地发挥对镉的吸收、富集能力，有效提高镉污染土壤的植物修复效率，修复镉污染土壤具有投资少、维护成本低、工程量小、管理技术要求低等特点，具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。
附图说明
图1是植物激素与螯合剂复合处理下红苋菜各部分Cd含量；
图2是植物激素与螯合剂复合处理下红苋菜地上部、单株的Cd含量；
图3是植物激素与螯合剂复合处理下单株红苋菜对Cd的富集量；
图4是植物激素与螯合剂复合处理下单株红苋菜对Cd的富集总量。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
叶面喷施植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生物量的影响
试验采用盆栽方式，地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表1所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母P代表激素的添加方式为喷施。
表1复合处理配方
试验结果表明：植物激素与螯合剂复合处理下，根据测定结果得到红苋菜各部分的生物量，经方差分析和多重比较过可得到表2。
表2叶面喷施植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜各部生物量的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
从表2可以得出，复合处理显著增加了红苋菜根、茎、叶部的生物量，与对照相比具有极显著性差异（p<0.01）；叶部的生物量显著高于茎部、根部。复合处理PSA处理下，根部生物量达到最大值0.446g，为对照的4.37倍；复合处理PGA作用下，茎、叶部的生物量达到最大，分别为0.987g、1.514g，高于对照的285.54％、292.22％。三种激素与螯合剂复合处理对根部生物量影响作用由大到小依次为（SA+EDTA）>（GA+EDTA）>（IAA+EDTA），对茎、叶部生物量的影响力为（GA+EDTA）>（SA+EDTA）>（IAA+EDTA），从地上部、单株生物量分析，PIAA复合处理下生物量达最小值，为2.083g，仅为对照的2.80倍；PGA复合处理下，地上部、单株生物量达到最高值，分别为2.501g、2.914g，为对照的389.56％、391.67％。即赤霉素与螯合剂复合处理下，红苋菜植株的生物量达到最大值。
实施例2：
浇灌植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生长的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表3所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母J代表激素的添加方式为浇灌。
表3复合处理配方
试验结果表明：植物激素与螯合剂复合处理下，根据测定结果得到红苋菜各部分的生物量，经方差分析和多重比较过可得到表4。
表4浇灌植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜各部生物量的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
从表4可以得出，复合处理显著增加了红苋菜根、茎、叶部的生物量，与对照相比具有极显著性差异（p<0.01）；叶部的生物量显著高于茎部、根部。复合处理JSA处理下，根部生物量达到最大值0.457g，为对照的4.48倍；复合处理JGA作用下，茎、叶部的生物量达到最大，分别为0.996g、1.603g，高于对照的289.06％、315.28％。三种激素与螯合剂复合处理对根部生物量影响作用由大到小依次为（SA+EDTA）>（GA+EDTA）>（IAA+EDTA），对茎、叶部生物量的影响力为（GA+EDTA）>（SA+EDTA）>（IAA+EDTA），从地上部、单株生物量分析，JIAA复合处理下生物量达最小值，分别为1.885g、2.184g，各为对照的2.94倍、2.94倍；JGA复合处理下，地上部、单株生物量达到最高值，分别为2.599g、3.027g，高于对照的304.83％、306.85％。即赤霉素与螯合剂复合处理下，红苋菜植株的生物量达到最大值。
实施例3：
叶面喷施植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生长指标的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表5所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母P代表激素的添加方式为喷施。
表5复合处理配方
试验结果表明：植物激素与螯合剂复合处理下，测定红苋菜的株高、主根长、茎粗，经过方差分析、显著性差异得到表6。
表6叶面喷施植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生长的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
从表6可得出，复合处理下的各指标和对照差异极显著，各个处理中，最大主根长出现在PSA，其最大值为6.14cm，为对照的4.95倍；最大株高、茎粗均出现在PGA，其最大值分别为27.28cm、2.93cm，分别比对照高出85.83%、140.16%，与对照有极显著差异（p<0.01）。PGA处理下主根长达到最小值，与对照差异显著（p<0.05）；喷施100mg/L的IAA，株高、茎粗值最小，其值分别为21.04cm，0.18cm，分别为对照的1.43倍、1.51倍。三种激素与螯合剂处理对根长得影响作用由大到小依次为（PSA+EDTA）>（PIAA+EDTA）>（PGA+EDTA），对株高、茎粗的影响效果为（PGA+EDTA）>（PSA+EDTA）>（PIAA+EDTA）。
实施例4：
浇灌植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生长指标的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表7所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母J代表激素的添加方式为浇灌。
表7复合处理配方
试验结果表明：植物激素与螯合剂复合处理下，测定红苋菜的株高、主根长、茎粗，经过方差分析、显著性差异得到表8。
表8叶面喷施植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜生长的影响
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
从表8可得出，复合处理下的各指标和对照差异极显著，各个处理中，最大主根长出现在JSA，其最大值为6.12cm，为对照的4.94倍；最大株高、茎粗均出现在JIAA，其最大值分别为28.14cm、3.13cm，分别比对照高出91.69%、156.56%，与对照有极显著差异（p<0.01）。JIAA处理下主根长达到最小值，与对照差异显著（p<0.05）；JGA处理下株高、茎粗值最小，其值分别为24.26cm，0.27cm，分别为对照的1.65倍、2.25倍。三种激素与螯合剂处理对根长得影响作用由大到小依次为（JSA+EDTA）>（JGA+EDTA）>（JIAA+EDTA），对株高、茎粗的影响效果为（JIAA+EDTA）>（JSA+EDTA）>（JGA+EDTA）。
实施例5：
植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜吸收Cd的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表9所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母P、J代表激素的添加方式为喷施以及浇灌。
表9复合处理配方
试验结果表明：通过测定植物激素与螯合剂复合处理下红苋菜根、茎、叶部Cd含量得到图1、2。
从图1、2中可得出，复合处理对根、茎、叶部及地上部Cd含量的作用总体趋势表现为（GA+EDTA）>（SA+EDTA）>（IAA+EDTA）>对照，喷施激素的修复效率小于浇灌激素，叶部的富集量显著高于根、茎部。IAA和EDTA复合处理下，根、茎、叶部富集Cd量达到最小值，分别为0.061mg/g、0.096mg/g、1.142mg/g，为对照的1.39倍、1.85倍、1.18倍。GA和EDTA复合处理下，根、茎、叶部的Cd含量达到所有处理的最大值，分别高于对照的85.13%,、184.62%、23.37%。
实施例6：
植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜转运Cd的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表10所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母P、J代表激素的添加方式为喷施以及浇灌。
表10复合处理配方
试验结果表明：通过计算统计分析植物激素与螯合剂复合处理下红苋菜茎、叶部对Cd的转运系数得出地上部对Cd的转运系数，如表11所示。
表11植物激素与螯合剂复合处理红苋菜地上部对Cd的转运系数
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
从表11中可得出，各处理下转运系数均大于10，显著高于对照，复合处理均增大了地上部Cd的转运系数，浇灌相比于喷施添加显著提高转运Cd的能力，复合处理对红苋菜地上部转运Cd的总体趋势表现为（GA+EDTA）>（SA+EDTA）>（IAA+EDTA），叶部对Cd的转运能力显著高于茎部。PIAA处理下,茎部、叶部的转运系数达到最小值，即IAA和EDTA复合处理下，茎、叶部的转运系数达到最小值，分别为1.69、20.19，与对照差异显著；JGA处理下，其值达到处理的最大值，即浇灌赤霉素的螯合剂的复合处理时，茎、叶部对Cd的转运系数达到最高值，分别为1.88、26.96，,高于对照的57.98％、76.67％。说明，生长素和螯合剂复合处理下，茎、叶部转运Cd的能力最低，而低浓度的赤霉素和螯合剂复合处理下，茎、叶部富集系数达到最高，茎、叶部对Cd转运的能力达到最大。
实施例7：
植物激素与螯合剂复合处理对红苋菜富集Cd的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表12所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母P、J代表激素的添加方式为喷施以及浇灌。
表12复合处理配方
试验结果表明：通过计算统计植物激素与螯合剂复合处理下红苋菜根、茎、叶、部对Cd的富集系数，得出地上部与根部的富集系数，如表13所示。
表13植物激素与螯合剂复合处理红苋菜对Cd的富集系数
注：不同小写字母表示p=0.05水平差异显著，不同大写字母表示p=0.01水平差异极显著。
从表13中可看出，各处理下富集系数均大于1，显著高于对照（没有施加任何激素），三种复合处理均增大了Cd的富集系数，浇灌相比于喷施添加显著提高转运镉的能力，三种复合激素的处理效果总体趋势表现为（GA+EDTA）>（SA+EDTA）>（IAA+EDTA），叶部对Cd的富集能力显著高于茎部、根部，地上部对Cd的富集系数显著高于根部。富集系数整体表现为叶部>茎部>根部，PIAA处理下，根部对Cd的富集系数达最小值，与对照差异显著，JSA处理下富集系数达到最大值，分别为对照的1.11倍、1.73倍。IAA和EDTA复合处理下，茎、叶部的富集系数达到最小值，高于对照的43.87％、49.38％、60.67％；GA和EDTA复合处理下，茎、叶部的富集系数达到最大值，分别为对照的2.31倍、1.68倍。说明，生长素和螯合剂复合处理下，茎、叶部转运Cd的能力最低，而赤霉素和螯合剂复合处理下，茎、叶部富集系数达到最高，茎、叶部对Cd转运的能力达到最大。水杨酸和螯合剂的复合作用显著提高了根部对Cd的转运能力，更有助于Cd从土壤向根、茎、叶的迁移。
实施例8：
植物激素与螯合剂复合处理对单株红苋菜富集Cd总量的影响
试验采用盆栽方式，试验地点为四川省绵阳市西南科技大学东六A座实验楼（E=104°42'N=31°32'，海拔：462m）。气候属于亚热带湿润气候，年平均降水量800毫米～1500毫米，平均气温13.7℃～16.3℃。试验用土为西南科技大学苗圃试验基地样土，土壤类型为黄壤土。将土壤放于避光通风处自然风干、剔除杂物、捣碎、过筛，待用。大田播种红苋菜育苗，待红苋菜长出4-6片子叶后移苗，每盆三株，试验用盆直径30cm，高23cm，每盆装6kg土壤。
Cd以水溶液形式均匀混合于土壤中，将红苋菜苗定植于Cd处理的土壤中，培育1个月，进行植物激素与螯合剂的复合处理，复合处理的施用方式分为叶面喷施处理红苋菜叶表面，三种激素（IAA、GA3、SA）的添加浓度分别为100mg/L、500mg/L、100mg/L，与EDTA分别配成不同浓度的水溶液，试验共设7种处理，其中一个施用清水的对照，每个处理重复3次，共设21组。
试验试剂：镉以Cd(NO3)2·4H2O为镉源，施加浓度为20mg/kg。EDTA（乙二胺四乙酸）的添加浓度为1.5mg/L，分别与三种植物激素（IAA、GA、SA）按不同的处理配制成不同浓度的水溶液，3种复合处理如表12所示，字母I、G、S分别代表生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA；字母P、J代表激素的添加方式为喷施以及浇灌。
表12复合处理配方
试验结果表明：通过计算统计植物激素与螯合剂复合处理下单株红苋菜对Cd的富集量，得出图3。
由图3可得，与对照相比，复合处理后的富集量显著高于对照，单株红苋菜Cd含量差异不显著；浇灌相比于喷施的添加方式显著提高了Cd在红苋菜植株内富集；三种复合处理的总体趋势表现为（SA+EDTA）>（GA+EDTA）>（IAA+EDTA）。JSA作用下，富集量最大，即浇灌水杨酸与螯合剂的复合处理，单株对Cd的富集量达到最大值，分别为1401mg/kg，高于对照的32.64％：PIAA处理下，富集量最小，即喷施生长素和螯合剂的复合处理，单株对Cd的富集量最小，分别为1298mg/kg，为对照的1.22倍。
通过计算统计植物激素与螯合剂复合处理下单株红苋菜对Cd的富集总量，得出图4。
由图4可得，与对照相比，复合处理后的富集总量显著高于对照，浇灌相比于喷施的添加方式显著提高了Cd在红苋菜植株内富集；三种复合处理的总体趋势表现为（SA+EDTA）>（GA+EDTA）>（IAA+EDTA）。PIAA处理下，富集量最小，即喷施生长素和螯合剂的复合处理，单株对Cd的富集总量达到最小值5059mg/kg，为对照的1.23倍；JSA作用下，富集量最大，即浇灌水杨酸和螯合剂的复合处理，单株对Cd的富集总量达到最大6362mg/kg，高于对照的55.66％。
实施例9：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：在含污染物镉的土壤中种植红苋菜，并喷施或浇灌植物激素（或称植物生长调节剂、激素）和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。
实施例10：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：在实施例9的基础上，所述将植物红苋菜整体从污染土壤中移走后，再种植下一批红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的镉含量达到环境安全标准。
实施例11：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是生长素（IAA），所述植物激素生长素较好的是配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长1～3月内（可以是其中的任一天）；其它同实施例9或10，省略。
实施例12：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是生长素（IAA），所述植物激素生长素较好的是配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满1月；其它同实施例9或10，省略。
实施例13：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是生长素（IAA），所述植物激素生长素较好的是配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满2月内；其它同实施例9或10，省略。
实施例14：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是生长素（IAA），所述植物激素生长素较好的是配制成浓度为100mg/L的生长素（IAA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满3月内；其它同实施例9或10，省略。
实施例15：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是赤霉素（GA），所述植物激素赤霉素较好的是配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长1～3月内（可以是其中的任一天）；其它同实施例9或10，省略。
实施例16：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是赤霉素（GA），所述植物激素赤霉素较好的是配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满1月；其它同实施例9或10，省略。
实施例17：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是赤霉素（GA），所述植物激素赤霉素较好的是配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满2月；其它同实施例9或10，省略。
实施例18：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是赤霉素（GA），所述植物激素赤霉素较好的是配制成浓度为500mg/L的赤霉素（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满3月；其它同实施例9或10，省略。
实施例19：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是水杨酸（SA），所述植物激素水杨酸较好的是配制成浓度为100mg/L的水杨酸（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长1～3月内（可以是其中的任一天）；其它同实施例9或10，省略。
实施例20：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是水杨酸（SA），所述植物激素水杨酸较好的是配制成浓度为100mg/L的水杨酸（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满1月；其它同实施例9或10，省略。
实施例21：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是水杨酸（SA），所述植物激素水杨酸较好的是配制成浓度为100mg/L的水杨酸（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满2月；其它同实施例9或10，省略。
实施例22：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：所述植物激素是水杨酸（SA），所述植物激素水杨酸较好的是配制成浓度为100mg/L的水杨酸（GA）的水溶液，所述螯合剂EDTA较好的是配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系；所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间较好的是红苋菜播种后生长满3月；其它同实施例9或10，省略。
实施例23：
一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，是：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理（焚烧后残留的含铯和/或锶的固体物可进一步采用回收金属、填埋等现有技术方式进行处理）；其它同实施例9～22中任一，省略。
所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间可以是红苋菜播种后生长1～3月内、可以是其中的任一天。
所述红苋菜的播种的时间可以为每年的2月至10月（即春、夏、秋季均可播种进行种植）；种植的方法为播种，每666.7平方米播种量为0.5～0.75千克；播种用红苋菜种子用质量百分比浓度为0.5%的NaClO（次氯酸钠）水溶液浸泡15～25min后，再用于播种。红苋菜种植方式中不具体或不完整的部分，同现有技术中作蔬菜用的红苋菜的种植。
上述实施例中：所述植物激素的水溶液在每666.7平方米土壤中施用量（即喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的量）：所述浓度为100mg/L（毫克/升）的生长素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液的施用量较好的为20L（升）；所述螯合剂EDTA的水溶液在每666.7平方米土壤中施用量（即喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的量）：所述浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液的施用量为20L（升）；各施用量也可以在15～25L（升）内/每666.7平方米土壤中。
上述实施例中：所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量（重量）百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所述质量（重量）份可以均是克或千克。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
从上面的结果可以看出，植物激素与螯合剂复合处理对于提高红苋菜提取土壤中的镉具有较强的促进作用，因此，植物激素与螯合剂复合处理配方可以促进红苋菜对镉的吸收，从而缩短镉污染土壤的修复时间，对于镉污染土壤的植物修复具有重大的意义。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (10)
1.一种利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是包括：在含污染物镉的土壤中种植红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜收割或整体从污染土壤中移走。
2.按权利要求1所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是还包括：所述将植物红苋菜整体从污染土壤中移走后，再种植下一批红苋菜，并喷施或浇灌植物激素和螯合剂EDTA，当植物红苋菜长到开花期或成熟期时，将植物红苋菜整体从污染土壤中移走，重复上述过程，直至土壤中的镉含量达到环境安全标准。
3.按权利要求3所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是：所述植物激素是生长素、赤霉素或水杨酸。
4.按权利要求3所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是：所述植物激素生长素配制成浓度为100mg/L的生长素的水溶液，所述螯合剂EDTA配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系。
5.按权利要求3所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是：所述植物激素赤霉素配制成浓度为500mg/L的赤霉素的水溶液，所述螯合剂EDTA配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系。
6.按权利要求3所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是：所述植物激素水杨酸配制成浓度为100mg/L的水杨酸的水溶液，所述螯合剂EDTA配制成浓度为1.5mg/L的螯合剂EDTA的水溶液，并喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系。
7.按权利要求4、5或6所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是：所述喷施在红苋菜的叶面上或浇灌在红苋菜的根系的植物激素和螯合剂EDTA的时间是红苋菜播种后生长1～3月内。
8.按权利要求1、2、4、5或6所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理。
9.按权利要求3所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理。
10.按权利要求7所述利用植物激素和螯合剂复合促进红苋菜富集镉的方法，其特征是还包括：将收割或整体从污染土壤中移走的红苋菜采用焚烧的方法进行无害化处理。
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