利用混种实现葡萄稳产并显著降低其镉含量的种植方法与流程

文档序号:11199945阅读:1535来源:国知局

本发明属于农业种植技术领域,具体涉及一种利用混种实现葡萄稳产并显著降低其镉含量的种植方法。



背景技术:

近年来,由于我国工业“三废”的排放以及化肥、农药等化学物质的过量施用,大量重金属进入果园土壤系统,使得果园土壤重金属污染日益严重。其中,镉因为不能在生物体内降解而成为一种极具毒性的重金属元素。葡萄具有丰富的营养物质,外形美观且产品形式多样,是我国重要的果品之一。目前,我国葡萄园已面临着重金属镉污染的危害。研究表明一些地区葡萄园土壤中的cd含量已超过绿色食品产地土壤环境质量标准或镉污染达到轻度污染等级。因此,为了确保葡萄果品的安全、绿色生产,葡萄园镉污染修复显得尤为重要。

植物修复技术普遍被认为具有物理、化学修复方法所无法比拟的成本低廉、安全美观、对环境扰动少等优点,具有广阔的应用前景。但目前该方法仍存在如植物生长慢,长势弱,抗性低等缺点,因而限制了植物修复技术优势的充分发挥。在农业生产上,混种可提高作物对土壤养分、水和光等资源的有效利用,从而提高其产量与品质。在重金属污染条件下,混种的植物通过根系分泌有机酸与重金属形成可溶性复合物而抑制重金属跨膜运输,降低重金属的生物有效性从而减轻其对植物的伤害。whiting等将锌超富集植物天蓝遏蓝菜和普通植物菥蓂混种后发现,超富集植物的锌积累量显著提高,而普通植物的锌积累量却明显降低。有研究发现,与大麦混种使得豌豆地上部的cu、pb、zn、cd和fe浓度是分别是单种的1.5、1.8、1.4、1.4和1.3倍。研究表明,深根的cd/zn富集植物柳树(salix)和矮小的超富集植物拟南芥(arabidopsishalleri)混种并未增加植物对cd和zn的提取效率。

由此可见,只有通过合理的混种,才能提高富集植物对重金属的积累,降低果树对重金属的吸收,有效地将植物修复技术应用于果园土壤重金属污染修复。



技术实现要素:

针对现有技术的缺点和技术空白,本发明的目的在于提供一种利用混种实现葡萄稳产并显著降低其镉含量的种植方法,所述种植方法为将葡萄与三叶鬼针草进行混种。

进行混种时,采用葡萄扦插苗。

优选的,所述葡萄扦插苗的新梢长15cm。

优选的,进行混种时,采用的是一对真叶展开的三叶鬼针草。

优选的,进行混种时,葡萄与三叶鬼针草的混种株数比例为1:1。

混种过程中,保持土壤田间持水量为80%。

用于混种的土壤中,镉含量浓度至少为5mg·kg-1

如本发明的实施例所示,本发明不但可以显著的降低葡萄幼苗中的镉含量,同时对于葡萄的生物量影响较小。而将葡萄与其它植物进行混种时,不仅对于镉含量的降低效果较低,同时对于葡萄的生物量的影响较大。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做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

供试混种植物种子采集于四川农业大学成都校区(东经:103°50′,北纬:30°42′)周围农田,混种植物包括婆婆针(bidensbipinnatal.)、三叶鬼针草(bidenspilosal.)、小花鬼针草(bidensparviflorawilld.)、金盏银盘(bidensbiternatamerr.etscherff)四种;供试葡萄为巨峰的扦插苗,购置于四川省成都市龙泉驿区苗木基地。供试土壤取自四川农业大学成都校区周边农田,其基本理化特性为:ph7.09,全氮1.50g·kg-1,全磷0.76g·kg-1,全钾18.02g·kg-1,全镉1.96mg·kg-1,碱解氮94.82mg·kg-1,速效磷6.30mg·kg-1,速效钾149.59mg·kg-1,其中供试土壤背景有效镉含量未检出。土壤基本理化性质及重金属镉含量均参考《土壤农化分析》的方法测定。

本实施例于2016年4-7月在四川农业大学成都校区进行。2016年4月,将风干后的供试土壤过6.72mm(3目)筛用21cm×20cm(直径×高)塑料盆每盆装入3.0kg,以cdcl2·2.5h2o分析纯形式加入重金属镉并混匀,使土壤镉浓度为5mg·kg-1。保持土壤湿润,自然放置平衡4周,不定期翻土混合,保证土壤充分混合均匀。2016年5月挑选生长基本一致的巨峰葡萄当年扦插幼苗(新梢长约15cm)及生长一致的混种植物幼苗(一对真叶展开)栽入塑料盆中,葡萄单种每盆3株,葡萄与超富集植物混种为每盆葡萄2株,混种植物2株,每个处理重复3次。盆与盆之间的距离为15cm,完全随机摆放。保证其在自然状况下生长,根据盆中土壤缺水情况,不定期浇水(水中未检出cd),使土壤含水量经常保持在田间持水量的80%左右。为防止污染物淋溶渗漏损失,在盆下放置塑料托盘并将渗漏液倒回盆中。在整个生长过程中不定期的交换盆与盆的位置以减弱边际效应的影响,并及时去除杂草,防治病虫害。

60天后,选取葡萄植株采集其从上往下的第三或第四片功能叶,测定叶绿素含量。之后将葡萄和混种植物整株收获,土壤分开存放。将葡萄植株分成根、茎、叶三部分,将混种植物植株分为地上部和地下部两部分,分别用自来水洗净,再用去离子水冲洗3次后,于110℃杀青15min,80℃烘干至衡重,称重,粉碎,过100目筛后分别存放,用于镉含量的测定。土壤自然风干后测定ph值(土水比1:2.5)及土壤有效态镉含量。

数据采用spss17.0系统进行方差分析(duncan新复极差法进行多重比较)。地上部分富集系数(bcf)=地上部分镉含量/土壤镉含量,转运系数(tf)=植物地上部分镉含量/根系镉含量,生物富集量系数(bcaf)=(地上部分镉含量×地上部分生物量)/土壤隔含量,转运量系数(taf)=(地上部镉含量×地上部分生物量)/(根系镉含量×根系生物量)。

葡萄幼苗的生物量:

从表1可知,与混种植物混种的葡萄幼苗的根系、茎秆、叶片及地上部分生物量均低于单种。葡萄幼苗的根系生物量表现为:单种>婆婆针>三叶鬼针草>小花鬼针草>金盏银盘,混种的葡萄幼苗根系生物量分别较单种降低了3.12%(p>0.05),8.53%(p<0.05),12.80%(p<0.05)和38.39(p<0.05);葡萄幼苗的地上部分生物量表现为:单种>婆婆针>三叶鬼针草>小花鬼针草>金盏银盘,混种的葡萄幼苗地上部分生物量分别较单种降低了5.01%(p<0.05),9.35%(p<0.05),24.93%(p<0.05)和29.13%(p<0.05);葡萄幼苗的整株生物量表现为:单种>婆婆针>三叶鬼针草>小花鬼针草>金盏银盘,混种的葡萄幼苗整株生物量分别较单种降低了4.53%(p<0.05),9.17%(p<0.05),22.23%(p<0.05)和31.19%(p<0.05)。就根冠比而言,除了与金盏银盘混种的葡萄幼苗的根冠比低于单种,其余混种的葡萄幼苗的根冠比均是混种高于单种。

表1混种四种植物对葡萄幼苗生物量的影响

葡萄幼苗的光合色素含量:

由表2可见,与四种植物混种的葡萄幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量及类胡萝卜素含量均低于单种。葡萄幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量、类胡萝卜素含量均表现为:单种>婆婆针>三叶鬼针草>小花鬼针草>金盏银盘,混种的各光合色素含量均显著低于单种。葡萄幼苗叶片的叶绿素b含量也表现为:单种>婆婆针>三叶鬼针草>小花鬼针草>金盏银盘,混种的葡萄幼苗叶片的叶绿素b含量较单种分别降低了4.58%(p>0.05),6.02%(p>0.05),12.61%(p<0.05)和24.36%(p<0.05)。就葡萄幼苗叶片的叶绿素a/b来看,除了混种金盏银盘的葡萄幼苗的叶绿素a/b的值达到了3.045之外,混种其他三种植物及单种的葡萄幼苗的叶绿素a/b的值均为2.700左右,基本无差异。

表2混种四种植物对葡萄幼苗光合色素含量的影响

葡萄幼苗的镉含量:

由表3可以看出,与四种植物混种的葡萄幼苗的根系、茎秆、叶片及地上部分镉含量均低于单种。葡萄幼苗的根系、茎秆、叶片及地上部分镉含量均表现为:单种>婆婆针>金盏银盘>小花鬼针草>三叶鬼针草。其中,按镉含量由高到低,混种的葡萄幼苗的根系镉含量分别较单种降低了5.48%(p>0.05),39.88%(p<0.05),43.46%(p<0.05)和50.72(p<0.05);混种的葡萄幼苗的地上部分镉含量分别较单种降低了13.42%(p<0.05),19.05%(p<0.05),21.86%(p<0.05)和92.21(p<0.05)。对于转运系数,与四种植物混种及单种的葡萄幼苗的转运系数均小,且各处理间差异很小,其中与三叶鬼针草混种的葡萄幼苗的转运系数最小,值仅为0.002。

表3混种四种植物对葡萄幼苗镉含量的影响

混种后土壤ph及有效态镉含量

由表4可以看出,混种后土壤的ph值显著低于单种,具体表现为:单种>婆婆针混种葡萄>三叶鬼针草混种葡萄>小花鬼针草混种葡萄>金盏银盘混种葡萄。就土壤有效态镉含量而言,除了金盏银盘与葡萄混种后的土壤有效态镉含量高于单种外,其余三种混种处理后土壤的有效态镉含量均低于单种,具体表现为:单种>婆婆针混种葡萄>小花鬼针草混种葡萄>三叶鬼针草混种葡萄,分别较单种降低了1.38%(p<0.05),4.61%(p<0.05)和4.84(p<0.05)。

表4葡萄幼苗混种四种植物对土壤ph及有效态镉含量的影响

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