本发明属于植物重金属污染修复技术领域，具体涉及一种提高树番茄中镉污染修复效率的混种方法。
背景技术：
植物修复技术是一种常用的治理土壤重金属污染的方法，相比其他治理方法该技术成本低廉和适用范围广，能更绿色有效的治理土壤重金属污染。植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害，主要是利用重金属超富集植物通过植物提取的方式达到修复重金属污染土壤的目的，目前已筛选出成百上千的重金属超富集植物，大多数蕨类，香根草、蜈蚣草、鳞苔和印度芥菜等都是超富集植物，但这些植物大部分都存在着生长缓慢、生物量小等缺点，这也就达不到植物修复技术的理想效果。为此，通过一定的农艺措施来提高超富集植物对重金属污染土壤的修复效率，对土壤重金属污染的修复有着重要的实践意义。
在农业生产上，混种技术能够充分利用时间、空间和生物因素来提高作物对土壤养分、水和光等资源的有效利用，从而达到增加作物产量和提高品质的效果。通过间(混)作方式不仅能提高植物产量，减少病虫害的发生，还能改善土壤环境，提高土壤酶活性和作物对养分元素的吸收。可通过间套作技术将植物修复技术应用于农田土壤重金属污染修复，合理搭配的间(混)种可以提高超富集植物对重金属的积累作用，降低蔬菜对重金属的吸收，有利于蔬菜在土壤重金属污染修复的同时进行正常的农业生产。
富集植物对高浓度的金属有较强的忍耐性，可累积相当高浓度的重金属，生长速度较快，具有发达的根系。在重金属污染条件下，不同富集植物与待测植株混种其对重金属元素的吸收影响主要集中在根际环境中，富集植物可以通过信号反馈分泌有机酸与重金属形成可溶性络合物而抑制重金属的跨膜运输，从而降低重金属的生物有效性，减少其对植物的伤害。当两种植物根系相互接近或接触时，植物间可产生“根际对话”现象而形成促进或抑制植物生长的作用，而根际生物之间相互作用的实质是对生长空间、水分和养分等资源的竞争。石军等人将樱桃与小飞蓬混种后发现磷钾含量明显高于樱桃与龙葵、马唐混种的含量，说明樱桃与矿山生态型小飞蓬混种最有利于其对磷钾养分的吸收，除矿山生态型马唐外，其他不同生态型小飞蓬、龙葵以及农田生态型马唐在与樱桃混种后，磷钾含量都有不同程度的增加。林立金等人研究了镉超富集植物牛膝菊混种镉富集植物荠菜、碎米荠和猪殃殃对其镉积累的影响，结果表明与单种相比，混种猪殃殃提高了牛膝菊单株地上部分生物量和整株生物量，混种荠菜及碎米荠则降低了牛膝菊单株地上部分生物量和整株生物量，但各个混种处理的植物总生物量均介于2种植物单种之间，混种荠菜、碎米荠和猪殃殃均提高了牛膝菊地上部分镉含量。孔星等研究结果表明混种显著增加了成熟期水稻的有效穗数，对其他产量构成因子有一定的影响但差异不大，并且有利于改善水稻茎秆对倒伏的抗性。这些说明通过合适的植物搭配进行间(混)种能达到提高重金属污染修复效率的目的。
假繁缕(pseudostellariamaximowicziana)、牛繁缕(malachiumaquaticum)和繁缕(stellariamedia)都是石竹科富集植物，关于采用石竹科富集植物来降低树番茄中的镉含量尚未见明确报道，如何选取石竹科富集植物来实现对树番茄中镉污染的修复工作具有重要的研究意义，采用何种混种方法可用于提高对树番茄中镉污染的修复效果，成为树番茄安全生产栽培过程中面临的又一重要问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种提高树番茄中镉污染修复效率的混种方法，通过选择石竹科富集植物与树番茄进行合理混种栽培，很好地降低了树番茄中镉的含量，提高了对树番茄中镉污染的修复效率，为树番茄的安全生产提供了参考，是一种很好的植物修复手段。
为了实现上述目的，本发明提供的一种提高树番茄中镉污染修复效率的混种方法，其是在受镉污染的树番茄种植地上，采用石竹科富集植物繁缕与树番茄进行混种。
本申请的发明人同时采用了假繁缕、牛繁缕以及繁缕来与树番茄进行混种，结果发明，只有采用繁缕进行混种时，才能有效降低树番茄中镉的积累量，实现其安全生产；而假繁缕、牛繁缕均会增加树番茄中镉的积累量，较大程度上容易增加树番茄果实中镉的含量，无法进行树番茄中镉污染的有效修复。
进一步的，所述繁缕与树番茄的混种比例为1:1。采用该混种比例对镉污染修复效果较好。
进一步的，本发明所述的混种方法是采用石竹科富集植物扦插苗与树番茄幼苗进行混种栽培。
进一步的，混种时所述石竹科富集植物扦插苗的长度为10cm，扦插苗已生长出根。
进一步的，混种时所述树番茄幼苗已展开3片真叶。
进一步的，在混种期间保持土壤田间持水量为80％。
进一步的，混种期间进行田间管理，及时去除杂草和防治病虫害。
进一步的，在采用石竹科富集植物与树番茄进行混种来治理镉污染时，受镉污染树番茄种植地土壤中的镉浓度不大于10mg/kg。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种采用石竹科富集植物与树番茄进行混种来对镉污染进行修复的方法，选取的石竹科富集植物繁缕具备生物量大、对镉的吸收效果好的特点，可降低树番茄中镉的含量，显著提高对树番茄镉污染的修复效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术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材料与方法
1.1试验材料
供试土壤为紫色土，取自四川农业大学雅安校区农场农田(29°59′n，102°59′e)，其基本理化性质：土壤ph6.98，有机质35.01g/kg，全氮1.19g/kg，全磷0.63g/kg，全钾20.64g/kg，碱解氮80.63mg/kg，速效磷31.78mg/kg，速效钾115.97mg/kg，未检出镉。假繁缕、牛繁缕及繁缕植株采自四川农业大学雅安校区农场的苗圃。将采自同一株的长约10cm的假繁缕、牛繁缕及繁缕枝条扦插于湿润的河砂中，盖上地膜保湿。待长出根后(一周)进行移栽，移栽前一天揭开地膜炼苗。
1.2试验方法
试验于2015年4-6月在四川农业大学雅安校区农场进行。2015年4月，将土壤风干、压碎、过5mm筛后，分别称取3.0kg装于15cm×18cm(高×直径)的塑料盆内，加入分析纯cdcl2·2.5h2o溶液，使其镉浓度为10mg/kg，并与土壤充分混匀，保持湿润，自然放置平衡4周后再次混合备用。2015年5月，将生长一致的3片真叶展开的树树番茄和富集植物扦插苗直接移栽至盆中。树番茄单种每盆种植4株，混种每盆种植2株树番茄、2株富集植物，每天浇水以保持盆中土壤的田间持水量为80％。试验共计4个处理：树番茄单种、树番茄混种假繁缕、树番茄混种牛繁缕、树番茄混种繁缕，每个处理重复6次。
60天后，整株收获，将植物根系、茎秆、叶片和土壤分别封装。植物器官分别用自来水洗净，再用去离子水冲洗3次后，于110℃杀青15min，75℃烘干至衡重，称重，粉碎。植物样品用硝酸-高氯酸(体积比为4:1)放置12h后消化至溶液透明，过滤，定容至50ml，用icap6300型icp光谱仪测定(thermoscientific,usa)镉含量。
1.3数据处理方法
数据采用dps系统进行方差分析(duncan新复极差法进行多重比较)。转运系数(tf)＝植物地上部分镉含量/根系镉含量。
2结果与分析
2.1混种富集植物对树番茄幼苗镉含量的影响
四种处理对树番茄幼苗镉含量的影响如表1所示。
从表1可以看出，与树番茄(单种)相比，混种牛繁缕和混种繁缕均降低了树番茄幼苗根系镉含量，分别较树番茄(单种)降低了0.91％(p>0.05)和4.52％(p<0.05)，而混种假繁缕则相对树番茄幼苗根系镉含量提高了4.68％(p<0.05)。混种牛繁缕和混种假繁缕均提高了树番茄幼苗茎杆、叶片及地上部分镉含量，分别较树番茄(单种)提高了25.61％(p<0.05)和65.02％(p<0.05)，而混种繁缕则相对树番茄地上部分镉含量降低了4.68％(p>0.05)。树番茄地上部分镉含量的大小顺序为：树番茄(混假繁缕)>树番茄(混牛繁缕)>树番茄(单种)>树番茄(混繁缕)，表明树番茄混种繁缕能够显著降低树番茄各部位的镉含量，利于其安全生产。
对于转运系数而言，混种假繁缕后树番茄幼苗转运系数最高，其地上部分镉含量也为最高，达到26.42mg/kg，混种繁缕后树番茄幼苗转运系数最低，其地上部分镉含量也为最低，为15.26mg/kg。转运系数是评价植物将重金属从根部向地上部转运能力的指标，转运系数越大，则将重金属从根系向地上部器官转运的能力越强。从地上部分转运系数来看，混种后的树番茄地上部分转运系数大小顺序为：树番茄(混假繁缕)>树番茄(混牛繁缕)>树番茄(单种)＝树番茄(混繁缕)，说明混种假繁缕和牛繁缕均会提高镉从树番茄根系向地上部分的转运能力，导致树番茄果实中镉含量增加，不利于树番茄的安全生产，而混种繁缕与树番茄单种相比转运系数相当，在能降低地上部分镉含量的前提下，更利于树番茄的安全生产。
表1混种富集植物对树番茄幼苗镉含量的影响
注:数据后的小写字母表示不同处理在5％显著水平上差异显著，下同。
2.2混种树番茄幼苗对三种富集植物的影响
四种处理对三种富集植物生物量、镉含量和镉积累量的影响如表2所示。
由表2可以看出，三种富集植物分别与树番茄幼苗混种后，繁缕的根系和地上部分生物量最高，其根系生物量是假繁缕和牛繁缕的2.32(p<0.05)倍和1.34(p<0.05)倍，地上部分生物量是假繁缕和牛繁缕的1.80(p<0.05)倍和1.41(p<0.05)倍，三种富集植物生物量排列顺序依次是：繁缕(混种树番茄)>牛繁缕(混种树番茄)>假繁缕(混种树番茄)。
与树番茄幼苗混种后，牛繁缕根系的镉含量最高，是假繁缕和繁缕的3.69(p<0.05)倍和1.10(p<0.05)倍，繁缕地上部分的镉含量最高，是假繁缕和牛繁缕的8.99(p<0.05)倍和1.29(p<0.05)倍。总的来看，混种树番茄幼苗后，繁缕的镉吸收效率要强于其它两种富集植物。就假繁缕、牛繁缕和繁缕三种富集植物而言，混种树番茄后的繁缕根系镉积累量和地上部分镉积累量明显高于混种后的假繁缕和牛繁缕，其根系积累量分别是假繁缕和牛繁缕的7.75(p<0.05)倍和1.21(p<0.05)倍，地上部分镉积累量分别是假繁缕和牛繁缕的16.23(p<0.05)倍和1.83(p<0.05)倍。就镉积累量而言，繁缕根系和地上部分的镉积累量都显著高于其它两种富集植物，表明繁缕吸收积累镉的能为最强，对于修复树番茄中镉污染的效果最佳。
表2混种对富集植物的影响