本发明属于农业科学技术领域，具体涉及一种促进豌豆幼苗生长、降低镉积累的方法。
背景技术：
土壤资源是人类赖以生存的最重要的资源之一，但是，近年来我国的土壤镉污染日益加重。据统计，现如今中国镉污染土地面积已经达到了1.3×104hm2，涉及11个省市25个地区。镉是植物非必需元素，也是毒性最大的重金属污染物之一，极容易被植物根系吸收并转移到其他部位。此外，镉还具有累积效应，通过食物链进入人体，若摄入过多，会致突变、致畸、致癌，严重影响人们的身体健康。另一方面，蔬菜镉正逐渐成为人们关注的焦点，其污染主要来源于污灌和污泥施用等。值得留意的是，近几年随着菜地土壤中大量施入从国外进口的含量高的磷肥和复合肥，肥料施用已成为蔬菜镉污染的一个重要来源。蔬菜是人们生活必不可少的食材，但重金属元素进入蔬菜植株体内后，会对蔬菜的生长发育产生毒害作用，影响蔬菜的生理指标，最终会影响蔬菜的产量和品质。
针对特定的植物，利用一些特定外源物质可以实现提高植物的抗逆性的效果。然而，本领域目前尚未得出何种外源物质适于何种植物抗逆性的规律，现有的研究通常一般为经验性的零星科研发现。
具体到蔬菜的抗重金属(镉)胁迫领域而言，不仅目前的研究较少，而且还常出现一种物质可以缓解某种蔬菜的镉胁迫，但在另一种蔬菜中，却出现相反的作用的情况。如《水杨酸对镉胁迫下豌豆种子萌发及幼苗生长的影响》报道了水杨酸(sa)对于豌豆而言，具有缓解镉伤害的效果，但是《镉对油菜的毒害效应以及施用外源激素对镉毒害的调控作用》却报道了sa不仅不能缓解反而还会加重镉对油菜的伤害。
豌豆为豆科植物，其所含蛋白质有人体所必须的多种氨基酸，营养价值高，含有分解亚硝胺的酶，具有防癌、抗癌的作用，在全国各地均有栽培，生产面积大。近年来的菜地镉污染直接影响到豌豆的安全生产。因此亟需寻找一种可以促进豌豆幼苗生长、降低镉积累的方法。
技术实现要素：
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种促进豌豆幼苗生长、降低镉积累的方法，该方法包括如下步骤：
(1)用褪黑素水溶液对豌豆种子进行浸泡；
(2)催芽之后，种植于土壤中，保持土壤湿润；
(3)出苗后，进行育苗，保持土壤湿润。
本发明发现，当利用褪黑素水溶液对豌豆种子进行浸种处理后，能够明显的提高与改善豌豆幼苗的生长状况，缓解一定浓度的镉污染毒害，增强豌豆的抗性。
本发明发现，使用褪黑素水溶液浸种处理后，豌豆的形态指标都发生了显著的变化，可能的原因是褪黑素在植物中起着生长调节作用，如促进细胞膨大、促进根的再生、促进节间生长、叶片扩大等，因此使得豌豆幼苗生长更加良好，也说明外源褪黑素能缓解镉对豌豆生长的抑制作用。
当褪黑素水溶液的中褪黑素的浓度大于不低于50μmol·l-1时，所得的技术效果较好。
作为优选方案，所述褪黑素水溶液中褪黑素的浓度为50～200μmol·l-1。
作为发明人目前发现最好的方案，所述褪黑素水溶液中褪黑素的浓度为200μmol·l-1。应当指出的是，从本发明目前的研究成果来看，当浓度大于200μmol·l-1时，可能会产生更好的技术效果。因此，本领域人员应当理解，该浓度并非一定为本发明精神范围内的最佳选择。
作为优选方案，步骤(1)中，所述浸泡的时间为24小时。
作为优选方案，步骤(2)中，种植时，温度为24℃。
作为可选的方案，步骤(2)和步骤(3)总时间为40天。
本发明的有益效果：
1、本发明可以能促进豌豆幼苗的生长；
2、本发明可以显著的降低豌豆幼苗对镉的吸收，相比于清水对照组而言，根系与地上部分的镉含量最高可分别降低20.31％和46.52％。
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
豌豆品种为成豌8号(生长势旺，分枝多，稳定性好，适应性广)，市场购买。土壤为潮土，取自四川省成都市温江区农田，其基本理化性质为：ph值6.29，有机质21.16g/kg，全氮1.09g/kg，全磷1.20g/kg，全钾22.21g/kg，碱解氮68.12mg/kg，速效磷16.22mg/kg，速效钾156.21mg/kg，镉全量0.10mg/kg，有效态镉含量0.028mg/kg。
将土壤风干，用11×15cm(直径×高)塑料盆装入过6.72mm(3目)筛的风干土0.5kg，加入镉溶液(以cdcl2.2.5h2o分析纯形式加入土壤中)，使土壤镉含量为10mg/kg[14]，保持土壤湿润，放置30d，不定期翻土混合，使土壤充分混合均匀。
将豌豆用浓度分别0(ck，清水)、50、100、150、200μmol/l的褪黑素溶液浸种24h，每个处理重复3次，催芽，种植在已经装好土壤的pvc盆中，每盆种植8粒，种植深度浅，保持湿润，放置于培养室中，保持培养室的温度在24℃左右，待出苗后将pvc盆移到遮雨棚中，育苗，每盆保留生长一致的幼苗5株，并及时浇水以保持土壤湿润。
豌豆在种植40d后整株收获，测定株高、根长、根基部直径、茎基部直径、根系体积和生物量。采用丙酮-乙醇混合浸提法测定光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素)含量。可溶性蛋白含量用考马斯亮白g250法测定，过氧化物酶(pod)，超氧化物歧化酶(sod)，过氧化氢酶(cat)的活性按照《植物生理学实验教程》[15]的方法进行测定。称取5.000g植物鲜样并磨成匀浆，加入硝酸-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(thermoscientific,usa)测定镉含量。
2.1不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗形态指标的影响
由表1可知，与对照比较，褪黑素浸种处理后豌豆幼苗的株高、根长、根基部直径和茎基部直径都有所提高，且随着褪黑素浓度的增加同步增长。当褪黑素浓度为200μmol/l时，豌豆幼苗的株高、根长、根基部直径和茎基部直径均达到最大值，分别较各自对照提高了14.27％(p＜0.05)、16.75％(p＜0.05)、220.29％(p＜0.05)和193.42％(p＜0.05)。由此可见，褪黑素浸种可改善、提高豌豆幼苗的外部形态指标，且200μmol/l的浓度效果最显著。
表1不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗株高、根长及根、茎基部直径的影响
注：不同小写字母表示各处理间差异达到显著水平(p＜0.05)，下同。
2.2不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗各部分鲜重及根系体积的影响
如表2所示，与对照相相比，褪黑素浸种处理后，豌豆幼苗的鲜重及根系体积均得到提高。随着褪黑素浓度的增加，豌豆幼苗的根系、茎秆、叶片及地上部分鲜重呈增加的趋势。当褪黑素浓度达为200μmol/l时，豌豆幼苗的根系、茎秆、叶片及地上部分鲜重达到最大值，较各自对照分别提高了56.93％(p＜0.05)、33.53％(p＜0.05)、51.46％(p＜0.05)和43.56％(p＜0.05)。不仅如此，褪黑素浸种后，豌豆幼苗的根系体积也得到提高，且随着褪黑素浓度的增加而呈增大的趋势。当褪黑素浓度为50、100、150、200μmol/l时，豌豆幼苗的根系体积分别提高了6.38％(p＜0.05)、13.09％(p＜0.05)、31.17％(p＜0.05)和36.17％(p＜0.05)。由此可见，褪黑素浸种促进豌豆幼苗的生长，且200μmol/l的浓度效果最佳。
表2不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗鲜重及根系体积的影响
2.3不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗含水量的影响
随着褪黑素的浓度增加，豌豆幼苗根系、茎秆、叶片及地上部分的含水量都呈增加的趋势(表3)。当褪黑素浓度为200μmol/l时，豌豆幼苗根系、茎秆、叶片及地上部分的含水量分别较各自对照提高了2.26％(p＜0.05)、2.37％(p＞0.05)、3.91％(p＞0.05)和3.22％(p＜0.05)。可见，褪黑素浸种可以提高豌豆幼苗的含水量，且褪黑素浓度为200μmol/l时效果最佳。
表3不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗含水量的影响
2.4不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗光合色素含量的影响
褪黑素浸种处理后，豌豆幼苗的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素含量较对照均有提高(表4)。随着褪黑素浓度的增加，豌豆幼苗的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素含量呈增加的趋势，说明褪黑素能够提高豌豆幼苗的叶绿素含量。褪黑素浸种处理的豌豆幼苗叶绿素a和叶绿素b与各自对照相比，差异均不显著(p＞0.05)。当褪黑素浓度为50、100、150、200μmol/l时，豌豆幼苗叶绿素总量较对照分别提高了0.93％(p＞0.05)、1.97％(p＞0.05)、9.62％(p＜0.05)和11.28％(p＜0.05)，类胡萝卜素含量较对照分别提高了3.22％(p＞0.05)、21.45％(p＜0.05)、34.85％(p＜0.05)和41.29％(p＜0.05)。从叶绿素a/b来看，褪黑素浓度增加的同时，豌豆幼苗叶绿素a/b也在提高，且在褪黑素浓度为200μmol/l最大。
表4不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗光合色素含量的影响
2.5不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗抗氧化酶酶活性及可溶性蛋白的影响
从表5可知，褪黑素浸种后，豌豆幼苗的pod、sod、cat活性及可溶性蛋白含量均随着褪黑素浓度的增加而呈增加的趋势。当褪黑素浓度为50、100、150、200μmol/l时，豌豆幼苗pod活性较对照分别提高了3.86％(p＞0.05)、19.94％(p＜0.05)、49.19％(p＜0.05)和54.64％(p＜0.05)，sod活性较对照分别提高了16.16％(p＜0.05)、46.91％(p＜0.05)、96.89％(p＜0.05)和113.79％(p＜0.05)，cat活性较对照分别提高了22.44％(p＜0.05)、40.18％(p＜0.05)、64.16％(p＜0.05)和95.73％(p＜0.05)。褪黑素浸种也提高了豌豆幼苗可溶性蛋白含量，且随褪黑素浓度的增加而增加(表5)。当褪黑素浓度为200μmol/l时，豌豆幼苗可溶性蛋白含量较对照提高了96.43％(p＜0.05)。由此可见，褪黑素可以提高豌豆幼苗的抗氧化酶活性和可溶性蛋白的含量，从而提高其抗逆性。
表5不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗过氧化酶活性及可溶性蛋白的影响
2.6不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗鲜重镉含量的影响
褪黑素浸种处理后，豌豆幼苗各个器官的镉含量均有所降低(表6)。随着褪黑素浓度的增加，豌豆幼苗的镉含量呈降低的趋势，这说明褪黑素可以降低豌豆幼苗的镉含量。当褪黑素浓度达到200μmol/l时，豌豆幼苗根系、茎秆和叶片的镉含量分别较各自对照降低了20.31％(p＜0.05)、44.10％(p＜0.05)和46.94％(p＜0.05)。当褪黑素浓度达到50、100、150、200μmol/l时，豌豆幼苗地上部分的镉含量分别较对照降低了18.56％(p＜0.05)、34.02％(p＜0.05)、42.27％(p＜0.05)和46.39％(p＜0.05)。由此可见，褪黑素浸种可有效降低豌豆幼苗的镉含量。
表6不同浓度褪黑素处理对豌豆幼苗鲜重镉含量的影响
本试验中，在采用褪黑素浸种后，豌豆的叶绿素a、b及类胡萝卜素的含量都相对增加，原因可能是褪黑素防止了叶绿素的降解，提高了叶绿素的含量；另一方面可能是褪黑素缓解了镉对叶绿素酸酯还原酶的抑制作用，保护了叶绿体膜结构受到破坏，增强了矿质元素的吸收能力，提高了参与光合反应酶的活性，使得叶绿素含量提高，增强了光合作用，增加了光合产量。
本试验中，随着褪黑素浓度的升高，抗氧化酶活性也相对的增加，可能的原因是褪黑素显著提高了在镉胁迫下的豌豆幼苗sod、pod、cat的活性，提高了清除ros的能力、保护膜系统，提高豌豆幼苗内的抗氧化剂和可溶性蛋白的含量，增强了豌豆对镉的抗性。另一种原因也可能是褪黑素作为一种抗氧化剂直接参与反应，从而增强了豌豆的抗镉污染的能力。
本试验结果出现的原因可能是由于使用外源的褪黑素，使豌豆幼苗植株体内的镉与半胧氨酸残基的巯基充分结合，从而降低了镉的含量；另一种原因可能是镉诱导豌豆幼苗形成了pc，减少了镉以cd2+的形式在豌豆植株中循环，降低了镉对豌豆的毒害作用，因此，减少了豌豆幼苗的镉含量。
在使用不同浓度的褪黑素浸种后，可改善和提高豌豆幼苗的生长生理状况，降低镉的积累，在本试验中，当褪黑素浓度为200μmol·l-1时，效果最显著。但从结果也可看出，褪黑素浓度增加的同时，镉含量和豌豆的各个指标都还在处于不断增长的状态，因此未能达到预期的要求选出最适宜的褪黑素浓度，原因是不曾有学者做过相关方面的研究，导致在选择褪黑素浓度梯度时，浓度选择不够大，但也能充分的说明褪黑素浸种能改善豌豆幼苗生长状况，降低镉积累。因此，还可以进一步的进行研究，选择出在不同土壤镉含量下适宜的褪黑素浓度，来最大程度的降低镉含量、改善生产，安全生产。