本发明属于蔬菜种植技术领域，具体涉及一种显著降低大头菜镉积累及促进其生长的方法。
背景技术：
土壤资源的好坏对人类生存有着至关重要的影响。伴随我国工业的快速发展，农田重金属的含量大大增加。在大田作物中，农产品的主要污染物为重金属类，其中以镉最为突出。镉具有较强的致癌、致畸和致突变作用，能使那些需要锌的酶的生理功能受到干扰，降低其生物活性。人体内的镉含量过高会导致患糖尿病等疾病的风险大大升高，而且还会使人严重缺锌，导致多种癌症的出现。植物非常容易积累有害重金属镉，这是因为植物对镉既可被动吸收，也可代谢吸收。镉离子易集中在植物的蛋白质颗粒中，动物和人吃掉含镉的植物，镉在体内积累，从而对动物和人体产生危害。同时镉以与蛋白质结合的形态存在于植物体中，使酶活性受到干扰。危害作物生长发育，造成植物生化过程紊乱，从而影响作物的产量和品质。水稻、蔬菜等农产品因生长在被镉含量超标的土地中质量下降，严重威胁人体健康，影响农业可持续发展。使土壤环境中的镉含量降低，或通过外部手段减少其对农作物产品的污染，已成为未来食品安全领域和园艺领域共同研究的热点和难点。
大头菜(brassicajuncea)作为居民日常食用蔬菜，有非常丰富的营养，有润肺、调理肠胃、治疗便秘、排毒、解毒、明目、提高免疫力的保健功能，全国各地均有不同的优势栽培品种，生产面积十分庞大。
目前，在蔬菜作物的降镉含量的研究领域中，施用外源激素是主要的手段之一，不过由于不同作物对于不同激素的敏感性不同，导致合适激素的筛选过程较为复杂，所得研究结论不具有普适性。目前，在大头菜的降镉方面的研究较少，同时，在降镉的同时还能缓解镉对大头菜的抑制的研究，更鲜有深入研究。
技术实现要素：
针对现有技术的不足和需求，本发明的目的在于提供一种显著降低大头菜镉积累及促进其生长的方法，其包括步骤：
当大头菜幼苗长出3～4片真叶时，利用浓度为50～200μmol·l-1的褪黑素进行叶面喷施，喷施量以叶面滴水为度。
优选的，所述褪黑激素的浓度为50～150μmol·l-1。
更优选的，所述褪黑激素的浓度为150μmol·l-1。
褪黑素(n-乙酰-5-甲氧基色胺，melatonin，mt)是动植物体内普遍存在的一类重要的吲哚类化合物。其具有生理调节、增强植物抗逆性等方面重要作用。不过，对于不同作物而言，外源激素(包括褪黑素)是如何提高作物的抗逆性以及对哪些逆境具有缓解作用，目前还未得出统一的结论，常出现效果截然相反的情况，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。
本发明同样发现，其它常规的外源激素(如脱落酸、赤霉素和ebr)对于大头菜中镉含量并无降低作用，且也无法缓解镉对于大头菜生长的抑制，在较高浓度下甚至还出现再抑制的情况。
本发明的有益效果：
1、本发明能显著的降低大头菜中的镉含量；
2、本发明能显著提高大头菜的光合色素含量、抗氧化酶活性和生物量；
3、本发明可有效的缓解镉对于大头菜生长的抑制作用。
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
1试验材料与试验
1.1材料
大头菜种子购于市场。土壤取自成都市温江区农田，未检测出镉。
1.2试验
将土壤风干、压碎，向土壤中加入的镉含量为10mg/kg的纯cdcl2·2.5h2o溶液，使镉与土壤充分混匀，土壤静置一个月左右后将镉污染的土壤(潮土)分别称取3.0kg装于15×18cm(高×直径)的三十个塑料盆内，完成对土壤的处理。
将大头菜种子均匀播种种植在已经装好土壤的塑料盆中，每盆种植10粒，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4株，并及时浇水以保持土壤湿润。
待大头菜幼苗生长出3-4片真叶，喷施浓度为0、50、100、150、200μmol·l-1的褪黑激素。待大头菜再生长约两周，取生长部位一致的成熟叶片用于测定大头菜光合色素含量及抗氧化酶活性。之后，整株收获，用自来水将根系和地上部分的土清洗干净，后将大头菜幼苗浸泡在去离子水中12-24h后便可进行植物的形态指标及镉含量的测量。
2测定项目和方法
2.1大头菜形态指标的测定
2.1.1大头菜根长的测定
将大头菜的根系清理干净，舒展拉伸，找出每株最长的根，用皮尺测量长度。
2.1.2株高的测定
用皮尺测定每株大头菜的株高。
2.1.3块根直径和长度的测定
采用游标卡尺测量每株大头菜块根直径和长度。
2.1.4各部位鲜重的测定
用电子天平称量大头菜幼苗的各个器官的鲜重。
2.1.5根系体积的测量
将每株大头菜的根系用剪刀剪下，然后放入已经装了部分水的量筒中，记录未放入前后的数据进行减法计算，得出根系体积[16]。
2.2生理指标测定
2.2.1大头菜中光合色素含量的测定
采用丙酮-乙醇混合(1:1)浸提法测定光合色素即叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素的含量。
2.2.2可溶性蛋白的测定
可溶性蛋白含量用考马斯亮白g250法测定,以每克鲜重样品所含可溶性蛋白的毫克数表示(mg·g-1)。
2.2.3几种抗氧化酶活性的测定
过氧化物酶(pod),超氧化物歧化酶(sod),过氧化氢酶(cat)活性按照《植物生理生化实验原理和技术》的方法进行测定。
2.2.4镉含量的测定
将样品粉碎，用体积比为4:1的硝酸-高氯酸硝化后用icap6300型icp光谱仪测定。
2.3数据统计与分析
所有数据用excel、spss进行数据分析、计算和作图。
3结果与分析
3.1不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗形态指标的影响
由表1可知，与对照比较，褪黑素处理后，当褪黑素浓度在150μmol·l-1以内时，大头菜幼苗的根长、株高、块根直径与块根长度都有所提高，当褪黑素浓度为100μmol·l-1时提高最多，根长与株高分别提高了47.20％(p＜0.05)和8.47％(p＜0.05)，块根直径提高较大，达到了32.86％(p＜0.05)，块根长度也提高了26.68％(p＜0.05)。当褪黑素浓度为200μmol·l-1时，大头菜幼苗的根长、株高、块根直径与块根长度均明显低于对照。由此可见，与对照相比，对大头菜幼苗喷施浓度小于150μmol·l-1的褪黑素可改善、提高大头菜幼苗的外部形态指标，且当浓度达到100μmol·l-1时，效果最显著；浓度过高为200μmol·l-1褪黑素对大头菜幼苗的生长起抑制作用。
表1不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗株高、根长、块根直径、块根长度的影响
注：不同小写字母表示各处理间差异达到显著水平(p＜0.05)
3.2不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗各部分鲜重及根系体积的影响
如表2所示，与对照相比较，喷施浓度为50、100、150μmol·l-1的褪黑素时，大头菜的鲜重及根系体积均得到提高。当褪黑素浓度为100μmol·l-1时提高最多，重量达到最大值，大头菜的根系、块根和地上部分鲜重较对照分别提高了79.78％(p＜0.05)、23.27％(p＜0.05)和57.16％(p＜0.05)；不仅如此，喷施褪黑素后，大头菜幼苗的根系体积也得到提高，褪黑素浓度为50、100和150μmol·l-1时，较对照分别提高了13.31％、120.42％和34.74％，且差异显著(p＜0.05)。当褪黑素浓度为200μmol·l-1时，大头菜的鲜重及根系体积均明显低于对照。由此可见，使用一定浓度范围内的褪黑素可提高大头菜幼苗的鲜重和根系体积，当浓度达到100μmol·l-1时，效果最佳；若褪黑素浓度过高为200μmol·l-1时，褪黑素开始对大头菜幼苗的生长起抑制作用，使大头菜幼苗的鲜重和根系体积下降。
表2不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗鲜重及根系体积的影响
注：不同小写字母表示各处理间差异达到显著水平(p＜0.05)
3.3不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗光合色素含量的影响
由表3可得，采用褪黑素喷施处理后，大头菜幼苗的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素较对照均有提高。随着褪黑素浓度的增加，其含量提高的程度先大后小，说明褪黑素能够提高大头菜幼苗的叶绿素含量。从差异性分析结果来看，叶绿素b与对照差异不显著(p＞0.05)，但其含量却在相应的增加，当浓度为150μmol·l-1，较对照提高了23.14％。褪黑素浓度为50、100、150和200μmol·l-1时，叶绿素a分别提高了12.23％(p<0.05)、11.66％(p<0.05)、37.38％(p＜0.05)和9.86％(p>0.05)，叶绿素总量分别提高了12.91％(p<0.05)、13.18％(p<0.05)、34.51％(p＜0.05)和9.71％(p＜0.05)；类胡萝卜素含量分别提高了13.57％(p＞0.05)、13.57％(p>0.05)、50.36％(p＜0.05)和10.80％(p>0.05)。从叶绿素a/b来看，褪黑素浓度增加的同时，比值先减小后增大，当浓度为150μmol·l-1时，提高的值最大，为11.53％。
表3不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗光合色素含量的影响
注：不同小写字母表示各处理间差异达到显著水平(p＜0.05)
3.4不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗抗氧化酶酶活性及可溶性蛋白的影响
从表4可知，与对照比较后发现，采用褪黑素喷施后，大头菜幼苗的pod、sod、cat活性及可溶性蛋白含量随着褪黑素浓度的增加而呈现出增加的情况。褪黑素浓度为50、100、150和200μmol·l-1时，pod活性分别较对照提高了1.28％(p＞0.05)、20.46％(p＜0.05)、26.44％(p＜0.05)和39.16％(p＜0.05)；sod、cat活性增加相对较大，在浓度为200μmol·l-1时分别较对照提高了57.78％(p＜0.05)和33.33％(p＜0.05)；可溶性蛋白含量得含量也有提高，在褪黑素浓度为200μmol·l-1时达到最大，较对照提高了150％(p＜0.05)。由此可见，褪黑素可以提高大头菜幼苗的抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量，且浓度为200μmol·l-1时效果最佳。
表4不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗过氧化酶活性及可溶性蛋白的影响
注：不同小写字母表示各处理间差异达到显著水平(p＜0.05)
3.5不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗干重镉含量的影响
由表5可知，与未使用褪黑素喷施的处理相比较，褪黑素喷施处理后，大头菜幼苗各器官的镉含量均有所降低，当褪黑素浓度逐步增加时，大头菜幼苗的镉含量在逐渐减少，说明褪黑素可以降低大头菜幼苗的镉含量。当褪黑素浓度达到200μmol·l-1时，根系、块根和地上部分镉含量较对照分别降低了69.23％(p＜0.05)、46.31％(p＜0.05)和27.81％(p＜0.05)。褪黑素浓度为50、100、150和200μmol·l-1时，大头菜可食用部分较对照分别降低了15.10％(p＜0.05)、18.68％(p＜0.05)、18.86％(p＜0.05)和33.04％(p＜0.05)。由此可见，褪黑素喷施可降低大头菜幼苗的镉含量，当浓度为200μmol·l-1时，
效果最好。
表5不同浓度褪黑素处理对大头菜幼苗干重镉含量的影响
注：不同小写字母表示各处理间差异达到显著水平(p＜0.05)
对比实施例1
将实施例1中的褪黑素替换为浓度为1～200μmol·l-1的脱落酸，其余与实施例1一致。
检测结果为：
不能有效缓解镉对于大头菜的抑制。当浓度为1～150μmol·l-1时，株高、根长、块根直径、块根长度与不施用脱落酸而言，几乎没有区别；当浓度为200μmol·l-1时，株高、根长、块根直径、块根长度出现15.2～18.7％的下降。
对于镉含量的降低，最高仅为4.3％。
对比实施例2
将实施例1中的褪黑素替换为浓度为1～200μmol·l-1的赤霉素，其余与实施例1一致。
检测结果为：不能有效缓解镉对于大头菜的抑制。当浓度为1～100μmol·l-1时，株高、根长、块根直径、块根长度与不施用赤霉素而言，几乎没有区别；当浓度为150～200μmol·l-1时，株高、根长、块根直径、块根长度出现12.0～25.6％的下降。
对于镉含量的降低，最高仅为2.7％。
对比实施例3
将实施例1中的褪黑素替换为浓度为1～200μmol·l-1的ebr，其余与实施例1一致。
检测结果为：不能有效缓解镉对于大头菜的抑制。当浓度为1～200μmol·l-1时，株高、根长、块根直径、块根长度与不施用ebr而言，几乎没有区别。
对于镉含量的降低，最高仅为3.1％。