间作法联合AM真菌降低辣椒及土壤中镉、锌含量的方法与流程

本发明涉及一种降低蔬菜和土壤中镉、锌含量的方法，尤其涉及一种间作法联合am真菌降低辣椒及土壤中镉、锌含量的方法。

背景技术

重金属污染不仅会降低农作物产量和品质，导致土壤功能和质量的退化，影响农业生产的健康持续发展；而且能通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可通过直接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。重金属镉、锌具有很强的生物毒性和较强的化学活性，其的生物迁移性很强，易被植物吸收并累积；转移到果实、种子等农作物产品中而使农产品镉含量超标，则会危害人体健康。

伴矿景天是一种镉、锌超积累植物，喜生长于富含cd，zn的矿区。具有生物量大、生长速度快等特点，在修复cd，zn污染土壤方面具有潜在的应用前景。

辣椒是一种镉（锌）高富集类蔬菜，在高镉（锌）地区种植辣椒会导致辣椒镉（锌）含量超标，危害食用人群健康。因此如何修复高镉（锌）地区土壤、降低该地区辣椒地上部分镉（锌）富集量，是保证高镉（锌）地区辣椒生产安全的首要问题，具有重要应用价值。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种间作法联合am真菌降低辣椒及土壤中镉、锌含量的方法，该方法不仅能够较好地阻止土壤中的镉、锌向辣椒地上部分迁移、降低镉（锌）富集量，而且还能借助微生物及超富集植物对污染的土壤进行高效修复，减少土壤中镉、锌重金属含量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是将辣椒与伴矿景天按照间作的方式进行种植：

1）按15cm的间距在土壤表面开挖若干窝穴，控制各窝穴直径为3-5cm、深5-10cm，并按50g菌剂/窝穴的施用剂量准备am菌剂；

2）将辣椒无菌幼苗的根系蘸满am菌剂，剩余的am菌剂撒入窝穴，然后将所述辣椒无菌幼苗植入窝穴，覆土、浇水；

3）将伴矿景天幼苗的根系蘸满am菌剂，将剩余的am菌剂倒入窝穴，然后将所述辣椒幼苗移栽至窝穴，覆土、浇水；

4）日常田间管理。

上述技术方案中，所述am菌剂为含有孢子、菌丝、根段以及扩繁基质的根内根孢囊霉菌剂，或者为含有孢子、菌丝、根段以及扩繁基质的摩西斗管囊霉菌剂。

上述技术方案中的根内根孢囊霉（rhizophagusintraradices，ri）、摩西斗管囊霉（funneliformismosseae，fm）是以玉米和三叶草为宿主经盆栽扩繁而得。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此具有以下优点：

1）由于将根内根孢囊霉或者摩西斗管囊霉接种于伴矿景天根系，因此可利用am真菌改善宿主植物对土壤养分吸收、促进植物生长的特性来提高伴矿景天地上部分的生物量，从而使土壤中更多的镉、锌向伴矿景天地上部分转移，实现污染土壤修复。

2）由于采用了辣椒-伴矿景天间作方式，并利用am真菌可吸附重金属，并可与辣椒根系互作，改变根际微环境的特性，因此能够有效减少土壤中的金属镉、锌向辣椒向地上部转移，进而强化降低辣椒地上部镉、锌含量。

以下是采用本发明方法间作辣椒-伴矿景天的盆栽实验。

设置三个处理，分别为未接种处理（对照）、接种摩西斗管囊霉处理、接种根内根孢囊霉处理，每个处理重复3次。具体过程如下：

1、盆栽

（1.1）采用漂浮方式，在无菌育苗基质条件下培育辣椒幼苗，辣椒种选用“黔椒4号”；

（1.2）按50g菌剂/5kg土壤的施用剂量分别准备摩西斗管囊霉菌剂、根内根孢囊霉菌剂、灭活菌剂（经灭菌处理的摩西斗管囊霉菌剂或根内根孢囊霉菌剂）；

（1.3）在各塑料盆中分别装入4kg经辐射灭菌处理的污染土壤，按15cm的间距在土壤的表面开挖直径为3-5cm、深5-10cm的窝穴；

（1.4）分别将辣椒无菌幼苗的根系蘸满摩西斗管囊霉菌剂、或根内根孢囊霉菌剂、或灭活菌剂；分别将伴矿景天幼苗的根系蘸满摩西斗管囊霉菌剂、或根内根孢囊霉菌剂、或灭活菌剂；

（1.5）将剩余的摩西斗管囊霉菌剂、根内根孢囊霉菌剂、灭活菌剂分别撒入各窝穴；

（1.6）将接种有摩西斗管囊霉的辣椒无菌幼苗和伴矿景天幼苗按间作的方式植入撒有摩西斗管囊霉菌剂的窝穴中，将接种有根内根孢囊霉的辣椒无菌幼苗和伴矿景天幼苗按间作的方式植入撒有根内根孢囊霉剂的窝穴中，将沾满有灭活菌剂的辣椒无菌幼苗和伴矿景天幼苗按间作的方式植入撒有灭活菌剂的窝穴中；各盆作物分别覆盖1kg灭菌污染土壤；

（1.7）日常浇灌离子水、管理。

2、取样

（2.1）分别挖取辣椒植株、伴矿景天植株以及周围土壤；

（2.2）分别剪切辣椒茎基部、伴矿景天茎基部，以便辣椒植株、伴矿景天植株分离地上部位和地下部位；

（2.3）挑选土壤中辣椒根系、伴矿景天根系；

3、样品处理

（3.1）将植物样用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗3-5次；

（3.2）105℃杀青30min，然后70℃烘干至恒重；

（3.3）研磨、过0.25mm尼龙网筛，保存；

（3.4）土壤除杂、研磨、过0.149mm和2mm筛，保存。

4、结论

（4.1）采用本发明方法间作辣椒-伴矿景天，可显著降低土壤中镉、锌的生物有效性，减少镉、锌向辣椒地上部迁移，其地上部镉含量可降低30%以上、地上部锌含量可降低10%以上；伴矿景天地上部镉含量可提高达23%、地上部锌含量可提高达25%。

（4.2）采用本发明方法间作辣椒-伴矿景天，辣椒地下部镉、锌含量提高了15%以上、地下部锌含量提高了19%以上；伴矿景天地下部镉含量降低了13%以上、地下部锌含量降低了38%以上。

附图说明

图1是不同处理间作植物地上部镉含量对比图（盆栽试验）；

图2是不同处理间作植物地上部锌含量对比图（盆栽试验）；

图3是不同处理间作植物地下部镉含量对比图（盆栽试验）；

图4是不同处理间作植物地下部锌含量对比图（盆栽试验）。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明，其步骤如下：

实施例1

1）采用漂浮育苗方式，在无菌育苗基质条件下培育辣椒无菌幼苗，辣椒种选用“黔椒4号”；

2）在土壤表面开挖若干窝穴。控制各窝穴直径为3-5cm、深5-10cm，并按50g菌剂/窝穴的施用剂量准备根内根孢囊霉菌剂；

3）将辣椒无菌幼苗的根系、伴矿景天幼苗的根系分别蘸满根内根孢囊霉菌剂，使植物根系外围形成菌剂保护层；将剩余的根内根孢囊霉菌剂分别撒入各窝穴，然后按间作方式将辣椒无菌幼苗、伴矿景天幼苗植入窝穴，覆土、浇水；

4）按常规方法进行田间管理。

实施例2

各步骤同实施例1；其中，步骤3）中的根内根孢囊霉菌剂用摩西球囊霉菌剂替代。

上述两实施例中的根内根孢囊霉菌剂或摩西球囊霉菌剂均含有孢子、菌丝、根段的扩繁基质。

从图1、2可以看出，与不接种am真菌相比较，辣椒地上部镉、锌含量分别降低30%、10%以上，伴矿景天地上部镉、锌含量分别提高最大达23%、25%以上。

从图3、4可以看出，与不接种am真菌相比较，辣椒地下部镉、锌含量分别提高了15%、19%以上，伴矿景天地下部镉、锌含量分别降低了13%、38%以上。

本发明方法选用am真菌同辣椒根系形成共生体系以吸收cd、zn，可将cd、zn固定在辣椒地下部分，从而降低辣椒地上部cd、zn的含量；同时，所选用的am真菌可增强伴矿景天对cd、zn的转运能力，从而提高伴矿景天提取污染土壤中cd、zn的量、降低土壤中生物有效cd、zn的含量，进一步减少辣椒地上部cd、zn的含量，强化辣椒生产的安全性。本发明方法可实现土壤边生产、边修复。

图1～4中，cki为不接种处理，iri为接种根内根孢囊霉处理；ifm为接种摩西球囊霉。