一种降低大豆叶片和籽粒中Cd含量的方法技术

本发明专利技术属重金属污染农田安全利用领域，尤其涉及一种降低大豆(Glycine max)叶片和籽粒Cd含量的方法。以丝瓜(Luffa aegyptiaca)为砧木，以普通大豆为接穗进行嫁接，进而降低大豆叶片和籽粒中的Cd含量。与未嫁接的自根大豆相比，种植于Cd污染农田的嫁接大豆叶片和籽粒的Cd含量减少率可达55％～75％。更重要的是，嫁接不会影响大豆的品质和产量，同时嫁接子代大豆可以维持接穗大豆的低Cd富集特征。本发明专利技术将嫁接技术应用于阻控大宗粮食作物大豆的重金属富集，为Cd污染农田的安全利用提供了新途径。径。径。

【技术实现步骤摘要】
一种降低大豆叶片和籽粒中Cd含量的方法


[0001]本专利技术属重金属污染农田安全利用领域，尤其涉及一种降低大豆(Glycine max)叶片和籽粒中镉(Cd)含量的方法。

技术介绍

[0002]全球及我国许多地方土壤重金属污染严重，尤其是Cd污染。Cd可通过土壤—植物系统迁移、运输和积累，已威胁农产品安全乃至人群健康。因此，土壤Cd污染控制与污染农田安全利用已成为了当前迫切需要解决的重大环境问题。
[0003]目前，Cd污染农田土壤的安全利用技术可分为两类：一是以削减总量为目的，如：植物修复、土壤淋洗等；二是以降低风险为目的，如：化学钝化、农艺调控等。其中，后者通过两种途径实现：1)减少土壤中Cd的有效性，降低Cd进入作物体内；2)降低已进入作物体内的Cd在作物可食部分的积累。在全球耕地资源十分紧张、粮食安全形势十分严峻的前提下，大面积Cd超标耕地停止农作，长期实施工程修复，显然是不符合实际的。因此，针对目前绝大部分耕地为中轻度污染的现状，研究如何阻断或减少土壤Cd向作物可食器官的运输和累积，保障农产品的质量和产量，对于大面积Cd污染农田的安全高效利用，具有重要的现实意义。
[0004]大豆作为重要的粮食作物，其对Cd的吸收、运输和累积一直是我国粮食安全关注的课题。尽管与茄科和菊科等Cd富集作物相比，豆科作物普遍表现出Cd低富集特征，但某些品种的大豆依然表现出较强的Cd富集能力(冯君，野生和栽培大豆对镉胁迫的响应差异分析.大豆科学，2018，37(5)：756
‑
761)。在某些重金属污染严重的酸性土壤上，种植豆科作物，依然存在农产品重金属超标的风险(黄运湘，不同大豆品种镉毒害效应及耐镉差异性，湖南农业大学学报(自然科学版)，2008，34(5)：519
‑
524)。此外，某些高风险大豆品种具有优良农学性状，市场需求巨大，这种矛盾也是农业生产中无法回避的。
[0005]嫁接是园艺学上一种常规的植物繁殖方法，用野生茄托鲁巴姆(Solanum torvum)作砧木，通过嫁接可以使茄果类蔬菜果实中的Cd含量降低60％以上。黄瓜嫁接于南瓜砧木，可以显著降低黄瓜茎叶中Cu的累积。可以看出，嫁接技术在大面积Cd污染耕地的安全高效利用方面有着广泛的应用前景。近年来的研究显示，砧木的生物学特性被认为是嫁接诱导接穗Cd含量降低的主导原因。然而，对于大宗粮食作物大豆，尚没有筛查出诱导接穗低Cd富集性状的砧木。此外，对于大面积Cd污染农田，每株大豆都进行嫁接处理，具有不可操作性。若能筛查出既能诱导大豆Cd低积累又可稳定遗传的砧木，就可以通过嫁接，培育出大量低Cd积累的种子，将解决不能大面积采用嫁接生产的技术障碍。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决可在大面积中低程度Cd污染的农田土壤上种植出安全的粮食作物，进而提供了一种降低大豆叶片和籽粒中Cd含量的方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种降低大豆(Glycine max)叶片和籽粒中镉(Cd)含量的方法，以丝瓜(Luffa aegyptiaca)为砧木，以普通大豆为接穗进行嫁接，进而降低大豆叶片和籽粒中的Cd含量。
[0009]所述大豆为国审大豆品种；其中，国审大豆品种为中黄38、铁豆62、青丰4号、青仁黑1号、铁丰29、东鲜1号、东豆1号或辽豆35号。
[0010]上述降低大豆(Glycine max)叶片和籽粒中镉(Cd)含量的方法应用于适宜辽河平原种植。
[0011]进一步的说：
[0012](1)砧木：以为一年生植物，藤本、葫芦科丝瓜属的丝瓜为砧木；
[0013](2)育苗：将丝瓜种子和大豆种子分别播种育苗，待丝瓜生长至花期，大豆第2对真叶刚萌发时，准备嫁接；
[0014](3)嫁接：采用劈接法进行嫁接；
[0015](4)嫁接后管理：缓苗1周后的嫁接大豆，可移栽至Cd污染农田进行正常的田间管理，进而使大豆叶片和籽粒中Cd含量显著降低。
[0016]所述步骤(3)采用劈接法进行嫁接时，在丝瓜子叶上方2.0～2.5cm的位置将幼苗横向切断，用刀片在断茎顶端自上而下垂直切一刀，切口深1.0cm；或，在丝瓜每个叶柄和茎的结合部，用牙签扎1个1.0cm深的小孔，而后选取第2对真叶刚萌发大豆为接穗，保留第1对真叶，将子叶下方部分横向切断、削成楔形，将接穗对齐插入砧木的切口或者小孔，使二者紧密结合，用保鲜膜包裹切口，然后用透明胶带将其固定。
[0017]所述步骤(2)育苗方法中丝瓜砧木比大豆早播种20天。
[0018]所述步骤(4)将嫁接后大豆罩上遮光棚，进行8天的遮光处理，而后缓苗1周后，可进行正常的田间管理。
[0019]所述遮光处理中1～4天完全遮光，空气湿度保持在95％以上；5～8天将空气湿度保持在75％，增加通风时间、换气量及见光时间。
[0020]所述遮光期间砧木生出腋芽应及时去除。防止其与接穗竞争子叶中养分。缓苗后，可进行正常的田间管理。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0022]1、与现有的Cd污染农田安全利用技术相比，如植物修复、土壤淋洗等，本专利技术可在不影响农业生产的前提下，仅通过嫁接手段就可以实现农产品的安全生产。
[0023]2、本专利技术方法可以使种植于Cd污染农田的大豆叶片和籽粒Cd含量降低55％～75％，而通过其他农艺措施调控(如改善土壤pH值)达到的效果往往低于50％(Arao T，Reduction of cadmium translocation from roots to shoots in eggplant(Solanum melongena)by grafting onto Solanum torvum rootstock，Soil Science and Plant Nutrition，2008，54(4)：555
‑
559)。
[0024]3、本专利技术采用的丝瓜砧木极易获取和栽培，进而利用其与大豆嫁接，所获得的接穗大豆不仅具有低Cd富集特征。更重要的是，嫁接不会影响大豆的品质和产量，且嫁接子代大豆仍维持了接穗大豆的低Cd富集特征。
[0025]4、本专利技术采用的嫁接方法操作简单，无需昂贵的实验试剂，对操作人员的专业知识要求不高。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例提的未嫁接大豆(UG)、嫁接大豆(EG)以及嫁接子代大豆籽粒(EG
‑
F1)的Cd含量的变化图。
具体实施方式：
[0027]以下结合实例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本专利技术，并不局限于本专利技术。
[0028]本专利技术方法采用丝瓜(Luffa aegyptiaca)为砧木，以普通大豆为接穗，通过嫁接技术降低土壤重金属Cd向大豆地上部分的运输。本专利技术是一种阻控作物重金属富集的技术，在Cd污染农田的安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低大豆(Glycine max)叶片和籽粒中镉(Cd)含量的方法，其特征在于：以丝瓜(Luffa aegyptiaca)为砧木，以普通大豆为接穗进行嫁接，进而降低大豆叶片和籽粒中的Cd含量。2.根据权利要求1所述的降低大豆叶片和籽粒中Cd含量的方法，其特征在于：所述大豆为国审大豆品种；其中，国审大豆品种为中黄38、铁豆62、青丰4号、青仁黑1号、铁丰29、东鲜1号、东豆1号或辽豆35号。3.根据权利要求1或2所述的降低大豆叶片和籽粒中Cd含量的方法，其特征在于：(1)砧木：以为一年生植物，藤本、葫芦科丝瓜属的丝瓜为砧木；(2)育苗：将丝瓜种子和大豆种子分别播种育苗，待丝瓜生长至花期，大豆第2对真叶刚萌发时，准备嫁接；(3)嫁接：采用劈接法进行嫁接；(4)嫁接后管理：缓苗1周后的嫁接大豆，可移栽至Cd污染农田进行正常的田间管理，进而使大豆叶片和籽粒中Cd含量显著降低。4.根据权利要求3所述的降低大豆叶片和籽粒中Cd含量的方法，其特征在于：所述步骤(3)采用劈接法进行嫁接时，在丝瓜子叶上...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙梨宗，台培东，薛晨阳，郭橙，崔伟娜，高天晗，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：