一种促进超积累植物吸收富集重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种促进超积累植物吸收富集重金属的方法，在重金属污染的土壤或水体中种植超积累植物，向超积累植物叶面喷施稀土元素水溶液，待超积累植物生长后刈割超积累植物，回收土壤或水体中的重金属，实现重金属污染的植物修复。本发明专利技术方法能够增强超富集植物根细胞的胞吞作用和金属转运蛋白表达，同时提高超积累植物的生物量，增加超积累植物中的重金属含量，而且拓宽了超积累植物吸收富集重金属的种类，提高污染土壤的重金属修复效率。提高污染土壤的重金属修复效率。提高污染土壤的重金属修复效率。

【技术实现步骤摘要】
of indole
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acetic acid/gibberellin and oxalic acid for phytoextraction of cadmium and lead with Sedum alfredii Hance from contaminated soil[J].Chemosphere,2021,285:1314420.)。以东南景天为例，上述研究表明，通过增加超积累植物的生物量来提升重金属富集量，是提高重金属修复效率的有效途径。但是，目前尚未有效突破通过增加超积累植物对重金属富集种类及其吸收富集能力，来同步提升多种重金属富集量的瓶颈问题。
[0006]稀土元素作为重要的战略资源，已在现代农业中发挥着重要作用。我国自20世纪60年代开始，在粮食、经济作物上使用稀土元素增产，提高了我国玉米、小麦、水稻、绿豆等作物的产量和品质。有研究表明，喷施镧促进了白菜等植物对铅的吸收(Yue Ben,Mengzhu Cheng,Lihong Wang,Qing Zhou,Zhenbiao Yang,Xiaohua Huang.Low
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dose lanthanum activates endocytosis,aggravating accumulation of lanthanum or/and lead and disrupting homeostasis of essential elements in the leaf cells of four edible plants[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2021,221:112429)。但是也有学者研究发现，喷施镧降低了白菜中铅等重金属含量，表明稀土可以抑制白菜对重金属铅的吸收(Jian Jun Ma,Yan Jun Ren,Li Ying Yan.Effects of Spray Application of Lanthanum and Cerium on Yield and Quality of Chinese Cabbage(Brassica chinensis L)Based on Different Seasons[J].Biological Trace element Research,2014,160:427
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432.)。可见喷施稀土元素对于植物所产生的作用尚存在很大的不确定性，现有的农艺措施、稀土元素农用经验等不能简单照搬，不具有普遍的适用性。
[0007]不同植物的生理生化特性差异较大，碳三植物(小麦、大豆、大麦、水稻、马铃薯、菜豆、菠菜等)是光合作用中同化二氧化碳的最初产物为三碳化合物3
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磷酸甘油酸的植物，碳三植物的光呼吸高，二氧化碳补偿点高，而光合效率低；碳四植物(如玉米、甘蔗、高粱、苋菜、小白菜等)是光合作用中同化二氧化碳的最初产物为苹果酸或天门冬氨酸等含四个碳原子化合物的植物，由于碳四植物光呼吸非常弱，因此光合效率很高。碳三植物和碳四植物在夜间主要进行呼吸作用释放二氧化碳，东南景天并非专性景天科酸代谢植物，与碳三和碳四植物不同，东南景天在夜间可以吸收二氧化碳。喷施稀土元素对超积累植物的影响和作用尚缺少相关研究，目前为止，通过在超积累植物叶面喷施稀土元素，来提高超积累植物对重金属的吸收富集尚未见报道。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：本专利技术针对现有技术中超积累植物对重金属污染修复存在的生物量小，对重金属的吸收缓慢，以及存在特异性，难以实现多种重金属的同步吸收、富集等局限，提出了一种促进超积累植物吸收富集重金属的方法。通过在重金属超积累植物生长期间，在超积累植物叶面喷施稀土元素，从而促进超积累植物对重金属的吸收富集，拓展重金属吸收富集种类，提高超积累植物生物量，提升重金属富集效率，实现超积累植物对重金属污染土壤或水体的高效修复。
[0009]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0010]一种促进超积累植物吸收富集重金属的方法，其特征在于，在重金属污染的土壤或水体种植超积累植物，在超积累植物叶面喷施含稀土元素的水溶液，待超积累植物生长
后刈割所述的超积累植物。
[0011]进一步地，所述的方法包括以下步骤：
[0012](1)植物种植：在重金属污染的土壤或水体中种植超积累植物，进行栽培管理；
[0013](2)叶面喷施：配置含稀土元素的水溶液，在所述超积累植物叶面喷施所述的水溶液，间隔1～7天叶喷1次，连续喷施3～5次；
[0014](3)植物刈割：待所述超积累植物继续生长30～90天，刈割所述的超积累植物。
[0015]进一步地，所述的重金属包括但不限于镉、铅、砷、锑、铊等重金属。根据环境中的重金属污染特性，优选镉、锌、铅、砷等重金属中的一种或几种。
[0016]进一步地，所述的超积累植物选自东南景天、蜈蚣草、龙葵、商陆、青葙等常见重金属超积累植物。优选自东南景天、蜈蚣草或龙葵中的一种或几种，它们的富集优势是镉、锌、铅、砷等土壤污染浓度较高的重金属，且系生物量较大的超积累植物。
[0017]所述方法在具体应用于重金属污染治理、修复时，可根据环境中的重金属污染特性，优先选择对污染重金属具有富集优势的专属重金属超积累植物。比如，土壤中镉污染严重时，优先选用镉的超积累植物东南景天或龙葵；砷污染严重时，优选砷的超积累植物蜈蚣草。
[0018]优选地，所述的稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、镱(Yb)、铽(Tb)等，优选为镧或铈，是环境毒性较小的稀土元素；更优选为镧。
[0019]进一步地，所述的含稀土元素的水溶液为可溶性稀土金属盐溶液，优选氯化物、硝酸盐或硫酸盐。
[0020]优选地，所述的水溶液中稀土元素的浓度为1
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‑8～1
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‑3g/L；为了防止稀土元素沉淀，其水溶液pH优选为5.5～6.5。
[0021]步骤(2)中，叶面喷施直至所述的水溶液完全覆盖叶面，水滴开始从叶面滴落。
[0022]有益效果：本专利技术的促进超积累植物吸收富集重金属的方法，在受重金属污染的土壤中种植超积累植物，通过向超积累植物叶面喷施稀土元素水溶液，不仅有效增加了超积累植物的生物量和吸收富集能力，而且拓展了超积累植物重金属吸收富集种类。待超积累植物生长后收获超积累植物，从而回收土壤中的重金属，减少土壤重金属污染。
[0023](1)本专利技术选用稀土元素，特别是环境毒性较小的镧元素等，喷施适当浓度稀土元素的水溶液，直到水滴从叶面滴落、完全覆盖叶面，避免污染土壤或水体环境；
[0024](2)本专利技术采用喷施稀土元素的水溶液，替代农艺措施强化、化学辅助强化等现有超积累植物强化重金属吸收富集技术方法，增强了超富集植物根细胞的胞吞作用和金属转运蛋白表达，不仅提高了超积累植物的生物量，增加了超积累植物中的重金属含量，而且拓宽了超积累植物吸收富集重金属的种类，增加了共存污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进超积累植物吸收富集重金属的方法，其特征在于，在重金属污染的土壤或水体种植超积累植物，向所述超积累植物叶面喷施含稀土元素的水溶液，待超积累植物生长后刈割所述的超积累植物。2.根据权利要求1所述的促进超积累植物吸收富集重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)植物种植：在重金属污染的土壤或水体中种植超积累植物，进行栽培管理；(2)叶面喷施：配置含稀土元素的水溶液，在所述超积累植物叶面喷施所述的水溶液，间隔1～7天叶喷1次，连续喷施3～5次；(3)植物刈割：待所述超积累植物继续生长30～90天，刈割所述的超积累植物。3.根据权利要求1或2所述的促进超积累植物吸收富集重金属的方法，其特征在于，所述的重金属为镉、锌、铅、砷中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的促进超积累植物吸收富集重金属的方法，其特征在于，所述的超积累植物选自东南景天、蜈蚣草、龙葵、商陆或青葙。5.根据权利要求4所述的促进超积累植物吸收富集重金属的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王风贺，左国民，王学峰，兰韬，刘永强，
申请(专利权)人：王风贺，
类型：发明
国别省市：