[发明专利]一种应用外源铁盐缓解镉对番茄毒害作用的水培方法及外源铁盐的应用

说明书

本发明提供了一种应用外源铁盐缓解镉对番茄毒害作用的水培方法及外源铁盐的应用，其包括如下步骤：将番茄种子用次氯酸钠溶液消毒后，均匀放置于装有蛭石的托盘中，待其长至两叶一心时期，在水培溶液中加入浓度为200‑300μmol·L^‑1的Fe溶液进行为期三周的水培处理。本发明有效的减少在Cd胁迫下番茄中Cd的积累量46％‑62.1％，提高番茄的品质。

技术领域

本发明属于蔬菜种植技术领域，具体涉及一种应用外源铁盐缓解镉对番茄毒害作用的水培方法及外源铁盐的应用。

背景技术

镉(Cd)是环境中普遍存在的重金属和有毒污染物。由于污水废水灌溉，化肥施用和快速工业化，镉污染农区面积增加以及土壤镉浓度越来越明显。

镉对大多数生物体具有毒性，致突变性和致癌性。它在土壤中的积累可以造成对植物、动物和微生物毒害作用，并通过食物链影响人类健康。镉会显著抑制土壤磷酸酶、脱氢酶及脲酶的活性，影响土壤微生物尤其是细菌的区系。致使土壤肥力下降。进入植物体的镉会破坏植物细胞膜透性，抑制植物光合作用、呼吸作用、核酸代谢及酶活性，降低植物的产量和品质。

Cd含量分布呈现出从东北到西南、从西北到东南方向逐渐升高的态势，Cd点位超标率为7.0％，在污染土壤中占比最大，其中，轻微污染、轻度污染、中度污染、重度污染的比例分别为5.2％，0.8％，0.5％，0.5％。污染土壤的Cd含量为2.5～23.0mg/kg，重污染区表层土壤的Cd含量高出底层土壤几十倍甚至更高。

Cd从土壤中被植物吸收后，首先在根部大量富集，然后一部分Cd通过体内转运途径迁移至地上部，一般来说，Cd在植物体内的分布趋势为根＞茎＞叶＞籽实，根对Cd的累积占总量的70％～80％，籽实只占1％～10％，但是烟草及某些蔬菜如胡萝卜叶片Cd含量高于根部。

通过木质部转运达叶片的Cd能够对叶片中叶绿素含量及光合系统产生毒害，表现为叶绿素含量随Cd浓度增加而下降，伴随明显的褪绿、黄化等症状。许多研究表明，重金属胁迫对植物的光合作用具有明显抑制作用，且抑制效应与处理时间和浓度成正相关。

Cd主要通过饮食进入人体，通过血液传输至全身各器官组织，主要累积于肝脏和肾中，在甲状腺、脾和胰等器官也有不同程度积累。大量Cd进入人体后引起急性中毒症状，强烈刺激胃粘膜，可引起呕吐、恶心、腹泻、腹痛。大量吸入氧化镉烟雾后，刺激喉部，出现咳嗽、胸闷、憋气，甚至表现为呼吸困难，轻者可引起肺水肿、肺炎，重者可患肺心病致死。低剂量长期暴露如长期饮用Cd

污染水和食用含较高浓度Cd的稻米，会致使Cd在人体内蓄集而诱发著名的“痛痛病”。另外，Cd被证实具有致癌，致畸和致突变的三致作用。

番茄是世界范围内广泛种植的蔬菜作物，对重金属胁迫相对敏感。镉胁迫严重影响番茄植株的品质和产量。茹淑华等研究发现，番茄能够耐受较高浓度重金属，而富集能力较小。相同重金属污染程度下，重金属番茄地上部以及果实中积累较少。Zhao等研究发现，低浓度的Cd对番茄幼苗生长具有促进作用，番茄幼苗过氧化物酶(POD)酶活性升高，然而高浓度Cd胁迫下，番茄幼苗生长受到抑制，其POD酶活性降低。

金属离子(Fe(II))是一种众所周知的与Cd相互作用的营养素。研究表明，Fe(II)的外源供应增加会导致植物如拟南芥和水稻对Cd的吸收量减少。外源施用Fe缓解Cd诱导的拟南芥叶片失绿症，生长抑制和氧化损伤，同时也通过Fe和Cd的吸收竞争降低拟南芥中的Cd含量。

已有大量的报道通过施用石灰调控土壤pH和调控土壤氧化还原状态等途径控制植物Cd积累，这些途径的本质在于降低土壤有效态镉含量。然而通过这些途径控制镉积累的同时也产生了大量不可避免的副作用，比如施用石灰提高土壤pH，在降低土壤有效态镉含量的同时也降低了多种矿质微量营养元素如铁、锰、铜、锌等的有效态含量，不利植物生长。且大多处于理论推测阶段，未能很好的解决实际问题。