專利名稱：一種利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低煙草中重金屬殘留的方法，尤其涉及一種利用叢枝菌根真菌 降低煙草重金屬殘留的方法。
背景技術(shù)：
煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在我國，煙草的種植面積、烤煙產(chǎn)量和生產(chǎn)量 均居世界首位。近年來，常有煙草重金屬超標(biāo)等質(zhì)量安全問題的報(bào)道(張艷玲和周漢平， 2004;牛柱峰等，2006;張川東等，2008;王曉敏等，2008; 0，Connor等，2010)，這勢 必影響到我國煙草產(chǎn)業(yè)的競爭力和健康發(fā)展。煙草中重金屬殘留過高與煙草所生長的土壤有一定的關(guān)系，同時(shí)肥料和農(nóng)藥的不 規(guī)范也會導(dǎo)致煙草的重金屬含量過高。目前，降低煙草中重金屬殘留的方法除了保護(hù)煙草 種植環(huán)境、減少重金屬污染之外，最常用降低煙草重金屬殘留的措施是施用各種改良劑，如 石灰、鈣鎂磷肥、粘土礦物等無機(jī)改良劑，以及畜禽糞便等各種有機(jī)肥等(胡鐘勝等，2006 ； 招啟柏等，2009)。中國發(fā)明專利(CN1017M405A)發(fā)明了一種降低農(nóng)作物鎘、鉛污染的土壤 改良劑，主要包含Ca (OH)2^Na2SiO7等無機(jī)組分以及稻草秸稈、山毛豆脫落物等有機(jī)組分。由 于種種原因，這些改良劑的大面積施用往往受到限制，如石灰、粘土礦物對土壤性狀的影響 較大，而鈣鎂磷肥、畜禽糞便中往往含有重金屬。因此，選用一種更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)措施對 于有效降低煙草重金屬殘留是必要的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法，以降低煙 草中的重金屬殘留。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了 一種利用叢枝菌根真菌降低煙草重 金屬殘留的方法，包括以下步驟(1)叢枝菌根真菌菌劑的擴(kuò)繁以河沙為基質(zhì)，過篩，經(jīng)滅菌后，在基質(zhì)中接入3%—5%的初始叢枝菌根真菌菌劑，拌 勻，然后在基質(zhì)中加入基質(zhì)重量15%—25%的水，播種宿主植物的種子，使植物正常生長， 3-4個(gè)月后即可得到被真菌侵染的宿主植物和含有叢枝菌根真菌孢子、根外菌絲的基質(zhì)； 把宿主植物的地上部分剪去，剪碎根段，并與含有叢枝菌根真菌孢子、根外菌絲的基質(zhì)混 勻，即制得叢枝菌根真菌菌劑；(2)菌根化煙苗的培養(yǎng)在泡沫漂浮孔穴育苗盤中加入步驟(1)擴(kuò)繁好的叢枝菌根真菌菌劑，播種煙草種子，使 育苗盤下半部分浸入自來水中，待種子出苗后間苗，每孔留苗1棵，并把自來水更換成1/4 強(qiáng)度的霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液，每天補(bǔ)足減少的水分，每2—3周更換一次營養(yǎng)液；生長 60天左右取煙苗檢查根系菌根侵染率，侵染率大于30%時(shí)即可用于移栽； (3 )將步驟(2 )得到的菌根化煙苗在田間進(jìn)行移栽。步驟(1)中所述的滅菌為121 °C高壓蒸汽滅菌1. 5—2. 5h或160— 170°C干熱滅菌1. 5—2. 5h0步驟(1)中所述的宿主植物為蘇丹草、三葉草或者玉米。步驟(1)中所述叢枝菌根真菌菌劑中繁殖體的密度為孢子密度>10個(gè)/克風(fēng)干 菌劑，密度過低時(shí)，可以通過延長收獲期或在菌劑中再次播種宿主植物以使叢枝菌根真菌 的繁殖體擴(kuò)增；在冬季溫度低時(shí)，擴(kuò)繁過程可以在溫室內(nèi)進(jìn)行。步驟(1)中所述的叢枝菌根真菌菌劑的菌種可以為蘇格蘭球囊霉 caledonium 90036)、蜜色無梗囊霉 Ucaulospora mellea ZZ)、摩西球囊霉{Glomus mosseae BEG 167)或者為根內(nèi)球囊霉intraradices BEG 141)。步驟(2)中1/4強(qiáng)度的霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液的組成為=KH2PO4 34. 0 mg/L, KNO3 126.3 mg/L, Ca (NO3) 2 295. Omg/L, MgSO4 123.3 mg/L, H3BO3 0.715 mg/L, MnCl2 ·4Η20 0. 453mg/L, ZnSO4 · 7H20 0. 055 mg/L, CuSO4 · 5H20 0. 02 mg/L, H2MoO4 · H2O 0. 005 mg/L, FeSO4 · 7H20 1. 393 mg/L。本發(fā)明的叢枝菌根真菌菌劑能夠改善煙草的營養(yǎng)狀況，尤其是磷素營養(yǎng)，具有生 物肥料的功能，能顯著促進(jìn)煙草的生長，可以減少磷肥的使用；另外，本發(fā)明的叢枝菌根真 菌菌劑一次使用后，只要是再繼續(xù)種植菌根作物，不需要再次使用，煙草的管理措施如澆 水、施肥、施藥等與現(xiàn)有技術(shù)條件下的煙草栽培措施相同。本發(fā)明降低煙草中重金屬殘留的 方法易于掌握、成本較低、簡單實(shí)用，綠色環(huán)保，不會引起二次污染，適合用于無公害煙草的 生產(chǎn)；它不僅適用于重金屬污染土壤中煙草的種植，對于非污染土壤也可使用。本發(fā)明中叢枝菌根真菌菌劑的使用方法為將叢枝菌根真菌菌劑加入煙草育苗器 對煙草進(jìn)行育苗，也可以將叢枝菌根真菌菌劑與煙草種子進(jìn)行種子包衣。通過試驗(yàn)證實(shí)，叢枝菌根真菌和煙草形成叢枝菌根共生體后，該共生體可以改善 煙草磷營養(yǎng)狀況，促進(jìn)煙草生長，減少煙草對重金屬的吸收，降低重金屬從根系向煙草地上 部分的遷移，從而降低煙草重金屬殘留。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法為 (1)叢枝菌根真菌菌劑的擴(kuò)繁初始叢枝菌根真菌菌劑是由中國科學(xué)院南京土壤研究所提供的蘇格蘭球囊霉 caledonium 90036)和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)提供為的根內(nèi)球囊霉intraradices BEG 141)。以河沙為基質(zhì)，把河沙過Imm篩，121°C高壓蒸汽滅菌池，按照基質(zhì)質(zhì)量比的5%接入 初始叢枝菌根真菌菌劑，將初始叢枝菌根真菌菌劑與滅菌后的河沙拌勻，然后在基質(zhì)中加 入基質(zhì)重量20%的水，播種蘇丹草的種子，蘇丹草在生長過程中每3周按照基質(zhì)質(zhì)量的10% 澆1/4強(qiáng)度的霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液1次，使蘇丹草正常生長，3_4個(gè)月后即可得到被真 菌侵染的蘇丹草和含有叢枝菌根真菌孢子、根外菌絲的基質(zhì)；把蘇丹草的地上部分剪去，剪 碎根段，并將根段與含有叢枝菌根真菌孢子、根外菌絲的基質(zhì)混勻，即可用做叢枝菌根真菌 菌劑。(2)試驗(yàn)材料與方法菌根化煙草的育苗階段煙草品種為K329，由青島中煙種子有限責(zé)任公司提供。泡沫 漂浮孔穴育苗盤在市場上購買。在泡沫漂浮孔穴育苗盤中分別裝入滅菌河沙、蘇格蘭球囊霉(Glonms caledonium 90036)、根內(nèi)球囊霉intraradices BEG 141)菌劑，播種 煙草種子，使育苗盤下半部分浸入自來水中，待種子出苗后間苗，留苗1棵，把自來水更換 成1/4強(qiáng)度的霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液，每天補(bǔ)足減少的水分，每2周更換一次營養(yǎng)液。出 苗60天后取樣檢查煙苗根系菌根侵染率，發(fā)現(xiàn)菌根侵染率高于30%，可以用于移栽。盆栽試驗(yàn)階段供試土壤采自河南科技大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場，為表層土壤。土壤進(jìn)行粉 碎后過Icm篩，自然風(fēng)干備用。人工施加的方式設(shè)置鉛、鎘污染土壤以及鉛/鎘復(fù)合污染土 壤，鉛濃度分別為350 mg/kg, 500 mg/kg, 1000 mg/kg，施加物為1 (NO3) 2，鎘濃度分別為 1 mg/kg, 10 mg/kg, 100 mg/kg，施加物為Cd(NO3)2，同時(shí)配置鉛/鎘復(fù)合污染土壤，濃度分 別為；350/1 mg/kg, 500/10 mg/kg, 1000/100 mg/kg ；各土壤中另外投加 Ca (NO3) 2，使各污 染水平土壤中的N03_含量相同。把1500g風(fēng)干土壤裝入花盆中，移栽上述培育好的煙苗，每 盆均勻栽苗4棵。試驗(yàn)在日光溫室中進(jìn)行。植物生長期間進(jìn)行保持水分最大持水量的70% 左右。移栽70天后收獲植株。(3)試驗(yàn)結(jié)果結(jié)果表明，在所有重金屬污染水平下，接種菌劑處理的煙草菌根侵染率均高達(dá)50%以 上。菌根化煙草磷營養(yǎng)得到顯著改善，地上部和根系中的磷含量顯著高于沒有接種菌劑的 對照煙草。接種菌劑的菌根化煙草生物量顯著增加，尤其是煙草地上部分，其干重平均是對 照的3—7倍，在高鎘污染條件下，對照煙苗死亡，而菌根化煙苗仍生長旺盛。表1一表4顯 示，接種根內(nèi)球囊霉和蘇格蘭球囊霉的煙草中鉛、鎘殘留量在所有污染土壤中均顯著降低， 尤其是煙草植株地上部分，其鉛殘留量是對照的31%— 40%，鎘殘留量是對照44%—57%。這 說明在重金屬污染條件下接種叢枝菌根真菌可以減少煙草根系對鉛、鎘的吸收，并降低煙 草地上部分中鉛、鎘的殘留量。
權(quán)利要求
1.一種利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法，其特征在于包括以下步驟(1)叢枝菌根真菌菌劑的擴(kuò)繁以河沙為基質(zhì)，過篩，經(jīng)滅菌后，在基質(zhì)中接入3%—5%的初始叢枝菌根真菌菌劑，拌 勻，然后在基質(zhì)中加入基質(zhì)重量15%—25%的水，播種宿主植物的種子，使植物正常生長， 3-4個(gè)月后即可得到被真菌侵染的宿主植物和含有叢枝菌根真菌孢子、根外菌絲的基質(zhì)； 把宿主植物的地上部分剪去，剪碎根段，并與含有叢枝菌根真菌孢子、根外菌絲的基質(zhì)混 勻，即制得叢枝菌根真菌菌劑；(2)菌根化煙苗的培養(yǎng)在泡沫漂浮孔穴育苗盤中加入步驟(1)擴(kuò)繁好的叢枝菌根真菌菌劑，播種煙草種子，使 育苗盤下半部分浸入自來水中，待種子出苗后間苗，每孔留苗1棵，并把自來水更換成1/4 強(qiáng)度的霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液，每天補(bǔ)足減少的水分，每2—3周更換一次營養(yǎng)液；生長 60天左右取煙苗，當(dāng)根系菌根侵染率大于30%時(shí)即可用于移栽；(3)將步驟(2)得到的菌根化煙苗在田間進(jìn)行移栽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法，其特征在 于步驟(1)中所述的滅菌為121°C高壓蒸汽滅菌1. 5—2. 5h或160—170°C干熱滅菌1. 5— 2. 5h0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法，其特征在 于步驟(1)中所述的宿主植物為蘇丹草、三葉草或者玉米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法，其特征在 于步驟(1)中所述的叢枝菌根真菌菌劑的菌種可以為蘇格蘭球囊霉caledonium 90036)、蜜色無梗囊霉(JcaWo1SporaZZ)、摩西球囊霉 oweae BEG 167) 或者為根內(nèi)球囊霉(以ofiMAs intraradices BEG 141)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法，其特征在 于步驟(2)中1/4強(qiáng)度的霍格蘭(Hoagland)營養(yǎng)液的組成為KH2PO4 34. O mg/L, KNO3 126.3 mg/L, Ca(NO3)2 295. O mg/L，MgSO4 123.3 mg/L，H3BO3 0.715 mg/L, MnCl2 · 4H20 0. 453 mg/L, ZnSO4 · 7H20 0. 055 mg/L, CuSO4 · 5H20 0. 02 mg/L, H2MoO4 · H2O 0. 005 mg/L, FeSO4 · 7H20 1. 393 mg/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用叢枝菌根真菌降低煙草重金屬殘留的方法。該方法包括以下步驟(1)叢枝菌根真菌菌劑的擴(kuò)繁；(2)菌根化煙苗的培養(yǎng)；(3)將步驟(2)得到的菌根化煙苗在田間進(jìn)行移栽。本發(fā)明通過試驗(yàn)證實(shí)，叢枝菌根真菌和煙草形成叢枝菌根共生體后，所述共生體可以改善煙草磷營養(yǎng)狀況，促進(jìn)煙草生長，減少煙草對重金屬的吸收，降低重金屬從根系向煙草地上部分的遷移，從而降低煙草重金屬殘留。
文檔編號A01G1/00GK102047808SQ201010525189
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者常會慶, 徐曉鋒, 王發(fā)園, 石兆勇, 苗艷芳 申請人:河南科技大學(xué)