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應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201310101562.0

申請日:

2013.03.27

公開號:

CN103210919B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

終止

有效性:

無權

法律詳情: 未繳年費專利權終止IPC(主分類):A01N 37/44申請日:20130327授權公告日:20150107終止日期:20160327|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A01N 37/44申請日:20130327|||公開
IPC分類號: A01N37/44; A01P21/00; A01G1/00; A01G7/06; B09C1/00 主分類號: A01N37/44
申請人: 天津師范大學
發明人: 趙樹蘭; 多立安; 張燦燦
地址: 300387 天津市西青區賓水西道393號
優先權:
專利代理機構: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207 代理人: 朱紅星
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310101562.0

授權公告號:

|||103210919B||||||

法律狀態公告日:

2017.05.10|||2015.01.07|||2013.08.21|||2013.07.24

法律狀態類型:

專利權的終止|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法,試驗采用高25cm、直徑3cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部,將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2g;實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需,當高羊茅生長到第25-30天,分別加入濃度5-10mmol·kg-1EDTA、NTA、DTPA;培養期間溫度為16-25℃,相對濕度為36%-57%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60天,然后剪取高羊茅葉片進行測定。實驗結果表明:絡合劑濃度在10mmol·kg-1時,對高羊茅脯氨酸、丙二醛含量、相對電導率有很好的調控作用。

權利要求書

權利要求書
1.   絡合劑在制備作為調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率中的應用;所述的絡合劑為乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸或二乙基三胺四乙酸。

2.   權利要求1所述的應用,其中絡合劑的濃度在10?15 mmol·kg?1。

3.   權利要求1所述的應用,其中所述絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量、電導率的方法按如下的步驟進行:
(1)將采集的土壤樣品過2 mm篩混勻備用;草坪植物選用高羊茅,絡合劑選用乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸或二乙基三胺四乙酸備用;
(2)試驗采用高25 cm、直徑3 cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部,將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2 g;
(3)實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需,當高羊茅生長到第25?30天,分別加入濃度5?10mmol·kg?1 乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸或二乙基三胺四乙酸;
(4)培養期間溫度為16?25℃,相對濕度為36%?57%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60 天,然后剪取高羊茅葉片對脯氨酸、丙二醛含量、電導率的指標進行測定。

說明書

說明書應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法
技術領域
本發明屬于環境保護技術領域,涉及城市綠化特別是一種應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法。
背景技術
草坪是人類生態系統的重要組成部分之一。草坪對城市綠化、環境保護和生態平衡起著重要的作用。近年來,隨著我國人民生活水平的提高和觀念的改變,草坪業發展迅速,草坪得到廣泛應用。草坪深入人類的生產和生活,對人類賴以生存的環境起著美化、保護和改善的良好作用,草坪綠化規模與水平已成為衡量現代化城市環境質量的重要客觀標準。由于工業化的快速發展帶來的土壤重金屬污染已成為全球性的問題,這不僅對農作物的收成有影響,而且危害大氣及水環境質量,甚至危及人類健康,因此該問題亟待解決。隨之絡合劑的研究越來越多,主要集中在絡合劑與金屬離子的作用上。有機絡合劑被應用到植物修復中以提高重金屬離子的溶解性,從而顯著增加植物對重金屬的吸附量。因此,被廣泛應用于修復重金屬污染的土壤。主要體現在誘導植物對重金屬的吸收、對土壤中重金屬釋放的影響,通過植物吸收、轉運并積累從而去除水體或土壤中的重金屬,是一種低成本、有效的綠色技術。該技術主要有植物提取、植物過濾、植物揮化、植物穩定化四種。而添加絡合劑可以顯著提高土壤中的金屬活性和植物的吸收力,這種稱為螯合誘導修復技術,絡合劑能夠增加土壤重金屬溶解度,促使重金屬自根系向上運動。植物對根際土壤重金屬的活化以及植物體內的金屬有機配位體等方面,從而提高植物修復效率。
    絡合劑,特別是具有多功能團的有機絡合劑, 在各行業中個應用越來越廣, 如軟化水質、防止沉淀物、消除染整設備結垢、防止織物漂白破洞、保證染色鮮艷度等。另外絡合劑對土壤中重金屬的活化作用是絡合劑應用于植物修復的關鍵所在。絡合劑的活化作用主要是通過絡合劑與土壤溶液中的重金屬離子結合,降低土壤液相中的金屬離子濃度,為維持金屬離子在液相和固相之間的平衡,重金屬從土壤顆粒表面解吸,由不溶態轉化為可溶態,為植物的吸收創造有利條件。鰲合劑不但能提高富集植物對重金屬的積累,對一般作物也有同樣的效果。絡合劑能夠有效活化土壤中的重金屬,進而促進植物對重金屬的富集,因此被廣泛用于強化植物對土壤中重金屬的提取修復。當絡合劑投加到土壤中后,絡合劑的作用可改變重金屬在土壤中的賦存形態,提高重金屬的生物有效性,進而可以強化植物對目標重金屬的吸收。眾所周知,EDTA是一種非常有效的增加重金屬在土壤以及植物體內濃度的絡合劑,因此其經常被用于植物修復重金屬污染的土壤技術中。很多研究表明:植物根的體積,密度和分布能夠顯著影響重金屬在土壤中的運動以及植物對重金屬的富集效率,對EDTA和重金屬毒害的高抗性,其在植物修復中具有很大的潛力和利用價值。
    土壤和草坪是一個有機整體,二者相輔相承、互相影響。土壤系統為草坪植物生長提供必需的營養物質,而植物生長產生的凋落物又可改善土壤的肥力狀況。目前,有關添加絡合劑對植物生理、生態特征的影響研究相對較少,尤其是對應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量、電導率的方法的研究,尚未見文獻報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法。本發明在優化實驗的基礎上,在單一土壤為基質的草坪建制體系應用常見絡合劑,實現對高羊茅脯氨酸、丙二醛含量、電導率生理指標的調控作用。進一步對于植物修復后土壤的健康狀況進行實驗研究,用土壤生物學指標直接和間接反映土壤的健康狀況,以期為植物重金屬修復中絡合劑的合理利用提供依據。
為實現上述目的,本發明提供如下的技術方案:
絡合劑在制備作為調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率中的應用;所述的絡合劑為乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸禍二乙基三胺四乙酸。其中絡合劑的濃度在10?15mmol·kg?1 。
本發明所述的絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法按如下的步驟進行:
(1)將采集的土壤樣品過2 mm篩混勻備用;草坪植物選用高羊茅,絡合劑選用乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸或二乙基三胺四乙酸備用;
(2)試驗采用高25 cm、直徑3 cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部,將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2 g;
(3)實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需,當高羊茅生長到第25?30天,分別加入濃度5?10mmol·kg?1 乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸或二乙基三胺四乙酸;
(4)培養期間溫度為16?25℃,相對濕度為36%?57%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60 天,然后剪取高羊茅葉片對脯氨酸、丙二醛含量、電導率的指標進行測定。
本發明更加詳細的制備方法如下:
1 材料與方法
1.1實驗材料
供試土壤樣品取自天津師范大學院內。土壤深度為0?20cm,采集的土壤樣品過2 mm篩混勻備用。草坪植物選用高羊茅(Festuca arundinacea L.),絡合劑選用乙二胺四乙酸二鈉(簡稱EDTA?Na2)、氨基三乙酸(簡稱NTA)或二乙基三胺四乙酸(簡稱DTPA)。
表1 供試土壤理化性質

1.2 草坪植物培養
試驗采用高25 cm、直徑3 cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部。將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2 g。實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需。植物生長第25d加入EDTA、NTA或DTPA,濃度均采用0、5、10、15 mmol·kg?1 4個處理水平,以0 mmol·kg?1為對照,試驗為3次重復。植物培養在實驗室內進行,培養期間溫度為16?25℃,相對濕度為36%?57%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60 d。
1.3 測定指標與方法
1.3.1 丙二醛含量的測定
用解剖剪剪取0.5g高羊茅葉片,加10%TCA(三氯乙酸)1ml研磨勻漿進行提取,定容至10ml,4000r·min?1離心10min,取上清液即為提取液;在上述2ml上清液中加入2ml0.6%的硫代巴比妥,混合后在沸水浴中反應20min后迅速冷卻離心,取上清用紫外分光光度計分別于532nm、450nm波長下測定吸光度值。對照以2ml水代替提取液。丙二醛濃度c(μmol/L)=6.45×A532?0.56×A450,樣品中丙二醛含量=[提取液中MDA濃度×提取液總量(ml)]/植物組織鮮重(g)。
1.3.2 脯氨酸含量的測定
稱取0.5g高羊茅葉片并將其剪碎,分別置于大試管中,然后向各管分別加入5ml 3%的磺基水楊酸溶液,在沸水浴中提取10min,提取中不斷晃動,冷卻后在3000 r·min?1離心10min,吸取2ml提取液于另一干凈的帶塞試管中,加入2ml冰醋酸及2ml酸性茚三酮,混合均勻后在沸水中加熱30min,冷卻后加入4ml甲苯提取,振蕩30s,靜置片刻,將上清液取出至離心管中在3000r·min?1離心5min,用吸管輕輕取上層脯氨酸紅色甲苯溶液于比色皿中,以甲苯為空白在紫外分光光度計上520nm波長處測吸光度值。于標準曲線中查出相應的脯氨酸值。
1.3.3 相對電導率的測定
將10ml的無離子水放入已編號的試管中,測定I0。各樣品稱取葉片0.2g,剪成0.5cm2小塊置于試管中,準確加入無離子水10ml,浸泡2?4h后用DDS?11D直讀式電導儀測定電導率測得為I1。測定后將試管放在沸水浴0.5h,冷卻至室溫后搖勻,于室溫下測I2。相對電導率(%)=(I1?I0)/(I2?I0)×100%。
1.4 數據統計與分析
數據采用MICROSOFT EXCEL 2007和SPSS17.0軟件進行顯著性檢驗及相關分析。
2 研制結果與分析
2.1 絡合劑對高羊茅丙二醛含量的影響
高羊茅在添加絡合劑后葉片內的MDA含量有顯著的升高(P<0.05),說明絡合劑應用促進了MDA在植物內的積累,從而增加了對膜質的傷害。可能是由于絡合劑誘發了高羊茅葉片中的某些脅迫機制,使植物受到外界環境的脅迫加劇,因此造成MDA在體內的積累。其中DTPA 15 mmol·kg?1處理后MDA含量增長最為顯著,是對照的204.4%。
2.2 絡合劑對高羊茅脯氨酸的影響
脯氨酸是植物重要的滲透調節物質,因此,其含量的變化可以作為植物逆境脅迫的一種生理生化指標。植物體內脯氨酸含量的增加,是植物對逆境脅迫的一種生理反應,其一是細胞結構和功能遭受傷害的反應,其二是植物在逆境下的適應表現,可作為鑒定植物相對抗性的指標。實驗中EDTA 10 mmol·kg?1、NTA 10 mmol·kg?1和DTPA 15 mmol·kg?1處理后高羊茅葉片中的游離脯氨酸含量達到了1.94 mg·g?1、2.27mg·g?1和1.97 mg·g?1,顯著高于對照的值(P<0.05),說明高濃度絡合劑處理重金屬修復土壤中生長的高羊茅有較強的抗逆性。
表2絡合劑對高羊茅脯氨酸、丙二醛含量的影響

2.3 絡合劑對高羊茅相對電導率的影響
實驗證明, EDTA10 mmol·kg?1處理和15 mmol·kg?1處理高羊茅葉片相對電導率較對照相比差異達到了顯著水平,分別增加22.5%和37.5%。NTA和DTPA處理組的電導率與對照相比有略微下降,但差異性不大。
3 研制結論
綜上所述,在常見絡合劑應用于高羊茅草坪草坪建植體系中,絡合劑濃度在10 mmol·kg?1 時,對高羊茅脯氨酸、丙二醛含量、相對電導率有很好的調控作用。
土壤重金屬修復過程中,在其濃度不超過10 mmol·kg?1時,對草坪草高羊茅的生長起到了很好的調節作用,可能是絡合劑活化重金屬的種類有所不同,在植物生長各個階段對金屬離子應用選擇不同,從生長指標反映到生理指標,就是實驗中EDTA低于10 mmol·kg?1處理下、植株生長茂盛,萎蔫情況少,反映在生理指標上,就是處理組的各項生理指標均較對照有差異,波動性大。三種絡合劑15 mmol·kg?1時對植物生長指標造成明顯抑制,過高的處理濃度明顯破壞了高羊茅葉片內保護酶系統,造成植物新陳代謝平衡的紊亂,對植株生長帶來不利影響。三種螯合劑的添加主要影響的是生物可利用形態以及潛在的生物可利用形態,增加金屬的生物可利用性,從而也增加潛在生態風險。
附圖說明
圖1為絡合劑調控高羊茅電導率的圖。
具體實施方式:
下面結合具體實施例對本發明做進一步說明,下述各實施例僅用于說明本發明而并非對本發明的限制。
實施例1
一種應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸及丙二醛含量、電導率的方法,其特征在于按如下的步驟進行:
(1)將采集的土壤樣品過2 mm篩混勻備用;草坪植物選用高羊茅,絡合劑選用乙二胺四乙酸二鈉備用;
(2)試驗采用高25 cm、直徑3 cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部,將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2 g;
(3)實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需,當高羊茅生長到第25天,加入濃度5mmol·kg?1 EDTA;
(4)培養期間溫度為16℃,相對濕度為36%%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60 天,然后剪取高羊茅葉片對脯氨酸、丙二醛含量、電導率的指標進行測定。
實施例2
一種應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法,其特征在于按如下的步驟進行:
(1)將采集的土壤樣品過2 mm篩混勻備用;草坪植物選用高羊茅,絡合劑選用氨基三乙酸備用;
(2)試驗采用高25 cm、直徑3 cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部,將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2 g;
(3)實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需,當高羊茅生長到第30天,加入濃度10mmol·kg?1 NTA;
(4)培養期間溫度為25℃,相對濕度為50%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60 天,然后剪取高羊茅葉片對脯氨酸、丙二醛含量、電導率的指標進行測定。
實施例3
一種應用絡合劑調控高羊茅脯氨酸、丙二醛含量及電導率的方法,其特征在于按如下的步驟進行:
(1)將采集的土壤樣品過2 mm篩混勻備用;草坪植物選用高羊茅,絡合劑選用二乙基三胺四乙酸備用;
(2)試驗采用高25 cm、直徑3 cm的PVC管,將紗布清洗烘干后剪成大小合適的圓形固定在PVC管底部,將160g土壤裝于PVC管中,每個容器播種高羊茅種子0.2 g;
(3)實驗期間每天定量給水,以滿足植物生長所需,當高羊茅生長到第28天,加入濃度5mmol·kg?1 DTPA;
(4)培養期間溫度為25℃,相對濕度為40%,光照條件為自然入射光,整個試驗歷時60 天,然后剪取高羊茅葉片對脯氨酸、丙二醛含量、電導率的指標進行測定。

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