一種濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種植物水培根系根表覆鐵膜的方法，包括一下步驟，S1.制備鐵膜誘導(dǎo)液：將厭氧水解酸化液，密封條件下厭氧酸化到pH=5、氧化還原電位為450~500，加入100~140mg/L的亞鐵離子，形成鐵膜誘導(dǎo)液，S2.組織培養(yǎng)：將植物的根系放入完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)4~7天，S3.用鐵膜誘導(dǎo)液替換完全培養(yǎng)液，再培養(yǎng)5~10天，即得根系根表覆鐵膜的植物。通過(guò)本方法培育的植物，在根系會(huì)附著有一層磷吸附能力很強(qiáng)的鐵膜，可以用于提高污水中磷的去除率。
【專利說(shuō)明】一種濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物培育領(lǐng)域，更具體地，涉及一種濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水稻等濕地植物根表經(jīng)常會(huì)覆蓋一層棕紅色鐵氧化物膠膜，被稱為鐵膜，它的主要成分是無(wú)定形和弱結(jié)晶態(tài)氧化鐵，是濕地內(nèi)部土壤中鐵在土壤和植物根表之間遷移轉(zhuǎn)化的結(jié)果。鐵是地殼豐量元素，濕地土壤都含有較多的鐵，同時(shí)鐵也是活躍變價(jià)元素，易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在濕地內(nèi)部厭氧區(qū)，土壤或基質(zhì)顆粒中三價(jià)氧化鐵，被有機(jī)污水或植物分泌小分子有機(jī)酸在微生物作用下催化還原為溶解性亞鐵離子，亞鐵離子遷移到濕地表層植物根系附近，被植物根系釋放出的氧氣等氧化性物質(zhì)氧化為三價(jià)鐵，并重新沉積在植物根表或附近基質(zhì)顆粒上即形成鐵膜。鐵膜具有氧化鐵的特性，可以吸附磷、砷、鉛等多種物質(zhì)，對(duì)于水稻的磷吸收及污染物在濕地遷移轉(zhuǎn)化影響等方面具有重要的意義，是目前農(nóng)業(yè)、環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。為了更好地研究根表鐵膜的特性，通常需要在實(shí)驗(yàn)室利用水培系統(tǒng)人工誘導(dǎo)鐵膜生成；此外，具有發(fā)達(dá)的根系和較強(qiáng)泌氧能力的濕地植物水培根系系統(tǒng)也經(jīng)常用于污水處理和污染水體修復(fù)，根表若能大量覆蓋鐵膜也可有效提高系統(tǒng)對(duì)磷、砷等污染物去除能力。
[0003]目前水培濕地植物根系的鐵膜誘導(dǎo)主要利用含亞鐵離子且pH接近中性的無(wú)機(jī)培養(yǎng)液誘導(dǎo)。這種方式下，由于植物只有根系部分浸入培養(yǎng)液中，上部仍需暴露在空氣中進(jìn)行光合作用維持活性，因此，培養(yǎng)液很難與空氣完全隔開(kāi)，空氣中的氧氣可大量溶于培養(yǎng)液中，由于亞鐵離子在pH中性范圍內(nèi)極易被培養(yǎng)液中溶解氧氧化，因此很多亞鐵離子直接被培養(yǎng)液中氧快速氧化后形成三價(jià)氫氧化鐵沉淀，部分沉降在根表，大部分沉降在培養(yǎng)液底部，亞鐵離子被水中的氧氧化形成的氫氧化鐵沉降在植物根表，看上去也像鐵膜，但它與根接合不牢固，極易被水沖掉，只有擴(kuò)散到根細(xì)胞壁表面被根釋放氧氣氧化形成的氧化鐵才能形成比較牢固的鐵膜；而且，大量的亞鐵離子快速的被氧氧化成氫氧化鐵后同時(shí)有大量H+離子產(chǎn)生，導(dǎo)致培養(yǎng)液緩沖能力失效，pH快速下降，植物根部受害，整株植物死亡，致使鐵膜誘導(dǎo)失敗；為了避免亞鐵離子被溶解到水中的氧氧化，現(xiàn)有的改進(jìn)方式是盡量將培養(yǎng)液和空氣隔絕，然后向其中通入氮?dú)獯底呷芙庋酰S持培養(yǎng)液的無(wú)氧環(huán)境，但這種方式只適用于少量植株(1-2株)的根表鐵膜誘導(dǎo) ，大量植物根表鐵膜誘導(dǎo)的話則需要設(shè)置較多的誘導(dǎo)體系和提供大量的氮?dú)猓M(fèi)用較高且操作繁瑣，因此根表鐵膜誘導(dǎo)仍需要更好的改進(jìn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)一種植物根表面附著鐵膜的方法。
[0005]根據(jù)發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種植物水培根系根表覆鐵膜的方法，包括以下步驟， S1.制備鐵膜誘導(dǎo)液:將厭氧水解酸化液，密封條件下厭氧酸化到pH=5、氧化還原電
位為-450~-500，形成鐵膜誘導(dǎo)液。[0006]S2.組織培養(yǎng):將植物的根系放入完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)4`7天，
S3.鐵膜的誘導(dǎo):用鐵膜誘導(dǎo)液替換完全培養(yǎng)液，加入10(Tl40mg/L的亞鐵離子，再培養(yǎng)植物根系5~7天，即得根表覆鐵膜的植物。
[0007]所述的植物為濕地植物。
[0008]所述的厭氧,K解酸化液，按濃度計(jì)單位為mg/L，包含以下組$:
【權(quán)利要求】
1.一種植物水培根系根表覆鐵膜的方法，其特征在于，包括一下步驟， 51.制備鐵膜誘導(dǎo)液:將厭氧水解酸化液，密封條件下厭氧酸化到pH=5、氧化還原電位為_(kāi)450~-500，加入10(Tl40mg/L的亞鐵離子，形成鐵膜誘導(dǎo)液， 52.組織培養(yǎng):將植物的根系放入完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)f2周， 53.鐵膜的誘導(dǎo):用鐵膜誘導(dǎo)液替換完全培養(yǎng)液，再培養(yǎng)植物根系5~7天，即得根系根表覆鐵膜的植物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法，其特征在于，所述的植物為濕地植物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法，其特征在于，所述的厭氧水解酸化液，按濃度計(jì)，單位為mg/L，包含以下組分:_
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕地植物水培根系根表覆鐵膜的方法，其特征在于，所述的完全培養(yǎng)液，按濃度計(jì)單位為mg/L，包含以下組分:
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物水培根系根表覆鐵膜的方法所得到的植物水培根系，其特征在于，所述的植物根系上附有一層具有磷吸附能力的鐵膜。
【文檔編號(hào)】A01G31/00GK103609405SQ201310587643
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】種云霄, 譚美娟, 梁露允, 楊國(guó)偉, 關(guān)威健, 陳偉通 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)