施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法
【專利摘要】本發明公開了一種施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法，環境重金屬污染的修復領域，于秋季將剪碎后的紅果黃鵪菜曬干的秸稈直接施入果園土壤中，直接移栽兩對真葉展開的牛膝菊幼苗，或者采用種子直接撒播方式進行牛膝菊幼苗準備；澆水確保田間土壤水分持水量為80％，進行牛膝菊的日常管理；收割處理：50天后，對牛膝菊的地上部分進行收割。本發明提供的土壤施用紅果黃鵪菜曬干的秸稈提高牛膝菊單位面積的鎘提取量，較未施用(對照)提高了13.8％。本發明是一種成本低、可操作性強、環境友好且有效的修復重金屬鎘污染的方法。
【專利說明】施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境重金屬污染的修復領域，尤其涉及一種植物修復果園鎘污染的方法。
【背景技術】
[0002]20世紀以來科學技術迅猛發展，促進了經濟的發展，提高了人民的生活水平，然而，與此同時，由于工業“三廢”機動車尾氣的排放、污水灌溉和農藥、除草劑、化肥等的使用以及礦業的發展，嚴重地污染了土壤、水質和大氣。而重金屬“五毒”之一的鎘(Cd)在環境中的污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性等特點，在土壤中滯留時間長、不能被降解，經食物鏈等途徑最終影響人類健康，影響甚大。“鎘大米”事件就是因土壤被鎘污染而造成的。因此，鎘污染土壤急需得到治理。今年我國將啟動重金屬污染耕地修復綜合治理工作，農業部主張按照“因地制宜、政府引導、農民自愿、收益不減”的基本思路，科學合理確定技術路線配套措施。目前重金屬植物修復技術被普遍認為具有物理、化學修復方法所無法比擬的優勢，如費用低廉、不破壞場地結構、不造成二次污染等，已成為修復土壤重金屬污染研究領域的一項新興技術。已發現的超富集植物有:印度芥菜、遏藍菜、蜈蚣草等450多種。由于已知的超富集植物地上部生物量普遍偏小，生長慢，而且很多來源于重金屬礦山(屬于礦山生態型)，對果園土壤環境適應能力較差，生長范圍狹窄，限制了植物修復技術的推廣應用。
[0003]牛膝菊(拉丁名為Galinsoga parvif1ra)為菊科牛膝菊屬一年生草本植物,果園雜草，是一種廣泛分布的 秋冬季節生長的鎘超富集植物。由于牛膝菊本身生物量相對較小，且鎘含量相對其它鎘超富集植物較低，如何提高牛膝菊修復果園土壤金屬鎘污染的能力是目前我們面臨和將要解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明實施例的目的在于提供一種施用超富集植物秸桿提高牛膝菊修復鎘污染果園土壤能力的方法，旨在進一步提高牛膝菊修復鎘污染果園土壤的能力。
[0005]一種施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法，包括以下步驟:
[0006]于秋季將剪碎后的紅果黃鵪菜秸桿直接施入有鎘重金屬污染的果園土壤中，直接移栽兩對真葉展開的牛膝菊幼苗，或者采用種子直接撒播方式進行牛膝菊幼苗準備；
[0007]澆水確保田間土壤水分持水量為80 %，進行牛膝菊的日常管理；
[0008]收割處理:50天后，對牛膝菊的地上部分進行收割。
[0009]作為選擇，采用直接移栽方式準備植物幼苗的方法如下:
[0010]自然條件下，將紅果黃鵪菜曬干的秸桿剪碎至長度0.5±0.02cm施入有鎘重金屬污染的果園土壤，再將采集到的牛膝菊幼苗直接移栽于土壤當中，種植密度均為1X 10cm。
[0011]作為選擇，種子直播方式準備幼苗的方法如下:
[0012]在自然條件下，將紅果黃鵪菜曬干的秸桿剪碎至長度0.5±0.02cm施入有鎘重金屬污染的果園土壤，再將采集到的牛膝菊種子直接播種于土壤中，幼苗長出后勻苗，密度控制在 1XlOcm0
[0013]作為選擇，所述日常管理包括勻苗、清除雜草。
[0014]本申請方案利用植物化感作用施用紅果黃鵪菜秸桿提高牛膝菊的鎘提取量。高等植物的化感作用是指高等植物次生代謝產生的化學物質釋放到環境中，對其它臨近植物或自身(即自身他感，也稱自毒)產生的不利或有利的作用。植物化感作用存在于植物的各種器官中，傳統認為，植物化感物質通過雨霧淋溶、自然揮發、根系分泌和植株分解4種途徑釋放到環境中。
[0015]本發明人經研究發現，將一種超富集植物的秸桿施入土壤中，再在這種土壤上種植另一種超富集植物，那么這土壤中超富集植物秸桿的大部分化感物質就會進入土壤并被另一種超富集植物根系吸收和利用，這樣可直接影響到另一種超富集植物對土壤重金屬的吸收與積累，從而有可能提高另一種超富集植物對土壤重金屬的積累和修復能力。因此，本發明人發現通過超富集植物紅果黃鵪菜曬干的秸桿施入土壤可提高另一種超富集植物牛膝菊對土壤重金屬污染的修復能力，有利于加快重金屬污染土壤的植物修復進程。
[0016]本發明提供的一種施用超富集植物秸桿提高牛膝菊修復鎘污染果園土壤能力的方法中的牛膝菊為菊科牛膝菊屬一年生草本植物，是一種秋冬季節生長的鎘超富集植物；紅果黃鵪菜為菊科黃鵪菜屬植物，是一種夏季生長的鎘超富集植物。本發明充分利用了植物化感作用提高牛膝菊對重金屬鎘的積累特性，將紅果黃鵪菜曬干的秸桿施入果園土壤中，再種植牛膝菊，提高牛膝菊提取污染果園土壤中的重金屬鎘，待地上部分形成一定生物量時，收割，從而達到土壤施用紅果黃鵪菜秸桿提高牛膝菊單位面積的鎘提取量，提高牛膝菊修復果園土壤鎘污染能力的目的。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]為了便于說明，僅僅示出了與本發明相關的部分。
[0019]本發明的實施例提供的一種施用超富集植物秸桿提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法包括以下步驟:
[0020]采用直接移栽方式，也可采用種子直播方式進行牛膝菊和紅果黃鵪菜幼苗準備，種植密度均為1X 1cm,分開種植。
[0021 ] 根據土壤水分實際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右，進行牛膝菊和紅果黃鵪菜的日常管理(勻苗、清除雜草等)；
[0022]收割處理:50天后，對牛膝菊和紅果黃鵪菜的地上部分進行收割。
[0023]作為本發明實施例的一優化方案，采用直接移栽方式準備幼苗的方法如下:
[0024]自然條件下，將采集到的牛膝菊直接移栽于有鎘重金屬污染并且施用了紅果黃鵪菜秸桿的果園土壤中，種植密度均為10 X 10cm。
[0025]作為本發明實施例的一優化方案，種子直播方式準備幼苗的方法如下:
[0026]在自然條件下種子直播方式，將紅果黃鵪菜曬干的秸桿剪碎(長約0.5cm)施入鎘污染的果園土壤中，再將采集到的牛膝菊直接播種于土壤當中。
[0027]對比試驗例1:盆栽試驗
[0028]本發明實施例的實施地點:設在四川農業大學雅安校區農場。
[0029]本發明實施例采用盆栽模擬土壤重金屬污染的方法，于秋季(9月初)開始，將四種夏季生長的鎘超富集植物爺科爺屬植物龍葵(拉丁名為Solanum nigrum)、菊科黃鶴菜屬紅果黃鶴菜(拉丁名為Youngia erythrocarpa)、菊科豨薟屬植物豨薟(Siegesbeckiaorientalis)和菊科鬼針草屬植物三葉鬼針草(拉丁名為Bidens pilosa)曬干的稻桿剪碎(長約0.5cm)，直接施入重金屬鎘含量為40mg/kg的盆栽土壤中(土壤取自果園)，混合均勻，盆規格18 X 21cm (高X直徑)，每盆裝土 3kg，每盆施用量6g，折合施用量為每公斤土 2g。平衡一周后移栽秋冬季節生長的菊科牛膝菊屬植物牛膝菊(拉丁名為Galinsogaparviflora)幼苗(兩對真葉展開)，牛膝菊幼苗及鎘超富集植物均采自四川農業大學雅安校區農場(未污染區)。試驗設置5個處理，分別為:未施用(CK)、土施龍葵、土施紅果黃鵪菜、土施豨薟、土施三葉鬼針草。每盆種植牛膝菊4株，每個處理重復3次。于透明遮雨棚內栽培，根據土壤水分實際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右，50天后待植株處于盛花期后，收獲牛膝菊，測定植物體內的重金屬鎘含量。
[0030]發明實施例施加的重金屬鎘形態為CdCl2.2.5H20,為分析純試劑，以溶液的形式加入到土壤中，充分混勻，平衡四周后施入鎘超富集植物秸桿，再平衡一周后種植牛膝菊。
[0031]本發明實施例結果如下:
[0032]牛膝菊生物量測定結果見下述表1:
[0033]表1施用鎘超富集植物的牛膝菊單株生物量特征
[0034]
【權利要求】
1.一種施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法，其特征在于包括以下步驟:于秋季將剪碎后的紅果黃鵪菜秸桿直接施入有鎘重金屬污染的果園土壤中，直接移栽兩對真葉展開的牛膝菊幼苗，或者采用種子直接撒播方式進行牛膝菊幼苗準備； 澆水確保田間土壤水分持水量為80%，進行牛膝菊的日常管理； 收割處理:50天后，對牛膝菊的地上部分進行收割。
2.如權利要求1所述的施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法，其特征在于，采用直接移栽方式準備植物幼苗的方法如下: 自然條件下，將紅果黃鵪菜曬干的秸桿剪碎至長度0.5±0.02cm施入有鎘重金屬污染的果園土壤，再將采集到的牛膝菊幼苗直接移栽于土壤當中，種植密度均為1X 10cm。
3.如權利要求1所述的施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法，其特征在于，種子直播方式準備幼苗的方法如下: 在自然條件下，將紅果黃鵪菜曬干的秸桿剪碎至長度0.5±0.02cm施入有鎘重金屬污染的果園土壤，再將采集到的牛膝菊種子直接播種于果園土壤中，幼苗長出后勻苗，密度控制在 1XlOcm0
4.如權利要求1所述的施用超富集植物提高牛膝菊修復鎘污染土壤能力的方法，其特征在于，所述日常管理 包括勻苗、清除雜草。
【文檔編號】A01G1/00GK104025863SQ201410268051
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】廖明安, 林立金, 任雅君, 馬倩倩, 徐精文, 呂秀蘭, 汪志輝, 鄧群仙, 湯福義, 羅麗, 楊代宇, 張瀟, 何靜, 袁雷, 劉娟, 程籍 申請人:四川農業大學