插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法技术

本发明专利技术公开了插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，属于土壤修复领域。插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，其步骤为：(1)选定镉污染农田后，进行翻耕、碎土、分垄、设计排水沟渠；(2)插栽上苏柳795幼小枝条；(3)通过农艺管护确保柳树成活90％以上，2年之内使原来污染农田的土壤Cd含量下降30％。本方法可以使得Cd污染严重的农田土壤中，插栽苏柳795幼小枝条，第一年内可使污染土壤中的Cd含量平均下降20％以上；重复栽种移走3-5年，就基本能将土壤Cd含量大于3.0mg/kg的农田修复到农田土壤Cd含量全部小于1.0mg/kg。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农用地土壤镉(Cd)污染修复与治理技术，具体涉及插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，是一种原位清除农田土壤中多余Cd的大生物量植物修复技术，与传统的超累积植物修复技术相比，本项技术具有更广泛的推广应用前景，可以将柳树苗木培育同农田土壤Cd污染修复结合起来，可以将观赏林、防护林等绿色建设与土壤重金属去污结合起来，是从根本上解决农田土壤Cd污染并能充分利用土地资源、苗木资源的有效方法。
技术介绍
2014年4月17日国家环保部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》指出：全国耕地污染占比达到19.4％，以镉等重金属污染问题尤为突出。农业部曾对全国24省、市的320个严重污染区土壤调查发现，土壤重金属超标率占污染土壤和农作物的80％，全国目前约1.3万公顷耕地受到Cd污染，每年因为重金属污染而损失的粮食约1000万吨，经济损失至少达200亿元。耕地Cd污染不仅威胁粮食的生产安全，还直接联系到人体健康乃至民族的未来，防治耕地或农田土壤Cd污染正成为全国人民所高度关注的时代话题。治理农田土壤Cd污染需要成熟的修复技术，土壤Cd污染植物修复技术是从根本上清除土壤中残留重金属的一劳永逸的方法，具有生态、可持续、绿色等特点，也最容易为世人所接受、当然也最有挑战性。针对Cd等重金属污染土壤的植物修复技术研究多年来就受到土壤学、环境学、生态学、农学、地球化学等学科领域的广泛关注，但目前能真正推广应用的成熟技术并不太多。植物修复技术适用于中、低强度的大范围污染治理，能在不破坏土壤生态环境保持土壤结构的情况下，通过植物根系直接将大量重金属元素吸收，绿色环保，对重金属污染土壤的治理成效具有永久性。现代土壤重金属污染植物修复技术研究起步于发达国家，曾有一些发达国家在工业排污口开发人造湿地并种植大型水生植物，用来吸收水体中重金属等。在北美、欧洲及东南亚等国都有学者开展过用植物超累积吸收修复污染土壤的试验。Marchiol等2004年提出了用于植物萃取的理想植物标准：一是能够吸收土壤中的重金属并且能将其迁移至植物地上部分；二是对土壤中重金属污染具有较强的忍耐性；三是生长速度快且生物量大；四是适应性强和易于收割。其中木本植物生物量大，对重金属耐性好，可以产生较高的萃取总量。而柳树作为木本植物的代表，在植物修复技术研发中被利用得也比较广。我国从事镉等重金属污染土壤植物修复技术研究也有一段经历，但成熟实用的植物修复技术有限，多仍处于探索阶段，还没有形成具有适合大规模推广价值的技术。植物修复技术研究有两个基本方向，就是寻找能吸收土壤重金属的大生物量植物与超累积植物，柳树属于大生物量植物。超累积植物就是寻找能超量富集土壤重金属的植物，是目前植物修复技术研究的主流，多以草本植物为主。草本植物种类繁多，抗逆性强，具有广泛的适应性和顽强的生命力，对重金属的耐性强，也被广泛应用于重金属污染土壤植物修复技术研发。目前发现的多种重金属超积累植物都属于草本植物，例如：砷超累积植物蜈蚣草、锌镉超积累植物天蓝遏兰菜、锰超积累植物商陆等。草本植物中的超富集植物对高浓度重金属仍然有较强的适应能力，可以有效地保护地表土壤，富集高浓度金属。但是草本植物的生物量较小，萃取土壤重金属的总量并不一定很多。与草本植物相比，木本植物根系发达，可以吸收深层土壤中重金属元素，萃取土壤重金属的总量相对更高，且收获后还可以用作燃料使用或木材使用，收集烟气和灰分进一步处理后回收金属材料，该途径可以避免重金属进入食物链。因此，像柳树等木本植物萃取土壤残留重金属的技术研究也一直没有停顿。植物修复的近期研究工作主要集中在以下3个方面：(1)寻找、筛选自然界中累积、超累积植物，培育驯化以满足实际修复工程应用。(2)植物对重金属吸收、积累和解毒机制研究，影响植物吸收的根际土壤环境条件及根际作用机理研究，对正确指导实际应用及采取合理调控技术具有重要作用。(3)联合修复技术开发及应用。螯合剂-植物修复技术，向土壤中施用螯合剂提高土壤溶液中重金属的含量，强化超累积植物对重金属的吸收。因为超累积植物虽然吸收土壤残留Cd等重金属的浓度比较高，但因为受生物量的制约，在短期内清除土壤中残留的高浓度Cd毕竟难见实效，加上超累积植物修复的成本、管理、技术推广等都有一定局限性，所以人们在土壤植物修复技术研发中追求超累积植物的开发，但也没忽视另外一个方向，就是设法通过适宜的大生物量植物清除土壤Cd等重金属。柳树是容易成活的大生物量植物，又能够在Cd污染土壤中成长，自然也成为修复Cd污染土壤的备选植物之一。在近期公开的专利申请文件中，有利用柳树作为修复植物的，通过栽种柳树吸收土壤重金属，可以避免植株矮小、生长速度慢、地上部分生物量小等Cd污染植物修复的缺陷。如申请号为200910024586.4(公开号为CN101486041A)的申请文件公开了一种名称为“一种受重金属镉污染土壤的植物修复方法”的技术方案，该技术方案是在Cd污染土壤中插种柳树，两个月后施加乳酸乙酯和乙二胺四乙酸组成的化学强化剂，强化萃取吸收效率，处理60天后，修复效率约为10％-20％，但是在该专利技术专利中，为了试验需要，人为添加了Cd溶液制备了Cd污染土壤，与实际中Cd污染农田可能会存在一定差距。另外，栽种柳树的同时不能种植水稻、小麦等农作物影响耕地的正常使用。柳树会大量吸收表层耕作层养分，降低农田质量。又如，申请号为200910184526.9(公开号为CN101642769A)的申请文件公开了一种名称为“多环芳烃-镉污染土壤的化学强化植物修复方法”的技术方案，将金丝垂柳(柳树的一种)与化学强化剂(乳酸乙酯与乙二胺四乙酸酯组成)联合使用，修复了多环芳烃与镉等复合污染土壤。还有种植超累积植物来达到修复Cd污染农田目的的，申请号为200710020380.5(公开号为CN100518970C)的申请文件公开了一种名为“锌镉复合污染土壤的植物修复方法”的技术方案，就是通过种植Cd超累积植物伴矿景天与海州香薷来治理锌镉复合污染土壤，定期收割植物，从而移除土壤中Cd。该方法修复周期长，需要投入人力管理及植物的后续处理。籽粒苋大田试验部分证明了该方法的可行性，向土壤中施加某种天然有机肥活化剂，明显促进了籽粒苋对土壤中重金属Cd的吸收效率，修复效率提高了9.51～94.8％，而且对高浓度Cd污染土壤修复效率的促进作用强于低浓度Cd污染。种植适宜的超富集植物，可以更加有效的修复重金属污染土壤。此外，徐爱春等(2007)、汪友良等(2011)均报道过柳树能吸收重金属Cd的资料，但未提供相关大田试验的佐证。前人研发的植物修复技术中，总体以室内模拟的结果偏多，土壤中残留的Cd等重金属也多不是来自农田。目前国内的重金属污染土壤植物修复技术研究依然有许多问题没有攻克，大致表现在：(1)偏室内模拟，很少针对农田土壤的镉污染开展专门研究；(2)技术研发的延续性不够，以柳树为例，报道柳树能修复镉污染土壤的比较多，有室内到大田完整试验结果的少；(3)就镉等污染农田而言，栽种柳树取得大田试验成功例证的几乎没有；(4)筛选出具体柳树品种本文档来自技高网...

【技术保护点】
插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，其步骤为：(1)选定镉污染农田后，进行翻耕、碎土、分垄、设计排水沟渠；(2)插栽上苏柳795幼小枝条；(3)通过农艺管护确保柳树成活90％以上，2年之内使原来污染农田的土壤Cd含量下降30％。

【技术特征摘要】
1.插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，其步骤为：
(1)选定镉污染农田后，进行翻耕、碎土、分垄、设计排水沟渠；
(2)插栽上苏柳795幼小枝条；
(3)通过农艺管护确保柳树成活90％以上，2年之内使原来污染农田的土壤Cd含量下
降30％。
2.根据权利要求1所述的插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，其特征在于，
所述步骤(3)中，栽种的苏柳795生长满1年即从农田中连根全部移走，重新插栽苏柳795，
待满一年再移走。
3.根据权利要求2所述的插栽苏柳795修复农田土壤镉污染的实用方法，其特征在于，
栽种苏柳795生长满1年从农田中连根全部移走，重新插栽苏柳795，再待满一年移走，重
复3-5年，基本能将土壤Cd含量大于1.0mg/kg的农田修...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖启林，金洋，朱伯万，任静华，华明，常青，
申请(专利权)人：江苏省地质调查研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32