一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法技术

一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法，该方法是将烟苗按其自然生长期移栽至重金属镉污染土壤中，进行常规栽培，旺长期追加施肥，待烟草成熟后收割烟叶，再次进行常规栽培，追加施肥以促进再生烟叶的生长，从而通过追加施肥及再生烟叶的生长过程增加对镉的吸收富集能力达到去除土壤中过量镉的目的。烟草在镉污染土壤中能正常地生长，未出现明显的毒害症状，不影响烟叶产量，且烟草植株能再生；而且因其地上部分生物量大，能够吸收积累大量的重金属镉。采用本方法栽培较简单，管理费低，一次种植2次收获，烟叶含有较高的蛋白质，处理后可作饲料，其利用方式又能避免重金属重新进入食物链，在治理污染的同时得到既定的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染环境的植物修复技术，具体涉及一种利用施肥与刈割技术增加经济作物烟草去除土壤镉能力而达到修复土壤重金属污染的方法。
技术介绍
长期的工业和农业活动，工业污染物和城市垃圾大量转向农业环境，使我国大量的农田正在受到重金属等污染物的威胁，全国有3亿亩耕地受到重金属污染，占全国农田总数的1/6。每年被重金属污染粮食达1200万吨，造成直接经济损失超过200亿元。在所有的重金属污染当中，镉污染问题尤为突出。基于我国的人口压力与粮食安全现状，我们不可能停止所有镉污染土地尤其是中、轻度污染农田的生产活动来进行长时间的治理，或者将其转变为非农业用地。因此，镉污染农田的快速修复与利用是一个亟待解决的问题。目前，比较经典的重金属污染治理方法是工程措施，通过客土、换土和翻土的机械物理原理，来降低土壤中重金属含量，或采取一些改良措施，如添加改良剂、固化剂，抑制剂等降低土壤重金属的水溶性、迁移性以及有效性，使重金属固定在土壤中，以减轻其对生态环境的危害。前者往往投资昂贵，需用复杂的设备，难以应用于大规模污染土壤的改良，后者只是改变重金属的存在形态，暂时缓解重金属危害，处理效果常常不稳定。超富集植物能从土壤中富集高浓度的重金属，可用来修复土壤重金属污染。但传统意义上的超累积植物往往植株矮小、生长缓慢、生物量低、或者吸收的重金属向茎叶运输的比例不够大，这些特点使农田重金属修复的周期变得漫长。另外，这些植物多为野生植物，对生态气候条件有着严格的要求，区域性很强；且大多数不具有较好的经济效益等缺点，因而实际应用综合效果不大。目前国内外都在对重金属污染土壤的修复技术进行研究。由于植物修复技术具有永久的治理效果、低廉的治理成本、简易的后期处理等优点，使其成为
重金属污染治理的研究热点。而该技术对重金属修复效果的关键在于修复植物品种的选择和改良措施的应用。因而加强对污染土壤生态修复的相关研究，进一步充实、完善污染生态修复的理论内容，建立起污染生态修复的理论框架，应是目前的首要任务。
技术实现思路
本专利技术目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法，以解决现有镉污染土壤修复技术中植物存在的季节限制、生长缓慢、地上部分生物量低、吸收积累重金属总量少、经济效益不佳、实际应用综合效果不大等问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法，该方法是将常规培育的烟苗按其自然生长期移栽至重金属镉污染的土壤中，进行常规栽培，在旺长期追加施肥二次，二次施肥时间间隔20天，待烟草成熟后收割烟叶，将烟草植株上部切掉且从下往上留取2-3个枝芽，再次进行常规水肥管理，旺长期追加施肥2次，每次间隔15-20天，以促进再生烟叶的生长，从而通过追加施肥以及再生烟叶的生长增加对重金属镉的吸收富集能力达到去除土壤中过量镉的目的；其中，追施的肥料皆为硫酸钾与硝酸铵按重量比1：1混合的混合肥，以水溶性的形式施加，施加量为每亩5-8kg。所述烟草在每年3月中旬移苗(烟苗按常规技术培育而成)至镉污染大田，按常规方法施入肥料及其他常规田间管理，在旺长期，于5月1日和5月20日追肥两次，种植60d(即成熟期)后开始收获，至当年7月中旬将烟叶收获完毕。当初生烟叶收获完毕后，将烟草植株上部切掉且从下往上留取2-3个枝芽，再次追加施肥二次并常规田间管理，至同年9月下旬将获得成熟的再生烟叶，至10月中旬，再生烟叶全部成熟并收获。所述种植在重金属镉污染土壤中的烟草是对镉有超耐性的植物，对重金属有超强的富集能力。所述烟叶在重金属镉污染土壤中能正常生长，其地上部分
对镉的吸收富集能力大于地下部分。本专利技术中烟草生产量大，世界各地均有栽培。经试验表明，烟草对重金属镉有很强的耐性和富集能力，且镉主要富集在烟叶中。本专利技术充分利用烟叶对重金属镉的这一富集特性及其烟草具有再生的特性，将其种植在重金属镉污染的地区，通过追加施肥促进吸收积累土壤中的重金属，烟叶成熟后通过收割加工烟叶，来提取土壤中的重金属，从而达到降低污染土壤中重金属含量的目的。本专利技术的有益效果是：专利技术人通过试验研究发现，施肥能促进烟草，特别是烟叶对重金属镉富集特性，烟草能在重金属镉污染的土壤中正常生长，而且再生烟草对镉仍然呈现超富集特性。本专利技术正是利用烟草对重金属的这一耐性和富集特征，将其直接种植于重金属镉污染的地区，通过对成熟植株的收获和处理，以达到收获蛋白饲料(烟叶处理去除镉和烟碱后得到)和修复重金属镉污染土壤的目的。由于烟草对土壤的适应性强、生长旺盛、地上部分发达、生物量大、栽培较简单、管理费低、一次种植能两次收获、生长范围较广。其收获后处理烟叶的经济价值很高，并且其经济利用方式又能避免重金属重新进入食物链。因此，本专利技术为土壤重金属镉污染的植物修复技术开发了新的植物资源品种和修复方法，利用重金属污染土壤的种植产生经济效益，无论从生态学角度，还是从经济学角度都将具有重要的现实意义。附图说明图1为本专利技术实例中烟草各部位对镉的富集能力图(图中的字母a、b、c、d为统计分析差异)。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于下述实施。实施例1镉污染区土壤修复试验处理方法：镉在烟草植株中分布调查试验，采用直径31cm、高28cm的试验盆，每盆装
15kg土壤，该土壤采至湘东某烟田，该土壤中重金属镉含量为0.587mg/kg,pH值4.77。试验于2014年3月分别将云烟87、云烟97、K326、湘3烟苗移栽至试验盆，每盆1株，每个品种设置3个重复，每个试验盆内采用相同常规管理(采用当地习常管理)。种植60d(即成熟期)后开始收获，并对烟叶进行分段采样，取1到5叶为下部叶，6到10叶为中部叶，11到15为上部叶，测定重金属在4个不同烟草品种的上、中、下叶片、根、茎中镉的含量。将富镉烟草品种云烟97号做大田试验，试验于2014年3月移苗至大田，常规培肥管理，旺长期间，于2014年5月1日和5月20日分别实施追肥(见表1)，每亩追肥量6Kg，各处理方案中混合肥的各物质的重量比为1:1。在烟草追肥期，将肥料处理分别以水溶态的形式施入试验田，种植60d(即成熟期)后开始收获，至当年7月中旬将初生烟叶收获完毕。初生烟叶收获完毕后，从下往上留取2-3个枝芽，将烟叶植株上部切掉，再次于旺长期追肥2次及常规田间管理，至同年9月底，开始收获成熟的再生烟叶，至10月中旬，再生烟叶全部成熟并收获。测定烟叶中镉含量并求出富集系数。表1 初烟生和再生烟草栽种时大田追肥方式表第一次追肥方案第二次追肥方案处理1碳酸钾+碳酸氢铵+磷酸氢二钾(1：1：1)碳酸钾+磷酸氢二钾(1:1)处理2碳酸钾+长效尿素(1:1)碳酸钾+硫酸钾(1:1)处理3硫酸钾+硝酸铵(1:1)硫酸钾+硝酸铵(1:1)试验结果表明：参见图1，烟叶为镉的超富集植物，且重金属镉主要集中在烟草的叶片部位，即地上部分，为该作物的收获部分，4个品种的烟草的烟叶含镉量均超过10mg/kg。4个烟草品种的不同部位对镉的积累情况均呈现出相同的趋势：下部叶＞中部叶＞上部叶＞茎＞花＞根，镉在烟草植株内的分布特征是在新陈代谢旺盛的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法，其特征在于：该方法是将常规培育的烟苗按其自然生长期移栽至重金属镉污染的土壤中，进行常规栽培，在旺长期追加施肥二次，二次施肥时间间隔20天，待烟草成熟后收割烟叶，将烟草植株上部切掉且从下往上留取2‑3个枝芽，再次进行常规水肥管理，旺长期追加施肥2次，每次间隔15‑20天，以促进再生烟叶的生长，从而通过追加施肥以及再生烟叶的生长过增加对重金属镉的吸收富集能力达到去除土壤中过量镉的目的；其中，追施的肥料皆为硫酸钾与硝酸铵按重量比1：1混合的混合肥，以水溶性的形式施加，施加量为每亩5‑8kg。

【技术特征摘要】
1.一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法，其特征在于：该方法是将常规培育的烟苗按其自然生长期移栽至重金属镉污染的土壤中，进行常规栽培，在旺长期追加施肥二次，二次施肥时间间隔20天，待烟草成熟后收割烟叶，将烟草植株上部切掉且从下往上留取2-3个枝芽，再次进行常规水肥管理，旺长期追加施肥2次，每次间隔15-20天，以促进再生烟叶的生长，从而通过追加施肥以及再生烟叶的生长过增加对重金属镉的吸收富集能力达到去除土壤中过量镉的目的；其中，追施的肥料...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾清如，周细红，晏哲，陈璘涵，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43