一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，其特征在于：按照每千克土壤施5‑8克石灰或生物炭颗粒全部基施，然后进行翻匀，使石灰或生物炭颗粒与污染土壤混合均匀，淋水、平衡20天后即可进行播种或移栽；在蕹菜生长期间，土面上始终保持1～2cm水层。本发明专利技术在蕹菜水作栽培的情况下，较旱作栽培下能更好地达到降低蔬菜重金属铅镉含量，提高蔬菜产量和品质的作用，可广泛用于铅镉中轻度污染或重度污染的酸性菜地土壤的修复。

A method for reducing the content of lead and cadmium in water spinach

The invention discloses a method for reducing the content of lead and cadmium in water spinach, characterized in that: according to the 5 per kg soil 8 grams of lime or biochar particles all base fertilizer, then stir well, make lime or biological carbon particles mixed with the contaminated soil evenly, pour water, balance 20 days after seeding or during the transplanting; water spinach growth, soil surface is always maintained 1 ~ 2cm layer. The present invention for cultivation in water spinach water, than under dry cultivation can better reduce the lead and cadmium content of vegetables, improve the yield and quality of vegetables, can be widely used for repairing mild or severe pollution of Pb and Cd in contaminated acidic soil.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蔬菜安全种植技术和土壤改良技术，尤其涉及一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，以降低重金属铅镉污染土壤中蕹菜污染风险。
技术介绍
铅(Pb)和镉(Cd)是环境中备受关注的有毒重金属，其所带来的农田土壤污染和蔬菜重金属超标问题尤为突出。因为Cd在土壤中的有效态比例较高，活性较强，很容易被作物吸收而污染食物链,危及人类健康；而Pb由于其用途广泛，污染最迅速。蔬菜作为人们日常食用量最大的农产品类型，降低其重金属污染风险和保证蔬菜质量安全显得尤为重要。其中，蕹菜作为一种栽培历史悠久的蔬菜，具有丰富的种质资源和较多的品种数量。其生长快、适应性强，通过旱栽和水植两种栽培方式都能很好生长。而空心菜作为重金属污染的高风险种，由于近年来水源和土壤的严重污染，使得这种广受欢迎的水生叶菜的栽培和品质安全受到了极大的影响，给消费者的身体健康和生命安全带来了隐患，已成为社会广泛关注的问题。目前国内外治理土壤重金属污染的方法主要可分为两大类：一是指通过工程处置措施，即通过客土、换土、隔离、淋洗和电修复的方法直接作用于污染土壤层实现改良和修复，其修复效果好，适用于几乎所有污染土壤类型，但投资过大修复成本高，难以大规模试用；二是通过生物、化学或农艺措施改变重金属元素在土壤中的赋存形态，稳定其活跃的生物有效态，虽不能明显降低其重金属总量，但可有效防止重金属生物有效态在生态环境中的迁移和转化，遏制其通过食物链、地下水的等形式危害人体健康。对于耕地资源紧缺、污染程度相对较轻的城市周边农田环境，农艺调控措施因其简单易行、不中断农业生产等优越性而备受关注。越来越多的实践证明，采取适宜的农艺调控措施(如改变栽培方式、添加改良剂等)可有效减少重金属通过食物链进入人体的机会，是在重金属轻中度污染土壤上持续进行蔬菜安全生产最经济有效的途径。在不同的栽培方式下，土壤中水分含量和状态、pH值、有机质、氧化还原状况等均发生变化，从而影响重金属的生物有效性和迁移转化规律。很多研究表明，水分可以显著影响植物体内重金属含量。土壤的水分状况可强烈影响土壤中重金属的再分配。淹水处理土壤中重金属(特别是Pb和Cd)倾向于从交换态和碳酸盐结合态等易提取态转变为铁锰结合态和有机质结合态等更稳定的形态。在有机质和含硫化合物较丰富的土壤中，淹水可使Fe等金属离子与Cd的竞争吸附作用以及S和Cd的共沉淀作用加强，使土壤中Cd的生物有效性明显降低。但通过调控土壤水分含量来降低农作物体内重金属含量的研究较少，目前仅有少量文献报道了土壤水分对水稻、玉米、大麦等吸收重金属镉的影响。另外，化学改良剂作为一种经济高效的面源污染治理的原位修复技术，因其成本低廉、易于实施，符合我国可持续农业发入展的需要，近来发展较快。石灰作为一种有效的改良剂，施用石灰一方面可提高土壤pH，促进重金属生成碳酸盐结合态或硫化物结合态沉淀来降低其生物有效性，减少重金属对植物的伤害；另一方面，pH调节至中性有利于植物吸收其他养分元素，促进植物生长。生物炭作为一种有效的土壤改良剂而被广泛应用于温室气体减排、污染土壤修复以及生物有效性调控等方面。目前，将栽培方式与化学改良剂结合起来控制重金属污染风险的研究还比较少见，此举对受重金属污染风险较高且兼具水生和旱生习性的空心菜展开安全生产控制技术尤为重要。随着经济的发展和人民生活水平的提高，消费者对蔬菜等农产品的质量安全也日益重视。但农田土壤重金属污染问题的日趋严重，使原本耕地资源就十分紧缺的珠三角等地区面临更大的挑战。从调整蔬菜栽培方式以及积极修复重金属污染环境改善蔬菜产地的种植条件两个角度出发，探讨重金属污染影响下的蔬菜安全生产控制技术，对提高耕地资源利用率的同时保证农产品质量安全显得尤为重要，对保障人民身体健康和农业经济发展有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有蕹菜铅镉污染治理上存在的问题，提供一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，以降低重金属铅镉污染土壤中蕹菜污染风险。为了实现上述目的，本专利技术创造性地提出了如下技术方案：一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，按照每千克土壤施5-8克石灰或生物炭颗粒全部基施，然后进行翻匀，使石灰或生物炭颗粒与污染土壤混合均匀，淋水、平衡20天后即可进行播种或移栽；在蕹菜生长期间，土面上始终保持1～2cm水层。本专利技术所述生物炭由以下过程制备而得：将干燥的水稻杆剪成10～20cm的小段后，放在真空箱式气氛炉内，通入N2作为保护气，以10℃/min速度升温至600℃后恒温炭化1.5-2h，冷却至室温后，研磨粒径为通过20目筛孔的生物炭颗粒。本专利技术所述的石灰为分析纯氢氧化钙，其中Ca(OH)2含量≥95.0％，盐酸不溶物≤0.05％，氯化物(Cl)≤0.01％，硫酸盐(以SO4计)≤0.2％，铁≤0.01％，重金属(以Pb计)≤0.002％，镁盐及碱金属(MgO)≤0.5％，氢氧化铵中沉淀物≤0.25％。所述蕹菜品种为青梗大叶空心菜和泰国柳叶空心菜。本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术的改良剂，在蕹菜水作栽培的情况下，较旱作栽培下能更好地达到降低蔬菜重金属铅镉含量，提高蔬菜产量和品质的作用，可广泛用于铅镉中轻度污染或重度污染的酸性菜地土壤的修复。本专利技术使用的生物炭，采用农业废弃物中常见的水稻杆为原料，原料充足，工艺简单，操作方便，容易生产和实施，改传统的蕹菜旱作方式为水作方式，治理费用较低，是一种安全、有效、持久的重金属污染治理办法，另外，生物炭作为一种环境友好型土壤改良剂，提供了一种较好的农业废弃物资源化利用途径。附图说明图1是铅镉污染土壤中生长的两种供试蕹菜品种单株生物量变化情况；图2是铅镉污染土壤中生长的两种供试蕹菜品种的铅含量变化情况；图3在铅镉污染土壤中生长的两种供试蕹菜品种的镉含量变化情况。具体实施方式实施例1：生物炭降低蕹菜铅镉含量的盆栽一种降低重金属铅镉污染土壤中蕹菜污染风险的改良剂，由以下过程制备而得：将干燥的水稻杆剪成15cm的小段后，放在真空箱式气氛炉内，通入N2作为保护气，以10℃/min速度升温至600℃后恒温炭化2h，冷却至室温后，研磨粒径为通过20目筛孔的生物炭颗粒。土壤铅、镉污染水平设置为400mg·kg-1和5.0mg·kg-1。按照每千克土壤施6克生物炭颗粒全部基施，然后进行翻匀，使生物炭与污染土壤混合均匀，淋水、平衡20天后即可进行播种或移栽。选用2种市售常见的蕹菜(IpomoeaaquaticaForsk)品种青梗大叶空心菜和泰国柳叶空心菜。从供试蕹菜品种中各挑选健康匀一的30粒种子播入盆中，待幼苗长到5片真叶时，间苗，每盆保留7株，期间根据天气和植物生长情况定时浇水。在其生长期间，土面上始终保持1～2cm水层。生长40天后待苗高超过35cm后取样。见图1、2、3所示，青梗大叶空心菜的铅镉含量分别降低了9.84％和43.43％，泰国柳叶空心菜的铅镉含量分别降低了52.30％和56.35％。而两个蕹菜品种的单株生物量分别增加了29.34％和82.09％。各图的横坐标中，1代表青梗大叶空心菜，2代表泰国柳叶空心菜；CK为未加改良剂处理，B为生物炭，L为石灰。实施例2：石灰降低蕹菜铅镉含量的盆栽选用石灰为分析纯氢氧化钙，其中Ca(OH)2含量≥95.0％，盐酸不溶物≤0.05％，氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，其特征在于：按照每千克土壤施5‑8克石灰或生物炭颗粒全部基施，然后进行翻匀，使石灰或生物炭颗粒与污染土壤混合均匀，淋水、平衡20天后即可进行播种或移栽；在蕹菜生长期间，土面上始终保持1～2cm水层。

【技术特征摘要】
1.一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，其特征在于：按照每千克土壤施5-8克石灰或生物炭颗粒全部基施，然后进行翻匀，使石灰或生物炭颗粒与污染土壤混合均匀，淋水、平衡20天后即可进行播种或移栽；在蕹菜生长期间，土面上始终保持1～2cm水层。2.根据权利要求1所述的一种减少蕹菜中重金属铅镉含量的方法，其特征在于：所述生物炭由以下过程制备而得：将干燥的水稻杆剪成10～20cm的小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李富荣，王富华，杜应琼，李敏，
申请(专利权)人：广东省农业科学院农产品公共监测中心，
类型：发明
国别省市：广东;44