一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法技术

本发明专利技术公开一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法，通过毛竹和伴矿景天间作的方式，由于这两种植物的根系生长层交叉，不存在明显的养分竞争关系，且两者的根系深浅不同，需肥特性也不同，其中伴矿景天的根系一般深度为土壤表层，当深度达到30‑40cm时，其土壤中的锌镉重金属无法被伴矿景天的根系吸收，但是毛竹根系可达30‑40cm，对污染土壤的表层以下的土壤进行重金属的生态修复。

Ecological restoration method of a heavy metal contaminated soil with zinc and cadmium

The ecological restoration of the invention discloses a method for zinc and cadmium pollution of soil heavy metals, the bamboo and Sedum plumbizincicola intercropping mode, the two cross layer due to the growth of plant roots, there is no obvious relationship between root depth and nutrient competition, the difference is not the same, the fertilizer requirement characteristics, the root depth with the mineral soil layer of Sedum, when reached a depth of 30 40cm, zinc cadmium in soil cannot be Sedum plumbizincicola root absorption, but the bamboo root can reach 30 40cm, ecological restoration of heavy metal polluted soil below the surface of the soil.

【技术实现步骤摘要】
一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法
本专利技术涉及农业土壤领域中的被污染土壤的再生技术，特别涉及一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法。
技术介绍
重金属排放并扩散进入土壤系统已带来日益严重的污染问题，如何利用环境友好型技术消除土壤中的重金属已是世界性难题。据统计，我国现有1.5亿亩重金属污染土地，每年受重金属污染的农作物直接损失就达200余亿元。土壤重金属通过食物链在生物体内聚集，从而对食品安全以及人体健康造成威胁。植物修复是利用植物和相关的土壤微生物的吸收、转化和贮存等功能来减少污染物在环境中的浓度或毒性作用，从而达到清洁土壤的目的。与物理、化学和工程等传统修复技术相比，植物修复具有原位修复，投资和维护成本低，环境友好，无二次污染，美化景观等优点。植物修复土壤重金属污染需要经历一个长期的过程，而大部分用来修复的植物都不具备利用价值，不能给当地农民带来经济收入。因此，一些农作物由于其较大的生物量和一定的经济价值，在植物修复土壤重金属污染的应用中受到广泛关注。毛竹(Phyllostachyspubescens)是我国南方最广泛分布的且最有价值的巨型竹种之一，它具有生物质能高、栽培方便、竞争力强、用途广泛等特点，如作为竹材应用于家具、建筑材料和装饰，被认为是最有前途的固碳物种。毛竹可以作为植物修复的潜在物种，具有很高的生物量积累能力和对重金属污染土壤的高耐久性。而伴矿景天(Sedumplumbizincicola)为耐荫性强的Cd/Zn超累积植物，具有多年生、生物量大、生长速度快等特点。现有公开的技术中包含了部分伴矿景天间作部分植物对土壤进行生态修复的方法，但是伴矿景天和小麦或者水稻等等农作物进行植物间作时，由于两种植物的根系生长层交叉，存在着明显的养分竞争关系，且由于伴矿景天根系对土壤中重金属的活化作用，可能导致与之间作的作物的重金属的吸收性增大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法，通过毛竹和伴矿景天间作的方式，由于这两种植物的根系生长层交叉，不存在明显的养分竞争关系，且两者的根系深浅不同，需肥特性也不同，其中伴矿景天的根系一般深度为土壤表层，当深度达到30-40cm时，其土壤中的锌镉重金属无法被伴矿景天的根系吸收，但是毛竹根系可达30-40cm，对污染土壤的表层以下的土壤进行重金属的生态修复。解决上述技术的不足，本专利技术采取如下技术方案：一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法，其步骤包括如下；(1)选种：选择毛竹选用生长健壮、枝叶繁茂、无病虫害、须根发达的2年生母竹移栽造林，为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹；伴矿景天从苗圃地移植，选择大小一致、长势良好的幼苗；(2)整地：造林前先清理地上杂草，对造林地进行翻土至深度为30-40cm，(3)种植：间作毛竹与伴矿景天，其中毛竹株行距为2m×2.5m，按长方形配置种植点进行挖栽植穴，穴大小为60cm×60cm×60cm，栽后应查苗补缺，促进平衡生长；(4)肥水：为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹，对竹林定期进行灌溉，除草松土和保护等抚育管理，在秋冬季节施用迟效姓有机肥料，在竹株附近开沟施肥后盖土，施用厩肥、土杂肥等迟效性有机肥料20t/ha。由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优势：通过毛竹和伴矿景天间作的方式，由于这两种植物的根系生长层交叉，不存在明显的养分竞争关系，且两者的根系深浅不同，需肥特性也不同，其中伴矿景天的根系一般深度为土壤表层，当深度达到30-40cm时，其土壤中的锌镉重金属无法被伴矿景天的根系吸收，但是毛竹根系可达30-40cm，对污染土壤的表层以下的土壤进行重金属的生态修复；另外毛竹本身是我国南方最广泛分布的且最有价值的巨型竹种之一，它具有生物质能高、栽培方便、竞争力强、用途广泛等特点，如作为竹材应用于家具、建筑材料和装饰，被认为是最有前途的固碳物种。毛竹可以作为植物修复的潜在物种，具有很高的生物量积累能力和对重金属污染土壤的高耐久性。毛竹为当今世界生物量大、生长快、易栽培、产量高、可再生能力强的自然资源之一。毛竹也是最有价值的竹类植物之一，广泛分布在中国、日本等地区，被认为是最有前景的碳固存物种。竹类植物生长迅速，竹笋在生长过程中，日生长量可达到10-20cm。毛竹2个月内达到最大值，平均高度15m，平均地上碳固存值(8.13±2.15Mgha-1year-1)。其在中国的增长面积超过3.37Mha，占中国竹种总面积的70％。目前，中国的人工毛竹林面积平均增长率为1-2％。毛竹生物量巨大，其地上生物量可达25t·ha-1左右。毛竹从污染土壤中吸收重金属转移到毛竹体内，地上部分收获后可用于竹材加工，房屋建筑，桥梁，家具，纸浆和纸张制造等。毛竹用途广泛，经济效益高。竹子常被作为木材的替代品。伴矿景天是低矮、多年生的Cd/Zn超富集植物，具有生长迅速、生物量大、耐阴性强等特点。毛竹与伴矿景天间作，不仅地上地下空间格局得到合理分配，而且两种植物共同吸附重金属，从而达到高效治理的目的。具体实施方式下面对本专利技术实施例作进一步详细的说明：试验样地位于浙江省杭州市富阳区(119°53′E，29°52′N)，该地区为亚热带季风气候，年平均气温16.2℃，年平均降水量1452.0mm，年平均日照时间为1709.4h。研究地附近有电子厂和热镀锌厂，由于10年前工厂长期污水排放灌溉农田，从而造成土壤受重金属严重污染。本试验是在由多种重金属复合污染(Zn和Cd)的土壤上进行。根据土壤环境质量标准(GB15618-1995)，本试验地Cd和Zn大大超过了国家Ⅲ级土壤污染标准，其他金属均在正常范围内。实施例1：造林前先清理地上杂草，对造林地进行翻土至30cm深。本试验设置三块样地，分别随机分布单种毛竹(SM)，其中实施例1中的毛竹株行距为2m×2.5m，按长方形配置种植点进行挖栽植穴，穴大小为60cm×60cm×60cm。毛竹林用生长健壮、枝叶繁茂、无病虫害、须根发达的2年生母竹移栽造林。为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹，对竹林定期进行灌溉，除草松土和保护等抚育管理。实施例2：间作毛竹与伴矿景天(IMS)，实施例2中的毛竹株行距为2m×2.5m，按长方形配置种植点进行挖栽植穴，穴大小为60cm×60cm×60cm。毛竹林用生长健壮、枝叶繁茂、无病虫害、须根发达的2年生母竹移栽造林。为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹，对竹林定期进行灌溉，除草松土和保护等抚育管理；伴矿景天从苗圃地移植，选择大小一致、长势良好的幼苗。毛竹于2012年10月种植，伴矿景天于2013年3月种植。实施例3：未栽培作物作为空白对照(CK)，上述三个实施例的三个地块紧密相邻，每块样地为10m×20m面积。分别于2016年8月从上述三个试验区采集土壤样品。试验地幼竹由母竹发笋成竹，试验竹林为异龄林，竹龄分布情况为：1年生毛竹约为70株/亩，2年生毛竹约为100株/亩，3年生毛竹约为60株/亩。在每个样地，按照“S”形随机地选取5个土壤剖面，然后取上层的0-20cm土壤，采集土壤样品，装入密封的塑料袋中。回到实验室后，从新鲜土壤中拣出石砾和植物残体，将土样分为两份保存，一份立即装入灭菌自封袋冷冻保存，用于提取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法，其特征在于将毛竹与伴矿景天间作于锌镉重金属复合污染的土壤区域，6年左右收获毛竹。其步骤包括如下；(1)选种：选择毛竹选用生长健壮、枝叶繁茂、无病虫害、须根发达的2年生母竹移栽造林，为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹；伴矿景天从苗圃地移植，选择大小一致、长势良好的幼苗；(2)整地：造林前先清理地上杂草，对造林地进行翻土至深度为30‑40cm，(3)种植：间作毛竹与伴矿景天，其中毛竹株行距为2m×2.5m，按长方形配置种植点进行挖栽植穴，穴大小为60cm×60cm×60cm栽后应查苗补缺，促进平衡生长；(4)肥水：为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹，对竹林定期进行灌溉，除草松土和保护等抚育管理，在秋冬季节施用迟效姓有机肥料，在竹株附近开沟施肥后盖土，施用厩肥、土杂肥等迟效性有机肥料20t/ha。

【技术特征摘要】
1.一种锌镉重金属污染土壤的生态修复方法，其特征在于将毛竹与伴矿景天间作于锌镉重金属复合污染的土壤区域，6年左右收获毛竹。其步骤包括如下；(1)选种：选择毛竹选用生长健壮、枝叶繁茂、无病虫害、须根发达的2年生母竹移栽造林，为提高毛竹成活率和促进母竹发笋成竹；伴矿景天从苗圃地移植，选择大小一致、长势良好的幼苗；(2)整地：造林前先清理地上杂草，对造林地进行翻土至深度为30-40cm，(3)种植：间作毛竹与伴矿景天，其中毛竹株行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世荣，卞方圆，王晖，钟哲科，张小平，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11