一种富集金属镉的植物种植新方法技术

本发明专利技术属于污染土壤治理技术领域，具体涉及一种富集金属镉的植物种植新方法。针对现有技术中，在富集重金属镉作物种植过程中，种植者很难及时足量的向田间施用各种促进植物富集金属镉的材料，本发明专利技术通过将纳米材料与金属富镉集材料及部分养分复配，生产出新型金属镉富集剂；所述金属镉富集剂由改性纳米土质材料、沸石粉、无机养分和有机质按照重量比60～90:20～40：15～45：15～35搅拌混合得到；所述改性纳米土质材料为经过柱撑改性包含有无机营养元素、乙二胺四乙酸和小分子有机酸的纳米土质材料。

【技术实现步骤摘要】
一种富集金属镉的植物种植新方法
本专利技术属于污染土壤治理
，具体涉及一种富集金属镉的植物种植新方法。
技术介绍
我国区域农业环境恶化与农产品受重金属污染现象十分严重，特别是在一些经济发达地区。因此，治理重金属污染具有非常重要的意义。首当其冲的就是金属镉污染，其被联合国环境规划署列为全球性意义危害化学物质之首。不断出现的毒大米、毒小麦、毒蔬菜事件，显示出农田重金属镉污染治理的必要性和紧迫性。培育和种植低吸收重金属镉的作物、研究阻镉材料及改变种植方法能有效减少作物中的重金属镉含量，是减少重金属镉通过食物链对人体危害的有效途径之一，但不能从根本上决绝土壤中的重金属镉污染，当不再使用阻镉材料或者低吸收作物时，又会进入植物体内，危害人类健康。而通过植物吸收富集，将镉等重金属从土壤中“拿出来”，则是去除土壤中重金属污染的重要方法。目前，国家菌草工程技术研究中心研究的菌草二号，云南农科院和成都正光集团正在培育的蓖麻品种，作为富集重金属的植物，亩生物量已能达到2-5吨，其在中等污染条件下富集重金属的镉的能力达到了2mg/株。如何进一步提升植物的对土壤重金属镉的富集效率、促进重金属镉从植物根部向植物地上部分的转运，大幅度提升富集重金属镉植物的生物量，是新型金属镉富集剂研究的重点。目前，具有活化重金属、促进重金属从根部向地上部转移的材料和研究已经不少，但是，植物吸收重金属的能力是动态变化的，比如，在苗期，植物主要是根系的生长，有了发达的根系，植物吸收重金属的根部面积才会更大，才能分泌更多的活化重金属的有机酸；大量的研究和实践证明，人工添加的乙二胺四乙酸等，具有很强的活化土壤重金属的能力，而且有利于重金属从根部向地上部转移，但是，研究表明，乙二胺四乙酸在添加到20-30ppm时，即明显抑制植物苗期的生长，但是，要让种植者掌握使用的准确时机和精准的用量是不现实的，尤其是在劳动力缺乏的背景下，人们更希望在不改变施肥习惯、不需要专业培训的条件下，即可有效的减少土壤重金属并获得较高的经济收益。
技术实现思路
针对现有技术中，在富集重金属的植物种植过程中，种植者很难及时准确足量的使用富集材料，本专利技术提供一种富集金属镉的植物种植新方法，其目的在于：使种植者不改变施肥习惯、不需要专业培训，即可种植吸收土壤中金属镉的植物，从而有利于技术推广并获得更好的经济收益。本专利技术采用的技术方案如下：一种富集金属镉的植物种植新方法，对土壤施加底肥后再进行播种，所述底肥包括金属镉富集剂；所述金属镉富集剂由改性纳米土质材料、沸石粉、无机养分和有机质按照重量比60～90:20～40：15～45：15～35搅拌混合得到；所述改性纳米土质材料为经过柱撑改性包含有无机营养元素、乙二胺四乙酸和小分子有机酸的纳米土质材料。采用该技术方案后，种植者按照传统施底肥的方式将金属镉富集剂施用在土壤中。金属镉富集剂，采用纳米插层技术，通过天然纳米土质材料层状硅酸盐层间的纳米级反应，调节工艺参数，使目标物质进入到硅酸盐层间并被吸附、包裹；同时采用沸石等其他缓释材料与有机质无机养分的复配使用，形成复合的缓释体系，使释放的目标物质与植物生长的曲线相匹配。包括如下几个阶段：1)在植物播种后的10-25天时间内，金属镉富集剂首先释放有利于植物根系和幼苗生长的物质，比如钼、磷、锌等，促进植物根系的加速生长。根系强大后，植物对土壤中的重金属元素的吸收能力和吸收范围均得到增强，且强大的根系也是植物体生物量增加的保证。2)当植物进入旺盛生长的时期后，金属镉富集剂持续释放与重金属竞争土壤吸附位点的元素，比如镁、钙等，这些元素促进土壤胶体粒子上的重金属解吸附；与此同时，释放乙二胺四乙酸及小分子有机酸如柠檬酸、酒石酸等，这些有机物能够促进重金属活化，通过络合作用，有利于重金属被植物根系吸收，从而向地上部转移。3)金属镉富集剂中复配的营养元素，持续促进植物体生物量的增长，尤其是促进纤维素的形成；纤维素葡萄糖单元的-OH与重金属离子之间形成氢键，通过沉积和区隔化，能够减少重金属对植物生殖生长器官的伤害，从而消除吸收重金属后植物的生长受到的影响。综上所述，本方案的优点是种植者不改变施肥习惯、不需要专业培训，即可种植吸收土壤重金属的植物；并且，施加金属镉富集剂后，能够提高植物对土壤中重金属元素的吸收能力。优选的，金属镉富集剂的施用量为30-50公斤/亩。该施用量能够满足植物的生长和显著提高植物对重金属的吸收能力。优选的，在进行播种的一个月后，在种植的植物表面喷施叶面肥。喷施含有能促进植物生长微量元素如硒、锌等的正光乐禾液，能够进一步提升目标植物的纤维素含量、诱导减轻重金属危害的金属硫蛋白形成，提升植物叶绿素及谷胱甘肽等抗氧化酶的含量。这样，少量进入植物生长重要器官的重金属，其毒性和伤害被进一步弱化和减轻，从而保证植物正常生长。优选的，播种的植物的种类为蓖麻或菌草。蓖麻和菌草是富含纤维素的植物，因而具有高富集、高耐受重金属的能力。此外，这些作物都是经济作物，可用于加工纤维产品或制成颗粒进行燃烧。因此，该优选方案在进行土壤治理的同时，还能够产生可观的经济效益。优选的，纳米土质材料为钠基膨润土、钙基膨润土、海泡石或坡缕石中的一种或多种。这些材料为层状硅酸盐结构，通过柱撑改性，能够吸纳大量的无机和有机营养物质。优选的，改性纳米土质材料包含的无机营养元素为钼、磷、锌、镁、钙和氮。钼、磷和锌在植物生长初期即可扩散出来，有利于植物根系的生长；镁和钙在植物生长过程中除了作为营养元素被吸收，还能够促进土壤胶体粒子上的重金属解吸附，从而增强植物对重金属的吸收。优选的，小分子有机酸为柠檬酸、维生素C和酒石酸中的一种或多种。这些小分子有机酸能够与重金属离子络合从而活化重金属，增强植物对重金属的吸收。优选的，无机养分包含氮、磷和钾三种元素。本专利技术还提供上述金属镉富集剂的制备方法，包括如下步骤：[1]将天然纳米土质材料烘干，粉碎过筛，加水制成料浆；[2]向步骤[1]得到的料浆中加入氨水调节pH，然后加入乙二胺四乙酸和含镁无机盐的水溶液，搅拌混合；[3]将经过步骤[2]处理后的料浆加热，加入无机酸调节pH，加入小分子有机酸和含有钼和锌的无机盐的水溶液，搅拌混合；[4]向经过步骤[3]处理后的料浆加入柱撑专用处理液，在加热条件下，搅拌混合，进行柱撑反应，然后过滤、干燥、粉碎，即得改性纳米土质材料；[5]将沸石粉、无机养分、有机质和步骤[4]得到的改性纳米土质材料搅拌混合，得到金属镉富集剂。优选的，步骤[1]中所述料浆中固液重量比为1:3.5～6。优选的，步骤[1]中天然纳米土质材料重量份为120～200份，步骤[2]中所述乙二胺四乙酸和含镁无机盐的水溶液由以下重量份的组分组成：乙二胺四乙酸5～10份，硫酸镁3～6份，水50～70份。优选的，步骤[1]中天然纳米土质材料重量份为120～200份，步骤[3]中所述小分子有机酸和含有钼和锌的无机盐的水溶液由以下重量份的组分组成：柠檬酸3～5份，维生素C1.5～3份，钼酸铵0.3～0.6份，硫酸锌2～3份，水45～60份。优选的，步骤[1]中天然纳米土质材料重量份为120～200份，步骤[4]中所述柱撑专用处理液是由以下方法制备而成：按重量份，将10份氟磷酸钙和15～20份磷石膏加入8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富集金属镉的植物种植新方法，其特征在于：对土壤施加底肥后再进行播种，所述底肥包括金属镉富集剂；所述金属镉富集剂由改性纳米土质材料、沸石粉、无机养分和有机质按照重量比60～90:20～40：15～45：15～35搅拌混合得到；所述改性纳米土质材料为经过柱撑改性包含有无机营养元素、乙二胺四乙酸和小分子有机酸的纳米土质材料。

【技术特征摘要】
1.一种富集金属镉的植物种植新方法，其特征在于：对土壤施加底肥后再进行播种，所述底肥包括金属镉富集剂；所述金属镉富集剂由改性纳米土质材料、沸石粉、无机养分和有机质按照重量比60～90:20～40：15～45：15～35搅拌混合得到；所述改性纳米土质材料为经过柱撑改性包含有无机营养元素、乙二胺四乙酸和小分子有机酸的纳米土质材料。2.按照权利要求1所述的一种富集金属镉的植物种植新方法，其特征在于：所述金属镉富集剂的施用量为30-50公斤/亩。3.按照权利要求1所述的一种富集金属镉的植物种植新方法，其特征在于：在进行播种的一个月后，在种植的植物表面喷施...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁勇，孔立，李文昌，龚建华，郭守斌，薛合伦，
申请(专利权)人：成都纳诺环保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51