一种重金属污染土壤的植物修复方法技术

本发明专利技术提出了一种重金属污染土壤的植物修复方法，对污染的土壤地块进行处置，种植重金属超富集植物籽粒苋品种，根据出苗情况进行间苗、补苗，在整个生长期根据田间杂草和虫害情况作田间管理，籽粒苋生长后，将微量元素肥料进行叶面喷洒施肥，收获籽粒苋，进行堆沤，将堆沤发酵减量的残余物，转移进行填埋，填埋前铺设土工膜进行防渗。本发明专利技术通过种植籽粒苋，吸收掉污染地块上的镉、铅等重金属，有效降低土壤中重金属的含量，并且籽粒苋能够完成正常的生长周期，并可通过刈割、萌生进入下一个生长周期，提升了污染土壤的被修复效果。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤的植物修复方法
本专利技术涉及生态修复领域，具体涉及一种重金属污染土壤的植物修复方法。
技术介绍
我国面临着资源型和水质型缺水双重危机，在水资源短缺的情况下，为了确保农业生产，许多地方被动利用污水进行灌溉。据水利部调查，1991年我国污水灌溉面积为4600万亩，2004年已达5427万亩，约占全国总灌溉面积的7.3％。大量未经处理的污水直接用于农田灌溉，虽然解决了一些地区缺水的燃眉之急，却为之付出高昂的代价。污水灌溉使污染物特别是重金属在土壤中大量残留，直接影响土壤生态系统的结构和功能，使生物种群结构发生改变，生物多样性减少，土壤生产力下降，土壤理化性质恶化，且影响作物生长，造成农作物减产和农产品质量下降，对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成威胁，土壤污染的总体形势相当严峻。重金属污染农田治理主要手段有植物修复、土壤重金属钝化、淋洗、客土等，其中前两种方案比较有实际应用前景，淋洗常有二次污染问题，客土不适于面积广阔的农田。而植物修复有几个工作机理，包括植物提取、植物挥发与植物过滤等，以植物提取具有较现实的应用潜力并得到一定范围的应用实践，即利用重金属富集植物吸收土壤中重金属，收获后进行处置(焚烧、填埋等)，从而达到清除土壤中重金属的目标。这一技术的关键是寻找具有足够富集能力的植物(通常称为超富集植物)，同时要具有良好的实践操作性。目前，发现报导的超富集植物非常多，但具有实际应用潜力的植物则非常有限。陈同斌等(2002，科学通报)发现了蜈蚣草(PterisvittataL)具有极强的砷富集能力，野外条件下砷的富集系数达70-80，叶片砷含量可达5070mg/kg。杨肖娥等(2002，科学通报)发现东南景天(Sedumafredii)是一种锌超富集植物，体内锌浓度可达4515mg/kg，后来这一植物被证明对较镉、铅也有较强的富集能力。国际上报道了印度芥菜(Brassicajuncea)对镉铅的高效富集(Blaylock1997)，地上部镉含量可达2800mg/kg，铅可达15000mg/kg，但国内一些试验显示印度芥菜并无如此高的富集能力(王激清2004)，地上部镉浓度只有6mg/kg，即使添加EDTA络合剂，富集量也不超过14mg/kg。遏蓝菜(ThlaspiCaerulescensL，沈振国2000)被发现是锌镉的超富集植物，在自然生长条件下检测到含锌218-16655mg/kg，含铅409-6025mg/kg，含镉4-118mg/kg，另一个报导的检测值为锌6503-35790mg/kg，铅6919-90306mg/kg，镉10-588mg/kg，但这种植物生长缓慢，地上部生物量小，同样，国内一些试验也没有显示出遏蓝菜极高的镉锌富集能力。此外玉米、向日葵、特定水稻品种等也具有一定的重金属富集能力。目前报导的超富集植物种类非常多，但上述种类最为著名，得到了深入的研究和一定的应用实践，然而，目前均未形成广泛应用的技术手段，每一种超富集植物在应用上均有一定的缺陷，包括生物量小、生长缓慢、难于在大田生长、繁育难等，一些依据修复效率计算的修复时间在5年以上，甚至10多年，这在我国是无法推广应用的。另外一种土壤重金属钝化，由李志安研究团队筛选了多种重金属富集植物，其中发现的籽粒苋具有巨大的应用潜力(Li2009)，镉富集系数一般大于30，土壤镉含量5mg/kg时，体内镉含量可达200mg/kg，尽管这一含量低于一些其它报导的富集植物，但它具有生物量巨大、易栽培、适于农田环境生长等特点，从而更具有实际应用性，籽粒苋富集镉的性能非常稳定，可以种植一次，多次刈割萌生条，萌生条的镉含量不低于一代实生条，这一特征可大大降低应用上的成本，提高修复效率。虽然籽粒苋是目前南方地区最具应用潜力镉修复植物，但大部分仍停留在实验室研究阶段，土壤地块的处理处置、农耕措施调整及田间管理方式的不同对于籽粒苋富集镉铅等重金属也有一定影响。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种利用种植特定籽粒苋品种，从而有效实现降低土壤中镉、铅等重金属含量的植物修复方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种重金属污染土壤的植物修复方法，是对污染的土壤地块进行处置，种植重金属超富集植物籽粒苋品种，根据出苗情况进行间苗、补苗，在整个生长期根据田间杂草和虫害情况作田间管理，籽粒苋生长后，将肥料进行叶面喷洒施肥，收获籽粒苋，进行堆沤，将堆沤发酵减量的残余物，转移进行填埋，填埋前铺设土工膜进行防渗，具体包括以下步骤：S1.土壤和种子选取，对土壤作平整处理；S2.分别对种子和土壤作播种前预处理，使种子和土壤达到种植要求；S3.播种；S4.田间管理；S5.在籽粒苋生长期间对其施肥，再收获籽粒苋，进行堆沤，并填埋；通过利用种植籽粒苋的特性，让土壤中的重金属富集籽粒苋里，然后再将吸收了重金属的籽粒苋堆沤填埋，改善土壤生态系统的结构和功能，增加生物多样性减少，提高土壤生产力，土壤理化性质得到改善，而且籽粒苋富集镉的性能非常稳定，可以种植一次，多次刈割萌生条，萌生条的镉含量不低于一代实生条，这一特征可大大降低应用上的成本，提高修复效率。进一步，所述步骤S1所选取的种子为抗旱涝的籽粒苋种子，所选取的土壤为受中低浓度重金属污染的土壤地块，所述对土壤作平整处理包括对土壤进行犁地，晒田1-5天，再碎土使团块碎化，过程中，对土壤施用硅酸钙和石灰配方材料并按常规农作物种植用量施入基肥，静置2-6天，施用含微量元素的有机复合肥料，使有机复合肥料和土壤均匀混合。进一步，所述对土壤施用硅酸钙和石灰配方材料每亩土壤施用100-300kg，1-2天后每亩土壤施用50-150kg硅酸钙和石灰配方材料。进一步，所述步骤S2对种子的预处理为播种前一周将种子摊开晾晒1-4天，将细沙与籽粒苋种子混合均；所述对土壤的预处理包括田块浇透底水，播前床土要达到疏松、细碎、平整，浇底水，床土为5-15厘米，浇水湿透为5-10厘米，浇透水后再撒有利于种子发芽的营养土；然后对田块起垄，对田块从中间往两侧分块起垄，每一垄的宽度为1.5-2.5米，每一垄之间留出10-50厘米高、30-70厘米宽的耕作便道。进一步，所述步骤S3播种选择暖和无风的晴天用条播机进行播种，播种时深度3-10厘米，株距10-30厘米，行距20-60厘米，每穴2-8粒种子，条播机覆土厚薄要均匀一致，在缝隙处用湿泥堵严，保持床内有较高的温度和湿度。进一步，所述S4田间处理包括以下阶段：A1.间苗与中耕：籽粒苋出苗后，及时查苗、补苗，当幼苗长高5-15厘米时开始间苗，每穴留苗一株，确保每亩保留2000-6000株左右，并作第一次中耕，除净杂草；当植株长高于0.8-1.2米，再中耕一次，并在植株根部培土，防止倒伏，可以根据实际生长情况中耕1-3次，春季遇到旱情时要及时浇水灌溉；A2.整枝打杈：籽粒苋分枝较多，生长发育好的植株，以防旺长为主，早留穗、多留穗；弱株应以促进生长为主，选最佳花期留穗；当籽粒苋苗长到6-12片叶时，打掉侧枝，长到4-8个花序时，将侧枝全部打掉，每株留4-8个花序；A3.肥水管理：旱季时及时浇水灌溉，雨季时及时排涝；生长全期追肥1-4次，一亩籽粒苋每次施尿素2-6千本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，对污染的土壤地块进行处置，种植重金属超富集植物籽粒苋品种，根据出苗情况进行间苗、补苗，在整个生长期根据田间杂草和虫害情况作田间管理，籽粒苋生长后，将肥料进行叶面喷洒施肥，收获籽粒苋，进行堆沤，将堆沤发酵减量的残余物，转移进行填埋，填埋前铺设土工膜进行防渗，具体包括以下步骤：S1.土壤和种子选取，对土壤作平整处理；S2.分别对种子和土壤作播种前预处理，使种子和土壤达到种植要求；S3.播种；S4.田间管理；S5.在籽粒苋生长期间对其施肥，再收获籽粒苋，进行堆沤，并填埋。

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，对污染的土壤地块进行处置，种植重金属超富集植物籽粒苋品种，根据出苗情况进行间苗、补苗，在整个生长期根据田间杂草和虫害情况作田间管理，籽粒苋生长后，将肥料进行叶面喷洒施肥，收获籽粒苋，进行堆沤，将堆沤发酵减量的残余物，转移进行填埋，填埋前铺设土工膜进行防渗，具体包括以下步骤：S1.土壤和种子选取，对土壤作平整处理；S2.分别对种子和土壤作播种前预处理，使种子和土壤达到种植要求；S3.播种；S4.田间管理；S5.在籽粒苋生长期间对其施肥，再收获籽粒苋，进行堆沤，并填埋。2.根据权利要求1所述重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述步骤S1所选取的种子为抗旱涝的籽粒苋种子，所选取的土壤为受中低浓度重金属污染的土壤地块，所述对土壤作平整处理包括对土壤进行犁地，晒田1-5天，再碎土使团块碎化，过程中，对土壤施用硅酸钙和石灰配方材料并按常规农作物种植用量施入基肥，静置2-6天，施用含微量元素的有机复合肥料，使有机复合肥料和土壤均匀混合。3.根据权利要求2所述重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述对土壤施用硅酸钙和石灰配方材料每亩土壤施用100-300kg，1-2天后每亩土壤施用50-150kg硅酸钙和石灰配方材料。4.根据权利要求1所述重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述步骤S2对种子的预处理为播种前一周将种子摊开晾晒1-4天，将细沙与籽粒苋种子混合均匀；所述对土壤的预处理包括田块浇透底水，播前床土要达到疏松、细碎、平整，浇底水，床土为5-15厘米，浇水湿透为5-10厘米，浇透水后再撒有利于种子发芽的营养土；然后对田块起垄，对田块从中间往两侧分块起垄，每一垄的宽度为1.5-2.5米，每一垄之间留出10-50厘米高、30-70厘米宽的耕作便道。5.根据权利要求1所述重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，所述步骤S3播种选择暖和无风的晴天用条播机进行播种，播种时深度3-10厘米，株距10-30厘米，行距20-60厘米，每穴2-8粒种子，条播机覆土厚薄要均匀一致，在缝隙处用湿泥堵严，保持床内有较高的温度和湿度。6.根据权利要求1所述重金属污染土壤的植物修...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘凤开，练文标，陈小玲，潘振鹏，潘远来，陈宗良，方银娥，
申请(专利权)人：浩蓝环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44