一种利用镉富集植物与果树间作修复镉污染土壤的方法技术

本方法提供了一种利用八宝景天与柑橘间作修复镉污染土壤的方法，包括在镉污染土壤上筛选出镉富集型八宝景天和镉低累积型经济作物柑橘进行间作，通过八宝景天根系大量吸收土壤中的镉并转移至地上部分；八宝景天株高达40‑50cm时将八宝景天地上部分从镉污染土壤上移走，即可清除污染土壤中的镉；筛选出的低累积型经济作物柑橘收获部位镉含量低于相关标准，可实现边生产边修复的目的；收获后八宝景天可继续生长并吸收土壤中的镉，待其长至40‑50cm时可进行二次刈割，可持续修复污染土壤；柑橘为多年生作物，收获后可继续生长并再次收获。本发明专利技术设计合理、操作简单、费用低廉，可应用于镉污染土壤修复；具有良好的环境、经济和社会效益。

A method for remediation of cadmium-contaminated soil by intercropping cadmium-enriched plants with fruit trees

This method provides a method for remediation of cadmium-contaminated soil by intercropping Babaojingtian with citrus, including the selection of cadmium-enriched Babaojingtian and low-cadmium-accumulated cash crop Citrus for intercropping on cadmium-contaminated soil, and the absorption of cadmium in soil by the root system of Babaojingtian and the transfer of cadmium to the aboveground part; when Babaojingtian plant reaches 40 to 50 cm, the aboveground part of Babaoji Removal of cadmium from contaminated soil can remove cadmium from contaminated soil; the selected low-accumulative cash crop with lower cadmium content in the harvested part of citrus can achieve the goal of remediation while producing; Sedum baobaojingtian can continue to grow and absorb cadmium from soil after harvesting, and can be mowed twice when it grows to 40 50cm to remediate contaminated soil sustainably; Citrus is a perennial crop. After harvesting, it can continue to grow and harvest again. The invention has reasonable design, simple operation and low cost, and can be applied to remediation of cadmium contaminated soil, and has good environmental, economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种利用镉富集植物与果树间作修复镉污染土壤的方法
本专利技术属于环境污染治理
，涉及一种土壤中重金属污染的植物修复技术，特别是一种利用景天科植物八宝景天与经济作物柑橘间作修复镉污染农田的方法。
技术介绍
土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源，土壤环境健康事关农产品质量和人体健康。近年来，土壤重金属污染已成为全球面临的严重的环境问题。目前，我国农田土壤受重金属污染严重。根据全国首次土壤污染状况调查结果显示，我国耕地土壤点位超标率为19.4％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7％、2.8％、1.8％和1.1％；而从污染物超标情况来看，重金属镉点位超标率为7.0％。现在我国受重金属污染的农田土壤约2500万公顷，每年被重金属污染的粮食多达1200万吨，造成的直接经济损失超过100亿元。镉污染土壤的传统治理方式主要有工程治理措施和物理化学修复方法，物理修复技术主要通过改土法、玻璃化法、电动法和热解吸法等来修复土壤；化学修复技术主要包括化学固化法、化学淋洗法等，然而其往往有成本高昂、对环境扰动大和可能造成二次污染等弊端。近年来，利用植物修复技术原位治理土壤重金属污染领域已逐渐成为主流，植物修复技术具有修复成本较低、对环境扰动小、无二次污染和可持续性等优势，同时兼有美化环境的作用，这些优势是工程治理措施和物理化学修复方法所不具备的。然而植物修复技术往往修复周期较长，修复过程中不产生经济效益，限制了其修复效率和推广价值，成为植物修复技术中亟待突破的瓶颈。合理利用超富集植物与经济作物进行间作来修复污染土壤可以充分利用不同植物的生理特性来提高土地利用效率和光合利用率，在修复污染土壤的同时产生经济效益，实现边生产边修复，是实现可持续修复的有效途径。然而植物间作不合理则可能会引起植物之间的阳光、水分和养分的竞争。因此，寻求合适的镉富集植物与低累积经济作物，探索合理的间作技术，实现边生产边修复是本领域的研究重点。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种利用景天科植物八宝景天与经济作物柑橘间作进行修复镉污染农田土壤的方法，利用八宝景天清除污染土壤中的镉，同时种植柑橘果实中镉含量符合相关标准，在修复污染土壤的同时取得相应经济效益。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术提出的利用八宝景天和柑橘间作修复镉污染农田的方法，包括：S1：在镉污染土壤中筛选出镉富集能力强的八宝景天生态型和镉低累积型经济作物柑橘；S2：将筛选出的八宝景天和柑橘在镉污染土壤上进行间作，所述八宝景天和柑橘均为多年生植物；S3：八宝景天正常生长，通过根系将污染土壤中的镉大量吸收并转移至地上部，在地上部植株高度达40～50cm时进行刈割，刈割后剩余地上部植株高度小于5cm；柑橘正常生长，利用其低累积特性，使其收获部位镉含量符合相关标准，成熟时进行收获；S4：八宝景天刈割后，剩余地上部植株继续生长，地上部植株再次生长至高度达40～50cm时可进行二次刈割；柑橘继续生长，再次成熟后可继续进行收获；S5：将上述步骤S3、S4刈割的八宝景天地上部植株运输至专属场所集中做无害化处理。优选的，上述八宝景天生态型为镉富集能力较强的LN生态型。优选的，上述柑橘品种包括爱媛38号和大雅柑两个品种。优选的，所述八宝景天与柑橘按7-9行八宝景天与1行柑橘间作的田间布局；更优选的，八宝景天行距为30cm，株距为15cm，柑橘行距为3m，株距为3m，八宝景天与柑橘行距为0.3m。优选的，所述八宝景天收获物无害化处理包括焚烧或压缩后做无害化填埋。优选的，所述筛选镉富集能力强的八宝景天生态型是通过以下步骤筛选的：以中度和轻度镉污染土壤为生长介质，记录并分析多种八宝景天生态型地上部生物量和镉浓度；综合考虑不同地区的多种八宝景天生长状况、生物量、镉含量及其对应土壤的镉含量，筛选出LN生态型八宝景天的镉富集能力较强。优选的，所述镉低累积柑橘品种是通过以下步骤筛选的：以中度和轻度镉污染土壤为生长介质，记录并分析多种柑橘品种果实中镉浓度，综合考虑柑橘生长状况、果实中镉含量等因素，筛选出爱媛38号、大雅柑等品种为镉低累积型柑橘品种。有益效果本专利技术技术方案中所选取的八宝景天具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、适应能力强、生长迅速、生物量大等特性，且对土壤中镉具有较强的富集能力，且为宿根植物，投入成本低、管理粗放、冬季可防止土壤裸露。本专利技术所选取的经济作物为农业种植中常见的柑橘，本专利技术筛选的柑橘品种对土壤重金属镉具有低累积特性，且具有较高的营养价值、经济价值。本专利技术所提出的利用八宝景天和柑橘间作的修复技术，是对不同植物在空间上的合理搭配，可提高土壤利用率和光合利用率，同时八宝景天对土壤中镉的高积累特性，在间作时镉更倾向于积累在高富集植物体内，从而减少土壤中有效态镉的含量，进一步减少镉向柑橘体内的迁移，最终达到果品安全食用的目的。本专利技术提出的间作作物及品种的经济价值较高，收益远高于同类型间作经济作物，本方法能产生较好的环境效益和经济效益，因此在中度和轻度镉污染土壤上具有广阔的应用前景。附图说明图1示出根据本专利技术实施例利用八宝景天和柑橘间作治理镉污染农田土壤修复方法的流程图；图2示出镉污染土壤上不同生态型八宝景天地上部镉浓度；图3示出镉污染土壤上不同柑橘品种果实中镉浓度；图4示出八宝景天与柑橘间作条件下八宝景天地上部镉浓度；图5示出八宝景天与柑橘间作条件下柑橘果实中镉浓度；具体实施方法为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明确，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。首先介绍本专利技术实施例中涉及的八宝景天：八宝景天为景天科、八宝属多年生肉质草本植物，地下茎肥厚，地上茎簇生，粗壮而直立，全株成灰绿色，株高40-50cm，叶轮生或对生，倒卵形，肉质，具波状齿。伞房花序密集如平头状，花序径10～13cm，花为淡粉色，也有白色、紫红色、玫红色品种，为景天科中花色最为艳丽的种类。八宝景天性喜强光、干燥、通风良好的环境，亦耐轻度蔽阴，能耐-20℃的低温；不择土壤，要求排水良好，耐贫瘠和干旱，忌雨涝积水。植株强健，管理粗放。性耐寒，华东及华北露地均可越冬，地上部分冬季枯萎。八宝景天对重金属镉具有较高的耐性和富集能力，在pH7.7，镉含量2.2mg/kg土壤上，八宝景天地上部镉富集浓度可达20mg/kg以上，富集系数达10以上。其次介绍本专利技术实施例中涉及的柑橘：柑橘是芸香科柑橘属多年生小乔木，果实营养丰富，色香味兼优，既可鲜食，又可加工成以果汁为主的各种加工制品。中国是柑橘种植重要原产地之一，柑橘资源丰富，优良品种繁多，有4000多年的柑橘栽培历史。柑橘长寿、丰产稳定、经济效益高，是我国南方果树最主要的果品。爱媛38号为日本杂交柑桔新品种：树势旺，果形圆，深橙色，油胞稀，光滑，外形美观，平均果重200克，易剥皮；含糖15°，含酸0.5°以下，无核，口感细嫩化渣，清香爽口，风味极佳；耐贮藏，抗寒性强，丰产极好，结果成串，是一个非常有潜力的早熟杂柑品种。大雅柑是中国农业科学院柑橘研究所科研人员1998年以青见桔橙为母本，新生系3号椪柑为父本杂交，经过10多年选育而成。平均单果重190克，果实横径7.6厘米，纵径7.4厘米。成熟果实果面黄色，光滑，富光泽，油胞细密，果皮较薄，厚2.2-4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用镉富集植物与经济作物间作修复镉污染农田的方法，其特征在于，包括：S1：在镉污染土壤中筛选出镉富集能力强的八宝景天生态型和镉低累积型经济作物柑橘；S2：将筛选出的八宝景天和柑橘在镉污染土壤上进行间作，所述八宝景天和柑橘均为多年生植物；S3：八宝景天正常生长，通过根系将污染土壤中的镉大量吸收并转移至地上部，在地上部植株高度达40～50cm时进行刈割，刈割后剩余地上部植株高度小于5cm；柑橘正常生长，利用其低累积特性，使其收获部位镉含量符合相关标准，成熟时进行收获；S4：八宝景天刈割后，剩余地上部植株继续生长，地上部植株再次生长至高度达40～50cm时可进行二次刈割；柑橘继续生长，再次成熟后可继续进行收获；S5：将上述步骤S3、S4刈割的八宝景天地上部植株运输至专属场所集中做无害化处理。

【技术特征摘要】
1.一种利用镉富集植物与经济作物间作修复镉污染农田的方法，其特征在于，包括：S1：在镉污染土壤中筛选出镉富集能力强的八宝景天生态型和镉低累积型经济作物柑橘；S2：将筛选出的八宝景天和柑橘在镉污染土壤上进行间作，所述八宝景天和柑橘均为多年生植物；S3：八宝景天正常生长，通过根系将污染土壤中的镉大量吸收并转移至地上部，在地上部植株高度达40～50cm时进行刈割，刈割后剩余地上部植株高度小于5cm；柑橘正常生长，利用其低累积特性，使其收获部位镉含量符合相关标准，成熟时进行收获；S4：八宝景天刈割后，剩余地上部植株继续生长，地上部植株再次生长至高度达40～50cm时可进行二次刈割；柑橘继续生长，再次成熟后可继续进行收获；S5：将上述步骤S3、S4刈割的八宝景天地上部植株运输至专属场所集中做无害化处理。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，杨俊兴，郭俊娒，陈同斌，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11