一种土壤中重金属生物移除方法技术

本发明专利技术涉及污染土壤的植物修复技术领域，特别涉及一种土壤中重金属生物移除方法。该方法包括：在第一年的十一月份，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部；在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，四月至五月整株移除伴矿景天；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份收获整株巨菌草。本发明专利技术合理高效的利用了生育周期，并安排收获茬口，实现了植物生物量最大化以及土壤中重金属吸收量的最大化，提高了土地利用率。

A Biological Removal Method of Heavy Metals in Soil

【技术实现步骤摘要】
一种土壤中重金属生物移除方法
本专利技术涉及污染土壤的植物修复
，特别涉及一种土壤中重金属生物移除方法。
技术介绍
近些年我国农田土壤重金属污染越发严重，2014年4月环保部和国土部发布全国土壤污染状况调查公报，指出耕地点位超标率达19.4％，例如，其中的首要污染物重金属Cd，超标达7％。而国务院2016年五月发布《土壤污染防治行动计划》也明确提出要求，我国耕地修复势在必行。传统耕地重金属污染修复技术包括农艺调控、钝化修复与植物修复。农艺调控主要采用土壤调理剂、推广低Cd品种、提高土壤pH值、全程浅水灌溉等措施，虽然有效降低了农产品的重金属含量，但并未从根本上减少土壤重金属含量。钝化修复是通过调节土壤理化性质以及氧化-还原等反应，降低土壤中重金属的有效性，该方法仍然存在修复效果不稳定，可能影响土壤质量，长期施用存在生态风险。植物修复技术是近年发展起来的一种更具潜力的生物治理技术，主要包括植物提取、植物挥发、植物钝化与植物过滤四种类型。目前普遍采用植物提取的方式修复耕地，即利用重金属超富集植物的生理、生态和生化功能，活化根际土壤重金属活性，吸收并转运至植物地上部，完成修复任务后收割地上部分再焚烧，最后作为固体废弃物填埋，从而达到去除耕地土壤中超标的重金属污染物的目的。相关研究发现，巨菌草在土壤Cd含量1.49mg/kg时，其茎叶Cd平均含量达到3.343mg/kg；黑麦草即使在高锌下(16mmolZn/kg)，生长也未受到抑制；伴矿景天的一个重金属转运蛋白基因SpHMA3对Cd离子具有特异转运能力。这些研究均表明这些植物对土壤中的重金属均具有很强的抗性和富集能力。但是单一植物的修复可能会出现生长受限、修复周期较长、修复效果不明显的问题，如崔红标等通过磷灰石、石灰和木炭的改良促进了黑麦草的生长，但是黑麦草每年吸收的Cu总量分别仅有1093、2216和1734mg/小区(6m2)，要将土壤总Cu含量由670mg/kg降低到50mg/kg至少要300年以上。研究表明，间作模式可以提高土地利用率，由间作形成的植物复合群体可增加对阳光的截取与吸收，减少光能的浪费；同时，两种作物间作还可产生互补作用，如宽窄行间作或带状间作中的高杆作物有一定的边行优势、豆科与禾本科间作有利于补充土壤氮元素的消耗等。轮作模式能充分利用作物对养分需求的差异以及根系深浅的不同达到充分利用土壤各种营养，连续获得高产目的。同时，还有利于防止病害的发生。然而，当前的研究主要集中在轮作或者间作，鲜有将间作和轮作模式综合运用的报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种土壤中重金属生物移除方法。该专利技术为不同修复植物轮作和间作综合应用的修复模式，不仅可以高效利用生育周期，使得植物生物量最大，而且可以快速降低土壤重金属总量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种土壤中重金属生物移除方法，包括如下步骤：步骤(1)：对地块进行翻耕整平，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部，完成后，对土壤进行水肥管理；步骤(2)：在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；步骤(3)：在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，使每一垄顶部有一行巨菌草，四月至五月整株移除伴矿景天，追肥；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份收获整株巨菌草。作为优选，还包括重复步骤(4)和步骤(5)的步骤：步骤(4)：收获整株巨菌草后重新整地，将垄一分为二，形成新垄，并在新垄中间放置整株巨菌草作为第三年种苗，覆土过冬；步骤(5)：重复步骤(1)～(3)进行新一轮的间作种植。作为优选，重复步骤(4)和步骤(5)的次数为1～3次。作为优选，步骤(1)中对地块进行翻耕整平为：对地块进行灌水，然后对地块进行犁耙1～3次，犁耙深度为15～30cm。作为优选，步骤(1)中起垄的垄高为25～30cm，垄宽为40～50cm，垄距为10～15cm。作为优选，巨菌草采用短茎扦插的方式进行定植，株距为40～50cm，行距为50～60cm。作为优选，伴矿景天扦插的株距为15～20cm，行距为15～20cm，伴矿景天与巨菌草的种植位置平行交错。作为优选，黑麦草草种采用拌土撒播方式进行种植。作为优选，步骤(4)中重新整地具体为：对垄进行调整时，首先将前一年的垄分成两部分，将一部分土壤覆于垄下，埋上整株巨菌草作为第三年的种苗，再将另一部分土壤向种植巨菌草处靠拢，形成新垄，调整后的新垄的垄高、垄宽、垄距与前一年相同。作为优选，在步骤(1)之前还包括如下步骤：在第一年的十一月份，向待修复区域表层土壤施加改良剂，改良剂为石灰，添加量小于0.2％。优选地，石灰的添加量为0.1％。作为优选，修复周期结束后还包括如下步骤：将收获的所有修复植物残体进行生物质发电或其他无害化处置。本专利技术提供了一种土壤中重金属生物移除方法。该方法包括如下步骤：在第一年的十一月份，先向待修复区域表层土壤施加改良剂；对地块进行翻耕整平，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部，完成后，对土壤进行水肥管理；在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，使每一垄顶部有一行巨菌草，四月至五月整株移除伴矿景天，追肥；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份收获整株巨菌草。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术合理高效的利用了生育周期，并安排收获茬口，实现了植物生物量最大化以及土壤中重金属吸收量的最大化，提高了土地利用率。(2)本专利技术有效的利用了巨菌草、伴矿景天与黑麦草的不同深度根系的营养成分和光能利用率，减少了污染耕地空闲时间，提高了经济效益，进一步增大了植物对土壤中重金属的提取量，提高了重金属的修复效率，从而达到有效缩短重金属污染耕地修复周期的目标。附图说明图1为两年间三种植物单种与间作种植的土壤中Cu去除率；图2为两年间三种植物单种与间作种植的土壤中Cd去除率。具体实施方式本专利技术公开了一种土壤中重金属生物移除方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术采样如下技术方案实现：一种基于巨菌草、伴矿景天和黑麦草间作和轮作复合种植的重金属生物移除技术，所述间作种植技术包括如下步骤：(1)在第一年的十一月份，选定待修复区域，先向该区域表层土壤施加改良剂0.1％石灰，再对地块进行翻耕整平，在翻耕好的地块上进行起垄，在垄底部和边坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部，完成后，对土壤进行水肥管理；(2)在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；(3)在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，使每一垄顶部有一行巨菌草，四月至五月整株移除伴矿景天，为巨菌草提供充足的生长空间并追肥；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份整株收获巨菌草；(4)在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤中重金属生物移除方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：对地块进行翻耕整平，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部，完成后，对土壤进行水肥管理；步骤(2)：在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；步骤(3)：在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，使每一垄顶部有一行巨菌草，四月至五月整株移除伴矿景天，追肥；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份收获整株巨菌草。

【技术特征摘要】
1.一种土壤中重金属生物移除方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：对地块进行翻耕整平，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部，完成后，对土壤进行水肥管理；步骤(2)：在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；步骤(3)：在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，使每一垄顶部有一行巨菌草，四月至五月整株移除伴矿景天，追肥；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份收获整株巨菌草。2.根据权利要求1所述的重金属生物移除方法，其特征在于，还包括重复步骤(4)和步骤(5)的步骤：步骤(4)：收获整株巨菌草后重新整地，将垄一分为二，形成新垄，并在新垄中间放置整株巨菌草作为第三年种苗，覆土过冬；步骤(5)：重复步骤(1)～(3)进行新一轮的间作种植。3.根据权利要求2所述的重金属生物移除方法，其特征在于，重复步骤(4)和步骤(5)的次数为1～3次。4.根据权利要求1所述的重金属生物移除方法，其特征在于，步骤(1)中对地块进行翻耕整平为：对地块进行灌水，然后对地块进行犁耙1～3次，犁耙深度为15～30cm。5.根据权利要求1所述的重金属生物移除方...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝振球，梁家妮，周典海，崔红标，
申请(专利权)人：江西洁地环境治理生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36