本发明专利技术提供了一种重金属污染土壤超富集植物与低积累作物间作修复模型及其构建方法，属于重金属污染土壤修复模型技术领域。包括如下步骤：按照超富集植物与低积累作物的间作模式种植超富集植物和低积累作物；收集参数信息，进行回归分析，构建重金属低积累作物产量模型和重金属污染土壤修复效率模型；采用试错法验证重金属低积累作物产量模型和重金属污染土壤修复效率模型。低积累作物和超富集植物间作竞争产量模型与修复效率模型的建立明确了间作植物的竞争关系，为评价间作模式的修复效果提供理论基础，有助于间套作修复技术的示范和推广，对修复区域的社会、经济、生态效益具有重要意义。有重要意义。有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
一种重金属污染土壤超富集植物与低积累作物间作修复模型及其构建方法
[0001]本专利技术涉及重金属污染土壤修复模型
，尤其涉及一种重金属污染土壤超富集植物与低积累作物间作修复模型及其构建方法。
技术介绍
[0002]近年来，我国农田重金属污染日趋严重，给农产品质量和人体健康带来了巨大危害，对重金属污染农田的安全利用和修复工作迫在眉睫。在重金属污染农田中，将农田作物与重金属超富集植物进行间作种植，待超富集植物成熟后收割地上部分集中处理的种植模式，可以在保证农业生产的前提下，同时兼顾修复农田土壤重金属污染，逐渐降低作物中重金属超标的风险。但目前在实际种植中，缺少能够准确表征间作系统中农田作物与超富集植物之间关系的定量模型，以指导实际应用。
技术实现思路
[0003]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：
[0004]本专利技术提供了一种重金属污染土壤超富集植物与低积累作物间作修复模型的构建方法，包括如下步骤：
[0005](1)按照超富集植物与低积累作物的间作模式种植超富集植物和低积累作物；
[0006](2)收集超富集植物株数、低积累作物地上部分重金属提取量、超富集植物地上部分重金属提取量作为自变量，以重金属低积累作物的产量为因变量，进行回归分析，构建重金属低积累作物产量模型；
[0007](3)收集超富集植物株数、超富集植物地上部分重金属提取量、超富集植物地上部分生物量、低积累作物籽粒产量作为自变量，或收集超富集植物株数、超富集植物地上部分重金属提取量、超富集植物地上部分生物量、低积累作物地上部分生物量作为自变量，以修复年限为因变量，进行回归分析，构建重金属污染土壤修复效率模型；
[0008](4)采用试错法验证重金属低积累作物产量模型和重金属污染土壤修复效率模型。
[0009]优选的，所述重金属包括砷、镉、铅、锌和铜中的一种。
[0010]优选的，所述超富集植物包括蜈蚣草、龙葵、籽粒苋、狼尾草、印度芥菜、鬼针草、苋菜和续断菊中的一种或几种。
[0011]优选的，所述低积累作物包括玉米、小麦、大豆、高粱、谷子和棉花中的一种或几种。
[0012]优选的，所述间作模式为：低积累作物宽窄行种植，宽行间作单行超富集植物；或低积累作物宽窄行种植，宽行间作双行超富集植物；或低积累作物等宽行距种植，间作单行超富集植物；或低积累作物等宽行距种植，间作双行超富集植物；或低积累作物和超富集植物等行距间作种植。
[0013]优选的，所述低积累作物宽窄行种植中宽行的行距宽度为80～120cm，窄行的行距宽度为30～50cm；所述低积累作物等宽行距种植的行距宽度为80～120cm；所述单行超富集植物的行距宽度为40～60cm，所述双行超富集植物的行距宽度为25～40cm；所述低积累作物和超富集植物等行距间作的行距宽度为40～60cm。
[0014]优选的，所述重金属低积累作物产量模型包括：重金属低积累作物地上部分生物量模型和/或重金属低积累作物籽粒产量模型。
[0015]优选的，所述重金属低积累作物地上部分生物量模型为：重金属砷低积累作物地上部分生物量模型；所述重金属低积累作物籽粒产量模型为：重金属镉低积累作物籽粒产量模型；
[0016]所述重金属砷低积累作物地上部分生物量模型为：
[0017]Y＝0.072X1+16.224X2‑
15.994X3+0.893，其中：
[0018]Y，低积累作物地上部生物量，kg/m2；
[0019]X1，超富集植物株数，株/m2；
[0020]X2，低积累作物地上部分砷提取量，mg/m2；
[0021]X3，超富集植物地上部砷提取量，g/m2；
[0022]所述重金属镉低积累作物籽粒产量模型为：
[0023]Y＝
‑
0.111X1‑
28.907X2‑
0.400X3+2.034，其中：
[0024]Y，低积累作物籽粒产量，kg/m2；
[0025]X1，超富集植物株数，株/m2；
[0026]X2，低积累作物地上部分镉提取量，mg/m2；
[0027]X3，超富集植物地上部镉提取量，g/m2。
[0028]优选的，所述重金属污染土壤修复效率模型包括：重金属砷污染土壤修复效率模型和/或重金属镉污染土壤修复效率模型；
[0029]所述重金属砷污染土壤修复效率模型为：
[0030]R＝1.89X1‑
35.088X2+48.639X3+7.378X4+4.017，其中：
[0031]R，修复年限，百年；
[0032]X1，超富集植物株数，株/m2；
[0033]X2，超富集植物地上部砷提取量，g/m2；
[0034]X3，超富集植物地上部生物量，kg/m2；
[0035]X4，低积累作物地上部生物量，kg/m2；
[0036]所述重金属镉污染土壤修复效率模型为：
[0037]R＝1.03X1‑
17.983X2+31.351X3+9.940X4‑
8.374，其中：
[0038]R，修复年限，百年；
[0039]X1，超富集植物株数，株/m2；
[0040]X2，超富集植物地上部镉提取量，g/m2；
[0041]X3，超富集植物地上部生物量，kg/m2；
[0042]X4，低积累作物籽粒产量，kg/m2。
[0043]本专利技术还提供了一种按照上述构建方法构建的重金属低积累作物产量模型和重金属污染土壤修复效率模型。
[0044]本专利技术围绕南北方旱地重金属污染土壤，设计不同种类低积累作物与超富集植物的间作结构配置，确定温度、降水、植物种植强度、行带种类等关键参数，通过研究低积累作物品种和超富集植物的生态竞争关系，建立间套作技术体系中的生态竞争模型，为明确间作植物的竞争关系、评价间作模式的修复效果提供理论基础，低积累作物和超富集植物间套作竞争产量模型与修复效率模型的建立有助于间套作修复技术的示范和推广，不仅对南北方旱地重金属污染土壤修复和利用具有重要的科学价值，而且对修复区域的社会、经济、生态效益具有重要意义。
附图说明
[0045]图1为韶关试验地低积累作物地上部分生物量，kg/亩；
[0046]图2为韶关试验地低积累作物地上部分砷提取量，g/亩；
[0047]图3为韶关试验地超富集植物地上部分砷提取量，g/亩；
[0048]图4为韶关试验地土壤有效态砷含量，mg/kg；
[0049]图5为韶关试验地超富集植物地上部分生物量，kg/亩；
[0050]图6为沈阳试验地低积累作物籽粒产量，kg/亩；
[0051]图7为沈阳试验地低积累作物地上部分镉提取量，mg/亩；
[0052]图8为沈阳试验地超富集植物地上部分镉提取量，mg/亩；
[0053]图9为沈阳试验地土本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种重金属污染土壤超富集植物与低积累作物间作修复模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照超富集植物与低积累作物的间作模式种植超富集植物和低积累作物；(2)收集超富集植物株数、低积累作物地上部分重金属提取量、超富集植物地上部分重金属提取量作为自变量，以重金属低积累作物的产量为因变量，进行回归分析，构建重金属低积累作物产量模型；(3)收集超富集植物株数、超富集植物地上部分重金属提取量、超富集植物地上部分生物量、低积累作物籽粒产量作为自变量，或收集超富集植物株数、超富集植物地上部分重金属提取量、超富集植物地上部分生物量、低积累作物地上部分生物量作为自变量，以修复年限为因变量，进行回归分析，构建重金属污染土壤修复效率模型；(4)采用试错法验证重金属低积累作物产量模型和重金属污染土壤修复效率模型。2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述重金属包括砷、镉、铅、锌和铜中的一种。3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述超富集植物包括蜈蚣草、龙葵、籽粒苋、狼尾草、印度芥菜、鬼针草、苋菜和续断菊中的一种或几种。4.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述低积累作物包括玉米、小麦、大豆、高粱、谷子和棉花中的一种或几种。5.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，所述间作模式为：低积累作物宽窄行种植，宽行间作单行超富集植物；或低积累作物宽窄行种植，宽行间作双行超富集植物；或低积累作物等宽行距种植，间作单行超富集植物；或低积累作物等宽行距种植，间作双行超富集植物；或低积累作物和超富集植物等行距间作种植。6.如权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述低积累作物宽窄行种植中宽行的行距宽度为80～120cm，窄行的行距宽度为30～50cm；所述低积累作物等宽行距种植的行距宽度为80～120cm；所述单行超富集植物的行距宽度为40～60cm，所述双行超富集植物的行距宽度为25～40cm；所述低积累作物和超富集植物等行距间作的行距宽度为40～60cm。7.如权利要求6所述的构建方法，其特征在于，所述重金属低积累作物产量模型包括：重金属低积累作物地...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟光宇，朱彬，陈欣，鲁彩艳，马建，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：
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