一种降低共存作物铅积累的方法技术

本发明专利技术提供一种降低共存作物铅积累的方法，是在含铅污染的土壤上，将直秆禾谷类作物的种子与野生豆科植物配合种植，不定期浇水，使土壤含水量保持在８０％左右，当栽培的禾谷类高杆作物成熟收获时同时收获野生豆科植物植株，也即将野生豆科植物整体从土壤中移出，从而达到在铅污染的土壤上作物产品安全又逐步去除重金属铅的目的。本发明专利技术通过野生豆科植物庞大的根系将铅固定于其根系和植株体内，降低根际铅的活性和浓度，降低进入和运转到直秆作物籽实的铅。本发明专利技术设计合理，费用低廉、操作性强，可应用于去除铅污染土壤中作物含有的金属铅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染环境的植物修复技术，具体地说，是利用一种豆科植物鸡眼草(Kummerowia striata Schindl.)降低农作物吸收积累铅以达农作物安全生产的方法。
技术介绍
利用植物吸收、转化、固定和活化土壤重金属的特点而发展起来的植物修复技术一直是土壤重金属污染修复技术研究的重要方面。从植物修复的角度，已发展建立起来的植物修复技术主要有根部过滤技术、植物萃取技术、植物稳定技术和植物挥发技术。其中利用超量积累植物超量吸收萃取土壤重金属元素技术，人们尤为关注。自1977年Brooks提出了超积累植物的概念，1983年Chaney提出了利用超积累植物消除土壤重金属污染的思想以来，各国科学家都在努力寻找和利用超积累植物来修复土壤污染的途径，已有许多研究成功地在重金属污染的土壤上，通过连续种植几茬超富集植物，去除土壤中的(有毒)重金属(Wei and Zhou，2006；Lazaro et al.，2006；Garbisu and Alkorta，2001)。但在许多情况下，超积累植物因其生长缓慢，生物量低，在短期内修复的效果不很理想，因而发展降低重金属在农作物可食部分积累的生物学控制技术，利用与超积累植物相反的对重金属排异的植物(低积累植物)或建立降低作物吸收和积累土壤重金属的种植体系，在污染的土壤上作物产品安全的生产的模式日益受到到重视(Andrei et al.，2003；Khan，2005；Arao and Ishikawa，2006；Wu et al.，2007)，尤其是对于大面积低、中度污染的农田，如果无法有效地在短时间内将重金属从土壤中移走，通过挖掘作物自身的遗传潜力，选择对污染物低吸收、低积累的作物品种和发挥植物之间的相互作用对污染物的过滤和屏蔽作用，将是建立作物产品安全生产体系的重要途径(朱永官等，2006)。研究证明，不同作物(水稻、小麦、豌豆等)或同一作物不同基因型重金属在可食部分中积累存在明显差异(Arao and Ishikawa，2006)。不同类群的植物，其根系分泌物及土壤微生物所构成的根际环境影响着土壤重金属的形-->态、活性和生物有效性。如有些植物通过分泌磷酸盐与铅结合成难溶的磷酸铅，使铅固化而降低铅的毒性(Yang et al.，2000；)；Cr6+具有较高的毒性，而Cr3+非常难溶，基本没有毒性，有些植物能使Cr6+转变为Cr3+，使其钝化(赵志强和牛军峰，2000)；有些植物根系分泌的粘胶状物质与铅(Pb)、Cu和Cd等金属离子竞争性结合，使其在植物根外沉淀下来，并降低其在土壤中的迁移性(常学秀等，2003)。一些植物根分泌物则可提高金属离子的活性(Krishnamurti et al.，1997；Ciesl inski et al.，1998)，从而利于植物的吸收积累。农业土壤上如何根据上述不同植物功能类群的特点，构建基于植物多样性的种植体系以降低作物吸收和积累土壤重金属或提高非食用作物吸收土壤重金属日益受到关注(Whiting et al.，2001；Prasad and Freitas，2003；Wu et al.，2007)。如已有研究表明，植物种间相互作用对植物吸收重金属镉和铅产生明显影响(黄益宗等，2006；吴华杰等，2001)；在锌污染土壤上，当锌超累积植物T.caerulescens和非超累积植物T.arvense共同种植时，非超累积植物T.arvense体内锌浓度降低，锌毒得到有效缓解(Whiting et al.，2001)；杉木与茶树间作，茶树叶片Pb、Mn、Cu、Zn含量均显著低于单种茶园(薛建辉和费颖新，2006)。从国内外土壤重金属污染修复技术的专利授权情况看，目前授予的专利主要有利用某一超积累植物(如堇菜、茄科植物、十字花科植物等)的修复技术、修复植物的种植方法、提高修复植物效率的技术(如加入螯合剂等)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种降低共存作物铅积累的方法，通过以下步骤实现：(1)在含铅污染的土壤上，将直秆禾谷类作物的种子与野生豆科植物配合种植，配合种植的种子比例是直秆禾谷类作物∶野生豆科植物为1∶1，种植方法为错位间隔种植，保证每株直秆禾谷类作物四周共围种有4株指定的野生豆科植物，每株野生豆科植物周围则同样围种有4株直秆禾谷类作物；(2)不定期浇灌自来水(水中未检出铅)或者其他无铅灌溉用水，使土壤含水量保持在80％左右；(3)当栽培的禾谷类高杆作物成熟收获时同时收获野生豆科植物植株，也即将野生豆科植物整体从土壤中移出。其中步骤(1)中，直秆作物种子还可以种子和菌根真菌接种体混播的方-->式，将菌根真菌接种体同时接入，以增加野生豆科植物固定铅的能力。选用的菌根真菌接种体可以是5种泡囊状丛枝菌根真菌(AMF)混合接种体，这5种真菌均为内囊球菌属丛枝菌根真菌(Glomus)，分别是摩西球囊菌(Glomus mosseae，BGC501，XJ-01)，地表球囊菌(Glomus versiforme，BGC504，BJ08)，透光球囊菌(Glomus diaphanum，BGC506，SC05)，地球囊菌(Glomusgeosporum，BGC507，GZ01)和幼套球囊菌(Glomus etunicatum，BGC505，TW01)，可以从中国丛枝菌根真菌种质资源库(BGC)及其他官方认证的菌种保藏部门获得，也可以通过野外自然群落分离获得。混合比例为1∶1∶1∶1∶1。直秆作物包括玉米等。野生豆科植物包括鸡眼草等。本专利技术方法通过野生豆科植物庞大的根系将铅固定于其根系和植株体内，降低根际铅的活性和浓度，降低进入和运转到直秆作物籽实的铅。将直秆作物与野生豆科植物鸡眼草同时混播，鸡眼草匍匐生长，不与直秆作物竞争空间，同时鸡眼草为固氮植物，可为作物提供氮素营养。收获时将野生豆科植物整体从土壤中移出，从而达到在铅污染的土壤上作物产品安全又逐步去除重金属铅的目的。本专利技术设计合理，费用低廉、操作性强，可应用于去除铅污染土壤中作物含有的金属铅。具体实施方式本专利技术结合实施例作进一步的说明。实施例1：鸡眼草在铅污染土壤积累铅的特性试验于2004年和2005年进行。本试验为模拟小区试验，分两年完成，小区模拟是用规格为46cm×35cm×23cm的中宇宙系统，每个装土32kg。供试土壤来自浙江省常山县胡柚果园(28°54′N，118°30′E)，为第四纪红色粘土母质发育成的红壤。土壤pH 4.59(CaCl2).土壤有机质含量为34.39g.kg-1，速效氮为28.08mg.kg-1，速效磷为8.99mg.kg-1，速效钾为108.23mg.kg-1，土壤本底铅浓度为23.27mg.kg-1。试验设3水平铅浓度处理，分别在原土壤的基础之上加入浓度为0mg.kg-1、300mg.kg-1和600mg.kg-1的铅，每个处理4个重复。(土壤实际铅浓度以取样测定结果为准)，铅以溶液态加(Pb(CH3COO)2·3H2O).2(分析纯)于土壤中拌匀，平衡两周后待用。于每年3月20日将鸡眼草种子播种于各处理土壤，露天栽培，无遮雨设施，根据土壤湿度情况，不定期浇灌自来水(水中未检出Pb)，使土壤含水量-->保持在80％左右，植株与11月中旬收获。两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低共存作物铅积累的方法，其特征是通过以下步骤实现：（１）在含铅污染的土壤上，将直秆禾谷类作物的种子与野生豆科植物配合种植，配合种植的比例是直秆禾谷作物∶野生豆科植物为１∶１；（２）不定期浇灌水，使土壤含水量保持在７０－９０％；（３）直秆禾谷作物成熟收获时同时收获野生豆科植物植株。

【技术特征摘要】
1.一种降低共存作物铅积累的方法，其特征是通过以下步骤实现：(1)在含铅污染的土壤上，将直秆禾谷类作物的种子与野生豆科植物配合种植，配合种植的比例是直秆禾谷作物∶野生豆科植物为1∶1；(2)不定期浇灌水，使土壤含水量保持在70-90％；(3)直秆禾谷作物成熟收获时同时收获野生豆科植物植株。2.根据权利要求1所述的一种降低共存作物铅积累的方法，其特征是：其中步骤(1)中直秆禾谷类作物的种子与野生豆科植物配合种植方法为错位间隔种植。3.根据权利要求1所述的一种降低共存作物铅积累的方法，其特征是：所述步骤(1)中的配合种植方式采用直秆禾谷类作物种子以种子和菌根真菌接种...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建军，陈欣，杨如意，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]