一种在重金属污染土壤上种植黄麻的方法技术

本发明专利技术公开了一种在重金属污染土壤上种植黄麻的方法，其步骤：A．整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属的活性；B．选用耐受重金属污染能力强的黄麻特定品种，足量适时播种，确保“一播全苗”；C．确定适宜的种植密植，适时间苗／定苗，留足基本苗；D．及时中耕／除草，合理追肥／灌溉，培育有效壮株；E．强化病虫害防治，实现黄麻高产。应用本方法种植黄麻，轻度、中度、重度污染麻园的原麻产量分别为181.0±16.4、174.9±15.7与158.5±15.3千克/亩，均达到了我国南方黄麻产区的高产水平，且原麻中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内，实现了重金属污染土壤的农业安全与高效利用，技术简便、方法易行，在广大重金属污染地区的应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业环境保育与修复
，更具体涉及的是，适于广大重金属污染地区的农民与农技部门等的推广。
技术介绍
随着工业化和城市化的不断推进，我国土 壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视。据相关资料报道，上世纪80年代初期我国受镉、铅、汞、砷、铬、镍等重金属污染的耕地面积仅267万公顷，1988年时便增加到667万公顷，到上世纪末已超过1000万公顷，目前已突破2000万公顷、约占全部耕地面积的20%。更为严重的是，我国基本农田的重金属污染也相当严重。据国家环境保护部近年对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属的抽样监测结果，已发现3. 6万公顷的土壤重金属含量超标，超标率高达12. 1%。如何修复利用已被重金属污染的农田，已引起了各级政府的高度重视。一般而言，我国对于轻度重金属污染农田和部分重金属污染农田是不轻言“改种”和“改制”的，总是想方设法通过各种技术途径保持原有的种植模式，以生产出足够多的可食用农产品，以保障我国的粮食安全和食用农产品的质量安全，只有确实不能生产出符合国家食品安全标准的那部分重金属污染农田(即重度污染农田和少部分中度污染农田)，才通过植物修复技术对其加以改良利用，但也不轻言放弃其农用地的性质，以确保国家“18亿亩耕地的红线”底限不被突破。目前，国内外通常采用的植物修复技术主要有两类一类是采用超富集植物来修复被重金属污染的土壤，如遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)等,但超富集植物大多生物量低、抗病虫害能力弱，且用于农田修复将改变其农用地的性质；另一类是采用生物量大而不具备超富集重金属元素的植物来修复利用已被污染的土壤，如麻类作物、烤烟、桑树、玉米坐寸ο黄麻(Corchorus Capsularis L.),又名络麻、绿麻,属锻树科黄麻属，是一年生草本纤维作物。其纤维主要用于纺织麻袋、粗麻布等，是最便宜的植物纤维。因其产量相对较低，且其主要用途已基本被化纤所取代，目前已很少有大面积的种植。但申请人在承担国家麻类产业技术体系相关任务研究时发现，黄麻是一种高“碳汇”的环保作物，其吸收二氧化碳的能力为林木的I 一 2倍，在重金属污染地区种植具有较强的抗逆性和较快的生长速度，可用作改良利用重金属污染土壤的备选作物。虽然国内外曾有大量黄麻优质高产栽培方面的文献报道，但其关键技术在重金属污染地区的推广应用中仍然遭遇到了诸多的技术瓶颈与障碍一是黄麻品种虽多，但真正具有抗御重金属污染能力，尤其是抗御重金属严重污染能力的品种稀少。申请人在承担国家麻类产业技术体系建设相关任务时的研究结果与实践表明，许多黄麻品种不具备抗御重金属污染的能力，在重金属污染地区不能完成正常的生长周期，甚至在污染较严重的土壤上不能成活。因此，在重金属污染地区发展黄麻生产，必须选用具有强耐重金属污染能力的特定品种。二是申请人的研究结果与实践还表明，即使某些品种具备抗御重金属污染的能力，但在重金属污染地区的生长初期，尤其是苗期的根系发育依然受到严重威胁，甚至因重金属“腐蚀”而导致死亡，造成缺苗现象严重。因此，在重金属污染地区发展黄麻生产，如何保证麻园实现“一播全苗”，是确保黄麻高产的一个关键性技术问题。三是申请人的研究还发现，即使具备较强抗御重金属污染能力的黄麻特定品种，也对土壤重金属污染程度有着不同的响应在部分中度尤其是重度污染的条件下，各品种均表现出生长发育迟缓、株型矮化严重等特征，而麻园的有效株、单株高和茎粗等是构成黄麻丰(高)产的最基本的评价指标。因此，在重金属污染地区发展黄麻生产，需要确定一个合理的种植密度，即间苗、定苗时单位面积保留的基本苗数；同时，也需要保留的基本苗生长 成为强壮的个体(其具体特征是株适高、茎粗壮、皮厚实、抗倒伏等)，在种植密度加大的前提下显得尤为重要，这只能通过勤中耕、巧施肥、及时灌溉等田间管理措施才能获得。四是土壤的pH值直接关系到土壤重金属的活性，影响农产品的品质。申请人多年研究与实践的结果表明，长期大量施用诸如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥，将直接导致土壤的PH值降低，使土壤重金属的活性加大，增加作物对重金属元素的吸收与积累量，影响农产品的品质。黄麻是一种需肥量大的作物，只有施用足够的肥料才能确保其高产稳产。因此，在重金属污染地区发展黄麻生产，有一个合理施肥尤其是科学追肥的问题，因为追肥使用的均是化肥，如果施用不当，不仅会诱发环境风险(面源污染)，而且会酸化土壤，增加土壤重金属的活性。针对上述阻碍重金属污染地区发展黄麻生产的诸多技术问题与瓶颈，根据申请人多年的研究结果与实践经验，提出了本项
技术实现思路
与实施技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供了。应用该方法在重金属污染地区种植黄麻，轻度污染麻园的平均单产为181. 0± 16. 4千克/亩，中度、重度污染麻园的分别为174. 9±15. 7与158. 5±15. 3千克/亩，均达到了我国南方麻区的高产水平，且原麻中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内，实现了重金属污染土壤的农业安全与高效利用，技术简便、方法易行，在广大重金属污染地区具有极其广阔的应用前景。为了实现上述目标与任务，本专利技术采用了以下技术措施，其步骤是A.整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属的活性。选晴天于3月下旬至4月中旬在重金属污染土壤上开展深耕、分厢、起垄、开沟、整地等工作，其耕深以35 — 40厘米为宜，厢宽一般为I. 8 — 3. 6米，垄长控制在30米以内，每超过30米需加开一条腰沟，每隔4 一6厢开挖一条主沟，四周开挖围沟，厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深一般为30 - 45厘米。厢宽和沟深的具体规格，视麻园所在地势和收获方式而定，总的原则是山坡地的麻园以窄厢(1.8 - 2. 4米)和浅沟(30 - 40厘米)为宜，平旱地、水田的则以宽厢(2. 8 — 3. 6米)和深沟(35 — 45厘米)为宜；人工收获的麻园以窄厢(I. 8 — 2. 4米)和浅沟(30 — 40厘米)为宜，机械收获的则以宽厢(2. 8 — 3. 6米)和深沟(35 - 45厘米)为宜。于确定播种前4 一7天内完成麻园整地，按下述标准施用包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质在内的土壤重金属钝化剂，以降低土壤重金属的活性，确保播种后黄麻种子能正常发芽、出苗并保障其正常生长(尤其是幼苗期根系的生长)，提高麻苗成活率，提高麻苗成活率轻度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为75 - 125,25 一 75与25 — 50千克；中度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为100 - 150,50 -100与50 — 75千克；重度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为125 - 175,75 一 125与75 — 100千克。钝化剂的具体用量，视土壤的重金属含量和其肥力水平而定，总体原则是重金属含量低、肥力水平高的土壤，钝化剂少施；重金属含量高、月巴力水平低的土壤，钝化剂多施。所述的重金属污染土壤，是指土壤中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn) 7种元素的含量，至少有一种超过了国家 《土壤环境质量标准》(GB15618 —1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在重金属污染土壤上种植黄麻的方法，其步骤是：A．整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属的活性：选晴天于3月下旬至4月中旬在重金属污染土壤上深耕、分厢、起垄、开沟、整地，其耕深为35－40厘米，厢宽为1.8－3.6米，垄长控制在30米以内，每超过30米加开一条腰沟，每隔4－6厢开挖一条主沟，四周开挖围沟；厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深为30－45厘米；于确定播种前4－7天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂：轻度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为75－125、25－75与25－50千克；中度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为100－150、50－100与50－75千克；重度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为125－175、75－125与75－100千克；所述的重金属污染土壤，是指土壤中镉、铅、砷、铬、镍、铜、锌7种元素的含量，至少有一种超过了国家标准规定的农用允许限值；所述的土壤重金属钝化剂，包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质；所述的轻度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准：镉的含量超出国标农用允许限值的0.1－6.0倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的0.1－5.0倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的0.1－3.0倍；所述的中度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准：镉的含量超出国标农用允许限值的6.1－17.0倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的5.1－8.0倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的3.1－5.0倍；所述的重度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准：镉的含量超出国标农用允许限值的17.1－35.0倍，砷、镍和铜的含量超出国标农用允许限值的8.1－15.0倍，铅、铬和锌的含量超出国标农用允许限值的5.1－10.0倍；B．选用耐重金属污染的特定品种，足量适时播种，确保一播全苗：选用湘黄麻3号，或中引黄麻1号，或中引黄麻2号，或黄麻179，或福黄麻3号，或闽黄1号耐受重金属污染的品种，在农区常规植麻的播种数量基础上，增大5－30%的用种量，即每亩播种1.58－2.60千克，在4月份择晴天以条播方式播种，其播幅宽度以1.0－2.0厘米为宜，覆土厚0.8－1.0厘米；C．确定适宜的种植密植，适时间苗／定苗，留足基本苗：ａ）重金属污染地区种植黄麻的密度，轻度污染土壤与农区常规植麻的一致，即每亩保留的基本苗数为1.80－2.30万株；中度污染土壤比农区常规植麻的增大5－15%，即每亩保留的基本苗数为1.89－2.34万株；重度污染土壤比农区常规植麻的增大10－20%，即每亩保留的基本苗数为1.97－2.42万株；ｂ）重金属污染地区种植黄麻的间苗和定苗时间，均要比农区常规植麻的延后2－4天，即：麻苗长出2－4片真叶、苗高5－7厘米时开始间苗，长出8－10片真叶、苗高13－15厘米时正式定苗；D．及时中耕／除草，合理追肥／灌溉，培育有效壮株：ａ）结合间苗进行第一次中耕、除草和追肥，其耕深为2－3厘米，每亩施用的以N计的总氮量控制在0.9－1.2千克、以K2O计的总钾量控制在1.2－1.8千克；ｂ）结合定苗进行第二次中耕、除草和追肥，其耕深为4－5厘米，每亩施用的总N量控制在1.2－2.0千克、总K2O量控制在1.2－1.8千克；ｃ）当苗高达23－25厘米时进行第三次中耕、除草和追肥，其耕深为6－7厘米，每亩施用的总N量控制在3.0－5.0千克、总K2O量控制在2.4－4.2千克，同时增加以P2O5计的总磷量为1.0－1.8千克的磷肥；ｄ）当麻苗长至45－50厘米高即麻园封行前进行第四次中耕、除草和追肥，其耕深为4－5厘米，肥料种类和用量均与第三次追肥的一致；ｅ）在收获前50－60天内趁雨天或灌溉后施用最后一次追肥，其肥料种类和用量均与第二次追肥的一致；ｆ）追肥时严禁施用如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥；ｇ）在连续无雨的夏秋季节性干旱时期，每隔8－10天采用沟灌方式灌水一次，沟中的灌溉水面比麻园的厢面低0.5－1.0厘米；所述的有效壮株，是指成熟收获时株高达2.0－4.5米、茎粗达0.8－2.0厘米、皮厚达0.7－1.2毫米的黄麻单株；E．强化病虫害防治，实现黄麻高产：ａ）黄麻最常见的病虫害有炭疽病、茎斑病、立枯病、青枯病、根结线虫病、地老...

【技术特征摘要】
1. 一种在重金属污染土壤上种植黄麻的方法，其步骤是 A.整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属的活性选晴天于3月下旬至4月中旬在重金属污染土壤上深耕、分厢、起垄、开沟、整地，其耕深为35 - 40厘米，厢宽为I. 8 — 3. 6米，垄长控制在30米以内，每超过30米加开一条腰沟，每隔4 - 6厢开挖一条主沟，四周开挖围沟；厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深为30 - 45厘米；于确定播种前4 一 7天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂轻度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为75 - 125,25 一 75与25 — 50千克；中度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为100 - 150,50 - 100与50 — 75千克；重度污染土壤，每亩施用腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰的数量分别为125 - 175,75 一 125与75 — 100千克； 所述的重金属污染土壤，是指土壤中镉、铅、砷、铬、镍、铜、锌7种元素的含量，至少有一种超过了国家标准规定的农用允许限值； 所述的土壤重金属钝化剂，包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质； 所述的轻度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的O. I — 6.0倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的O. I - 5. O倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的O. I — 3. O倍； 所述的中度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的6. 1-17.0倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的5. I — 8. O倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的3. I — 5. O倍； 所述的重度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的17. 1-35.0倍，砷、镍和铜的含量超出国标农用允许限值的8. I - 15. O倍，铅、铬和锌的含量超出国标农用允许限值的5. I — 10. O倍； B.选用耐重金属污染的特定品种，足量适时播种，确保一播全苗选用湘黄麻3号，或中引黄麻I号，或中引黄麻2号，或黄麻179，或福黄麻3号，或闽黄I号耐受重金属污染的品种，在农区常规植麻的播种数量基础上，增大5 - 30%的用种量，即每亩播种I. 58 - 2. 60千克，在4月份择晴天以条播方式播种，其播幅宽度以1.0 — 2. O厘米为宜，覆土厚O. 8 —1.O厘米； C.确定适宜的种植密植，适时间苗/定苗，留足基本苗a)重金属污染地区种植黄麻的密度，轻度污染土壤与农区常规植麻的一致，即每亩保留的基本苗数为1.80 — 2. 30万株；中度污染土壤比农区常规植麻的增大5...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄道友，刘守龙，朱奇宏，罗尊长，任雪菲，饶中秀，夏战鹰，王帅，曹晓玲，王继宇，席园，
申请(专利权)人：中国科学院亚热带农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：