一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法技术

本发明专利技术公开了一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤：A．整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属的活性；B．选用耐重金属污染能力强的亚麻特定品种，足量适时播种，确保一播全苗；C．合理密植，及时中耕／除草／追肥，培育有效壮株；D．强化病虫害防治，适时采收，妥善晒储。应用本方法种植亚麻，轻度、中度、重度污染土壤的原茎平均产量分别为308.2±29.0、283.2±30.3与254.7±28.6千克/亩，均达到了我国南方亚麻产区的高产水平，且原茎粗纤维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极其广阔。

【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亚麻(Linum usitatissimum L.),属亚麻科亚麻属一年生草本,主要有纤维用亚麻、油用亚麻和油纤两用亚麻等三个类型的栽培品种，是最古老的韧皮纤维作物和油料作物，在我国北方广为栽培，南方主要用于冬季农业发展、春播的较少。虽然国内外曾有大量亚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亚麻种类众多，考虑到食品安全问题，真正适于重金属污染地区尤其是严重污染地区种植的较少。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，许多纤维用亚麻品种，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亚麻生产，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，即使某些纤维用亚麻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，造成死苗、缺苗现象严重。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，如何保证麻园实现一播全苗，是确保亚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亚麻特定品种，也对土壤重金属污染程度有着不同的响应较低含量的重金属(尤其是镉)对亚麻具有明显地刺激作用，可促进亚麻生长；较高含量的重金属则有显著地抑制作用，使亚麻生长发育迟缓、株型矮化严重。而麻园的有效株、单株高和茎粗等是构成亚麻原茎丰(高)产的最基本的评价指标。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，需要确定一个合理的种植密度，即单位面积保有的基本苗数；同时，也需要保有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，这只能通过田间有效的管理措施才能获得。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。亚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亚麻生产，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亚麻生产的诸多技术问题与瓶颈，根据申请人两年多(2010. 09^2012. 05)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。该方法在重金属污染地区种植亚麻，轻度污染麻园的平均单产为308. 2±29. O千克/亩(以亚麻原茎计，下同)，中度、重度污染麻园的分别为283. 2±30. 3与254. 7±28. 6千克/亩，均达到了中国南方亚麻产区的高产水平，且原茎粗纤维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，操作简便，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，施用土壤重金属钝化剂，降低土壤重金属活性。选晴天于10月中旬至下旬在重金属污染土壤上深耕、分厢、起垄、开沟、整地等的工作，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米时需加开一条腰沟，每隔4飞厢开挖一条主沟，四周开挖围沟，厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深一般为3(Γ45厘米。厢宽和沟深的具体规格，视麻园所在地势和采收方式而定，总的原则是山坡地的麻园以窄厢(I. 8^2. 4米)和浅沟(3(Γ40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6 8天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂腐熟枯饼15(Γ200千克/亩、钙镁磷肥5(Γ75千克/亩、生石灰5(Γ75千克/亩，以降低土壤重金属的活性，确保播种后亚麻种子的正常发芽、出苗与幼苗根系的生长发育，提高麻苗成活率。土壤重金属钝化剂的具体用量，视土壤的重金属污染程度和其肥力水平而定，总的原则是污染程度低、肥力水平高的土壤，钝化剂少施；污染程度重、肥力水平低的土壤，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(GB15618-1995)))规定的农用允许限值，即该标准中的二级标准值。所述的采收方式，是指人工和机械两种收麻方式。所述的土壤重金属钝化剂，是指包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰在内的三种物质。所述的腐熟枯饼，由菜枯或茶枯或菜枯/茶枯混合物经20天的自然发酵而成，在本专利技术中兼具有机肥和土壤钝化剂的双重功能。 所述的钙镁磷肥，为市售的商品化肥，在本专利技术中兼具磷肥和土壤钝化剂的双重功能。所述的生石灰，是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧工序生产出的一种强碱性物质，其成分为氧化钙(化学式为CaO)，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤是：A．整地建园，施用土壤重金属钝化剂，降低土壤重金属的活性：选晴天于10月中旬至下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6？~？8天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂：腐熟枯饼150？~？200千克/亩、钙镁磷肥50？~？75千克/亩、生石灰50？~？75千克/亩；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；B．选用耐重金属污染能力强的亚麻特定品种，足量适时播种，确保一播全苗：选用黑亚18号，或黑亚14号，或黑亚10号，或吉亚3号，或云亚1号，根据土壤重金属的污染状况，按下述播种量在10月下旬至11月上旬择晴天以条播方式播种：轻度污染土壤的播种量为6.0？~？7.0千克/亩，中度和重度污染的分别为6.5？~？7.5与7.0？~？8.0千克/亩；播种时的条播幅宽以10？~？12厘米、条间距为6？~？7厘米，播种后覆土0.2？~？0.3厘米厚；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；C．合理密植，及时中耕／除草／追肥，培育有效壮株：重金属污染地区种植亚麻的密度，轻度污染土壤的为80？~？95万株/亩，中度和重度污染的分别为90？~？105与95？~？110万株/亩；当亚麻长出3？~？5片真叶时进行第一次中耕、除草和追肥，其耕深为3？~？5厘米，每亩施用的总N量控制在0.7？~？1.3千克、总K2O量控制在0.9？~？1.5千克；麻苗长至10？~？12厘米时进行第二次中耕、除草和追肥，其耕深为5？~？8厘米，每亩施用的总N量控制在2.1？~？4.6千克、总P2O5量控制在0.2？~？0.5千克、总K2O量控制在2.4？~？4.2千克，并用质量分数为56%的二甲四氯钠盐100克？＋？质量分数为50%的敌草隆100克兑水60千克喷施除草；所述的有效壮株，是指成熟采收时株高达到85？~？120厘米、工艺长度达到75？~？100厘米、茎粗达到1.1？~？2.0毫米的单株亚麻；D．强化病虫害防治，采收，妥善晒储：ａ）亚麻最常见的病虫害有炭疽病、立枯病、白粉病、根结线虫病、金龟子和地老虎；ｂ）每亩用50或100克质量分数为80%的炭疽福美可湿性粉剂600倍液，或50或100克质量分数为50%的退菌特可湿性粉剂600倍液喷雾，防治炭疽病；每亩用50或100克质量分数为90%的敌克松600倍液，或50或100克质量分数为40%的多福混剂800倍液喷雾，防治立枯病；每亩用40或80毫升质量分数为20%的粉锈宁乳油600倍液，或50或100克质量分数为70%的甲基托布津可湿性粉剂800倍液喷雾，防治白粉病；每亩用2千克质量分数为10%的噻唑膦颗粒剂拌土撒施，或用40或80毫升质量分数为30%的除线特乳剂兑水45千克喷雾，防治根结线虫病；每亩用40或80毫升质量分数为2.5%的溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾，防治金龟子；在幼苗期每亩用50或100克质量分数为90%的敌百虫粉剂兑水45千克喷施于切碎的鲜草上，撒于地面诱杀地老虎；ｃ）麻园同时具备三分之一麻桃变成黄褐色、三分之一原茎秆变成黄色、三分之一叶片已脱落的三个条件时采收；采收时将麻株捆成直径为8？~？10厘米的麻把，平铺或直立扇形晾晒至干，脱粒后置于干燥、通风处储存。...

【技术特征摘要】
1.一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤是 A.整地建园，施用土壤重金属钝化剂，降低土壤重金属的活性选晴天于10月中旬至下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6 8天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂腐熟枯饼150 200千克/亩、钙镁磷肥.50 75千克/亩、生石灰50 75千克/亩； 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； B.选用耐重金属污染能力强的亚麻特定品种，足量适时播种，确保一播全苗选用黑亚.18号，或黑亚14号，或黑亚10号，或吉亚3号，或云亚I号，根据土壤重金属的污染状况，按下述播种量在10月下旬至11月上旬择晴天以条播方式播种轻度污染土壤的播种量为.6.0 7. O千克/亩，中度和重度污染的分别为6. 5 7. 5与7. O 8. O千克/亩；播种时的条播幅宽以10 12厘米、条间距为6 7厘米，播种后覆土 O. 2 O. 3厘米厚； 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. I 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. I 35.0倍，砷、镍和铜的含量超出国标农用允许限值...

【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：