[发明专利]施用富集植物提高荠菜修复果园镉污染土壤能力的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境重金属污染的修复领域，一种荠菜修复果园镉污染领域。

背景技术

20世纪以来科学技术迅猛发展，促进了经济的发展，提高了人民的生活水平，然而，与此同时，由于工业“三废”机动车尾气的排放、污水灌溉和农药、除草剂、化肥等的使用以及矿业的发展，严重地污染了土壤、水质和大气。而重金属“五毒”之一的镉(Cd)在环境中的污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，在土壤中滞留时间长、不能被降解，经食物链等途径最终影响人类健康，影响甚大。“镉大米”事件就是因土壤被镉污染而造成的。因此，镉污染土壤急需得到治理。今年我国将启动重金属污染耕地修复综合治理工作，农业部主张按照“因地制宜、政府引导、农民自愿、收益不减”的基本思路，科学合理确定技术路线配套措施。目前重金属植物修复技术被普遍认为具有物理、化学修复方法所无法比拟的优势，如费用低廉、不破坏场地结构、不造成二次污染等，已成为修复土壤重金属污染研究领域的一项新兴技术。已发现的超富集植物有：印度芥菜、遏蓝菜、蜈蚣草等450多种。由于已知的超富集植物地上部生物量普遍偏小，生长慢，而且很多来源于重金属矿山(属于矿山生态型)，对果园土壤环境适应能力较差，生长范围狭窄，限制了植物修复技术的推广应用。

荠菜(拉丁名为Capsella bursapastoris(L.)Medic.)为十字花科荠菜属草本一年生植物，株高20-50cm，耐寒性强、繁殖能力强，生长周期短，易传播、分布范围广，适应能力强。由于荠菜本身生物量相对较小，且镉含量相对较低，如何提高荠菜修复果园土壤金属镉污染的能力是目前我们面临和将要解决的问题。

发明内容

本发明实例的目的在于提供一种土壤施用富集植物秸秆提高荠菜修复果园镉污染土壤能力的方法，旨在进一步提高荠菜修复果园镉污染土壤的能力。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种施用富集植物提高荠菜修复果园镉污染土壤能力的方法，包括以下步骤：

于秋季将剪碎后的旱莲草秸秆直接施入有镉重金属污染的果园土壤中，直接移栽两片真叶展开的荠菜幼苗，或者采用种子直接撒播方式进行荠菜幼苗准备；

浇水确保田间土壤水分持水量为80％，进行荠菜的日常管理；

收割处理：35天后，对荠菜的根系和地上部分进行收割。

作为选择，采用直接移栽方式准备植物幼苗的方法如下：

自然条件下，将旱莲草晒干的秸秆剪碎至长度0.5±0.02cm施入有镉重金属污染的果园土壤，再将采集到的荠菜幼苗直接移栽于土壤当中，种植密度均为5×5cm。

作为选择，种子直播方式准备幼苗的方法如下：

在自然条件下，将旱莲草晒干的秸秆剪碎至长度0.5±0.02cm施入有镉重金属污染的果园土壤，再将采集到的荠菜种子直接播种于果园土壤，幼苗长出后匀苗，密度控制在5×5cm。

作为选择，所述日常管理包括匀苗、清除杂草。

本发明方案利用植物的化感作用土壤施用旱莲草能提高荠菜的镉提取量。化感作用(Allelopthy)是指各种植物(包括微生物)所释放的化学物质引起的生化相生相克作用，也有人称之为异株克生或相克相生，是自然界普遍存在的一种现象。它广泛地存在于农业生态系统之中，与植物对光、水分、养分和空间的竞争一起构成植物间以及与其他生物间的相互作用。随着诸多学科间相互渗透和交流，研究化感作用有助于更加合理的解释生态系统中植物组成与分布、群落演替、协同进化和生物入侵等现象，在农业可持续发展和生态环境保护方面具有较高的应用价值。化感物质主要来源于植物的次生代谢产物、微生物进一步分解的产物或植物组织腐败后释放物，如将大麦秸秆投入水中，其腐烂后会释放出抑制藻类生长的化学物质，从而显示出抑藻活性。

本发明人经研究认为，农田杂草作为一类人为与自然选择双重压力下产生的高度进化的植物类群，通常具有广泛的适应性、顽强的生命力、较大的生物量以及较强的吸收能力。因此，如果可以从农田杂草中筛选出一些品种，能够产生相应的化感物质，促进镉富集植物的重金属提取量，可以弥补现有镉富集植物生长缓慢、植株矮小的缺点。由此，本申请经研究得出土壤施用旱莲草能提高荠菜的镉提取量。