一種含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法，主要包括以下步驟：1）培育川黨參苗；2）在第3年的2?3月將清理受鎘污染的閑置土地，并按每畝1650?9900kg的用量施用有機(jī)肥；3）在第3年的3?4月開(kāi)溝移栽川黨參；4）在第3年川黨參移栽后至萌芽前按每畝1.5?3.9kg的用量施入EDTA·Na2Fe；5）在第4年采收黨參，將川黨參的枝干和葉集中隔離焚毀，收集川黨參根。該方法將生物鎘污染治理方法及化學(xué)鎘污染治理方法相結(jié)合，從對(duì)鎘污染土壤治理和污染土壤植株干預(yù)量方面介入，利用川黨參根入藥，而莖和葉廢棄的特點(diǎn)；有效的解決了土壤治理和受污染土壤治理期間的經(jīng)濟(jì)效益平衡問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明提供了一種中藥材種植及環(huán)境治理方法，更具體的說(shuō)涉及一種含鎘土地種 植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法。 技術(shù)背景
[0002] 川黨參為桔?？浦参?0〇(1〇11(^8丨8七3叫81161101；^.)的根。主要分布于四川、重慶、 湖北和貴州。川黨參中有廟黨、板黨和洛黨幾個(gè)栽培品種。川黨參的植物學(xué)特征為草質(zhì)藤 本，花期7~8月，果熟期9~10月。適宜的溫度、空氣和水分是種子萌發(fā)的必要條件。15~25 °C是黨參種子萌發(fā)的最適溫度，在適宜條件下播種后20~25天開(kāi)始出苗。秋播的11~12月 地上部分倒苗，地下部分進(jìn)入越冬狀態(tài);次年3月開(kāi)始萌發(fā)出苗，3~7月為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，7~8 月為花期，9~10月為果熟期。黨參可與玄參、大黃、馬兜鈴、玉米等輪作，不宜連作，種過(guò)黨 參的土地須隔2~3年才能再種，否則，病蟲(chóng)害較多，產(chǎn)量低。川黨參目前已大量人工栽種。根 可藥用;川黨參的莖和葉無(wú)藥用價(jià)值。
[0003] 近年來(lái)，由于化肥、農(nóng)藥的大量使用以及污水灌溉導(dǎo)致我國(guó)的農(nóng)田土壤重金屬污 染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。我國(guó)許多地區(qū)的土壤都受到了不同程度的污染，許多地方糧食、蔬菜等食 物中0(1、(》 8、？13、〇1等重金屬離子都超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。鎘是一種毒性很強(qiáng)的元素，土壤鉛鎘 的污染所帶來(lái)的危害是很大的，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境都有很大的影響。在植物方面，首先會(huì)導(dǎo) 致產(chǎn)量下降，嚴(yán)重的植物會(huì)死亡。在人和動(dòng)物方面，鉛、鎘對(duì)動(dòng)物和人的毒害是通過(guò)食物鏈 進(jìn)入人體和動(dòng)物體內(nèi)。鉛積累過(guò)量會(huì)導(dǎo)致腎臟衰竭、智力下降等中毒癥狀。鎘積累過(guò)量可能 會(huì)導(dǎo)致"痛痛病"，引起腎小球功能衰竭等疾病，影響動(dòng)物的生產(chǎn)活動(dòng)，嚴(yán)重的重金屬會(huì)遍布 動(dòng)物全身。
[0004] 鉛鎘污染土壤的治理包括物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)，物理法是指通過(guò)物理或物理 化學(xué)的原理來(lái)改良土壤，通常有換土法、隔離化法、玻璃化法、電化學(xué)法、吸附固定法等。換 土法是指通過(guò)把受重金屬污染的土壤換成未受重金屬污染的土壤。隔離化法實(shí)質(zhì)向土壤中 添加固化劑，使得土壤中的鉛鎘離子固定，防止其迀移。玻璃化法是利用電極把受污染的土 壤融化，冷卻后形成較穩(wěn)定的玻璃物質(zhì)。化學(xué)法是指通過(guò)向土壤中添加化學(xué)藥劑，使得土壤 理化性質(zhì)發(fā)生改變，清除或固定重金屬離子，從而達(dá)到修復(fù)土壤的目的。常用的化學(xué)手段有 向土壤中添加改良劑、金屬拮抗劑、表面活性劑、鈍化劑等，也可以調(diào)節(jié)土壤的酸堿度。生物 修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)種植植物或添加外源微生物等生物手段減少或凈化土壤中重金屬的含 量。生物修復(fù)技術(shù)目前主要分為植物修復(fù)技術(shù)和微生物吸附技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是通過(guò)在 污染土地上種植植物，植物通過(guò)其根系吸收、轉(zhuǎn)化等固定在植物體內(nèi)。
[0005] 目前對(duì)于采用化學(xué)方法及生物方法治理鎘污染，任繼凱等（土壤鎘污染與作物 [J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1982，6(2): 131-141.)通過(guò)土壤鎘污染對(duì)作物影響的盆栽模擬試驗(yàn)，以 揭示重金屬鎘在土壤一植物系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移、分布規(guī)律及其對(duì)植物生長(zhǎng)、發(fā)育的影響。試驗(yàn)證 明不同化合形態(tài)的鎘施入土壤(砂壤質(zhì)褐土，pH值8.2)，水稻對(duì)鎘吸收的多寡依次為CdCl 2> CdS〇4>CdO>CdS>CdC03。白菜的鎘吸收表現(xiàn)為CdS〇4>CdCl2>CdO>CdC0 3。土壤的不同鎘濃度(施 加 CdC12,以純鎘計(jì))對(duì)作物影響的試驗(yàn)結(jié)果表明，可食部位達(dá)到食品污染標(biāo)準(zhǔn)(谷物含鎘量 0 · 4ppm、蔬菜0 · 2ppm為暫定標(biāo)準(zhǔn))時(shí)的土壤錦污染臨界值分別為:小麥、萬(wàn)苣、白菜〈lppm，前 子、蘿卜〈2.5ppm，番茄、菜豆<20ppm。土壤因子的處理影響鎘的活動(dòng)性；降低土壤pH值，水稻 的鎘吸收增加。增施有機(jī)肥、ZnS〇4、S、CaO、CaS〇4可降低糙米含鎘量13.4%-30%。白菜的鎘 吸收，由于增施有機(jī)肥、FeS〇4、Fe 2〇3、CaO或S而降低菜葉含鎘量28%-61%。以Cd，Zn比1:100 或1:200施入土壤，葉內(nèi)含鎘量分別下降61 %和76.4%，但白菜產(chǎn)量減少61 %和76%。李丹 等(有機(jī)肥對(duì)鎘污染土壤修復(fù)效應(yīng)的影響[J].新疆農(nóng)墾科技，2015，06)采用盆栽模擬試驗(yàn)， 研究有機(jī)肥修復(fù)鎘污染土壤的效應(yīng)。結(jié)果表明，在鎘污染土壤中，小白菜和油菜的生物量顯 著低于對(duì)照。單施有機(jī)肥可增加兩種蔬菜的生物量。土壤中添加高量的鎘顯著促進(jìn)了小白 菜和油菜對(duì)鎘的總吸收量，分別比對(duì)照增加了 50.3%和192.0%。適量的有機(jī)肥可以提高這 兩種植物在污染土壤中吸收總鎘的含量。小白菜對(duì)土壤鎘有超富集作用，油菜只對(duì)低污染 土壤中的鎘有超富集作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方 法，該方法將生物鎘污染治理方法及化學(xué)鎘污染治理方法相結(jié)合，從對(duì)鎘污染土壤治理和 污染土壤植株干預(yù)量方面介入，利用川黨參根入藥，而莖和葉廢棄的特點(diǎn);有效的解決了土 壤治理和受污染土壤治理期間的經(jīng)濟(jì)效益平衡問(wèn)題。
[0007] 含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法的技術(shù)方案主要包括以下步驟：
[0008] 1)培育川黨參苗；
[0009] 2)在第3年的2-3月將清理受鎘污染的閑置土地，并按每畝1650-9900kg的用量施 用有機(jī)肥；
[0010] 3)在第3年的3-4月開(kāi)溝移栽川黨參；
[0011 ] 4)在第3年川黨參移栽后至萌芽前按每畝1.5-3.9kg的用量施入EDTA · Na2Fe;
[0012] 5)在第4年采收黨參，將川黨參的枝干和葉集中隔離焚毀，收集川黨參根。
[0013] 其中，步驟1)所述培育川黨參苗包括以下步驟：
[0014] 1)在第一年10~11月間，清理土地；
[0015] 2)第2年2~3月間開(kāi)始整地，深翻25~30cm，充分打碎土塊，做成130-170cm寬的 畦，結(jié)合翻土在在畦面施用火土灰，整理成畦；
[0016] 3)在播種的前1日天用40-50°C水浸種10_15h，至濕透，再用拌和為沙土比草木灰 (1:1)的灰土，選擇晴天無(wú)風(fēng)的時(shí)候?qū)⒎N子均勾撒在畦上，每667 m2需種子1.5~2kg，播種后 薄蓋一層細(xì)土；
[0017] 4)在播種后的第1年在畦上撒播蕎麥，蕎麥的密度以能為川黨參苗遮陰為準(zhǔn)；
[0018] 5)到第3年3-4月間移栽。
[0019] 所述步驟3)所述開(kāi)溝栽種為：開(kāi)溝寬13~17cm，深度23~26cm，將種根斜排在溝 里，株距10cm,覆土 5cm 〇
[0020]所述步驟2)中有機(jī)肥的用量為每畝6600-9900kg;有機(jī)肥為慪肥或沼氣肥。
[0021] 所述步驟4)中每畝EDTA·Na2Fe的用量為2.2kg。
[0022]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:本發(fā)明提供了一種在含鎘土壤進(jìn)行經(jīng)濟(jì)作物種植的方 法，該方法將傳統(tǒng)的鎘污染化學(xué)治理方法與生物治理方法相結(jié)合。即能實(shí)現(xiàn)對(duì)鎘污染土壤 的治理，同時(shí)又兼顧了治理土地的經(jīng)濟(jì)作物種植，較傳統(tǒng)的化學(xué)治理方法和生物治理方法， 治理效果更好。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1不同干預(yù)方法對(duì)黨參根及莖葉鎘含量的影響 [0024] 1化學(xué)處理方法對(duì)川黨參中鎘含量的影響
[0025] 通過(guò)盆栽試驗(yàn)進(jìn)行研究。每盆裝土壤10kg，土壤通過(guò)外源施加含鎘化合物，制造 11. Stog/kg-1 土的高濃度鎘脅迫的土壤，在此種土壤上于當(dāng)年3-4月移栽川黨參，于移栽后 將FeS〇4、EDTA · Na2FeZnS〇4、Ca(OH)2施入盆中，常規(guī)水肥管理，于9月川黨參采收期采樣檢 測(cè)川黨參根及莖葉中鎘含量，結(jié)果如下表1所示。
[0026]表1每種處理措施對(duì)川黨參鎘含量的影響
[0027]
[0029] 2、化學(xué)處理與有機(jī)處理相結(jié)合對(duì)川黨參中鎘含量的影響
[0030] 通過(guò)盆栽試驗(yàn)進(jìn)行研究。每盆裝土壤10kg，土壤通過(guò)外源施加含鎘化合物，制造 11.39mg/kg-l土的高濃度鎘脅迫的土壤，分別命名為FeS04結(jié)合組、EDTA · Na2Fe結(jié)合組、 FeS〇4對(duì)照組、EDTA · Na2Fe對(duì)照組以及空白組(CK)，將FeS〇4結(jié)合組中每盆施用慪肥或沼氣 肥200g，EDTA · Na2Fe結(jié)合組每盆施用慪肥或沼氣肥200g，F(xiàn)eS〇4對(duì)照組中每盆施用慪肥或 沼氣肥50g，EDTA · Na2Fe對(duì)照組中每盆施用慪肥或沼氣肥50g，CK組中每盆施用慪肥或沼氣 肥50g;在此種土壤上于當(dāng)年3-4月移栽川黨參，于移栽后常規(guī)水肥管理，于9月川黨參采收 期采樣檢測(cè)川黨參根及莖葉中鎘含量，結(jié)果如下表2所示。
[0031 ]表2每種結(jié)合措施對(duì)川黨參鎘含量的影響
[0032]
[0033] 經(jīng)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，EDTA · Na2Fe能夠有效的降低黨參根中的鎘含量，相比較 空白組降低了達(dá)到了36.67%，采用EDTA · Na2Fe與有機(jī)肥相結(jié)合的方式能取得更加好的技 術(shù)效果。降低率達(dá)到了 39.0%。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)肥在降低根鎘含量的同時(shí)，同時(shí)還提高 了莖葉中鎘的含量(這與許多生物治理方法的報(bào)道是一致的）。通過(guò)對(duì)莖葉的處理能夠有效 對(duì)治理含鎘進(jìn)行治理。
[0034]實(shí)施例2含鎘土地川黨參種植考察實(shí)驗(yàn) [0035] 1.川黨參育苗
[0036]選擇適宜生長(zhǎng)土層深厚疏松，排水良好，富腐殖質(zhì)的沙質(zhì)壤土作為川黨參育苗的 地塊。選地后，在頭年10~11月間，砍掉樹(shù)木雜草，曬干后就地?zé)?，既能消毒滅蟲(chóng)，又能增 加土壤肥力。翌年2~3月間開(kāi)始整地，深翻25~30cm，充分打碎土塊，做成130-170cm寬的 畦，在畦面鋪一層腐熟的牛糞或火土灰，即可播種。在播種的頭天把種用用40-50°C水浸種 浸濕10-15h，再用沙土比草木灰（1:1)的灰土拌和，選擇晴天無(wú)風(fēng)的時(shí)候?qū)⒎N子均勻撒在畦 上，每667m 2需種子1.5~2kg，播種后薄蓋一層細(xì)土，為了防止陽(yáng)光強(qiáng)烈的照射，可在畦上撒 播一些蕎麥，使之成為川黨參幼苗的自然陰棚。
[0037] 2.EDTA · Na2Fe對(duì)鎘污染治理作用的考察
[0038]選擇受鎘污染的土地，經(jīng)過(guò)檢測(cè)表層土壤中Cd2+平均含量達(dá)到2.13mg/kg;整理土 地，分成4塊100m2的小區(qū)，分別給名為空白組、實(shí)驗(yàn)組A、實(shí)驗(yàn)組B、實(shí)驗(yàn)組C，每畝施用慪肥 6600kg直接整地。各組開(kāi)溝栽種，開(kāi)溝寬13~17cm，深度23~26cm，將種根斜排在溝里，株距 10cm，覆土 5cm;將空白組不進(jìn)行其他的處理，川黨參移栽后至萌芽前實(shí)驗(yàn)組A按每畝1.5kg 的用量施入EDTA · Na2Fe;實(shí)驗(yàn)組A按每畝2.2kg的用量施入EDTA · Na2Fe;實(shí)驗(yàn)組A按每畝 3.9kg的用量施入EDTA · Na2Fe;移栽川黨參時(shí)不能用當(dāng)年的火土灰基肥，以免變成黑皮黨 參。在第4年農(nóng)歷7月立秋前后，先用釘耙抓松泥土，輕輕用手帶出全株，切莫亂挖亂翻，以免 損傷根條，影響移栽的子條，再經(jīng)過(guò)選擇大的加工商品川黨參。分別檢測(cè)各組莖葉和根中黨 參的鎘含量;具體如表3所示。
[0039] 表3各種EDTA · Na2Fe處理措施對(duì)川黨參鎘含量的影響
[0040]
[0041] 綜上所述，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組A、B、C相對(duì)于空白組都能有效的降低玄參根中的鎘含量，當(dāng) EDTA · Na2Fe的用量達(dá)到每畝大于2.2kg后就能起到較好的治理效果，但是考慮到采用化學(xué) 治理法本身可能對(duì)突然形成新的污染，因此采用2.2kg/畝是一個(gè)較為理想的用量。
[0042] 4.有機(jī)肥對(duì)鎘污染治理作用的考察
[0043]選擇受鎘污染的土地，經(jīng)過(guò)檢測(cè)表層土壤中Cd2+平均含量達(dá)到1.94mg/kg;整理土 地，分成6塊100m2的小區(qū)，分別給名為實(shí)驗(yàn)組1、實(shí)驗(yàn)組2、實(shí)驗(yàn)組3、實(shí)驗(yàn)組4、實(shí)驗(yàn)組5、實(shí)驗(yàn) 組6。將實(shí)驗(yàn)組1直接整地后不進(jìn)行其他的處理，實(shí)驗(yàn)組2按照每畝1650kg施用沼氣肥，實(shí)驗(yàn) 組3按照每畝3300kg施用沼氣肥，實(shí)驗(yàn)組4按照每畝6600kg施用沼氣肥，實(shí)驗(yàn)組5按照每畝 9900kg施用沼氣肥，實(shí)驗(yàn)組6按照每畝19800kg施用沼氣肥。各組開(kāi)溝栽種，開(kāi)溝寬13~ 17cm，深度23~26cm，將種根斜排在溝里，株距10cm，覆土 5cm;川黨參移栽后至萌芽前按每 畝2.2kg的用量施入EDTA · Na2Fe;移栽川黨參時(shí)不能用當(dāng)年的火土灰基肥，以免變成黑皮 黨參。在第4年農(nóng)歷7月立秋前后，先用釘耙抓松泥土，輕輕用手帶出全株，切莫亂挖亂翻，以 免損傷根條，影響移栽的子條，再經(jīng)過(guò)選擇大的加工商品川黨參。分別檢測(cè)各組莖葉和根中 黨參的鎘含量;具體如表4所示。
[0044] 表4各種有機(jī)肥處理措施對(duì)川黨參鎘含量的影響
[0045]
[0046」綜合分析上述6個(gè)實(shí)驗(yàn)組，施用有機(jī)肥可以明顯的降低川黨參根中的鎘含量，同時(shí) 增加莖和葉中的鎘含量。但是當(dāng)有機(jī)肥達(dá)到19800kg，則出現(xiàn)了川黨參根條表皮變黑的情 況。所以理想的有機(jī)肥用量應(yīng)該是每畝6600-9900kg。將川黨參的莖和葉集中處理，可以有 效的降低土壤中的鎘含量，同時(shí)上述的種植處理，也降低了川黨參藥用部位的鎘含量。該方 法適用于部分鎘含量超標(biāo)土壤的治理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法，其特征在于:包括以下步驟： 1) 培育川黨參苗； 2) 在第3年的2-3月將清理受鎘污染的閑置土地，并按每畝1650-9900kg的用量施用有 機(jī)肥； 3) 在第3年的3-4月開(kāi)溝移栽川黨參； 4) 在第3年川黨參移栽后至萌芽前按每畝1.5-3.9kg的用量施入EDTA · Na2Fe; 5) 在第4年采收黨參，將川黨參的枝干和葉集中隔離焚毀，收集川黨參根。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法，其特征在 于:步驟1)所述培育川黨參苗包括以下步驟： 1) 在第一年10~11月間，清理土地； 2) 第2年2~3月間開(kāi)始整地，深翻25~30cm，充分打碎土塊，做成130-170cm寬的畦，結(jié) 合翻土在在畦面施用火土灰，整理成畦； 3) 在播種的前1日天用40-50 °C水浸種10-15h，至濕透，再用拌和灰土，選擇晴天無(wú)風(fēng)的 時(shí)候?qū)⒎N子均勻撒在畦上，每667m2需種子1.5~2kg，播種后薄蓋一層細(xì)土； 4) 在播種后的第1年在畦上撒播蕎麥，蕎麥的密度以能為川黨參苗遮陰為準(zhǔn)； 5) 到第3年3-4月間移栽。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法，其特征在 于:所述步驟3)所述開(kāi)溝栽種為:開(kāi)溝寬13~17cm，深度23~26cm，將種根斜排在溝里，株距 10cm,覆土 5cm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法，其特征在 于:所述步驟2)中有機(jī)肥的用量為每畝6600-9900kg;有機(jī)肥為慪肥或沼氣肥。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎘土地種植川黨植株污染干預(yù)及土地治理方法，其特征在 于:所述步驟4)中每畝EDTA·Na2Fe的用量為2.2kg。
【文檔編號(hào)】A01G1/00GK106069038SQ201610445566
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】孫年喜, 莫讓瑜, 彭銳, 袁江
【申請(qǐng)人】重慶市中藥研究院