一種利用氮肥強化葉用紅菾菜修復(fù)鎘污染土壤的方法
【專利摘要】一種利用氮肥強化葉用紅菾菜修復(fù)鎘污染土壤的方法，涉及一種修復(fù)污染土壤的方法，該方法是在待修復(fù)的鎘污染土壤中施入氮肥，氮肥的施用形式為硫酸銨、尿素、氯化銨中的一種，氮肥施加量為0.1g/kgN，氮肥施加量中每千克土壤是以0-20厘米厚度土層的土壤重量計算的。氮肥以液體形式或固體形式均勻施入土壤中，然后種植葉用紅菾菜，葉用紅菾菜可以采用經(jīng)消毒后的種子直接播種的方式，本發(fā)明可以提高修復(fù)植物的生物量，增加葉用紅菾菜對鎘的吸收和富集量，從而強化葉用紅菾菜對鎘污染土壤的修復(fù)效果，提高植物修復(fù)的效率。本發(fā)明具有修復(fù)成本低廉、操作性強、環(huán)境風險小、無二次污染等優(yōu)點，并且在治理污染土壤的同時兼具美化環(huán)境的效果。
【專利說明】一種利用氮肥強化葉用紅慕菜修復(fù)鎘污染土壤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種修復(fù)污染土壤的方法，特別是涉及一種利用氮肥強化葉用紅泰菜修復(fù)鎘污染土壤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)發(fā)展、礦業(yè)開發(fā)、污水灌溉和污泥施用等人類活動所導致的土壤重金屬污染及其生態(tài)安全問題日趨嚴重。土壤重金屬污染不但導致糧食的減產(chǎn)，而且通過植物吸收進入食物鏈進而危害人類的生命和健康，同時污染土壤中的重金屬作為潛在的二次污染源，很可能會通過徑流、淋濾而污染地表水和地下水。重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)包括物理、化學和生物等方法，其中物理方法實施工程量大、投資費用高，并且還要對換出的污土進行堆放或處理；化學方法耗資巨大，還存在二次污染的問題；因此，目前國際上研究的熱點集中在具有安全、廉價、綠色等特點的植物修復(fù)技術(shù)研究。植物修復(fù)技術(shù)是以植物耐受和富集某種或某些有機或無機污染物為基礎(chǔ)，利用植物吸收累積和植物根際過濾等過程，清除環(huán)境中污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。但是用于修復(fù)的超積累植物通常生長緩慢，植株矮小，地上部分生物量小，限制了植物修復(fù)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。施肥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項最普遍也是最重要的農(nóng)藝措施，是土壤-植物系統(tǒng)中不可缺少的因素之一，肥料的施用對植物的生長代謝有著廣泛的影響。重金屬污染土壤的植物修復(fù)是一個系統(tǒng)工程，單一的植物修復(fù)技術(shù)較難達到預(yù)期效果。因而，行之有效的方式是以植物修復(fù)為主，輔以必要的施肥強化措施，增加重金屬的生物有效性，促進植物的生長和吸收，從而提高植物修復(fù)的綜合效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用氮肥強化葉用紅泰菜修復(fù)鎘污染土壤的方法，采用的葉用紅泰菜(Beta vulgaris var.cicla L.),又稱紅牛皮菜對鎘的耐性和富集能力強的特點，利用農(nóng)藝措施調(diào)控，施入氮肥，治理污染土壤，具有工程量小、成本低，易操作的特點。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種利用氮肥強化葉用紅泰菜修復(fù)鎘污染土壤的方法，所述方法包括如下過程:在待修復(fù)的鎘污染土壤中施入氮肥，施用形式為硫酸銨、尿素、氯化銨中的一種，其施加量為0.1 g/kg N，氮肥以液體形式或固體形式均勻施入土壤中，接著種植葉用紅泰菜，待植物生長至一定時期后收獲植物，將植物從土壤中整體移除修復(fù)鎘污染土壤；其植物葉用紅泰菜采用經(jīng)消毒后的種子直接播種的方式，或采用先育苗后移栽的方式種植；如采用先育苗后移栽的種植方式，需要待植物長出4-6片真葉時進行移栽；葉用紅泰菜采用室外栽培，定期澆水，使其土壤含水量維持田間持水量的60-70% ;待葉用紅泰菜生長至一定時期，將植物從土壤中整體移除，再多次反復(fù)種植該植物，直至土壤中的鎘達到土壤環(huán)境安全標準。
[0005]所述的一種利用氮肥強化葉用紅泰菜修復(fù)鎘污染土壤的方法，所述氮肥于污染土壤中的施用量0.1 g/kg N，其中每千克土壤是以0-20厘米厚度土層的土壤重量計算的。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點與效果是:
1.本發(fā)明所采用的葉用紅泰菜(Beta vulgaris var.cicla L.),又稱紅牛皮菜,植株生長強健，栽培適宜性強，葉片、葉柄為紫紅色或鮮紅色，具有良好的觀賞價值；同時對鎘的耐性和富集能力強。在修復(fù)鎘污染土壤的同時兼具美化環(huán)境的作用，具有良好的環(huán)境效益。
[0007]2.本發(fā)明利用農(nóng)藝措施調(diào)控，施入氮肥，施用形式為硫酸銨、尿素、氯化銨中的一種，與傳統(tǒng)的污染土壤治理方法相比，具有工程量小、成本低，易操作的優(yōu)點，促進植物生長，提高植物抗逆性及植物修復(fù)效率，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明氮肥處理下葉用紅泰菜地上部、根部及總干重(mg pot-1)示意圖； 圖2為氮肥處理下葉用紅泰菜地上部及根部Cd濃度(mg kg-1)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖所示實施例，對本發(fā)明作進一步詳述。
[0010]在待修復(fù)的鎘污染土壤中施入氮肥，施用形式為硫酸銨、尿素、氯化銨中的一種，氮肥的施加量為0.1 g/kg N，其中每千克土壤是指以0-20厘米厚度土層的土壤重量計算的。氮肥以液體形式或固體形式均勻施入土壤中，接著種植葉用紅泰菜，葉用紅泰菜可以采用經(jīng)消毒后的種子直接播種的方式，也可采用先育苗后移栽的方式種植。如采用先育苗后移栽的種植方式，需要待植物長出4-6片真葉時進行移栽。
[0011]所種植的葉用紅泰菜采用室外栽培，定期澆水，使其土壤含水量維持田間持水量的60-70%。待葉用紅泰菜生長至一定時期，將植物從土壤中整體移除，再多次反復(fù)種植該植物，直至土壤中的鎘達到土壤環(huán)境安全標準。
[0012]實施例1:
盆栽實驗土壤采自中國科學院沈陽生態(tài)站內(nèi)無污染區(qū)的表層(0-20cm)土壤，土壤類型為草甸棕壤，其基本理化性質(zhì)為:pH值6.5，有機質(zhì)含量15.5 g kg-1，總Cd含量0.12 mgkg - 1，土壤機械組成砂粒21.4%、粉粒46.5%、粘粒32.1%。采用上述土壤自制鎘的人工污染土壤，土壤自然風干后，過2 mm篩，以CdC12 2.5H20形式拌入污染物,使得土壤中Cd濃度為20 mg kg -10平衡2周后,混合均勻裝入塑料花盆中，每盆裝入土 1.0 kg。
[0013]氮肥調(diào)控:每盆播種8粒已消毒的葉用紅泰菜種子，待種子發(fā)芽10天后，每盆保苗4株，氮肥采用3種形式:硫酸銨、尿素、氯化銨，分別記作:N1、N2和N3處理，氮肥用量為
0.1 g/kg N;同時設(shè)置不施氮肥的對照處理CK20。
[0014]植物每日用去離子水澆灌并保持60%田間持水量，2個月后收獲植物。植物樣品用去離子水沖洗干凈后分為地上部和根部兩部分。植物樣品在烘箱中70°C烘至恒重后稱量干重并記錄。烘干的植物研磨后儲存待用。植物樣品采用HN03-HC104法消煮后用原子吸收分光光度計測定鎘含量。
[0015]試驗結(jié)果如下:
①氮肥對葉用紅泰菜生物量的影響
圖1為氮肥對葉用紅泰菜根部、地上部及總干重的影響。由圖1可知，與對照處理CK20相比較，3種氮肥處理均不同程度促進了葉用紅泰菜根部和地上部的生長、提高了葉用紅泰菜總生物量。N2處理顯著(p〈0.05)提高了葉用紅泰菜根部、地上部生物量；就總生物量而言，N2、N3這2種處理對葉用紅泰菜總干重的促進作用最為顯著(p〈0.05)。
[0016]②氮肥對葉用紅泰菜富集特性的影響
圖2為氮肥處理下葉用紅泰菜地上部及根部Cd的濃度，由圖2可知，氮肥促進了葉用紅泰菜地上部和根部對鎘的吸收，與對照CK20相比，3種氮肥處理均顯著(p〈0.05)提高了葉用紅泰菜根部Cd濃度；而N1、N3這2種處理顯著(p〈0.05)提高了葉用紅泰菜地上部Cd濃度。表1為氮肥處理下葉用紅泰菜Cd的總吸收量及轉(zhuǎn)移系數(shù)TF值。由表1可知，3種氮肥處理均不同程度降低了葉用紅泰菜的轉(zhuǎn)移系數(shù)TF，但顯著(p〈0.05)促進了葉用紅泰菜對鎘的總吸收量。與不施氮肥的對照處理相比，施用硫酸銨、尿素、氯化銨這3種氮肥，使得葉用紅泰菜的總吸收量與對照處理 相比，分別提高了 38.27%,75.5%和59.18%。
[0017]表1氮肥處理下葉用紅泰菜Cd的總吸收量及TF值 不同處理 Cd總吸收量(mg pot-1) TF ；
CK200.196±0.014c1.75
NI0.271±0.022b1.22
N20.344±0.033a1.31
N30.312±0.031ab1.50。
【權(quán)利要求】
1.一種利用氮肥強化葉用紅泰菜修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括如下過程: 在待修復(fù)的鎘污染土壤中施入氮肥，施用形式為硫酸銨、尿素、氯化銨中的一種，其施加量為0.1 g/kg N，氮肥以液體形式或固體形式均勻施入土壤中，接著種植葉用紅泰菜，待植物生長至一定時期后收獲植物，將植物從土壤中整體移除修復(fù)鎘污染土壤；其植物葉用紅泰菜采用經(jīng)消毒后的種子直接播種的方式，或采用先育苗后移栽的方式種植；如采用先育苗后移栽的種植方式，需要待植物長出4-6片真葉時進行移栽；葉用紅泰菜采用室外栽培，定期澆水，使其土壤含水量維持田間持水量的60-70% ;待葉用紅泰菜生長至一定時期，將植物從土壤中整體移除，再多次反復(fù)種植該植物，直至土壤中的鎘達到土壤環(huán)境安全標準。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用氮肥強化葉用紅泰菜修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，所述氮肥于污染土壤中的施用量0.1 g/kg N，其中每千克土壤是以0-20厘米厚度土層的土壤重量計算的。
【文檔編號】B09C1/00GK103785678SQ201410037170
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】陳蘇, 陳寧, 晁雷, 孫麗娜, 張倩, 劉芹 申請人:沈陽大學