一種利用再力花修復(fù)鎘污染土壤的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鎘污染土壤的生態(tài)修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種利用再力花修復(fù)鎘污染土壤的方法。本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)再力花在高濃度鎘環(huán)境中不但能夠正常生長，其生物量也沒有明顯減少，而且地上部重金屬含量高于根部重金屬含量，能夠大量吸附土壤中的鎘。因此，在重金屬鎘污染土壤中種植再力花，當(dāng)再力花植物成熟時(shí)，把植株的地上部（保留一定高度的植株基部）從污染土壤上刈割收獲移走；待植株基部或地下部長出新芽并逐漸形成新的成熟植株后，重復(fù)上述過程，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。
【專利說明】一種利用再力花修復(fù)鎘污染土壤的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎘污染土壤的生態(tài)修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種利用再力花修復(fù)鎘污染土壤的方法，更具體為一種成本低、可操作性強(qiáng)、環(huán)境友好的再力花單作修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)有關(guān)資料，中國耕地重金屬污染的面積占耕地總量的1/6左右，8種土壤重金屬元素中，Cd污染概率為25.2%，遠(yuǎn)超過其他幾種土壤重金屬元素。Cd污染直接導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)和糧食的Cd超標(biāo)。2012年對廣東省以及華東、華中、東北、西北、西南等地的200份大米樣品抽取測定，結(jié)果表明，200個(gè)樣品中Cd含量超標(biāo)的達(dá)7.5%?！版k大米”事件已日益受到人們的關(guān)注。
[0003]植物修復(fù)是治理污染土壤的重要手段之一，具有費(fèi)用低、有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。目前國外研究已發(fā)現(xiàn)多種鎘超積累植物，但相關(guān)研究成果多數(shù)適用于礦區(qū)、城郊等高污染區(qū)域，而且研究多數(shù)集中在旱地，而對于稻田鎘污染的生物修復(fù)技術(shù)研究較少。
[0004]再力花(iAa/ia為多年生挺水植物,具有根系發(fā)達(dá)(其成熟植株的根系表面積在)、生物量大、耐污染和凈化能力強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來被廣泛用于污染河流的生態(tài)修復(fù)。研究表明，再力花成熟植株的根系表面積在1400 cm2以上，對Cu、Mn、Zn、P有良好的富集作用。目前有關(guān)再力花對Cd污染脅迫的耐受性及其對Cd的富集修復(fù)作用的研究還鮮見報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)對鎘污染土壤修復(fù)技術(shù)的不足，提供一種成本低、可操作性強(qiáng)、環(huán)境友好的再力花單作修復(fù)重金屬鎘污染土壤的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)再力花在高濃度鎘環(huán)境中不但能夠正常生長，其生物量也沒有明顯減少，而且地上部重金屬含量高于根部重金屬含量，能夠大量吸附土壤中的鎘。因此，本發(fā)明提供再力花在鎘污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
[0007]從再力花吸附鎘元素的機(jī)理來看，再力花可以對所有類型的鎘污染土壤都具有修復(fù)作用，優(yōu)選地，所述鎘污染土壤為稻田鎘污染土壤。但是，再力花可修復(fù)的土壤并局限于稻田鎘污染土壤。
[0008]一種修復(fù)鎘污染土壤的方法，具體為:在鎘污染土壤中種植再力花，當(dāng)再力花成熟后，將再力花地上部植株刈割，將其富集的鎘移走，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。
[0009]作為優(yōu)選操作，當(dāng)再力花成熟后，將其地上部刈割收獲移走，待再力花基部或地下部長出新芽并逐漸形成新的成熟植株后，再將其地上部刈割收獲移走，重復(fù)幾次，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。本發(fā)明所述重復(fù)刈割收獲再力花的次數(shù)可以根據(jù)鎘污染土壤的污染程度來確定和選擇。
[0010]作為優(yōu)選操作，在基部高6?1cm處刈割地上部植株。
[0011]作為優(yōu)選操作，再力花種植規(guī)格為2(T40cmX25?40cm。再力花將鎘元素向地上部富集，等成熟后，從再力花基部高6?1cm處刈割地上部植株，從而移走其中從土壤中富集的鎘；待地下部長出新芽并逐漸形成新的成熟植株后，重復(fù)上述過程，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。
[0012]作為優(yōu)選操作，在再力花生長過程中，根據(jù)再力花生育期需求適時(shí)排灌，通常保持田間水層3?10cm。在收獲再力花地上部植株時(shí)，排干水層。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1.與現(xiàn)有技術(shù)相比，再力花為多年生挺水植物，具有根系發(fā)達(dá)、生物量大、耐污染和凈化能力強(qiáng)等特點(diǎn)，每株再力花成熟植株生物量(干重)可達(dá)3.65kg左右，根系表面積在1400cm2以上，對土壤Cd有良好的富集作用，因此，在稻田水生環(huán)境中種植十分適宜，而且方法簡單、成本低、可操作性強(qiáng)、效果明顯、環(huán)境友好，便于在稻田生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣。
[0014]2.再力花具有較高的生物量，能吸收較多的土壤Cd，同時(shí)，其Cd含量主要積累在莖部，通過植株收獲可有效去除土壤中的Cd。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明技術(shù)方案，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0016]實(shí)施例1
試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)躍進(jìn)北教學(xué)科研農(nóng)場。
[0017]采用盆栽模擬土壤重金屬污染的方法，試驗(yàn)以溫室盆栽試驗(yàn)的方式進(jìn)行。土壤風(fēng)干，充分混合，過I Cm篩子,每盆裝土 8 kg O污染物是以CdCl2.5H20 (分析純)配制成的CdCl2水溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、1、10和25 mg.kg—1，分別為記為CK、CdU Cd2和Cd3，各處理重復(fù)4次。供試土壤加入Cd溶液后用去離子水澆灌，充分?jǐn)噭虿⑹姑颗柰寥劳翆颖３? cm左右水層使Cd充分分布于土層,平衡20d后進(jìn)行作物移栽。移栽時(shí)選取長勢一致的植株，每盆移栽植株2株，再力花選取株高(15 ± I) cm且生長狀況一致的個(gè)體進(jìn)行移栽。
[0018]試驗(yàn)結(jié)果如下:表I表明，隨著Cd濃度的增大，植株體內(nèi)積累的Cd總量也逐步增力口。植株體內(nèi)的Cd積累總量取決于該植株的生物量，由于再力花的生物量大，故可大大提高其積累Cd的總量，從而有效降低土壤Cd含量以及水稻體內(nèi)的Cd積累總量。
[0019]表I不同處理植株Cd積累總量再力花加《株―1)
CK_258.08±32.06_


Cdl ~^1.92±30.55

Cd2 T^31.50±274.49

Cd3 |5916.14±421.27
實(shí)施例2
試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)教學(xué)科研農(nóng)場。
[0020]再力花是近年新引入我國的一種觀賞價(jià)值極高的挺水花卉，主要種植于華南地區(qū)的部分城市。可從市場上直接購買健康種苗，株高約15cm。本發(fā)明也適用其他常規(guī)再力花品種，并不因此限定本發(fā)明范圍。
[0021]采用盆栽模擬土壤重金屬污染的方法，試驗(yàn)以溫室大盆盆栽試驗(yàn)的方式進(jìn)行。土壤風(fēng)干，充分混合，過I Cm篩子，每盆裝鎘污染的水稻土壤8 kg，經(jīng)測試土壤鎘的含量為
1.89 mg.kg4,為輕度污染類型。在鎘污染水稻土壤中，按照20cmX20cm的規(guī)格種植株高15cm左右的再力花，每盆種植再力花4株，保持水層3cm.當(dāng)再力花成熟后，將再力花基部高6cm處刈割地上部植株，從而移走其從土壤中富集的鎘；待地下部長出新芽并之后形成新的成熟植株后，再將再力花基部高6cm處刈割地上部植株。若每年刈割2次，則每年約移除土壤鎘1.06mg，連續(xù)種植5年可使土壤中鎘濃度下降至為0.6 mg* kg_S從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。若采用大田種植再力花方式，其植株生物量會(huì)更大，一般干重可達(dá)3.65kg/株左右，對土壤鎘污染的修復(fù)效果會(huì)更好。
[0022]實(shí)施例3
試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)教學(xué)科研農(nóng)場。
[0023]再力花是近年新引入我國的一種觀賞價(jià)值極高的挺水花卉，主要種植于華南地區(qū)的部分城市。可從市場上直接購買健康種苗，株高約15cm。本發(fā)明也適用其他常規(guī)再力花品種，并不因此限定本發(fā)明范圍。
[0024]采用盆栽模擬土壤重金屬污染的方法，試驗(yàn)以溫室大盆盆栽試驗(yàn)的方式進(jìn)行。土壤風(fēng)干，充分混合，過I cm篩子，每盆裝鎘污染的水稻土壤8 kg，經(jīng)測試土壤鎘的含量約為12mg.kg4,為重度污染程度。在此鎘污染的土壤中，按照20cmX20cm的規(guī)格種植株高15cm左右再力花，每盆種植再力花4株，保持水層5cm.當(dāng)再力花成熟后，將再力花基部高1cm處刈割地上部植株，從而移走其從土壤中富集的鎘；待地下部長出新芽并之后形成新的成熟植株后，再將再力花基部高1cm處刈割地上部植株。若每年刈割2次，則每年約移除土壤鎘15.44mg，連續(xù)種植5年可使土壤中鎘濃度下降至為2.42 mg ^g—1，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。若采用大田種植再力花方式，其植株生物量會(huì)更大，一般干重可達(dá)
3.65kg/株左右，對土壤鎘污染的修復(fù)效果會(huì)更好。
【權(quán)利要求】
1.再力花在鎘污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于，所述土壤為鎘污染土壤，特別是稻田鎘污染土壤。
3.一種修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，在鎘污染土壤中種植再力花，當(dāng)再力花成熟后，將再力花從土壤中移走，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，當(dāng)再力花成熟后，將其地上部刈割收獲移走，待再力花基部或地下部長出新芽并逐漸形成新的成熟植株后，再將其地上部刈割收獲移走，重復(fù)幾次，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤中污染物鎘的目的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，再力花種植規(guī)格為20 ?40cmX 25 ?40cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，在再力花生長過程中，根據(jù)再力花生育期需求等適時(shí)排灌，通常保持田間水層3?10cm，在收獲再力花植株時(shí)，排干水層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述修復(fù)鎘污染土壤的方法，其特征在于，在基部高6?10cm處刈割地上部植株。
【文檔編號】B09C1/10GK104128362SQ201410332781
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】章家恩, 梁開明, 傅玲, 楊滔, 郭靖, 趙本良, 羅明珠 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)