CN100431723C - 一种污染土壤的植物修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污染土壤的肾蕨(Nephrolepis auriculata L.Triman)和大豆(Glycine Max(L.)Merr.)植物修复方法。本发明采用选种培育的肾蕨植物和大豆农作物。采用本发明对砷、铅、镉、汞复合污染土壤，采取轮作与间种方法，有利于污染土壤中有害元素的有效清除，保证道地川川芎中药材品种和质量。
Description
1.技术领域
本专利涉及道地中药材基地污染土壤的植物修复方法。
1.1道地药材重金属含量超标，至使川产药材出口受到严重制约
纵观我国中药材生产和中成药出口现状，尽管我国是世界上中药材生产大国，但在中药生产质量上，一直存在着重金属含量和农药残存量偏高等问题，其中存在最关键问题是：有害元素镉、汞、砷、铅含量偏高。1999年，美国加利福尼亚卫生署公布了260种中成药的检测报告，123个中成药产品重金属含量超标，其中中国大陆就占了93个。著名的德国魁汀中医医院报道，截止于1997年的6年中，该院从中国进口大约300种不同中药饮片，被德国生药检查部门抽查发现不合格的达66种(占20％)，其中重金属含量超标的有21种。
1.2中药材重金属含量超标的质量问题的关键因素是道地药基地土壤的镉、汞、砷、铅污染
前我国受重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的五分之一，已危及当地居民的健康，严重制约我国工农业的生产。
仅以四川为例，境内硫化矿床分布广泛，由于气候、环境变化等长期作用，造成泯江流域的沿崖城市(都江堰市、彭州市乃至成都平源)水体、土壤重金属污染。
四川是我国几个主要的中药材规范化种植(Good Agriculture Practice，GAP)基地之一。四川省科技厅紧紧围绕GAP建设，启动实施二批共32种中药材种植科技示范区。然而，2000年欧共体检测四川盆地道地中药材川芎、白芷、半夏，提出重金属含量超标而未能出口。
由此可见，这一现状已严重地制约了我省中药产业的发展。要解决中药材生产和中成药出口中存在的突出问题，必须抓住中药材的源头——建设符合GAP的生产基地，解决中药材基地重金属污染问题，生产符合中药现代化需求的、质量稳定的道地中药材。
2.背景技术
2.1现有技术现状
纵观现有的污染土壤治理方法，归纳起来主要有：客土法、化学处理法、植物修复法。
客土法通常是针对矿山开采堆浸场的浸出废矿堆，客土覆盖；或搬动移去受重金属污染的土壤耕作层，客土覆盖。
化学处理法通常是针酸性土壤、硝土、碱性土质和坂结土，采用化学试剂，如石灰等，改变土壤性状，达到治理目的。
近年，国内外虽已有分别针对污染土壤的蜈蚣草(Pteris vittata L.)治理法，该方法主要是针对砷污染土壤，其特征是控制土壤pH值，采取分苗移植、定期收割上部，留茬并移走。
2.2现有技术存在的问题和缺点
综观上述方法，应用在中药材基地，主要存在如下关键性技术障碍和缺点：
(1)客土法和化学处理方法，其成本高，且易改变土壤特性，其应用范围受到限制；
(2)对于针对污染土壤的蜈蚣草治理法，需控制土壤至中性和偏碱性，对砷效果明显，但对砷、铅、镉、汞复合污染，有害元素不能有效清除；
(3)现有方法最突出的问题是：均一定程度地改变了土壤性质，引起道地药材基地土壤性质和土壤质量改变，至使中药材失去药用性能，或药用有效成分降低。
3.发明内容
3.1解决的技术问题
(1)肾蕨植物(Nephrolepis auriculata(L.)Triman)和大豆农作物(GlycineMax(L.)Merr.)的选择；
(2)保持道地药材基地土壤特性和川川芎(Ligusticum chuanxiong Hort)药材品种，改进川川芎药材质量；
(3)应用本发明轮作与间种方法，既可生产质量合格的川芎中药材，并可经过5-8年，实现污染土壤中有害元素砷、铅、镉、汞的有效清除，使川芎中药材基地土壤达到GB15618-95土壤环境质量标准。
3.2技术方案
本发明涉及一种砷铅镉汞复合污染土壤的植物修复方法，技术方案主要是：
(1)肾蕨植物和大豆农作物的选育方法；
(2)大豆与肾蕨(川芎)的轮作方法；
(3)川芎与肾蕨间种方法。
3.3有益效果
本发明技术方法简单，可操作性强，有利于推广和有效保护道地药材川川芎品种与质量，具有显著的社会和经济效益。
3.3.1上季种植大豆与下季种植肾蕨的轮作效果
例一.对于轻度污染土壤(铅49.98mg/kg、镉15.12mg/kg、砷16.34mg/kg、汞1.9mg/kg)，上季选择种植大豆，下季种植肾蕨，实验研究表明，其污染土壤中重金属清除效果显著。
轻度污染土壤上季种植大豆，其耕作表层中各种状态的铅砷镉汞含量均降低，与上季种植水稻相比，土壤残渣态中重金属的含量明显降低。大豆具有一定的富集重金属，尤其是富集铅、镉的能力。通过大豆植株富集的铅镉主要赋存于植株根和根茎中，铅、镉含量可分别达3590mg/Kg、870mg/kg，而大豆产品中铅镉等重金属含量达到NY/T271-95绿色食品标准(菜豆类标准)。
下季种植肾蕨试验，结果表明肾蕨具有富集重金属，尤其具有富集砷、汞的作用。通过大豆植株富集的砷主要赋存于植株叶中，其总砷含量高达3300mg/kg；汞主要赋存于植株根茎中，总汞含量达37mg/kg。
3.3.2下季川芎与肾蕨的间作对有害元素的去除效果
例二.上例土壤中，上季种植大豆，下季采取肾蕨与川芎间作：
肾蕨与川芎间行套作，肾蕨修复植物与药用植物，生长茂盛时，植株高度相当，约50-60cm。由于肾蕨修复植物的对重金属元素通过根系的竞争性吸收，川芎药材中有效成份无改变，而重金属含量及砷盐达到国家对外贸易经济合作部发布的药用植物及制剂进出口绿色行业标准中重金属及砷盐的限量要求(2001.7.1起实施)，即重金属总量≤20.0mg/kg，铅(Pb)≤5.0mg/kg，镉(Cd)≤0.3mg/kg，汞(Hg)≤0.2mg/kg，砷(As)≤2.0mg/kg。
4.具体实施方法
4.1肾蕨植物和大豆农作物的选培育方法
4.1.1肾蕨植物的选培育方法
肾蕨：选择具经济和观赏价值的肾蕨植物(Nephrolepis auriculata L.Triman)。肾蕨培育在花铺园中进行。肾蕨的繁殖能力强，采取分株繁殖。分株一般于8月份结合换盆时进行。将生长茂密的老株从花盆中脱出来，除去大部分培养土和根部凤皇蛋(因凤皇蛋中重金属含量较高)；把铁丝状匍匐茎分切成几份，使每份带有一定数量的叶丛和不定根；将茎段(此处简称分苗)分栽，与川芎芩种同时栽种移植。
4.1.2大豆农作物的选培育方法
大豆品种选择：选择大豆种子(Glycine Max(L.)Merr.)。除施肥外，大豆种植按DB23/T018-1997方法，无特别要求；大豆种植施肥：使用川产川芎施肥标准。收获的大豆产品重金属铅、镉、砷、汞符合NY/T271-95绿色食品标准(菜豆类标准)；
重金属铅、镉、砷、汞，尤其是铅镉主要富集在大豆植株中，收获后，植株转移集中处理。
4.2大豆与肾蕨(川芎)的轮作方法
夏季(上季)：3-4月份施大豆种子，点播大豆；冬季(下季)：8月种植方法为：川芎芩种与肾蕨的分苗采取间作。
4.3肾蕨与川芎的间作方法
冬季川芎药材基地，川芎芩种与肾蕨分苗采取间行栽作，其种植和管理规范，按2002年3月18日经国家药品监督管理局发布，并2002年6月1日起施行的《中药材生产质量管理规范(试行)》执行，在第二年5月中下旬采收川芎，即收获得到质量合格的川芎中药材。
值得说明的是：为了进一步提高经济效益，在采收川芎时，肾蕨植物可移植至花盆，制作成观赏花卉，但一定要统一管理，观赏后，统一收集，集中处理。
Claims (1)
1.本发明是一种道地川产中药材川芎基地污染土壤的肾蕨和大豆的植物修复方法，包括修复植物的选择和种植方法；发明的特征在于：选育具经济和观赏价值的植物学名为Nephrolepis auriculata(L.)Triman的肾蕨和植物学名为Glycine Max(L.)Merr.的农作物大豆，采用轮作中药材川芎和修复植物大豆、间种中药材川芎与修复植物肾蕨的方法，有利于污染土壤中有害元素的有效消除，保证道地川川芎中药材品种与质量。
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