CN104472161A - 一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法，涉及一种修复污染土壤的方法，在被镉中轻度污染的土壤中，将亲缘关系较远的辣椒与玉米采取间作的方式同时种植，辣椒与玉米按2-6行辣椒和2行玉米的田间布局，辣椒品种为三鹰朝天椒，玉米品种为金珠蜜。作物的田间管理与施肥按辣椒与玉米单作时的方法进行。玉米成熟时收获玉米，辣椒红时收获辣椒。玉米中镉含量下降至国家规定的安全食用标准，辣椒用于提取辣椒碱和辣椒红色素用于医疗、军事、化妆品等行业。本发明利用辣椒与玉米间作促进辣椒生长，使辣椒从土壤中带走大量重金属，而辣椒用于非食品行业，达到降低蔬菜土壤中重金属的含量，保障农产品安全。

Description

一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法
技术领域
    本发明涉及一种修复污染土壤的方法，特别是涉及一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法。
背景技术
土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。但随着社会现代化和生产的发展，土壤环境污染问题日益严重。其中重金属镉由于工业废渣、废气中镉的扩散、沉降、累积，含镉废水灌溉农田、以及含镉农药、磷肥的施用等而污染了大面积土壤。目前，我国受镉污染的农田约为1.3万公顷，涉及11个省市的25个地区，每年生产因会引起骨痛病而被禁止食用的镉含量超过1毫克/千克的镉米5.0×107千克。如在沈阳张士灌区镉污染土壤有2533公顷，其中严重污染面积占13%；江西大余县镉污染土壤有5500公顷，其中严重污染面积占12%。而在日本、德国、英国、美国、俄罗斯、加拿大、欧洲等其他国家，均有不同程度的镉污染土壤。其中，日本受镉污染的农田有472，125公顷，占其重金属污染面积的82%。
目前对重金属镉的治理主要有工程法。工程法中主要包括改土法、电化法、冲洗络合法。改土法是一种切实有效的治理重金属镉污染的方法，最早在英国、荷兰、美国等国家应用，但该方法需花费大量的人力、财力，并且在换土过程中，存在这占用土地、渗漏、污染环境等不良因素的影响。因此其并不是一种理想土壤镉污染的治理方法。电化法利用电场作用富集重金属，经济合理，特别适合于低渗透性的黏土和淤泥土，每立方米污染土壤需要10美元左右。但对于渗透性高、传导性差的砂质土壤清除重金属镉效果较差。冲洗络合法适用于对面积小污染重的土壤治理，但同时也容易引起某些营养元素的淋洗和沉淀。总之，用工程法治理重金属镉污染土壤，适用于污染重、面积小的土壤。而对于污染面积较大的、污染程度较轻的土壤则消耗物力、财力较大，同时也破坏了土壤肥力。
植物修复是一种新兴的环境污染治理应用技术，该技术处理费用低，具有保护表土、减少侵蚀和水土流失的功效，对环境影响小。但目前我国土壤重金属污染日益严重，而将大面积重金属中轻度污染农田停止农作，进行长时间的工程或植物修复，这在我国人多地少的现状下是不现实的。因此对于中轻度重金属镉等污染土壤，采用原位的植物修复，配合一定的农业措施（比如间混套作等），降低土壤重金属向间作作物可食部位的运输和积累，同时利用另外一种作物果实的工业用途，如辣椒，从果实中提取辣椒碱和辣椒红色素用于医疗、军事、化妆品等行业。辣椒与玉米间作，有利于辣椒的生长，因此利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤，降低土壤重金属镉含量，将是一条有效的途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法，本发明方法可降低土壤中的重金属镉含量，同时玉米果实中的镉含量也低于单作时的镉含量，而辣椒果实用于提取辣椒碱和辣椒红色素，避免了其食用安全问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
1.在被镉中轻度污染的土壤中，辣椒与玉米采取间作的方式种植，辣椒与玉米按2-6行辣椒和2行玉米的田间布局，辣椒行距为0.5米，株距0.4米；玉米行距为0.4米，株距0.4米，玉米与辣椒行距为0.5米。辣椒为三鹰朝天椒，玉米为金珠蜜。
2、辣椒的田间管理与施肥为：1）选择发芽率高的三鹰朝天椒种子，利用苗床进行育苗，育苗温度要求白天25-28℃，夜间16-20℃；2）辣椒基肥需要施农家肥1500-2000千克/亩，复合肥100千克，钙镁磷肥75千克，过磷酸钙15千克；3）辣椒叶展6-8片叶时开始定植，浇水缓苗；4）夏季辣椒土壤要保持田间持水量80%左右。5）追肥分两次进行，定植缓苗后，追施7-10千克/亩的高钾水溶性肥，2周后同样施用量再追肥一次，开花结果期追施高钾高钙复合肥10千克/亩。
3、玉米的田间管理与施肥方法为：1）玉米基肥需要施农家肥1500-3000千克/亩，氮肥90.0-116.0千克/公顷，五氧化二磷18.7-30.0千克/公顷，氧化钾45.0-60.0千克/公顷；2）玉米播种时最低地温8℃，播种后，田间持水量在60%以上；3）3-4叶时要及时间苗定株；4）苗前期要及时浅中耕松土和除草；5）玉米抽穗期，要保证田间持水量为60%-80%；6）穗期追肥为氮肥90.0-116.0千克/公顷，五氧化二磷18.7-30.0千克/公顷，氧化钾45.0-60.0千克/公顷。
4、收获玉米、辣椒，测定作物根、茎、叶、果实重量，并测定重金属含量。结果发现，当污染土壤中的重金属为5mg/kg、1.21mg/kg时，重金属镉在玉米、辣椒作物中的分配分别是根﹥叶﹥茎﹥果实，间作促进辣椒对重金属镉的吸收，而抑制了玉米对重金属镉的吸收。当污染土壤浓度为5mg/kg，玉米、辣椒果实部分镉的含量超出了国家根据国家食品的重金属含量标准 GB 2762-2005 规定：镉含量不能超过 0.05mg/kg，而当污染土壤重金属镉含量为1.21mg/kg时，玉米、辣椒果实部分镉的含量均未超出了国家根据国家食品的重金属含量标准 GB 2762-2005 规定。
本发明的优点：
辣椒与玉米间作，促进了辣椒的生长，降低了中轻度镉污染土壤中镉的含量，同时玉米果实中的镉含量低于单作时的镉含量，而辣椒果实用于提取辣椒碱和辣椒红色素用于医疗、军事、化妆品等行业，避免了其食用安全问题。
附图说明
    图1：实施例1种植方式下镉在辣椒三鹰朝天椒中积累量数据；
图2：实施例1种植方式下镉在玉米中含量数据；
图3：实施例2种植方式下镉在辣椒三鹰朝天椒中积累量数据；
图4：实施例2种植方式下镉在玉米中含量数据。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。
实施例1
1、本发明选取的三鹰朝天椒是抗性强、产量高、辣椒红色素和辣椒碱含量较高，玉米品种金珠蜜是镉低积累作物。将CdSO4·8H2O均匀干燥过筛后的土壤中，使土壤镉含量达到5毫克/千克，放置1个月使重金属分布均匀，期间每周整体翻动一遍。修一个长4米、宽4米、深0.25米的方形池子，在池子底层放上塑料布，塑料布上放处理好的污染土。辣椒与玉米采取间作的方式种植，辣椒与玉米按2行辣椒和2行玉米的田间布局，辣椒行距为0.5米，株距0.4米；玉米行距为0.4米，株距0.4米，玉米与辣椒行距为0.5米。另外修2个宽2米、长4米池子，放上同浓度污染土，分别种植辣椒与玉米，作为单作对照。
2、辣椒的田间管理与施肥为：1）选择发芽率高的三鹰朝天椒种子，利用苗床进行育苗，育苗温度要求白天25-28℃，夜间16-20℃；2）辣椒基肥需要施农家肥2000千克/亩，复合肥100千克，钙镁磷肥75千克，过磷酸钙15千克；3）辣椒叶展6-8片叶时开始定植，浇水缓苗；4）夏季辣椒土壤要保持田间持水量80%左右。5）追肥分两次进行，定植缓苗后，追施10千克/亩的高钾水溶性肥，2周后同样施用量再追肥一次，开花结果期追施高钾高钙复合肥10千克/亩。
3、玉米的田间管理与施肥方法为：1）玉米基肥需要施农家肥3000千克/亩，氮肥116.0千克/公顷，五氧化二磷30.0千克/公顷，氧化钾60.0千克/公顷；2）玉米播种时最低地温8℃，播种后，田间持水量在60%以上；3）3-4叶时要及时间苗定株；4）苗前期要及时浅中耕松土和除草；5）玉米抽穗期，要保证田间持水量为60%-80%；6）穗期追肥为氮肥116.0千克/公顷，五氧化二磷30.0千克/公顷，氧化钾60.0千克/公顷。
4、9月中旬收获玉米、辣椒，测定作物根、茎、叶、果实重量，并测定重金属含量。从图1和图2可看出，当施入土壤中的重金属为5mg/kg时，重金属镉在玉米、辣椒作物中的分配分别是根﹥叶﹥茎﹥果实，间作促进辣椒对重金属镉的吸收，而抑制了玉米对重金属镉的吸收。玉米、辣椒果实部分镉的含量超出了国家根据国家食品的重金属含量标准 GB 2762-2005 规定：镉含量不能超过 0.05mg/kg。
实施例2
1、辣椒为三鹰朝天椒，玉米为金珠蜜。土壤为沈阳新民大民屯一村的蔬菜大棚中菜地土，该土壤镉含量为1.21毫克/千克。修一个长4.8米、宽4米、深0.25米的方形池子，在池子底层放上塑料布，塑料布上放处理好的污染土。辣椒与玉米采取间作的方式种植，辣椒与玉米按6行辣椒和2行玉米的田间布局，辣椒行距为0.5米，株距0.4米；玉米行距为0.4米，株距0.4米，玉米与辣椒行距为0.5米。另外修2个宽2米、长4米池子，放上同浓度污染土，分别种植辣椒与玉米，作为单作对照。
2、辣椒的田间管理与施肥为：1）选择发芽率高的三鹰朝天椒种子，利用苗床进行育苗，育苗温度要求白天25-28℃，夜间16-20℃；2）辣椒基肥需要施农家肥1500千克/亩，复合肥100千克，钙镁磷肥75千克，过磷酸钙15千克；3）辣椒叶展6-8片叶时开始定植，浇水缓苗；4）夏季辣椒土壤要保持田间持水量80%左右。5）追肥分两次进行，定植缓苗后，追施7千克/亩的高钾水溶性肥，2周后同样施用量再追肥一次，开花结果期追施高钾高钙复合肥10千克/亩。
3、玉米的田间管理与施肥方法为：1）玉米基肥需要施农家肥1500千克/亩，氮肥90.0千克/公顷，五氧化二磷18.7千克/公顷，氧化钾45.0千克/公顷；2）玉米播种时最低地温8℃，播种后，田间持水量在60%以上；3）3-4叶时要及时间苗定株；4）苗前期要及时浅中耕松土和除草；5）玉米抽穗期，要保证田间持水量为60%-80%；6）穗期追肥为氮肥90.0千克/公顷，五氧化二磷18.7千克/公顷，氧化钾45.0千克/公顷。
4、9月中旬收获玉米、辣椒，测定作物根、茎、叶、果实重量，并测定重金属含量。从图3和图4可看出，当污染土壤中的重金属为1.21mg/kg时，重金属镉在玉米、辣椒作物中的分配分别是根﹥叶﹥茎﹥果实，间作促进辣椒对重金属镉的吸收，而抑制了玉米对重金属镉的吸收。玉米、辣椒果实部分镉的含量均未超出了国家根据国家食品的重金属含量标准 GB 2762-2005 规定：镉含量不能超过 0.05mg/kg。

Claims (3)

1.一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下技术措施：
1）在被镉中轻度污染的土壤中，将亲缘关系较远的辣椒与玉米采取间作的方式同时种植，辣椒与玉米按2-6行辣椒和2行玉米的田间布局，辣椒行距为0.5米，株距0.4米；玉米行距为0.4米，株距0.4米，玉米与辣椒行距为0.5米；
2）辣椒品种为三鹰朝天椒，玉米品种为金珠蜜；
3）作物的施肥与田间管理按辣椒与玉米单作时的方法进行；
4）玉米成熟时收获玉米，辣椒红时收获辣椒；
5）玉米中镉含量下降至国家规定的安全食用标准，辣椒用于提取辣椒碱和辣椒红色素用于医疗、军事、化妆品等行业。
2.根据权利要求1所述的一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法，其特征在于，所述辣椒的田间管理与施肥方法为：
1)选择发芽率高的三鹰朝天椒种子，利用苗床进行育苗，育苗温度要求白天25-28℃，夜间16-20℃；
2）辣椒基肥需要施农家肥1500-2000千克/亩，复合肥100千克，钙镁磷肥75千克，过磷酸钙15千克；
3）辣椒叶展6-8片叶时开始定植，浇水缓苗；
4）夏季辣椒土壤要保持田间持水量80%左右；
5）追肥分两次进行，定植缓苗后，追施7-10千克/亩的高钾水溶性肥，2周后同样施用量再追肥一次，开花结果期追施高钾高钙复合肥10千克/亩。
3.根据权利要求1所述的一种利用辣椒与玉米间作修复中轻度镉污染土壤的方法，其特征在于，所述玉米的田间管理与施肥方法为：
1）玉米基肥需要施农家肥1500-3000千克/亩，氮肥90.0-116.0千克/公顷，五氧化二磷18.7-30.0千克/公顷，氧化钾45.0-60.0千克/公顷；
2）玉米播种时最低地温8℃，播种后，田间持水量在60%以上；
3）3-4叶时要及时间苗定株；
4）苗前期要及时浅中耕松土和除草；
5）玉米抽穗期，要保证田间持水量为60%-80%；
6）穗期追肥为氮肥90.0-116.0千克/公顷，五氧化二磷18.7-30.0千克/公顷，氧化钾45.0-60.0千克/公顷。
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