CN107081335A - 一种重金属污染农田土壤的生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，包括以下步骤：根据种植时间选择不同种类的苋菜；根据土壤的污染程度选择合适的种植密度；种植苋菜；苋菜种植管理；与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过种植苋菜有效减缓土壤重金属的污染，增加土壤的生物性能。
Description
技术领域
本发明是一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，属于农作物种植领域。
背景技术
重金属是指比重大于5的金属(一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属)，也是指原子量大于55的金属。重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要通过采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致，导致环境中的重金属含量不同程度的增加，超出国家安全标准的正常范围，能够直接危害人体健康，并导致环境质量恶化。2011年，我国首个"十二五"专项规划--《重金属污染综合防治"十二五"规划》获得国务院正式批复，防治规划力求控制重金属Hg、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni及类金属As等的污染。
目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t。重金属存在于生活中的各个环节，其中以土壤重金属污染和水体重金属污染为大众最为关注。土壤重金属污染可以直接影响动植物的健康，对于植物来说，重金属污染会影响植物根和叶的发育，尤其是对经济作物，土壤重金属污染可以导致经济作物等产量和质量严重下降，甚至引发人畜慢性疾病。同时，重金属污染对人体的伤害极大，可以破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等。
目前“镉”米成为大众关注的焦点，重金属镉正通过污染土壤侵入稻米，抽样调查显示中国多地市场上约10％大米镉超标。由于我国65％的人口以稻米为主食，因此未来的中国农产品安全问题中，重金属污染将取代农药，成为主要的公共卫生问题。我国卫生防病工作者南方某省食品镉污染情况进行了调查，检测了14类、2074份食品中镉的含量，检出率64.4％，超标率为7.3％；镉超标食品涉及到粮食、水果、食用菌、水产品、动物内脏多个范围等，说明在一些地区镉污染状况遍及部分地区，不同种类的食品污染状况有所不同，可能对人体健康构成潜在危害。科学研究证实，土壤中镉超标，可能对农作物和人体都带来危害。人吃了被镉污染的植物后，镉会跟着食物链进入人体并在人体内累积，然后致使各种病症。因此人们在制订环境质量标准中，就需要考虑镉对植物生长产生毒害作用的阈值，以及对人体健康产生危害的阈值。1931年发生在日本富山县的“骨痛病”，是镉环境污染进而导致人体慢性镉中毒的典型案例。镉及其化合物可以经过呼吸道和消化道进入人体。长期接触一定剂量的镉主要导致肾脏损害，肾小管功能受损，造成钙、磷和维生素D代谢障碍，进而造成骨质软化和疏松，严重者极易发生病理性骨折慢性镉中毒患者可能出现神经系统、免疫系统、生殖系统损害，以及肿瘤的高发。
由于重金属镉不能被微生物降解，是环境长期、潜在的污染物；土壤胶体和颗粒物的吸附作用，长期存在于土壤中，重金属镉在土壤中有很大的溶解度和迁移活性同时；土壤重金属可以通过食物链被生物富集，产生生物放大作用的特殊特点，加大了土壤重金属污染防治的难度。
目前,重金属污染的修复主要有两种途径：1、改变重金属的存在状态，降低其活性，使其钝化，脱离食物链，减小其毒性。但是这种途径所需费用较高，因此不能成为修复途径的最佳选择2、利用特殊植物吸收土壤中的重金属，然后将该植物除去或用工程技术将重金属变为可溶态、游离态，再经过淋洗，然后收集淋洗液中的重金属，从而达到回收重金属和减少土壤中重金属的双重目的。
因此，提供一种减少土壤重金属镉污染的方法，克服多种技术和时间的障碍，实现利用植物的富集重金属镉的特殊作用，从而达到回收重金属和减少重金属镉的双重目的，是本技术领域中一个有意义的研究。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题,本发明使用方便，便于操作，稳定性好，可靠性高。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，包括以下步骤：
根据种植时间选择不同种类的苋菜；
根据土壤的污染程度选择合适的种植密度；
种植苋菜；
苋菜种植管理。
进一步地，所述根据种植时间选择不同种类的苋菜的具体步骤为：冬季、早春采用抗寒能力强的红苋菜、花红品种，其它季节采用抗病虫害性强的花红苋菜与全绿苋菜，如在2月下旬至3月下旬宜选用早熟较耐寒的尖叶红米苋和尖叶花红苋品种，4月上旬至5月下旬宜选红苋、大红袍和白米苋、柳叶苋品种，6月上旬至8月上旬夏秋栽培宜选用较耐热的白米苋、柳叶苋、红苋品种。
进一步地，所述根据土壤的污染程度选择合适的种植密度的具体步骤为：采用五点取样法，去除污染地区的表土，对重金属镉污染的土壤进行采样，将表土去除植物残体和其他杂质，在室温条件下，自然风干，分别研磨成20目和100目的标准土样，采用微谱分析以及紫外可分光光度法进行重金属含量检测，根据检测的结果种植不同密度的苋菜。
进一步地，所述种植苋菜的具体步骤为：将苋菜种子在凉水中浸种24小时，浸种过程中搓洗3-5遍，以利吸水，在冬季、早春将浸泡过的种子捞出，用清水搓洗干净，捞出沥净水分，用透气性良好的纱布包好，再用湿毛巾覆盖，放在15～20℃条件下催芽，当有30～50％的种子露白时播种，其它季节采用直接播种的方式栽培，在播种前按照每亩腐熟有机肥5000公斤，25％复合肥50公斤的比例对污染的土地进行施肥，同时做成畦宽1～1.2米，沟宽0.3米，沟深0.15～0.2米的高畦，在种植苋菜时平畦撒播或条播，撒播的用四齿耙浅搂或不搂，条播的苋菜种子浅覆土，然后镇压，浇水，等待出苗。
进一步地，所述苋菜种植管理的具体步骤为：苋菜在冬季、早春要经常保持土壤湿润，小水勤浇，选择在晴天上午浇水，并在齐苗后浇施一次0.2％尿素水溶液，以后7～10天追施一次，促进生长，夏季加大浇水量，在早晨、傍晚浇水，同时苋菜要进行多次追肥，在幼苗有2片真叶时追第1次肥，过10～12天追第2次肥，肥料种类以氮肥为主。
本发明的有益效果：本发明的一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，通过种植苋菜有效减缓土壤重金属的污染，增加土壤的生物性能。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明提供一种技术方案：一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，包括以下步骤：
根据种植时间选择不同种类的苋菜；
根据土壤的污染程度选择合适的种植密度；
种植苋菜；
苋菜种植管理。
根据种植时间选择不同种类的苋菜的具体步骤为：冬季、早春采用抗寒能力强的红苋菜、花红品种，其它季节采用抗病虫害性强的花红苋菜与全绿苋菜，如在2月下旬至3月下旬宜选用早熟较耐寒的尖叶红米苋和尖叶花红苋品种，4月上旬至5月下旬宜选红苋、大红袍和白米苋、柳叶苋品种，6月上旬至8月上旬夏秋栽培宜选用较耐热的白米苋、柳叶苋、红苋品种。
根据土壤的污染程度选择合适的种植密度的具体步骤为：采用五点取样法，去除污染地区的表土，对重金属镉污染的土壤进行采样，将表土去除植物残体和其他杂质，在室温条件下，自然风干，分别研磨成20目和100目的标准土样，采用微谱分析以及紫外可分光光度法进行重金属含量检测，根据检测的结果种植不同密度的苋菜。
种植苋菜的具体步骤为：将苋菜种子在凉水中浸种24小时，浸种过程中搓洗3-5遍，以利吸水，在冬季、早春将浸泡过的种子捞出，用清水搓洗干净，捞出沥净水分，用透气性良好的纱布包好，再用湿毛巾覆盖，放在15～20℃条件下催芽，当有30～50％的种子露白时播种，其它季节采用直接播种的方式栽培，在播种前按照每亩腐熟有机肥5000公斤，25％复合肥50公斤的比例对污染的土地进行施肥，同时做成畦宽1～1.2米，沟宽0.3米，沟深0.15～0.2米的高畦，在种植苋菜时平畦撒播或条播，撒播的用四齿耙浅搂或不搂，条播的苋菜种子浅覆土，然后镇压，浇水，等待出苗。
苋菜种植管理的具体步骤为：苋菜在冬季、早春要经常保持土壤湿润，小水勤浇，选择在晴天上午浇水，并在齐苗后浇施一次0.2％尿素水溶液，以后7～10天追施一次，促进生长，夏季加大浇水量，在早晨、傍晚浇水，同时苋菜要进行多次追肥，在幼苗有2片真叶时追第1次肥，过10～12天追第2次肥，肥料种类以氮肥为主。
作为本发明的一个实施例：先在受重金属镉污染的土壤中按照本发明的方法种植苋菜，并在收获期收获。在收获后，采用五点取样法，去除表土，对种植苋菜后的重金属镉污染的土壤分别进行采样。同时，以未种植苋菜的受重金属镉污染的土壤为对照组处理，并采用相同的取样方法对对照组土壤进行取样。将各土样去除植物残体和其他杂质，在室温条件下，自然风干，分别研磨成20目和100目的标准土样，采用微谱分析(MS)、紫外可分光光度法(UV)等方法进行重金属含量检测。通过测得种植苋菜后土壤重金属镉含量与对照组的重金属镉含量相比较，比较结果如表1。
表1种植苋菜后土壤重金属镉含量与对照组的重金属镉含量比较表
通过上表可以得知，通过种植苋菜有效减缓土壤重金属的污染，同时可以增加土壤的生物性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
根据种植时间选择不同种类的苋菜；
根据土壤的污染程度选择合适的种植密度；
种植苋菜；
苋菜种植管理。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，其特征在于：所述根据种植时间选择不同种类的苋菜的具体步骤为：冬季、早春采用抗寒能力强的红苋菜、花红品种，其它季节采用抗病虫害性强的花红苋菜与全绿苋菜，如在2月下旬至3月下旬宜选用早熟较耐寒的尖叶红米苋和尖叶花红苋品种，4月上旬至5月下旬宜选红苋、大红袍和白米苋、柳叶苋品种，6月上旬至8月上旬夏秋栽培宜选用较耐热的白米苋、柳叶苋、红苋品种。
3.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，其特征在于：所述根据土壤的污染程度选择合适的种植密度的具体步骤为：采用五点取样法，去除污染地区的表土，对重金属镉污染的土壤进行采样，将表土去除植物残体和其他杂质，在室温条件下，自然风干，分别研磨成20目和100目的标准土样，采用微谱分析以及紫外可分光光度法进行重金属含量检测，根据检测的结果种植不同密度的苋菜。
4.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，其特征在于：所述种植苋菜的具体步骤为：将苋菜种子在凉水中浸种24小时，浸种过程中搓洗3-5遍，以利吸水，在冬季、早春将浸泡过的种子捞出，用清水搓洗干净，捞出沥净水分，用透气性良好的纱布包好，再用湿毛巾覆盖，放在15～20℃条件下催芽，当有30～50％的种子露白时播种，其它季节采用直接播种的方式栽培，在播种前按照每亩腐熟有机肥5000公斤，25％复合肥50公斤的比例对污染的土地进行施肥，同时做成畦宽1～1.2米，沟宽0.3米，沟深0.15～0.2米的高畦，在种植苋菜时平畦撒播或条播，撒播的用四齿耙浅搂或不搂，条播的苋菜种子浅覆土，然后镇压，浇水，等待出苗。
5.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤的生态修复方法，其特征在于：所述苋菜种植管理的具体步骤为：苋菜在冬季、早春要经常保持土壤湿润，小水勤浇，选择在晴天上午浇水，并在齐苗后浇施一次0.2％尿素水溶液，以后7～10天追施一次，促进生长，夏季加大浇水量，在早晨、傍晚浇水，同时苋菜要进行多次追肥，在幼苗有2片真叶时追第1次肥，过10～12天追第2次肥，肥料种类以氮肥为主。
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