CN110899326A - 一种利用油葵和伴矿景天带状间作实现耕地生态修复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用油葵和伴矿景天带状间作实现耕地生态修复的方法，该方法是采用间作的方式种植油葵与伴矿景天，采用这种方法，不仅利用油葵对伴矿景天进行遮阴，增加了伴矿景天的地上生物量并提高了修复效率，同时还确保了不中止重金属污染土壤植物修复的同时进行农耕活动，实现了油葵的安全生产，产生了经济效益。具有工作量少、投资低、技术要求低等优点。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术和农业科学种植领域，具体涉及到一种将经济作物油葵与重金属超积累植物伴矿景天间作实现生态修复的新方法。
背景技术
近年来，农田重金属污染问题对农产品质量、农业生态环境安全、现代农业和社会经济可持续发展都构成了严重威胁。高效、安全、科学的修复技术和方法体系才能有效地遏制农业环境污染和日趋加剧的发展态势。在众多重金属污染土壤修复方式中，植物修复以其成本低、不破坏土壤结构、不引起二次污染等特点表现出了其在修复技术中的巨大优势。但是只运用超积累植物修复污染土壤需要时间长且经济效益低，因此采取吸收重金属少的低积累的经济作物与超积累植物同时种植，有可能在修复污染土壤的同时收获符合卫生标准的饲料或其他产品，成为一种不需要间断农业生产、较经济合理地处理利用方法。形成一种生产边修复的安全模式。
伴矿景天是近年发现的一种具有锌镉超积累能力的景天科植物新种，为景天科景天属多年生肉质草本植物，具有多年生、快速繁殖、生物量大等优点，是进行农田重金属污染土壤植物修复的良好资源。油葵，即为"油用向日葵"的简称，是中国四大油料作物之一。油葵的葵花籽提取出的油脂，可榨出低胆固醇的高级食用葵花油，由于含有66%左右的"亚油酸"，被誉为21世纪"健康营养油"。且油葵根系发达，地上部生物量大，抗胁迫能力强，其开发利用的经济价值极高。
目前在本领域中尚未有油葵与伴矿景天间作的先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将能源作物与重金属超积累植物间作从而实现生态修复的新方法。针对现有技术的不足，通过油葵和伴矿景天间作的方式，对农田污染土壤进行重金属生态修复，并形成边生产边修复的安全模式。
本发明采取如下技术方案，其步骤包括如下：
（1）土地翻耕开沟：采用旋耕机对农田进行翻耕，保证田块平整且不产生积水；依据田块已有的排水沟渠和整个区域的地势，进行排水沟渠的疏通，保证雨季降水的迅速排出。底肥施用后，人工起垄，垄宽为80 cm，垄距40 cm，垄高20 cm以上，既提高土地利用率，也可避免雨季淹水。喷施除虫剂后，立即覆盖黑色地膜（1米宽）待用；
（2）育苗：通过田间扦插方式进行伴矿景天育苗；
（3）油葵和伴矿景天间作：采用垄上和垄沟间作的方式种植油葵与伴矿景天，垄上种植三行伴矿景天，垄沟内种植一行蓖麻；
（4）移栽：选择健壮的长势一致的伴矿景天枝条进行扦插，株距和行距在15-20 cm；首先在黑色地膜上打孔，然后把伴矿景天枝条插入土中，覆土压实，枝条埋入深度约为4-5cm。伴矿景天移栽完成后，在垄间穴播油葵种子，垄间只播种一行间作植物，株距为40 cm；
（5）除虫除草：密切观察伴矿景天的生长，如遇虫害，根据害虫种类选择合适的除虫剂；由于常见的除草剂不仅对田间杂草有效，喷施除草剂也会对伴矿景天产生损害，建议根据杂草的生长情况，定期采用人工的方式进行拔除，或采用除草剂紧贴地面的方式进行喷施，尽量减少除草剂对伴矿景天的损害。
（6）收获：伴矿景天成熟后，离地面3-5cm处刈割伴矿景天，并对其进行集中焚烧回收处理；油葵挂果成熟后随时采收。
步骤（4）中垄上地膜所打孔深为15～20cm，沟内穴深、宽各35 cm。
步骤（6）中刈割伴矿景天须离地面约3cm，以便于再生长一季伴矿景天。
本发明的技术原理：本发明根据植物种间相互作用原理，选用生态位上能够与油葵共存的超积累植物伴矿景天进行带状间作生产，能够创造出更加合理的空间立体复合生态结构和水平布局，并可有效地利用光、热、水、养分等资源，提高单位耕地面积利用率。在耕地资源有限的国情背景下，此模式可实现不中断油葵生产前提下，既修复镉污染土壤又确保同一块土地能够安全生长油葵。
本发明的优点：油葵带状间作镉超积累植物伴矿景天，不仅确保油葵果实镉含量未超出《食品中污染限量标准》（GB2762-2017）中坚果及籽类的Cd浓度标准（< 0.5 mg kg-1）和Pb浓度标准（< 0.2 mg kg-1）规定，并保证不中止农作的同时修复镉污染土壤，实现了下季油葵或者其他农作物持续安全生产。具有投资少、工作量小、技术要求不高等优点，与现有技术相比，具备突出的实质性特点和显著的进步，实用性强，并具有良好的经济、环境和生态效益。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有明显优势：通过油葵和伴矿景天间作的方式，能够创造出更加合理的空间立体复合生态结构和水平布局，并可有效地利用光、热、水、养分等资源，提高单位耕地面积利用率；一年生高大草本。油葵高可达1-3米，叶互生，心状卵圆形或卵圆形，对伴矿景天具有遮荫作用，可显著增加其生物量，提高伴矿景天的修复效率；油葵根系发达且庞大，适应性广，是四大重要油料作物之一。其中油葵的葵花籽提取出的油脂，可榨出低胆固醇的高级食用葵花油，由于含有66%左右的"亚油酸"，被誉为21世纪"健康营养油"。开发利用的经济价值极高，可为修复区域带来可观的的经济效益。间作促进了种间的相互作用，从而增加作物产量和提高植物修复效率，选择油葵和伴矿景天间作，实现了边生产边修复的生态修复新模式。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
（1）选地与整地：通过对云南省耕地进行土壤环境质量调查，本实施例的地点选择在云南省怒江州兰坪县金顶镇箐门村的一块耕地，面积约500 m2 ，此块耕地土壤镉总量为2.0mg kg-1。将所选择的地块进行翻耕、耙细、整平后施加复合肥。底肥施用后，人工起垄，垄宽为80 cm，垄距40 cm，垄高20 cm以上，最后覆盖黑色地膜（1米宽）待用。
（2）育苗：在云南省怒江州兰坪县金顶镇箐门村租用农户耕地约1600 m2 ，采用田间扦插方式培育伴矿景天种苗。
（3）油葵间作伴矿景天：采用垄上和垄沟间作的方式种植油葵与伴矿景天，垄上种植三行伴矿景天，垄沟种植一行油葵。
（4）首先在黑色地膜上打孔，然后选择健壮的长势一致的伴矿景天枝条进行扦插，将枝条插入土中，覆土压实，枝条埋入深度约为5 cm，株距和行距在15-20 cm之间。伴矿景天移栽完成后，在垄间穴播蓖麻种子，垄间只播种一行间作植物，株距为40 cm。随后按正常的田间管理方式进行追肥、防治病虫草害等。
（5）收获伴矿景天与油葵：四个月后，在离地面3-5cm处将成熟的伴矿景天进行刈割，并对其进行集中焚烧回收处理。一个月后，等到油葵成熟，采收油葵。经测定分析，油葵地上部的Cd浓度为0.49 mg kg-1，油葵种子Cd浓度为0.47 mg kg-1，未超出《食品中污染限量标准》（GB2762-2017）中坚果及籽类的Cd浓度标准（< 0.5 mg kg-1），且油葵种子每亩一季平均产量可达到4267 kg /hm2，因此可推荐为污染土壤上的经济植物进行种植。伴矿景天单作修复模式下，伴矿景天的平均生物量为1.71吨/公顷 (干重)，与油葵的间作修复模式下伴矿景天产量平均可达1.99吨/公顷 (干重)，生物量增加了16.37 %，与单作模式相比，伴矿景天对土壤中Cd的去除效率提高了3.14 %，因此，油葵和伴矿景天的间作模式，显著提高了伴矿景天的生物量，增加了伴矿景天对土壤重金属的修复效率，实现了边生产边修复的生态修复模式。
以上只是本发明的具体实施范例之一，其他的实施方式形成的技术方案，均在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种利用油葵和伴矿景天带状间作实现耕地生态修复的方法，其特征在于：采用间作的方式种植油葵与伴矿景天。
2.根据权利要求1所述的利用利用油葵和伴矿景天带状间作实现耕地生态修复的方法，其步骤包括如下：
（1）土地翻耕开沟：采用旋耕机对农田进行翻耕，保证田块平整且不产生积水；依据田块已有的排水沟渠和整个区域的地势，进行排水沟渠的疏通，保证雨季降水的迅速排出；
底肥施用后，人工起垄，垄宽为80 cm，垄距40 cm，垄高20 cm以上，既提高土地利用率，也可避免雨季淹水；
喷施除虫剂后，立即覆盖黑色地膜（1米宽）待用；
（2）育苗：通过田间扦插方式进行伴矿景天育苗；
（3）油葵和伴矿景天间作：采用垄上和垄沟间作的方式种植蓖麻与伴矿景天，垄上种植三行伴矿景天，垄沟种植一行蓖麻；
（4）移栽：选择健壮的长势一致的伴矿景天枝条进行扦插，株距和行距在15-20 cm；首先在黑色地膜上打孔，然后把伴矿景天枝条插入土中，覆土压实，枝条埋入深度约为4-5cm；
伴矿景天移栽完成后，在垄间穴播油葵种子，垄间只播种一行间作植物，株距为40 cm；
（5）除虫除草：密切观察伴矿景天的生长，如遇虫害，根据害虫种类选择合适的除虫剂；由于常见的除草剂不仅对田间杂草有效，喷施除草剂也会对伴矿景天产生损害，建议根据杂草的生长情况，定期采用人工的方式进行拔除，或采用除草剂紧贴地面的方式进行喷施，尽量减少除草剂对伴矿景天的损害；
（6）收获：伴矿景天成熟后，离地面3-5cm处刈割伴矿景天，并对其进行集中焚烧回收处理；蓖麻挂果成熟后随时采收。
3.根据权利要求2所述的一种利用油葵和伴矿景天带状间作实现耕地生态修复的方法，其特征在于：步骤4中垄上地膜所打孔深为15～20cm，沟内穴深、宽各35 cm。
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