CN113319119A

CN113319119A - 伴矿景天一种多收及镉污染土壤修复方法

Info

Publication number: CN113319119A
Application number: CN202110296272.0A
Authority: CN
Inventors: 陈锦; 贺爱国; 戴艳娇; 蒋慧丹
Original assignee: Hunan Institute Of Agro-Environment And Ecology
Current assignee: Hunan Institute Of Agro-Environment And Ecology
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2021-08-31

Abstract

本发明提供了伴矿景天一种多收兼镉污染土壤修复方法，该方法为将伴矿景天与狗牙根套种。本发明通过将伴矿景天和狗牙根合理套种，并通过采取高效修复和合理刈割措施，可以通过一次栽培的模式下实现伴矿景天一种多收的技术效果，同时在土壤修复过程中实现优质狗牙根草皮培育，修复完成后可将生产的草皮出售，创造经济效益，大大节约土壤修复的时间和经济成本。本发明相对于原有镉污染土壤修复技术方案而言，修复效率提升了3～5倍，修复成本降低了3倍以上。

Description

伴矿景天一种多收及镉污染土壤修复方法

技术领域

本发明涉及伴矿景天种植及土壤修复技术领域，涉及环境污染多技术联合修复技术领域，具体涉及一种利用伴矿景天和狗牙根套种进行镉污染土壤全年连续修复，实现伴矿景天一种多收的方法。

背景技术

镉污染植物修复是指主要利用植物吸收、固定、转移土壤中的污染物，通过集中处理从而达到净化土壤的目的。伴矿景天是一种具有超强镉富集能力的多年生草本植物，它生长速度快，地上部的镉含硫量可达到土壤中的百倍以上，是镉污染土壤修复的理想材料。但因伴矿景天遇到夏季高温、强光天气便会死亡，因此它只能在秋冬季节栽培，春季收获。一个修复工程需连续栽培和收获三至五季景天秸秆，因此需要栽培三至五批次伴矿景天种苗和3～5年的修复时间，这大大限制了伴矿景天的修复效率，同时增加了土壤修复的时间和经济成本。

因此，本领域亟需一种提高伴矿景天用于土壤修复效率的方法。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可以使得伴矿景天一种多收的方法，从而提升修复效率3-5倍。实现该目的要求采用的方法可以使得伴矿景天在夏天安全生长，并可以多次收割后正常生长。

为了实现上述目的，本申请提供如下方案：

伴矿景天一种多收及镉污染土壤修复方法，所述方法为将伴矿景天与套种植物进行套种；所述套种植物为狗牙根、高羊茅或台湾青等，夏季复绿、冬季枯萎的多年生禾本科城市绿化草皮。

优选的，所述套种植物为狗牙根。

作为本发明优选的技术方案，将伴矿景天与套种植物套种时，先于11月份栽种伴矿景天，再于次年4月初播种套种植物种子。

优选的，栽种伴矿景天时，选择株高12cm以上伴矿景天壮苗，种苗行距和株距皆为10cm。

优选的，11月份栽种的伴矿景天，待次年3月底长至株高 30～35cm后，收割第一季矿景天地上部，保留地上部茎秆8～10cm以诱导后续新发大量侧枝；待次年5月中下旬伴矿景天再次长大后利用收割第二季伴矿景天，保留地上部茎秆约5～8cm以备狗牙根遮阳过夏。

优选的，进入秋季当白天最高气温降低至30℃以下后，修剪套种植物至5～6cm。

优选的，于次年9月中下旬时施用禾本科除草剂抑制套种植物生长。

优选的，于次年11月中旬收割第三季伴矿景天。

优选的，在收割伴矿景天后，喷洒多菌灵溶液并补施肥料。

优选的，在套种前，需进行整地起垄作业。

优选的，土壤修复完毕后，完全拔出景天植株，并将套种植物草皮进行修剪至5cm高度后剥离以便出售。

作为对本发明进一步的说明，下面结合本发明一个实施方式对本发明进行阐述：

在南方地区受镉污染的土壤中，通过伴矿景天和狗牙根套种，实现伴矿景天全年多次收割后转移修复植物的地上部秸秆，以达到高效萃取土壤中的镉缩短土壤修复时间和培育草皮产生经济效益的目的。具体操作步骤如下：

(1)整地起垄：在当季晚稻收割后施用30kg/亩三元复合肥作为底肥，约十月底翻地晒田一周，起垄高15～20cm、宽120cm，沟宽 20cm，降低田间土壤水分至40％以下，方便开沟起垄，同时避免因土壤过于湿润而影响伴矿景天机械化或简易化栽培操作。

(2)合理套种：先栽种伴矿景天后播种狗牙根，约11月份选择株高12cm以上标准伴矿景天壮苗，在垄上中间留下两条30cm空隙，每条间隙均匀栽培2行伴矿景天种苗，种苗行距、株距皆为10cm，每亩地共计约需伴矿景天种苗1.9万株，所有套种方式如附图1所示，等到次年4月上旬将狗牙根种子均匀铺洒于宽20cm的陇上，左、中、右各一行，应避免过早播种狗牙根而造成其和伴矿景天形成营养竞争关系，影响景天生长。

(3)高效修复和合理刈割：当年11月种下的伴矿景天到次年3 月底长至株高30～35cm后利用茶叶采收机收割第一季伴矿景天地上部，需保留地上部茎秆约8～10cm左右，以诱导后续新发大量侧枝。保留茎秆过短不利于新芽萌发，而过长则可能因狗牙根不能完成遮阴而造成景天植株被夏季强光暴晒死亡。第一季景天秸秆收获完成后喷洒800倍多菌灵溶液一次，以防控景天因大量创口而发生病害(后续景天刈割也需完成同样防病步骤)。待5月中下旬景天再次长大后利用茶叶采收机收割第二季伴矿景天，需保留地上部茎秆约5～8cm以备狗牙根遮阳过夏。收割完成后参照第一季收割后的杀菌防病方式喷洒多菌灵溶液，并追施三元复合肥一次20kg/亩，而后铺设狗牙根草皮，铺设方式如附图1所示即可，以确保景天快速发生侧枝和狗牙根快速生长形成遮阳能力的养分需求。

(4)当六月底高温来临时狗牙根细叶长至15～20cm高度，基本可以遮蔽中间的伴矿景天植株，此时伴矿景天基本进入夏季休眠模式。少数伴矿景天粗壮新枝高于狗牙根时需使用收割机进行收割，可以有效防止夏季高温强光对植物体的损伤，也可打破景天生殖生长规律，经过修剪后的伴矿景天没有花芽，不会开花，可有效防止其夏季开花后植株死亡。

(5)九月中下旬时施用一次禾本科除草剂抑制狗牙根生长，禾本科除草剂选用精喹禾灵，具体方法是参照使用说明的15～20％浓度使用，以使狗牙根进入毒害状态停止生长而又不至于完全死亡和伤害伴矿景天新生嫩芽。进入秋季当白天最高气温降低至30℃以下后，景天开始复苏，通过割草机修剪狗牙根至5～6cm，此时因气温下降和除草剂的毒害作用导致狗牙根完全进入休眠状态停止生长，狗牙根修剪过后伴矿景天可以得到充足阳光充分生长。此时景天植株株高约 12～15cm，根系发达且丛生芽多，待下雨前施用尿素每亩地30kg，磷酸二氢钾15kg，确保景天快速生长需要。

(6)秋季狗牙根进入休眠状态，11月中旬收割第三季伴矿景天，收割方式参照第一季进行，补肥一次，参照第一次补肥方式进行，确保景天快速生长需要。

(7)第三年3月底收割第四季景天秸秆，收割方式参照第一季收割方式进行，完成后补施肥料一次，参照第一次补肥方式进行，确保景天快速生长需要。

(8)第三年5月上旬完成第五季景天秸秆收割，收割方式参照第二季收割方式进行，完成后补施肥料一次，参照第一次补肥方式进行，确保景天快速生长需要。后续收割景天秸秆如上步骤操作即可，直至土壤修复完成，最后一次收获需完全拔出景天植株，而后剥离狗牙根草皮出售。

(9)修复完成后可将狗牙根草皮进行修剪至5cm高度后剥离，用于城市绿化或者其他类似修复工程，以提高狗牙根草皮使用效率，降低土壤修复工程成本。

需注意的是，补肥方式在完成夏季休眠后的补肥参照第二次补肥方式进行，其他季节收割景天后的补肥方式参照第一次补肥方式进行。

本发明的有益效果：

1、可通过狗牙根和景天合理套种形成对景天植株的遮阳效果，保障伴矿景天植株安全过夏，不至于因夏季高温、强光暴晒死亡。

2、本发明所述套种植物也有一定的镉积累能力，其中，狗牙根的镉富集系数约为1.2～1.5，可在修剪狗牙根的同时去除部分土壤中的镉。

3、本发明套种植物的生长可以有效防控其他杂草生长，形成了一层天然的防草布，减少了大量的除草人工成本，同时修复过程也是本发明套种植物草皮培育过程，修复完毕后草皮可以剥离出售，以此创造经济效益，也提高了污染土壤修复过程中的土地利用率。

4、本发明可以实现景天“一次栽种，多次收割”的技术模式，只要在五月份进行收割可破除景天花芽分化，不至于因夏季开花而后大量植株死亡，也因本发明套种植物的遮阳作用伴矿景天可以实现“安全过夏”，完成一年收割3～4季的高效土壤修复模式。同时由于后期植株根系更为发达，后期收割时间约为2～3个月一次，生物量也会越来越大，相比较于其他的“一种一收”模式，该修复方式的修复效率可提高3～5倍，同时修复期间的种苗成本也将同等下降3～5倍。

附图说明

图1为伴矿景天与狗牙根套种行间距示意图；

图2为伴矿景天与狗牙根套种对比图；

图3为处理组与对照组“安全过夏”图；

图4为盛夏季节不同处理条件下伴矿景天长势对比；

图5为“安全过夏”的伴矿景天植株图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

(2)合理套种：先栽种伴矿景天后栽种播种狗牙根，约11月份选择株高12cm以上标准伴矿景天壮苗，在垄上中间留下两条30cm 空隙，每条间隙均匀栽培2行伴矿景天种苗，种苗行距、株距皆为 10cm，每亩地共计约需伴矿景天种苗1.9万株，所有套种方式如附图 1所示，等到次年4月上旬将狗牙根种子均匀铺洒于宽20cm狗牙根栽种行中，左、中、右各一行，中间留下两条30cm空隙，每条间隙均匀栽培2行伴矿景天种苗，种苗行距、株距皆为10cm，每亩地共计约需伴矿景天种苗1.9万株，所有套种方式如附图1所示，应避免过早栽培播种狗牙根而造成其和伴矿景天形成营养竞争关系，影响景天生长。

(3)高效修复和合理刈割：当年11月种下的伴矿景天到次年3 月底长至株高30～35cm后，利用茶叶采收机收割第一季伴矿景天地上部，需保留地上部茎秆约8～10cm左右以诱导后续新发大量侧枝。保留茎秆过短不利于新芽萌发，而过长则可能因狗牙根不能完成遮阴而造成景天植株被夏季强光暴晒死亡。第一季景天秸秆收获完成后喷洒800倍多菌灵溶液一次以防控景天因大量创口而发生病害(后续景天刈割也需完成同样防病步骤)。待5月中下旬景天再次长大后利用茶叶采收机收割第二季伴矿景天，需保留地上部茎秆5～8cm以备狗牙根遮阳过夏。收割完成后参照第一季收割后的杀菌防病方式喷洒多菌灵溶液，并追施三元复合肥一次20kg/亩，而后播撒狗牙根种子，播种面积和方式如附图1所示即可，以确保景天侧枝快速发生和狗牙根快速生长形成遮阳能力的养分需求。

(4)当六月底高温来临时狗牙根细叶长至15～20cm高度，基本可以遮蔽中间的伴矿景天植株，此时伴矿景天基本进入夏季休眠模式。少数伴矿景天粗壮新枝高于狗牙根时需使用收割机进行收割，可以有效防止夏季高温强光对植物体损伤，也可打破景天生殖生长规律，经过修剪后的伴矿景天没有花芽，不会开花，可有效防止其夏季开花后植株死亡。

(8)第三年5月上旬完成第五季景天秸秆收割，收割方式参照第二季收割方式进行，完成后补施肥料一次，参照第一次补肥方式进行，确保景天快速生长需要。后续收割景天秸秆如上步骤操作即可，直至土壤修复完成，最后一次收获需完全拔出景天植株。

实验例1

以实施例1为处理组，对照组CK为按同样栽培密度和管理方法只种伴矿景天，对比两种栽培方式下的镉净移除效率和伴矿景天是否能够安全度过夏季的高温强光天气。

选取的湖南某镉重度污染区进行试验，土壤镉背景值为 2.34mg/kg。第一年11月份伴矿景天种苗栽种，次年3月份收割第一季伴矿景天秸秆；次年5月份收割第二季伴矿景天秸秆；次年夏天套种处理组伴矿景天安全度过夏天，在秋季再次旺盛生长，而对照组 CK则在七月份的夏季高温强光天气下完全死亡，两种方式的具体秸秆生物量和修复效率数据对比如下表1。

表1：伴矿景天种植18个月(收获五季)的镉移除量

从表1可以发现：1、狗牙根套种的处理组伴矿景天可以安全度过夏天(见附图3、4和5)同时收割五季秸秆，而对照组CK没有狗牙根遮阴的伴矿景天完成第二季收割后会在七月份的盛夏季节完全死亡；2、对照组和处理组中伴矿景天的镉富集系数没有明显差异；3、狗牙根是在收割完第一季之后再和伴矿景天套种的，第一季中处理组和对照组秸秆产量没有明显差异，单株产量超过160g，第二季产量对照组会明显高于处理组约16％，由于狗牙根会消耗部分土壤养分和占据一些生存空间，因此在套种过程中及时合理施肥补肥至关重要； 4、虽然狗牙根会在一定程度上抑制景天生长，但通过五季秸秆收割，处理组的秸秆产量约为对照组的3.12倍，也表明通过伴矿景天和狗牙根套种可以提高3倍以上的修复效率。

通过上述实验结果，不难知晓，应用本发明提供的方法修复镉污染土壤可以实现一次栽种伴矿景天和狗牙根后多次收割秸秆(不局限于实施例中的五次收割)的方式直至土壤中镉含量达到国家相关标准，同时可实现边修复边培育优质狗牙根草皮的目标，创造部分经济效益。

Claims

1.伴矿景天一种多收及镉污染土壤修复方法，其特征在于，所述方法为将伴矿景天与套种植物进行套种；所述套种植物为狗牙根、高羊茅或台湾青。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述套种植物为狗牙根。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将伴矿景天与套种植物套种时，先于11月份栽种伴矿景天，再于次年4月初播种所述套种植物种子。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，栽种伴矿景天时，选择株高12cm以上伴矿景天壮苗，种苗行距和株距皆为10cm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，11月份栽种的伴矿景天，待次年3月底长至株高30～35cm后，收割第一季矿景天地上部，保留地上部茎秆8～10cm以诱导后续新发大量侧枝；待次年5月中下旬伴矿景天再次长大后收割第二季伴矿景天，保留地上部茎秆5～8cm以备狗牙根遮阳过夏。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进入秋季当白天最高气温降低至30℃以下后，修剪套种植物至5～6cm。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，于次年9月中下旬时施用禾本科除草剂抑制套种植物生长；于次年11月中旬收割第三季伴矿景天。

8.根据权利要求1、2、4-7中任一项所述的方法，其特征在于，在收割伴矿景天后，喷洒多菌灵溶液并补施肥料。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在套种前，需进行整地起垄作业。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，土壤修复完毕后，完全拔出景天植株，并将套种植物草皮进行修剪至5cm高度后剥离。