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一种利用再力花修复镉污染土壤的方法

来源：花匠小妙招时间：2024-11-02 22:24

一种利用再力花修复镉污染土壤的方法
【专利摘要】本发明涉及镉污染土壤的生态修复【技术领域】，具体公开了一种利用再力花修复镉污染土壤的方法。本发明通过研究发现再力花在高浓度镉环境中不但能够正常生长，其生物量也没有明显减少，而且地上部重金属含量高于根部重金属含量，能够大量吸附土壤中的镉。因此，在重金属镉污染土壤中种植再力花，当再力花植物成熟时，把植株的地上部（保留一定高度的植株基部）从污染土壤上刈割收获移走；待植株基部或地下部长出新芽并逐渐形成新的成熟植株后，重复上述过程，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。
【专利说明】一种利用再力花修复镉污染土壤的方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及镉污染土壤的生态修复【技术领域】，具体公开了一种利用再力花修复镉污染土壤的方法，更具体为一种成本低、可操作性强、环境友好的再力花单作修复重金属镉污染土壤的方法。

【背景技术】
[0002]据有关资料，中国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右，8种土壤重金属元素中，Cd污染概率为25.2%，远超过其他几种土壤重金属元素。Cd污染直接导致农作物的减产和粮食的Cd超标。2012年对广东省以及华东、华中、东北、西北、西南等地的200份大米样品抽取测定，结果表明，200个样品中Cd含量超标的达7.5%。“镉大米”事件已日益受到人们的关注。
[0003]植物修复是治理污染土壤的重要手段之一，具有费用低、有利于生态环境保护等优点。目前国外研究已发现多种镉超积累植物，但相关研究成果多数适用于矿区、城郊等高污染区域，而且研究多数集中在旱地，而对于稻田镉污染的生物修复技术研究较少。
[0004]再力花(iAa/ia为多年生挺水植物,具有根系发达(其成熟植株的根系表面积在)、生物量大、耐污染和净化能力强等特点，近年来被广泛用于污染河流的生态修复。研究表明，再力花成熟植株的根系表面积在1400 cm2以上，对Cu、Mn、Zn、P有良好的富集作用。目前有关再力花对Cd污染胁迫的耐受性及其对Cd的富集修复作用的研究还鲜见报道。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于克服现有技术对镉污染土壤修复技术的不足，提供一种成本低、可操作性强、环境友好的再力花单作修复重金属镉污染土壤的方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
本发明通过研究发现再力花在高浓度镉环境中不但能够正常生长，其生物量也没有明显减少，而且地上部重金属含量高于根部重金属含量，能够大量吸附土壤中的镉。因此，本发明提供再力花在镉污染土壤修复中的应用。
[0007]从再力花吸附镉元素的机理来看，再力花可以对所有类型的镉污染土壤都具有修复作用，优选地，所述镉污染土壤为稻田镉污染土壤。但是，再力花可修复的土壤并局限于稻田镉污染土壤。
[0008]一种修复镉污染土壤的方法，具体为:在镉污染土壤中种植再力花，当再力花成熟后，将再力花地上部植株刈割，将其富集的镉移走，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。
[0009]作为优选操作，当再力花成熟后，将其地上部刈割收获移走，待再力花基部或地下部长出新芽并逐渐形成新的成熟植株后，再将其地上部刈割收获移走，重复几次，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。本发明所述重复刈割收获再力花的次数可以根据镉污染土壤的污染程度来确定和选择。
[0010]作为优选操作，在基部高6?1cm处刈割地上部植株。
[0011]作为优选操作，再力花种植规格为2(T40cmX25?40cm。再力花将镉元素向地上部富集，等成熟后，从再力花基部高6?1cm处刈割地上部植株，从而移走其中从土壤中富集的镉；待地下部长出新芽并逐渐形成新的成熟植株后，重复上述过程，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。
[0012]作为优选操作，在再力花生长过程中，根据再力花生育期需求适时排灌，通常保持田间水层3?10cm。在收获再力花地上部植株时，排干水层。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
1.与现有技术相比，再力花为多年生挺水植物，具有根系发达、生物量大、耐污染和净化能力强等特点，每株再力花成熟植株生物量(干重)可达3.65kg左右，根系表面积在1400cm2以上，对土壤Cd有良好的富集作用，因此，在稻田水生环境中种植十分适宜，而且方法简单、成本低、可操作性强、效果明显、环境友好，便于在稻田生产中应用和推广。
[0014]2.再力花具有较高的生物量，能吸收较多的土壤Cd，同时，其Cd含量主要积累在茎部，通过植株收获可有效去除土壤中的Cd。

【具体实施方式】
[0015]下面结合【具体实施方式】对本发明的上述
【发明内容】
作进一步的详细描述。实施例仅仅用于解释本发明技术方案，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
[0016]实施例1
试验地点设在华南农业大学跃进北教学科研农场。
[0017]采用盆栽模拟土壤重金属污染的方法，试验以温室盆栽试验的方式进行。土壤风干，充分混合，过I Cm筛子,每盆装土 8 kg O污染物是以CdCl2.5H20 (分析纯)配制成的CdCl2水溶液，质量分数分别为0、1、10和25 mg.kg—1，分别为记为CK、CdU Cd2和Cd3，各处理重复4次。供试土壤加入Cd溶液后用去离子水浇灌，充分搅匀并使每盆土壤土层保持2 cm左右水层使Cd充分分布于土层,平衡20d后进行作物移栽。移栽时选取长势一致的植株，每盆移栽植株2株，再力花选取株高(15 ± I) cm且生长状况一致的个体进行移栽。
[0018]试验结果如下:表I表明，随着Cd浓度的增大，植株体内积累的Cd总量也逐步增力口。植株体内的Cd积累总量取决于该植株的生物量，由于再力花的生物量大，故可大大提高其积累Cd的总量，从而有效降低土壤Cd含量以及水稻体内的Cd积累总量。
[0019]表I不同处理植株Cd积累总量再力花加《株―1)
CK_258.08±32.06_

Cdl ~^1.92±30.55

Cd2 T^31.50±274.49

Cd3 |5916.14±421.27
实施例2
试验地点设在华南农业大学校内教学科研农场。
[0020]再力花是近年新引入我国的一种观赏价值极高的挺水花卉，主要种植于华南地区的部分城市。可从市场上直接购买健康种苗，株高约15cm。本发明也适用其他常规再力花品种，并不因此限定本发明范围。
[0021]采用盆栽模拟土壤重金属污染的方法，试验以温室大盆盆栽试验的方式进行。土壤风干，充分混合，过I Cm筛子，每盆装镉污染的水稻土壤8 kg，经测试土壤镉的含量为
1.89 mg.kg4,为轻度污染类型。在镉污染水稻土壤中，按照20cmX20cm的规格种植株高15cm左右的再力花，每盆种植再力花4株，保持水层3cm.当再力花成熟后，将再力花基部高6cm处刈割地上部植株，从而移走其从土壤中富集的镉；待地下部长出新芽并之后形成新的成熟植株后，再将再力花基部高6cm处刈割地上部植株。若每年刈割2次，则每年约移除土壤镉1.06mg，连续种植5年可使土壤中镉浓度下降至为0.6 mg* kg_S从而实现降低土壤中污染物镉的目的。若采用大田种植再力花方式，其植株生物量会更大，一般干重可达3.65kg/株左右，对土壤镉污染的修复效果会更好。
[0022]实施例3
试验地点设在华南农业大学校内教学科研农场。
[0023]再力花是近年新引入我国的一种观赏价值极高的挺水花卉，主要种植于华南地区的部分城市。可从市场上直接购买健康种苗，株高约15cm。本发明也适用其他常规再力花品种，并不因此限定本发明范围。
[0024]采用盆栽模拟土壤重金属污染的方法，试验以温室大盆盆栽试验的方式进行。土壤风干，充分混合，过I cm筛子，每盆装镉污染的水稻土壤8 kg，经测试土壤镉的含量约为12mg.kg4,为重度污染程度。在此镉污染的土壤中，按照20cmX20cm的规格种植株高15cm左右再力花，每盆种植再力花4株，保持水层5cm.当再力花成熟后，将再力花基部高1cm处刈割地上部植株，从而移走其从土壤中富集的镉；待地下部长出新芽并之后形成新的成熟植株后，再将再力花基部高1cm处刈割地上部植株。若每年刈割2次，则每年约移除土壤镉15.44mg，连续种植5年可使土壤中镉浓度下降至为2.42 mg ^g—1，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。若采用大田种植再力花方式，其植株生物量会更大，一般干重可达
3.65kg/株左右，对土壤镉污染的修复效果会更好。
【权利要求】
1.再力花在镉污染土壤修复中的应用。
2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述土壤为镉污染土壤，特别是稻田镉污染土壤。
3.一种修复镉污染土壤的方法，其特征在于，在镉污染土壤中种植再力花，当再力花成熟后，将再力花从土壤中移走，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。
4.根据权利要求3所述修复镉污染土壤的方法，其特征在于，当再力花成熟后，将其地上部刈割收获移走，待再力花基部或地下部长出新芽并逐渐形成新的成熟植株后，再将其地上部刈割收获移走，重复几次，从而实现降低土壤中污染物镉的目的。
5.根据权利要求3所述修复镉污染土壤的方法，其特征在于，再力花种植规格为20 ?40cmX 25 ?40cm。
6.根据权利要求3所述修复镉污染土壤的方法，其特征在于，在再力花生长过程中，根据再力花生育期需求等适时排灌，通常保持田间水层3?10cm，在收获再力花植株时，排干水层。
7.根据权利要求4所述修复镉污染土壤的方法，其特征在于，在基部高6?10cm处刈割地上部植株。
【文档编号】B09C1/10GK104128362SQ201410332781
【公开日】2014年11月5日申请日期:2014年7月14日优先权日:2014年7月14日
【发明者】章家恩, 梁开明, 傅玲, 杨滔, 郭靖, 赵本良, 罗明珠申请人:华南农业大学