混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法
【专利摘要】本发明公开了一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，将镉超富集植物牛膝菊分别和三种镉富集植物(荠菜、碎米荠、猪殃殃)进行混种，筛选出牛膝菊与碎米荠混种能够提高单位面积的镉提取量。混种采用直接移栽方式，也可采用种子直播方式进行牛膝菊和碎米荠幼苗准备；浇水确保田间土壤水分持水量，进行牛膝菊和碎米荠的日常管理；收割处理：收割牛膝菊和碎米荠的地上部分。本发明提供的牛膝菊混种碎米荠提高单位面积的镉提取量，较牛膝菊单种提高了15.40％，较碎米荠单种提高了4.57％。本发明是一种成本低、可操作性强、环境友好且有效的修复果园重金属镉污染的方法。
【专利说明】混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境重金属污染的修复领域，尤其涉及一种修复果园镉污染土壤的方法。
【背景技术】
[0002]在农业生产上，间(混)作、套作能提高作物对土壤养分、水和光等资源的有效利用，从而增加作物的产量。而不同植物间(混)种对重金属元素的吸收影响主要集中在根际环境中，植物可通过信号反馈分泌有机酸与重金属形成可溶性络合物而抑制重金属的跨膜运输，降低重金属的生物有效性，减少其对植物的伤害。当两种植物根系相互接近或接触时，植物间可产生“根际对话”现象而形成促进或抑制植物生长的作用。Whiting等人将超富集植物Thlaspi camlescens和普通植物Thlaspi arvense混种后发现，超富集植物的Zn积累量显著提高，而普通植物的生物量增加、Zn积累量明显降低。蒋成爱等人研究表明，将超富集植物东南景天(Sedumalfredii)与玉米、黑麦草、大豆混作,显著地提高了东南景天对Zn的积累，同时也显著降低了玉米和黑麦草对Cd和Zn的吸收。其他学者(Liu等、李新博等)的研究也得到了类似的结果。但是，也有研究表明，超富集植物Arabidopsis halleri与普通植物黄花儿柳混种后只提高了对土壤Zn的提取量，而对土壤Cd的提取没有明显提高。由上可知，虽然富集植物和普通植物间(混)种最后的结果有有利的也有不利的，而且这种结果没有规律可循，但通常而言，总体上，有利的结果要多于不利的结果。因此，现有技术中自然而言有人想到将富集植物进行间(混)种，以期能得到1+1>2的效果。但最后的结果却发现=Yang等人将超 富集植物香根草与豆科植物长喙田菁混种后，并没有发现对两种植物的Pb、Zn积累产生影响。因此，现有技术中存在了这么一种认识，认为富集植物间可能存在竞争等关系，导致最后的不利结果。
[0003]牛膝菊(拉丁名为Galinsoga parvif1ra)为菊科牛膝菊属一年生草本植物,果园杂草，是一种广泛分布的镉超富集植物。但由于牛膝菊本身生物量相对较小，且镉含量相对其它镉超富集植物较低，如何提高牛膝菊修复果园土壤金属镉污染的能力是目前我们面临和想要解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例的目的在于提供一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，旨在解决提高牛膝菊修复果园镉污染土壤的能力。
[0005]本发明是这样实现的:
[0006]一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，包括以下步骤:
[0007]于秋季直接移栽两片真叶展开牛膝菊和碎米荠的幼苗，或者采用种子直接撒播方式进行牛膝菊和碎米荠幼苗准备，按一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种；
[0008]浇水确保田间土壤水分持水量为80%，进行牛膝菊和碎米荠的日常管理；
[0009]收割处理:幼苗准备结束35天后，对牛膝菊和碎米荠的地上部分进行收割。[0010]作为选择，采用直接移栽方式准备植物幼苗的方法如下:
[0011]自然条件下，将采集到的牛膝菊和碎米荠幼苗直接移栽于有镉重金属污染的土壤当中，种植密度均为1X 10cm，按一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种。
[0012]作为选择，采用种子直播方式准备幼苗的方法如下:
[0013]在自然条件下，将采集到的牛膝菊和碎米荠种子直接播种于有重金属镉污染的果园土壤当中，幼苗长出后匀苗，密度控制在10 X 10cm，保持一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种。
[0014]作为选择，所述日常管理，包括匀苗、清除杂草。
[0015]本发明提供的一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法中的牛膝菊为菊科牛膝菊属一年生草本植物，是一种镉超富集植物；十字花科碎米荠属植物碎米莽(拉丁名为Cardamine hirsuta),是我们研究过程中新发现的镉富集植物。本发明充分利用了混种促进两种超富集植物或富集植物对重金属镉的积累特性，将其幼苗移栽或将其种子直播至被重金属镉污染的果园土壤中，吸收积累污染果园土壤中的镉重金属，待地上部分形成一定生物量时，收割，从而达到牛膝菊混种碎米荠提高单位面积的镉提取量，提高修复果园土壤镉污染能力的目的。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
[0018]本发明的实施例提供的一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法包括以下步骤:
[0019]采用直接移栽方式，也可采用种子直播方式进行牛膝菊和碎米荠幼苗准备，按一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种；
[0020]根据土壤水分实际情况不定期浇水确保土壤水分保持在田间持水量的80%左右，进行牛膝菊和碎米荠的日常管理(匀苗、清除杂草等)；
[0021]收割处理:35天后，对牛膝菊和碎米荠的地上部分进行收割。
[0022]作为本发明实施例的一优化方案，采用直接移栽方式准备幼苗的方法如下:
[0023]自然条件下，将采集到的牛膝菊和碎米荠幼苗直接移栽于有镉重金属污染的果园土壤当中，种植密度1X 10cm，按一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种。
[0024]作为本发明实施例的一优化方案，种子直播方式准备幼苗的方法如下:
[0025]在自然条件下种子直播方式，将采集到的牛膝菊和碎米荠种子直接播种于有重金属镉污染的果园土壤当中，幼苗长出后匀苗，密度控制在10 X 10cm，保持一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种。
[0026]作为本发明实施例的一优化方案，牛膝菊和碎米荠的日常管理的要求为保持在田间持水量的80%。
[0027]作为本发明实施例的一优化方案，牛膝菊和碎米荠收割的时间为:牛膝菊和碎米荠幼苗准备结束后35天。[0028]下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0029]本发明实施例提供的一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法包括以下步骤:
[0030]试验例1:盆栽试验
[0031]本发明实施例的实施地点:设在四川农业大学雅安校区农场。
[0032]本发明实施例采用盆栽模拟土壤重金属污染的方法，于秋季(9月初)开始，移栽的菊科牛膝菊属植物牛膝菊(拉丁名为Galinsoga parviflora)、十字花科莽菜属植物莽菜(拉丁名为Capsella bursa-pastoris)、十字花科碎米莽属植物碎米莽(拉丁名为Cardaminehirsuta)和菌草科拉拉藤属植物猪殃殃(^iTSSGaliumaparine)幼苗(两片真叶展开)，这些植物幼苗直接采自四川农业大学雅安校区农场(未污染区)。
[0033]上述植物中，荠菜、猪殃殃都是已知的镉富集植物。
[0034]碎米莽(拉丁名为Cardamine hirsuta)为十字花科碎米莽属一年生草本植物，广泛分布于全球温带地区，株高15_35cm, —般生长于海拔10m以下的农田、灌丛荒或草坡，耐阴，多于冬前9-10月份出苗，花期2-4月份。
[0035]碎米荠是我们研究过程中新发现的镉富集植物，现有技术中并未有相关报道发现。
[0036]将这些植物幼苗种植于施加2.5mg/kg的重金属镉污染盆栽土壤中(土壤取自果园)，盆规格15X18cm(高 X直径)，每盆装土 3kg。试验设置7个处理，分别为:牛膝菊单种、荠菜单种、碎米荠单种、猪殃殃单种、牛膝菊混种荠菜、牛膝菊混种碎米荠、牛膝菊混种猪殃殃。单种处理每盆种植4株，混种处理每盆种植牛膝菊2株，荠菜、碎米荠或猪殃殃种植2株，每个处理重复3次。于透明遮雨棚内栽培，根据土壤水分实际情况不定期浇水确保土壤水分保持在田间持水量的80%左右，35天后待植株处于盛花期后，收割植物，测定植物体内的重金属镉含量。
[0037]发明实施例施加的重金属镉形态为CdCl2.2.5H20,为分析纯试剂，以溶液的形式加入到土壤中，充分混匀，平衡四周后种植植物幼苗。
[0038]本发明实施例结果如下:
[0039]植物生物量测定结果见下述表1:
[0040]表1混种处理下四种植物的单株生物量特征
[0041]
【权利要求】
1.一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，其特征在于包括以下步骤:于秋季直接移栽两片真叶展开牛膝菊和碎米荠的幼苗，或者采用种子直接撒播方式进行牛膝菊和碎米荠幼苗准备，按一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种； 浇水确保田间土壤水分持水量为80%，进行牛膝菊和碎米荠的日常管理； 收割处理:幼苗准备结束35天后，对牛膝菊和碎米荠的地上部分进行收割。
2.如权利要求1所述的一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，其特征在于，采用直接移栽方式准备植物幼苗的方法如下: 自然条件下，将采集到的牛膝菊和碎米荠幼苗直接移栽于有镉重金属污染的果园土壤当中，种植密度均为10X 10cm，按一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种。
3.如权利要求1所述的一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，其特征在于，采用种子直播方式准备幼苗的方法如下: 在自然条件下，将采集到的牛膝菊和碎米荠种子直接播种于有重金属镉污染的果园土壤当中，幼苗长出后匀苗，密度控制在10 X 1cm,保持一行牛膝菊一行碎米荠的方式混种。
4.如权利要求1所述的一种混种富集植物提高牛膝菊修复果园镉污染土壤能力的方法，其特征在于，所 述日常管理，包括匀苗、清除杂草。
【文档编号】A01G1/00GK104025862SQ201410260444
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】廖明安, 林立金, 任雅君, 徐精文, 吕秀兰, 汪志辉, 邓群仙, 汤福义, 罗丽, 张潇, 杨代宇 申请人:四川农业大学