一种含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法
【专利摘要】本发明提供了一种含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法，主要包括以下步骤：1）培育川党参苗；2）在第3年的2?3月将清理受镉污染的闲置土地，并按每亩1650?9900kg的用量施用有机肥；3）在第3年的3?4月开沟移栽川党参；4）在第3年川党参移栽后至萌芽前按每亩1.5?3.9kg的用量施入EDTA·Na2Fe；5）在第4年采收党参，将川党参的枝干和叶集中隔离焚毁，收集川党参根。该方法将生物镉污染治理方法及化学镉污染治理方法相结合，从对镉污染土壤治理和污染土壤植株干预量方面介入，利用川党参根入药，而茎和叶废弃的特点；有效的解决了土壤治理和受污染土壤治理期间的经济效益平衡问题。
【专利说明】
一种含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法
技术领域
[0001] 本发明提供了一种中药材种植及环境治理方法，更具体的说涉及一种含镉土地种 植川党植株污染干预及土地治理方法。 技术背景
[0002] 川党参为桔梗科植物(0〇(1〇11(^8丨8七3叫81161101；^.)的根。主要分布于四川、重庆、 湖北和贵州。川党参中有庙党、板党和洛党几个栽培品种。川党参的植物学特征为草质藤 本，花期7~8月，果熟期9~10月。适宜的温度、空气和水分是种子萌发的必要条件。15~25 °C是党参种子萌发的最适温度，在适宜条件下播种后20~25天开始出苗。秋播的11~12月 地上部分倒苗，地下部分进入越冬状态;次年3月开始萌发出苗，3~7月为营养生长期，7~8 月为花期，9~10月为果熟期。党参可与玄参、大黄、马兜铃、玉米等轮作，不宜连作，种过党 参的土地须隔2~3年才能再种，否则，病虫害较多，产量低。川党参目前已大量人工栽种。根 可药用;川党参的茎和叶无药用价值。
[0003] 近年来，由于化肥、农药的大量使用以及污水灌溉导致我国的农田土壤重金属污 染现象日趋严重。我国许多地区的土壤都受到了不同程度的污染，许多地方粮食、蔬菜等食 物中0(1、(》 8、？13、〇1等重金属离子都超出国家标准。镉是一种毒性很强的元素，土壤铅镉 的污染所带来的危害是很大的，对人类和生态环境都有很大的影响。在植物方面，首先会导 致产量下降，严重的植物会死亡。在人和动物方面，铅、镉对动物和人的毒害是通过食物链 进入人体和动物体内。铅积累过量会导致肾脏衰竭、智力下降等中毒症状。镉积累过量可能 会导致"痛痛病"，引起肾小球功能衰竭等疾病，影响动物的生产活动，严重的重金属会遍布 动物全身。
[0004] 铅镉污染土壤的治理包括物理、化学、生物修复技术，物理法是指通过物理或物理 化学的原理来改良土壤，通常有换土法、隔离化法、玻璃化法、电化学法、吸附固定法等。换 土法是指通过把受重金属污染的土壤换成未受重金属污染的土壤。隔离化法实质向土壤中 添加固化剂，使得土壤中的铅镉离子固定，防止其迀移。玻璃化法是利用电极把受污染的土 壤融化，冷却后形成较稳定的玻璃物质。化学法是指通过向土壤中添加化学药剂，使得土壤 理化性质发生改变，清除或固定重金属离子，从而达到修复土壤的目的。常用的化学手段有 向土壤中添加改良剂、金属拮抗剂、表面活性剂、钝化剂等，也可以调节土壤的酸碱度。生物 修复技术是指通过种植植物或添加外源微生物等生物手段减少或净化土壤中重金属的含 量。生物修复技术目前主要分为植物修复技术和微生物吸附技术。植物修复技术是通过在 污染土地上种植植物，植物通过其根系吸收、转化等固定在植物体内。
[0005] 目前对于采用化学方法及生物方法治理镉污染，任继凯等（土壤镉污染与作物 [J].植物生态学报，1982，6(2): 131-141.)通过土壤镉污染对作物影响的盆栽模拟试验，以 揭示重金属镉在土壤一植物系统中的转移、分布规律及其对植物生长、发育的影响。试验证 明不同化合形态的镉施入土壤(砂壤质褐土，pH值8.2)，水稻对镉吸收的多寡依次为CdCl 2> CdS〇4>CdO>CdS>CdC03。白菜的镉吸收表现为CdS〇4>CdCl2>CdO>CdC0 3。土壤的不同镉浓度(施 加 CdC12,以纯镉计)对作物影响的试验结果表明，可食部位达到食品污染标准(谷物含镉量 0 · 4ppm、蔬菜0 · 2ppm为暂定标准)时的土壤锦污染临界值分别为:小麦、萬苣、白菜〈lppm，前 子、萝卜〈2.5ppm，番茄、菜豆<20ppm。土壤因子的处理影响镉的活动性；降低土壤pH值，水稻 的镉吸收增加。增施有机肥、ZnS〇4、S、CaO、CaS〇4可降低糙米含镉量13.4%-30%。白菜的镉 吸收，由于增施有机肥、FeS〇4、Fe 2〇3、CaO或S而降低菜叶含镉量28%-61%。以Cd，Zn比1:100 或1:200施入土壤，叶内含镉量分别下降61 %和76.4%，但白菜产量减少61 %和76%。李丹 等(有机肥对镉污染土壤修复效应的影响[J].新疆农垦科技，2015，06)采用盆栽模拟试验， 研究有机肥修复镉污染土壤的效应。结果表明，在镉污染土壤中，小白菜和油菜的生物量显 著低于对照。单施有机肥可增加两种蔬菜的生物量。土壤中添加高量的镉显著促进了小白 菜和油菜对镉的总吸收量，分别比对照增加了 50.3%和192.0%。适量的有机肥可以提高这 两种植物在污染土壤中吸收总镉的含量。小白菜对土壤镉有超富集作用，油菜只对低污染 土壤中的镉有超富集作用。
【发明内容】
[0006] 针对上述问题，本发明提供了一种含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方 法，该方法将生物镉污染治理方法及化学镉污染治理方法相结合，从对镉污染土壤治理和 污染土壤植株干预量方面介入，利用川党参根入药，而茎和叶废弃的特点;有效的解决了土 壤治理和受污染土壤治理期间的经济效益平衡问题。
[0007] 含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法的技术方案主要包括以下步骤：
[0008] 1)培育川党参苗；
[0009] 2)在第3年的2-3月将清理受镉污染的闲置土地，并按每亩1650-9900kg的用量施 用有机肥；
[0010] 3)在第3年的3-4月开沟移栽川党参；
[0011 ] 4)在第3年川党参移栽后至萌芽前按每亩1.5-3.9kg的用量施入EDTA · Na2Fe;
[0012] 5)在第4年采收党参，将川党参的枝干和叶集中隔离焚毁，收集川党参根。
[0013] 其中，步骤1)所述培育川党参苗包括以下步骤：
[0014] 1)在第一年10~11月间，清理土地；
[0015] 2)第2年2~3月间开始整地，深翻25~30cm，充分打碎土块，做成130-170cm宽的 畦，结合翻土在在畦面施用火土灰，整理成畦；
[0016] 3)在播种的前1日天用40-50°C水浸种10_15h，至湿透，再用拌和为沙土比草木灰 (1:1)的灰土，选择晴天无风的时候将种子均勾撒在畦上，每667 m2需种子1.5~2kg，播种后 薄盖一层细土；
[0017] 4)在播种后的第1年在畦上撒播荞麦，荞麦的密度以能为川党参苗遮阴为准；
[0018] 5)到第3年3-4月间移栽。
[0019] 所述步骤3)所述开沟栽种为：开沟宽13~17cm，深度23~26cm，将种根斜排在沟 里，株距10cm,覆土 5cm 〇
[0020]所述步骤2)中有机肥的用量为每亩6600-9900kg;有机肥为怄肥或沼气肥。
[0021] 所述步骤4)中每亩EDTA·Na2Fe的用量为2.2kg。
[0022]本发明的有益技术效果是:本发明提供了一种在含镉土壤进行经济作物种植的方 法，该方法将传统的镉污染化学治理方法与生物治理方法相结合。即能实现对镉污染土壤 的治理，同时又兼顾了治理土地的经济作物种植，较传统的化学治理方法和生物治理方法， 治理效果更好。
【具体实施方式】
[0023]实施例1不同干预方法对党参根及茎叶镉含量的影响 [0024] 1化学处理方法对川党参中镉含量的影响
[0025] 通过盆栽试验进行研究。每盆装土壤10kg，土壤通过外源施加含镉化合物，制造 11. Stog/kg-1 土的高浓度镉胁迫的土壤，在此种土壤上于当年3-4月移栽川党参，于移栽后 将FeS〇4、EDTA · Na2FeZnS〇4、Ca(OH)2施入盆中，常规水肥管理，于9月川党参采收期采样检 测川党参根及茎叶中镉含量，结果如下表1所示。
[0026]表1每种处理措施对川党参镉含量的影响
[0027]
[0029] 2、化学处理与有机处理相结合对川党参中镉含量的影响
[0030] 通过盆栽试验进行研究。每盆装土壤10kg，土壤通过外源施加含镉化合物，制造 11.39mg/kg-l土的高浓度镉胁迫的土壤，分别命名为FeS04结合组、EDTA · Na2Fe结合组、 FeS〇4对照组、EDTA · Na2Fe对照组以及空白组(CK)，将FeS〇4结合组中每盆施用怄肥或沼气 肥200g，EDTA · Na2Fe结合组每盆施用怄肥或沼气肥200g，FeS〇4对照组中每盆施用怄肥或 沼气肥50g，EDTA · Na2Fe对照组中每盆施用怄肥或沼气肥50g，CK组中每盆施用怄肥或沼气 肥50g;在此种土壤上于当年3-4月移栽川党参，于移栽后常规水肥管理，于9月川党参采收 期采样检测川党参根及茎叶中镉含量，结果如下表2所示。
[0031 ]表2每种结合措施对川党参镉含量的影响
[0032]
[0033] 经过上述实验可以发现，EDTA · Na2Fe能够有效的降低党参根中的镉含量，相比较 空白组降低了达到了36.67%，采用EDTA · Na2Fe与有机肥相结合的方式能取得更加好的技 术效果。降低率达到了 39.0%。同时也发现施用有机肥在降低根镉含量的同时，同时还提高 了茎叶中镉的含量(这与许多生物治理方法的报道是一致的）。通过对茎叶的处理能够有效 对治理含镉进行治理。
[0034]实施例2含镉土地川党参种植考察实验 [0035] 1.川党参育苗
[0036]选择适宜生长土层深厚疏松，排水良好，富腐殖质的沙质壤土作为川党参育苗的 地块。选地后，在头年10~11月间，砍掉树木杂草，晒干后就地烧掉，既能消毒灭虫，又能增 加土壤肥力。翌年2~3月间开始整地，深翻25~30cm，充分打碎土块，做成130-170cm宽的 畦，在畦面铺一层腐熟的牛粪或火土灰，即可播种。在播种的头天把种用用40-50°C水浸种 浸湿10-15h，再用沙土比草木灰（1:1)的灰土拌和，选择晴天无风的时候将种子均匀撒在畦 上，每667m 2需种子1.5~2kg，播种后薄盖一层细土，为了防止阳光强烈的照射，可在畦上撒 播一些荞麦，使之成为川党参幼苗的自然阴棚。
[0037] 2.EDTA · Na2Fe对镉污染治理作用的考察
[0038]选择受镉污染的土地，经过检测表层土壤中Cd2+平均含量达到2.13mg/kg;整理土 地，分成4块100m2的小区，分别给名为空白组、实验组A、实验组B、实验组C，每亩施用怄肥 6600kg直接整地。各组开沟栽种，开沟宽13~17cm，深度23~26cm，将种根斜排在沟里，株距 10cm，覆土 5cm;将空白组不进行其他的处理，川党参移栽后至萌芽前实验组A按每亩1.5kg 的用量施入EDTA · Na2Fe;实验组A按每亩2.2kg的用量施入EDTA · Na2Fe;实验组A按每亩 3.9kg的用量施入EDTA · Na2Fe;移栽川党参时不能用当年的火土灰基肥，以免变成黑皮党 参。在第4年农历7月立秋前后，先用钉耙抓松泥土，轻轻用手带出全株，切莫乱挖乱翻，以免 损伤根条，影响移栽的子条，再经过选择大的加工商品川党参。分别检测各组茎叶和根中党 参的镉含量;具体如表3所示。
[0039] 表3各种EDTA · Na2Fe处理措施对川党参镉含量的影响
[0040]
[0041] 综上所述，发现实验组A、B、C相对于空白组都能有效的降低玄参根中的镉含量，当 EDTA · Na2Fe的用量达到每亩大于2.2kg后就能起到较好的治理效果，但是考虑到采用化学 治理法本身可能对突然形成新的污染，因此采用2.2kg/亩是一个较为理想的用量。
[0042] 4.有机肥对镉污染治理作用的考察
[0043]选择受镉污染的土地，经过检测表层土壤中Cd2+平均含量达到1.94mg/kg;整理土 地，分成6块100m2的小区，分别给名为实验组1、实验组2、实验组3、实验组4、实验组5、实验 组6。将实验组1直接整地后不进行其他的处理，实验组2按照每亩1650kg施用沼气肥，实验 组3按照每亩3300kg施用沼气肥，实验组4按照每亩6600kg施用沼气肥，实验组5按照每亩 9900kg施用沼气肥，实验组6按照每亩19800kg施用沼气肥。各组开沟栽种，开沟宽13~ 17cm，深度23~26cm，将种根斜排在沟里，株距10cm，覆土 5cm;川党参移栽后至萌芽前按每 亩2.2kg的用量施入EDTA · Na2Fe;移栽川党参时不能用当年的火土灰基肥，以免变成黑皮 党参。在第4年农历7月立秋前后，先用钉耙抓松泥土，轻轻用手带出全株，切莫乱挖乱翻，以 免损伤根条，影响移栽的子条，再经过选择大的加工商品川党参。分别检测各组茎叶和根中 党参的镉含量;具体如表4所示。
[0044] 表4各种有机肥处理措施对川党参镉含量的影响
[0045]
[0046」综合分析上述6个实验组，施用有机肥可以明显的降低川党参根中的镉含量，同时 增加茎和叶中的镉含量。但是当有机肥达到19800kg，则出现了川党参根条表皮变黑的情 况。所以理想的有机肥用量应该是每亩6600-9900kg。将川党参的茎和叶集中处理，可以有 效的降低土壤中的镉含量，同时上述的种植处理，也降低了川党参药用部位的镉含量。该方 法适用于部分镉含量超标土壤的治理。
【主权项】
1. 一种含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法，其特征在于:包括以下步骤： 1) 培育川党参苗； 2) 在第3年的2-3月将清理受镉污染的闲置土地，并按每亩1650-9900kg的用量施用有 机肥； 3) 在第3年的3-4月开沟移栽川党参； 4) 在第3年川党参移栽后至萌芽前按每亩1.5-3.9kg的用量施入EDTA · Na2Fe; 5) 在第4年采收党参，将川党参的枝干和叶集中隔离焚毁，收集川党参根。2. 根据权利要求1所述的含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法，其特征在 于:步骤1)所述培育川党参苗包括以下步骤： 1) 在第一年10~11月间，清理土地； 2) 第2年2~3月间开始整地，深翻25~30cm，充分打碎土块，做成130-170cm宽的畦，结 合翻土在在畦面施用火土灰，整理成畦； 3) 在播种的前1日天用40-50 °C水浸种10-15h，至湿透，再用拌和灰土，选择晴天无风的 时候将种子均匀撒在畦上，每667m2需种子1.5~2kg，播种后薄盖一层细土； 4) 在播种后的第1年在畦上撒播荞麦，荞麦的密度以能为川党参苗遮阴为准； 5) 到第3年3-4月间移栽。3. 根据权利要求1所述的含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法，其特征在 于:所述步骤3)所述开沟栽种为:开沟宽13~17cm，深度23~26cm，将种根斜排在沟里，株距 10cm,覆土 5cm〇4. 根据权利要求1所述的含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法，其特征在 于:所述步骤2)中有机肥的用量为每亩6600-9900kg;有机肥为怄肥或沼气肥。5. 根据权利要求1所述的含镉土地种植川党植株污染干预及土地治理方法，其特征在 于:所述步骤4)中每亩EDTA·Na2Fe的用量为2.2kg。
【文档编号】A01G1/00GK106069038SQ201610445566
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】孙年喜, 莫让瑜, 彭锐, 袁江
【申请人】重庆市中药研究院