专利名称：一种镉污染农田的植物修复方法
技术领域：
本发明涉及环境保护中修复镉污染土壤的技术，即一种镉污染农田的植物修 复方法。
背景技术：
随着我国经济的迅速发展，一方面人民的生活水平得到不断提高，另一方面却带 来了严重的环境污染。目前我国受重金属污染的土地面积非常大，镉、砷、铬、铅等重金属污 染的耕地面积达2000万公顷，约占总耕地面积的1/5。据国家环保总局组织的调查显示，珠 三角、长三角、环渤海这些经济先发展起来的地区，都出现严重的土壤污染问题，其中珠三 角40%农田重金属含量超标。以地处珠三角腹地的广州为例，其郊区农地的重金属污染极 为严重，对广州市东郊、南郊、番禺区、西北郊四个区域的调查显示，镉、铅、汞、锌四元素综 合归类为中度至严重污染等级，镉均归属于严重污染等级。这些受污染的土地通常是生产 力很高的沉积型土壤，农业利用率极高，毒性重金属不断通过农产品进入人畜食物链，危害 人体健康。广东省1999年在广州、韶关、茂名、梅州、湛江五市设定的基本农田保护监测点 179个，监测面积8. 4万公顷，结果显示，稻田重金属超标率为70. 9%，8个重金属项目均出 现超标，最高超标倍数为19. 7倍。土壤重金属超标的直接结果是农产品重金属含量超标， 监测区内，水稻重金属超标率达到82. 9%，最高超标倍数为90. 5倍。当前重金属污染耕地的修复主要利用超富集植物，即将具有极高重金属富集能力 的植物种植于污染地上，收获种植的超富集植物后进行焚烧和或填埋处置，达到清除土壤 中重金属污染的目的。目前，已发现的镉超富集植物数量有限，且生物量低，或不易栽培，或 生长习性不了解，通常在实际应用还存在一定的局限，效果还不理想。本发明提供一个效率 高并易于操作的镉清除技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物量高，且易于栽培，便于实际应用的效率高的土 壤镉清除方法。这种镉污染农田的植物修复方法，是在含镉8mg/kg以下的镉污染农田中，将籽粒 苋和大红叶苋菜以轮作方式将它们栽植，并施用含钾肥料，多次收获、集中填埋全部植物材 料。其主要步骤于下
一、以籽粒苋和大红苋菜为栽培植物，在污染土壤上轮作种植，第一造种植籽粒苋，当 南方春季气温较高时，即3月中旬，在中低度镉污染土壤中，以每亩400g-600 g种子播种籽 粒苋，施有机肥800kg/亩-1200 kg/亩和氯化钾60kg/亩-IOOkg/亩，在苗高10 15cm 时，间苗、定苗，株行距40cm-60 cm ‘ 15cm_25 cm，在生长至55-65天后，別割地上植株，并留 茬35-45cm，保留功能叶4_5片，別割后施尿素40_60kg/亩，氯化钾40_60kg/亩，20-30天 再重复刈割1次，生长25-35天后全部移除植株，所有收获物在晒干后进行集中焚烧填埋；二、收获籽粒苋后，进行整地，每亩施有机肥1500-2500公斤、磷酸二铵40-60公斤，深 翻耙平后，做成平畦，直接散播大叶红苋菜种子，每亩用种0. 8-1. 2公斤，播后覆土，压实后 浇水润土，4-6天出苗，待苗高6 7厘米时结合浇水追施化肥，亩地施尿素6-10公斤，氯化 钾15-25公斤，45-55天后收获，移除全部植株，并焚烧填埋；
三、按上述一的方式重复种植籽粒苋，但不进行刈割，让籽粒苋生长至成熟，全部移除 植株，并焚烧填埋。本发明全年3次种植，其中2造籽粒苋，中间种植一造短轮作期大红叶苋菜，优化 了轮作的配置；管理上，第一茬籽粒苋进行2次刈割，可以充分利用夏季有利的生长条件， 积累更大的生物量，最后一茬不进行刈割，让籽粒苋生长至成熟为止，其生物量积累及工效 上是最优的。这一轮作方式，充分利用一年内的种植时间，也有利于第三造籽粒苋的生长。籽粒苋进行刈割后，留茬40cm，功能叶4_5片。留茬过高或过低，均影响第二茬的 总生物量和镉吸收量。第一造籽粒苋刈割时间是60天，最优的刈割时间，此时体内镉浓度 达到最大，而且生物量增长接近最大。过早或过迟刈割均使总镉清除量下降。本发明的优点是效率高、易操作、无二次污染、成本低。籽粒苋是常用牧草，易栽 培，生长与栽培习性很清楚，易于推广应用，富集系数高，可从5mg/kg污染农田中富集镉至 叶内浓度约126mg/kg，茎部约59mg/kg，根部约62mg/kg。大叶红苋菜也是易于种植的作物， 其收获期较短，并易于操作。它也具有极强的镉富集能力，可从5mg/kg污染农田中富集镉 至叶内浓度156mg/kg，茎72mg/kg，根86mg/kg。按照本发明的操作程序，可使中低度镉污染 农田在1 2年内达到安全生产要求，它特别适用于南方镉污染耕地的治理，并实现耕地的 安全生产。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明详细说明如下
在粤北翁源县污染耕地上进行镉清除试验，1块平均含镉为2. 58mg/kg的耕地上进行 种植。一、以籽粒苋和大红苋菜为栽培植物，第一造种植籽粒苋，当南方春季气温较高 时，即3月中旬，以每亩500 g种子播种籽粒苋，施有机肥IOOOkg/亩和氯化钾80kg/亩， 在苗高12-13cm时，间苗、定苗，株行距50 cm '20 cm，在生长至60天后，別割地上植株，并 留茬40cm，保留功能叶4-5片，別割后施尿素50kg/亩，氯化钾50kg/亩，25天再重复刈割 1次，生长30天后全部移除植株，所有收获物在晒干后进行集中焚烧填埋；获得平均产量 (含刈割苗)为根605. 8kg/亩，茎1716. 3kg/亩，叶1241. 5kg/亩。相应清除镉量为根 29. 4g/亩，茎84. 5g/亩，叶93. 8g/亩，总清除量为207. 8g/亩。二、收获籽粒苋后，进行整地，每亩施有机肥2000公斤、磷酸二铵50公斤，深翻耙 平后，做成宽1.5m的平畦，直接散播大叶红苋菜种子，每亩用种1公斤，播后覆土 0. 5cm，压 实后浇水润土，4-6天出苗，待苗高6 7厘米时结合浇水追施化肥，亩地施尿素8公斤，氯 化钾20公斤，50天后收获，移除全部植株，并焚烧填埋；获得根176. 6kg/亩，茎129. Okg/ 亩，叶264. 2kg/亩，总镉清除量为24. 9g/亩。三、按上述一的方式重复种植籽粒苋，但不进行刈割，让籽粒苋生长至成熟，全部 移除植株，并焚烧填埋。获得根生物量494. 6kg/亩，茎1510. 4kg/亩，叶1092. 8kg/亩。相应清除镉量为根16. 9g/亩，茎52. 5g/亩，叶58. 3g/亩，总镉清除量为127. 7g/亩。
三造种植后，总镉清除量为360. 4g/亩，按土重200t/亩计，相当于镉浓度下降 1. 80mg/kgo
权利要求
1.一种镉污染农田的植物修复方法，其特征在于，是在含镉8mg/kg以下的镉污染农田 中，将籽粒苋和大红叶苋菜以轮作方式将它们栽植，并施用含钾肥料，多次收获、集中填埋 全部植物材料。
2.根据权利要求1所述的一种镉污染农田的植物修复方法，其特征在于，主要步骤于下一、以籽粒苋和大红苋菜为栽培植物，在污染土壤上轮作种植，第一造种植籽粒苋，当 南方春季气温较高时，即3月中旬，在中低度镉污染土壤中，以每亩400g-600 g种子播种籽 粒苋，施有机肥800kg/亩-1200 kg/亩和氯化钾60kg/亩-IOOkg/亩，在苗高10 15cm 时，间苗、定苗，株行距40cm-60 cm ‘ 15cm_25 cm，在生长至55-65天后，別割地上植株，并留 茬35-45cm，保留功能叶4_5片，別割后施尿素40_60kg/亩，氯化钾40_60kg/亩，20-30天 再重复刈割1次，生长25-35天后全部移除植株，所有收获物在晒干后进行集中焚烧填埋；二、收获籽粒苋后，进行整地，每亩施有机肥1500-2500公斤、磷酸二铵40-60公斤，深 翻耙平后，做成平畦，直接散播大叶红苋菜种子，每亩用种0. 8-1. 2公斤，播后覆土，压实后 浇水润土，4-6天出苗，待苗高6 7厘米时结合浇水追施化肥，亩地施尿素6-10公斤，氯化 钾15-25公斤，45-55天后收获，移除全部植株，并焚烧填埋；三、按上述一的方式重复种植籽粒苋，但不进行刈割，让籽粒苋生长至成熟，全部移除 植株，并焚烧填埋。
全文摘要
一种镉污染农田的植物修复方法，是在含镉8mg/kg以下的镉污染农田中，将籽粒苋和大红叶苋菜以轮作方式将它们栽植，并施用含钾肥料，多次收获、集中填埋全部植物材料。本发明全年3次种植，其中2造籽粒苋，中间种植一造短轮作期大红叶苋菜，优化了轮作的配置；管理上，第一茬籽粒苋进行2次刈割，可以充分利用夏季有利的生长条件，积累更大的生物量，最后一茬不进行刈割，让籽粒苋生长至成熟为止，其生物量积累及工效上是最优的。这一轮作方式，充分利用一年内的种植时间，也有利于第三造籽粒苋的生长。本发明的优点是效率高、易操作、无二次污染、成本低。
文档编号B09C1/00GK102114490SQ20111005228
公开日2011年7月6日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者夏汉平, 庄萍, 李凝玉, 李志安, 王刚, 王法明, 邹碧 申请人:中国科学院华南植物园