一种利用植物促进植物吸收重金属的方法与流程

本发明涉及土壤重金属污染处理
技术领域：
，具体是一种利用植物促进植物吸收重金属的方法。
背景技术：
：土壤重金属污染修复技术主要包括物理修复、化学修复与生物修复。植物修复是生物修复的重要措施。对于植物修复的研究，一般集中在超富集(富集植物)的筛选方面，研究微生物与植物的相互作用促进植物吸收，以及添加螯合剂促进植物对重金属的吸收等方面。少有关于植物促进或者减弱植物吸收重金属方面的研究。植物根系的分泌物能影响根际微生物的数量与结构，其也必定对土壤中重金属的活性或者存在状态产生一定的影响，从而也影响植物对重金属的吸收。可见，植物与植物之间互相作用(直接和间接作用)，会在一定程度上影响植物对重金属的吸收。在实际的修复过程中，也很难实现在一个区域单一的生长一种植物，并且较丰富的植物结构也有利用植物的生长与生态体系的健康发展。所以有必要研究在一个特定的植物修复场地内，植物对植物吸收重金属的影响。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种利用植物促进植物吸收重金属的方法，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。野地瓜是重要的矿区植被修复植物，其对矿区和类似矿区环境的植被修复具有无可比拟的优势。野地瓜坚韧而繁茂的茎蔓总是纵横交错地生长着，这样就会自然的“织”成一张“巨型渔网”，能将表面松土、沙土、沙石牢牢地“网住”。野地瓜的茎蔓长大于10m，匐地而生，触地易生须状不定根，使其能在各种恶劣的条件下生长。加之，其无攀附其他植物的特性，有利于后期次生植物的生长。黑麦草是一种重要的土壤重金属污染修复植物，具有容易成活，适应环境广，生物量大等特点。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用植物促进植物吸收重金属的方法，包括以下步骤：(1)采用扦插的方式对野地瓜进行室温育苗；(2)将育苗成活的野地瓜苗栽种到含有重金属的土壤中，并做好野地瓜苗的生长管理；(3)或直接将野地瓜通过扦插或埋茎的方式栽植到含有重金属的土壤中；(4)栽种野地瓜的同时或野地瓜的秧苗覆盖土壤表面后，撒播生长剂处理后的黑麦草种子和/或其他富集植物种子。作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)具体为：野地瓜选用一年生且长度在6～8cm的藤蔓进行扦插，为防止白浆流出，插穗剪下后蘸草木灰；扦插前用生根剂浸泡36～40min或扦插后用生根剂浇灌；扦插时使用木棍或小铁钎进行扦插，避免在扦插过程中对扦插藤蔓的破坏，扦插时还需要修剪地上部分的叶片，保留1～2个叶片，并保证有1～2个生根位点在土壤下；扦插后浇透水，并覆盖遮阳网；为促进扦插苗的生长，在扦插2～3周后，对成活的野地瓜苗进行追肥，插后2～3周，扦插藤蔓成活，即可备用。作为本发明进一步的方案：所述藤蔓扦插于沙、蛭石或珍珠岩中，温度保持25～30℃。作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)具体为：将育苗成活的野地瓜苗栽种到含有重金属的土壤中后，在15～20天内注重水管理以保证土壤湿润，促进野地瓜栽种后的成活与生长，生长前期进行定期巡查，并根据情况补水补肥。作为本发明进一步的方案：所述步骤(3)中，在含有重金属的土壤中进行野地瓜的扦插具体为：在含有重金属的土壤中进行扦插，或在含有重金属的土壤中构建一个相对适应的扦插区；扦插时使用木棍或小铁钎进行扦插，避免在扦插过程中对扦插藤蔓的破坏，扦插时修剪地上部分的叶片，保留1～2个叶片，并保证有2～3个生根位点在土壤下；扦插后浇足水，并进行遮阳处理；在扦插2～3周后，对成活的野地瓜苗进行追肥。作为本发明进一步的方案：所述在含有重金属的土壤中构建一个相对适应的扦插区，具体步骤为：在含有重金属的土壤中挖一个宽和深不少于10cm的扦插坑，并在扦插坑中倒满促进生长的基质，并对扦插坑进行处理，避免扦插坑中的土壤过快流失。作为本发明进一步的方案：所述步骤(3)中，在含有重金属的土壤中进行野地瓜的埋茎，具体为：将野地瓜茎切成8～12cm的小段；选择适应的土壤区，然后挖长、宽、深分别为8～12cm的繁殖小坑；将从繁殖小坑中挖出的土弄碎，回填2/3土到繁殖小坑；将野地瓜茎放置在繁殖小坑中，回填剩余的土壤，并浇足水；在已经埋好野地瓜茎的繁殖小坑上覆盖树枝或草，并做遮阳处理。作为本发明进一步的方案：所述步骤(4)中，撒播黑麦种子播种前，将黑麦草种子用温水及生根剂浸泡5～7h，捞起沥干，拌上细砂撒播，播种量为在1.5～2kg/亩之间。作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)中，其他富集植物种子包括但不限于蜈蚣草孢子、香根草种子、鳞苔草种子、印度芥菜种子。与现有技术相比，本发明的有益效果是：现有技术主要集中在施用微生物或者螯合剂等来促进富集植物对土壤中重金属的吸收，本发明是利用植物来促进植物(富集植物)对土壤中重金属的吸收。本发明通过在黑麦草中套种野地瓜，能有效的促进黑麦草对土壤中重金属(镉)的吸收，减少土壤中的重金属离子，从而对污染的土壤进行有效的修复，大大改善污染土壤的土质。一般而言，植物较微生物更具稳定性，能直观的反应是否有效定殖，也可以避免施用螯合剂所可能对土壤造成的污染，并且螯合剂往往也需要较高的成本。植物套种，多样化的植物结构，使植物修复体系更具稳定性，符合生态修复的要求。附图说明图1为利用植物促进植物吸收重金属的方法流程图。图2为本发明植物富集吸收重金属的原理图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，本发明实施例中，利用植物促进植物吸收重金属的方法，包括如下步骤：(1)采用扦插的方式对野地瓜进行室温育苗；(2)将育苗成活的野地瓜苗栽种到含有重金属的土壤中，并做好野地瓜苗的生长管理，同时确保新生的野地瓜藤蔓及时生根；(3)或直接将野地瓜通过扦插或埋茎的方式栽植到含有重金属的土壤中；(4)野地瓜的秧苗覆盖土壤表面后或种植野地瓜的同时，撒播生长剂处理后的黑麦草种子和/或蜈蚣草孢子。对于采用扦插的方式对野地瓜进行室温育苗这个步骤，具体为：1)野地瓜选用一年生且长度在6～8cm的藤蔓进行扦插，为防止白浆流出，插穗剪下后蘸草木灰；藤蔓扦插于沙、蛭石或珍珠岩中，温度保持25～30℃；2)扦插前用生根剂浸泡36～40min或扦插后用生根剂浇灌；3)扦插时使用木棍或小铁钎进行扦插，避免在扦插过程中对扦插藤蔓的破坏，扦插时还需要修剪地上部分的叶片，保留1～2个叶片，并保证有1～2个生根位点在土壤下；4)扦插后浇透水，并覆盖遮阳网；5)为促进扦插苗的生长，在扦插2～3周后，对成活的野地瓜苗进行追肥，插后2～3周，扦插藤蔓成活，即可备用。进一步的，将育苗成活的野地瓜苗栽种到含有重金属的土壤中后，在15～20天内注重水管理以保证土壤湿润，促进野地瓜栽种后的成活与生长，生长前期进行定期巡查，并根据情况补水补肥。在含有重金属的土壤中进行野地瓜的扦插具体为：1)在含有重金属的土壤中进行扦插，或在含有重金属的土壤中构建一个相对适应的扦插区；2)扦插时使用木棍或小铁钎进行扦插，避免在扦插过程中对扦插藤蔓的破坏，扦插时修剪地上部分的叶片，保留1～2个叶片，并保证有2～3个生根位点在土壤下；3)扦插后浇足水，并进行遮阳处理；4)在扦插2～3周后，对成活的野地瓜苗进行追肥。进一步的，在含有重金属的土壤中构建一个相对适应的扦插区，具体步骤为：在含有重金属的土壤中挖一个宽和深不少于10cm的扦插坑，并在扦插坑中倒满促进生长的基质，并对扦插坑进行处理，避免扦插坑中的土壤过快流失。在含有重金属的土壤中进行野地瓜的埋茎，具体为：1)将野地瓜茎切成8～12cm的小段；2)选择适应的土壤区，然后挖长、宽、深分别为8～12cm的繁殖小坑；3)将从繁殖小坑中挖出的土弄碎，回填2/3土到繁殖小坑；4)将野地瓜茎放置在繁殖小坑中，回填剩余的土壤，并浇足水；5)在已经埋好野地瓜茎的繁殖小坑上覆盖树枝或草，并做遮阳处理。撒播黑麦种子播种前，将黑麦草种子用温水及生根剂浸泡5～7h，捞起沥干，拌上细砂撒播，播种量为在1.5～2kg/亩之间。蜈蚣草的种植为撒播浸泡生根剂的蜈蚣草孢子或直接种植育苗好的蜈蚣草秧苗。案例1实验设置两个处理组，即：处理组1野地瓜套种黑麦草，处理组2单独种黑麦草。为了防止其它植物对本实验的影响，本试验例以盆栽实验的方式进行。栽培土为含镉的栽培土壤。种植30天后，分别收割不同处理组黑麦草的地上部分，将收割后的黑麦草用牛皮纸包好，放在105℃的干燥箱中进行30min的杀青处理，待杀青处理后将生黑麦草再放置在75℃的干燥箱处理24h。将样本寄送到科标检测(青岛)检测中心进行生黑麦草中重金属(镉)含量的第三方测定。测试项目：镉；测试设备：ICP-OES；测试依据：DB53/T288-2009食品中铅、砷、铁、钙、锌、铝、钠、镁、硼、锰、铜、钡、钛、锶、锡、镉、铬、钒含量的测定黑麦草地上部分中重金属含量如下表1所示。表1不同处理组黑麦草地上部分重金属含量对比(mg/kg)处理组镉(mg/kg)1：野地瓜套种黑麦草5.13082：黑麦草3.5511检测的结果表明：处理组1中镉的含量是处理组2中镉的含量的1.4449倍。套种野地瓜能有效地提高黑麦草对重金属(镉)的吸收。案例2实验设置两个处理组，即：处理组1野地瓜、黑麦草和西兰花混种，处理组2黑麦草和西兰花混种。为了防止其它植物对本实验的影响，本案例以盆栽实验的方式进行。栽培土为含镉的栽培土壤。种植30天后，分别收割不同处理组黑麦草和西兰花的地上部分，将收割后不同组的黑麦草和西兰花分别用牛皮纸包好，放在105℃的干燥箱中进行30min的杀青处理，待杀青处理后将不同处理组的黑麦草和西兰花再放置在75℃的干燥箱处理24h。将样本寄送到科标检测(青岛)检测中心进行植物中重金属(镉)含量的第三方测定。测试项目：镉；测试设备：ICP-OES；测试依据：DB53/T288-2009食品中铅、砷、铁、钙、锌、铝、钠、镁、硼、锰、铜、钡、钛、锶、锡、镉、铬、钒含量的测定。黑麦草地上部分中重金属含量如下表2所示。表1不同处理组植物地上部分重金属含量对比(mg/kg)处理组镉1：黑麦草和西兰花地上部分(套种野地瓜)7.85842：黑麦草和西兰花地上部分7.2161检测的结果表明：处理组1黑麦草和西兰花地上部分(套种野地瓜)中镉的含量为7.8584mg/kg，处理组2黑麦草和西兰花地上部分中镉的含量为7.2161mg/kg。处理组1中镉的含量比处理组2中镉的含量提高了9.0％。套种野地瓜能有效地提高黑麦草和西兰花对重金属(镉)的吸收。实验结果表明：在多种植物混种时，野地瓜能有效地促进植物对重金属(镉)的吸收。从上述的两个案例看，套种野地瓜能有效地促进植物对重金属的吸收，其在矿区植被修复和土壤修复方面具有重要的意思和巨大的应用价值。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。当前第1页1 2 3