一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法

文档序号:10602641阅读:275来源:国知局
一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法
【专利摘要】一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法,该方法是将烟苗按其自然生长期移栽至重金属镉污染土壤中,进行常规栽培,旺长期追加施肥,待烟草成熟后收割烟叶,再次进行常规栽培,追加施肥以促进再生烟叶的生长,从而通过追加施肥及再生烟叶的生长过程增加对镉的吸收富集能力达到去除土壤中过量镉的目的。烟草在镉污染土壤中能正常地生长,未出现明显的毒害症状,不影响烟叶产量,且烟草植株能再生;而且因其地上部分生物量大,能够吸收积累大量的重金属镉。采用本方法栽培较简单,管理费低,一次种植2次收获,烟叶含有较高的蛋白质,处理后可作饲料,其利用方式又能避免重金属重新进入食物链,在治理污染的同时得到既定的经济效益。
【专利说明】
-种利用施肥与刈割技术増加烟草去除±壤福能力的方法
技术领域
[0001] 本发明设及污染环境的植物修复技术,具体设及一种利用施肥与刈割技术增加经 济作物烟草去除±壤儒能力而达到修复±壤重金属污染的方法。
【背景技术】
[0002] 长期的工业和农业活动,工业污染物和城市垃圾大量转向农业环境,使我国大量 的农田正在受到重金属等污染物的威胁,全国有3亿亩耕地受到重金属污染,占全国农田总 数的1/6。每年被重金属污染粮食达1200万吨,造成直接经济损失超过200亿元。在所有的重 金属污染当中,儒污染问题尤为突出。基于我国的人口压力与粮食安全现状,我们不可能停 止所有儒污染±地尤其是中、轻度污染农田的生产活动来进行长时间的治理,或者将其转 变为非农业用地。因此,儒污染农田的快速修复与利用是一个亟待解决的问题。
[0003] 目前,比较经典的重金属污染治理方法是工程措施,通过客±、换±和翻±的机械 物理原理,来降低±壤中重金属含量,或采取一些改良措施,如添加改良剂、固化剂,抑制剂 等降低±壤重金属的水溶性、迁移性W及有效性,使重金属固定在±壤中,W减轻其对生态 环境的危害。前者往往投资昂贵,需用复杂的设备,难W应用于大规模污染±壤的改良,后 者只是改变重金属的存在形态,暂时缓解重金属危害,处理效果常常不稳定。
[0004] 超富集植物能从±壤中富集高浓度的重金属,可用来修复±壤重金属污染。但传 统意义上的超累积植物往往植株矮小、生长缓慢、生物量低、或者吸收的重金属向茎叶运输 的比例不够大,运些特点使农田重金属修复的周期变得漫长。另外,运些植物多为野生植 物,对生态气候条件有着严格的要求,区域性很强;且大多数不具有较好的经济效益等缺 点,因而实际应用综合效果不大。
[0005] 目前国内外都在对重金属污染±壤的修复技术进行研究。由于植物修复技术具有 永久的治理效果、低廉的治理成本、简易的后期处理等优点,使其成为重金属污染治理的研 究热点。而该技术对重金属修复效果的关键在于修复植物品种的选择和改良措施的应用。
[0006] 因而加强对污染±壤生态修复的相关研究,进一步充实、完善污染生态修复的理 论内容,建立起污染生态修复的理论框架,应是目前的首要任务。

【发明内容】

[0007] 本发明目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种利用施肥与刈割技术增加 烟草去除±壤儒能力的方法,W解决现有儒污染±壤修复技术中植物存在的季节限制、生 长缓慢、地上部分生物量低、吸收积累重金属总量少、经济效益不佳、实际应用综合效果不 大等问题。
[000引为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种利用施肥与刈割技术增加 烟草去除±壤儒能力的方法,该方法是将常规培育的烟苗按其自然生长期移栽至重金属儒 污染的±壤中,进行常规栽培,在旺长期追加施肥二次,二次施肥时间间隔20天,待烟草成 熟后收割烟叶,将烟草植株上部切掉且从下往上留取2-3个枝芽,再次进行常规水肥管理, 旺长期追加施肥2次,每次间隔15-20天,W促进再生烟叶的生长,从而通过追加施肥W及再 生烟叶的生长增加对重金属儒的吸收富集能力达到去除±壤中过量儒的目的;其中,追施 的肥料皆为硫酸钟与硝酸锭按重量比1:1混合的混合肥,W水溶性的形式施加,施加量为每 亩5-8kg。
[0009] 所述烟草在每年3月中旬移苗(烟苗按常规技术培育而成)至儒污染大田,按常规 方法施入肥料及其他常规田间管理,在旺长期,于5月1日和5月20日追肥两次,种植60d(即 成熟期)后开始收获,至当年7月中旬将烟叶收获完毕。当初生烟叶收获完毕后,将烟草植株 上部切掉且从下往上留取2-3个枝芽,再次追加施肥二次并常规田间管理,至同年9月下旬 将获得成熟的再生烟叶,至10月中旬,再生烟叶全部成熟并收获。
[0010] 所述种植在重金属儒污染±壤中的烟草是对儒有超耐性的植物,对重金属有超强 的富集能力。所述烟叶在重金属儒污染上壤中能正常生长,其地上部分对儒的吸收富集能 力大于地下部分。
[0011] 本发明中烟草生产量大,世界各地均有栽培。经试验表明,烟草对重金属儒有很强 的耐性和富集能力,且儒主要富集在烟叶中。本发明充分利用烟叶对重金属儒的运一富集 特性及其烟草具有再生的特性,将其种植在重金属儒污染的地区,通过追加施肥促进吸收 积累±壤中的重金属,烟叶成熟后通过收割加工烟叶,来提取±壤中的重金属,从而达到降 低污染±壤中重金属含量的目的。
[0012] 本发明的有益效果是:发明人通过试验研究发现,施肥能促进烟草,特另鳩烟叶对 重金属儒富集特性,烟草能在重金属儒污染的上壤中正常生长,而且再生烟草对儒仍然呈 现超富集特性。本发明正是利用烟草对重金属的运一耐性和富集特征,将其直接种植于重 金属儒污染的地区,通过对成熟植株的收获和处理,W达到收获蛋白饲料(烟叶处理去除儒 和烟碱后得到)和修复重金属儒污染±壤的目的。由于烟草对±壤的适应性强、生长旺盛、 地上部分发达、生物量大、栽培较简单、管理费低、一次种植能两次收获、生长范围较广。其 收获后处理烟叶的经济价值很高,并且其经济利用方式又能避免重金属重新进入食物链。 因此,本发明为±壤重金属儒污染的植物修复技术开发了新的植物资源品种和修复方法, 利用重金属污染上壤的种植产生经济效益,无论从生态学角度,还是从经济学角度都将具 有重要的现实意义。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明实例中烟草各部位对儒的富集能力图(图中的字母a、b、c、d为统计分 析差异)。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步详细描述。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。
[0015] 实施例1儒污染区±壤修复试验
[0016] 处理方法:
[0017] 儒在烟草植株中分布调查试验,采用直径31cm、高28cm的试验盆,每盆装15kg± 壤,该±壤采至湘东某烟田,该±壤中重金属儒含量为0.587111旨/1^,抑值4.77。试验于2014 年3月分别将云烟87、云烟97、Κ326、湘3烟苗移栽至试验盆,每盆1株,每个品种设置3个重 复,每个试验盆内采用相同常规管理(采用当地习常管理)。种植60d(即成熟期)后开始收 获,并对烟叶进行分段采样,取1到5叶为下部叶,6到10叶为中部叶,11到15为上部叶,测定 重金属在4个不同烟草品种的上、中、下叶片、根、茎中儒的含量。
[0018] 将富儒烟草品种云烟97号做大田试验,试验于2014年3月移苗至大田,常规培肥管 理,旺长期间,于2014年5月旧和5月20日分别实施追肥(见表1),每亩追肥量服g,各处理方 案中混合肥的各物质的重量比为1:1。在烟草追肥期,将肥料处理分别W水溶态的形式施入 试验田,种植60d(即成熟期)后开始收获,至当年7月中旬将初生烟叶收获完毕。初生烟叶收 获完毕后,从下往上留取2-3个枝芽,将烟叶植株上部切掉,再次于旺长期追肥2次及常规田 间管理,至同年9月底,开始收获成熟的再生烟叶,至10月中旬,再生烟叶全部成熟并收获。 测定烟叶中儒含量并求出富集系数。
[0019] 表1初烟生和再生烟草栽种时大田追肥方式表 Γηη9π? '[0021]~试弓k结果表明:
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[0022] 参见图1,烟叶为儒的超富集植物,且重金属儒主要集中在烟草的叶片部位,即地 上部分,为该作物的收获部分,4个品种的烟草的烟叶含儒量均超过10mg/kge4个烟草品种 的不同部位对儒的积累情况均呈现出相同的趋势:下部叶> 中部叶 >上部叶 >茎>花> 根,儒在烟草植株内的分布特征是在新陈代谢旺盛的器官累积量较大,而在繁殖器官中累 积量小。
[0023] 富集系数是作物某一部位中某一个元素的浓度与±壤中该元素浓度之比,表征了 重金属由±壤向植物体内迁移的难易程度。富集系数越高,该元素就在±壤-作物体内中越 易迁移,反之则越难迁移。由下表2可知,在±壤铜背景值为0.587mg/kg和0.640mg/kg的大 田±壤中种植的烟草,追肥处理3均表现出优于追肥处理1和追肥处理2的效果,而现有研究 技术表明追肥处理3提高对±壤儒活性的能力要高于追肥处理1和处理2,说明:提高±壤儒 活性,能促进烟叶对±壤中儒的吸收。
[0024] 表2不同施肥处理下烟叶对儒富集能力的比较 Γ00951

[0028]~比较表2和表3可W发现,虽然再生烟生长周期比出生烟叶短了近1个月,但再生烟I 叶仍呈现出和初生烟叶相同甚至更优于初生烟叶的儒富集系数,运将势必在烟草增产的同 时实现了±壤儒污染的植物修复目的。
[00巧]综合W上结果表明:
[0030] (1)硫酸钟+硝酸锭的追肥模式促进了烟叶对重金属儒的吸收积累能力。
[0031] (2)再生烟草的种植方式加大了烟草对±壤重金属儒的实际修复效果。
[0032] (3)综合分析:选择性施肥及再生烟种植模式,能进一步增加烟草对±壤儒提取效 果,不需再次育苗,一年可收获2次,烟草生物量大,能够带走的重金属量也很大,种植区域 广泛,烟叶的利用方式也决定了儒不会通过食物链进入到人体。在实现经济效益的同时,实 现儒污染±壤的修复治理目的。
【主权项】
1. 一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法,其特征在于:该方法是 将常规培育的烟苗按其自然生长期移栽至重金属镉污染的土壤中,进行常规栽培,在旺长 期追加施肥二次,二次施肥时间间隔20天,待烟草成熟后收割烟叶,将烟草植株上部切掉且 从下往上留取2-3个枝芽,再次进行常规水肥管理,旺长期追加施肥2次,每次间隔15-20天, 以促进再生烟叶的生长,从而通过追加施肥以及再生烟叶的生长过增加对重金属镉的吸收 富集能力达到去除土壤中过量镉的目的;其中,追施的肥料皆为硫酸钾与硝酸铵按重量比 1:1混合的混合肥,以水溶性的形式施加,施加量为每亩5-8kg。2. 如权利要求1所述的一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法,其 特征在于:所述烟苗在3月中旬移栽至重金属镉污染地区进行野外大田种植,6月底至7月中 旬进行烟叶收割,同年10月中旬进行再生烟叶的收割。3. 如权利要求2所述的一种利用施肥与刈割技术增加烟草去除土壤镉能力的方法,其 特征在于:所述烟叶在重金属镉污染土壤中能正常生长,对轻中度污染土壤的镉有强富集 能力。
【文档编号】B09C1/10GK105964681SQ201610304091
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】曾清如, 周细红, 晏哲, 陈璘涵
【申请人】湖南农业大学
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