专利名称：一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法
技术领域：
本发明属于农业环境保育与修复技术领域，更具体涉及的是一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，适于广大重金属污染地区的农民与农技部门等的推广。
背景技术：
随着工业化和城市化的不断推进，我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视。据相关资料报道，上世纪80年代初期我国受镉、铅、汞、砷、铬、镍等重金属污染的耕地面积仅267万公顷，1988年时便增加到667万公顷，到上世纪末已超过1000万公顷，目前已突破2000万公顷、约占全部耕地面积的20%。更为严重的是，我国基本农田的重金属污 染也相当严重。据国家环境保护部近年对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属的抽样监测结果，已发现3. 6万公顷的土壤重金属含量超标，超标率高达12. 1%。如何修复利用已被重金属污染的农田，已引起了各级政府的高度重视。一般而言，我国对于轻度重金属污染农田和部分重金属污染农田是不轻言“改种”和“改制”的，总是想方设法通过各种技术途径保持原有的种植模式，以生产出足够多的可食用农产品，以保障我国的粮食安全和食用农产品的质量安全，只有确实不能生产出符合国家食品安全标准的那部分重金属污染农田(即重度污染农田和少部分中度污染农田)，才通过植物修复技术对其加以改良利用，但也不轻言放弃其农用地的性质，以确保国家“18亿亩耕地的红线”底限不被突破。目前，国内外通常采用的植物修复技术主要有两类一类是采用超富集植物来修复被重金属污染的土壤，如遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)等,但超富集植物大多生物量低、抗病虫害能力弱，且用于农田修复将改变其农用地的性质；另一类是采用生物量大而不具备超富集重金属元素的植物来修复利用已被污染的土壤，如麻类作物、烤烟、桑树、玉米
坐寸ο亚麻(Linum usitatissimum L.),属亚麻科亚麻属一年生草本,主要有纤维用亚麻、油用亚麻和油纤两用亚麻等三个类型的栽培品种，是最古老的韧皮纤维作物和油料作物，在我国北方广为栽培，南方主要用于冬季农业发展、春播的较少。虽然国内外曾有大量亚麻优质高产栽培方面的文献报道，但其关键技术在重金属污染地区的推广应用中仍然遭遇到了诸多的技术瓶颈与障碍一是亚麻种类众多，考虑到食品安全问题，真正适于重金属污染地区尤其是严重污染地区种植的较少。申请人在承担国家麻类产业技术体系建设相关任务时的研究结果与实践表明，许多纤维用亚麻品种，不具备抗御重金属污染的能力，在重金属污染地区不能完成正常的生长周期，甚至在污染较严重的土壤上不能成活。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，必须选用具有强耐重金属污染能力的特定品种。二是申请人的研究结果与实践还表明，即使某些纤维用亚麻品种具备抗御重金属污染的能力，但在重金属污染地区的生长初期，尤其是苗期的根系发育依然受到严重威胁，甚至因重金属“腐蚀”而导致死亡，造成死苗、缺苗现象严重。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，如何保证麻园实现一播全苗，是确保亚麻高产的一个关键性技术问题。三是申请人的研究还发现，即使具备较强抗御重金属污染能力的亚麻特定品种，也对土壤重金属污染程度有着不同的响应较低含量的重金属(尤其是镉)对亚麻具有明显地刺激作用，可促进亚麻生长；较高含量的重金属则有显著地抑制作用，使亚麻生长发育迟缓、株型矮化严重。而麻园的有效株、单株高和茎粗等是构成亚麻原茎丰(高)产的最基本的评价指标。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，需要确定一个合理的种植密度，即单位面积保有的基本苗数；同时，也需要保有的基本苗生长成为强壮的个体(其具体特征是株适高、茎粗壮、皮厚实、抗倒伏等)，在种植密度加大的前提下显得尤为重要，这只能通过田间有效的管理措施才能获得。四是土壤的pH值直接关系到土壤重金属的活性，影响农产品的品质。申请人多年研究与实践的结果表明，长期大量施用诸如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥，将直接导致土壤的PH值降低，使土壤重金属的活性加大，增加作物对重金属元素的吸收与积累量，影响农产品的品质。亚麻是一种需肥量大的作 物，只有施用足够的肥料才能确保其高产稳产。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，有一个合理施肥尤其是科学追肥的问题，因为追肥使用的均是化肥，如果施用不当，不仅会诱发环境风险(面源污染)，而且会酸化土壤，增加土壤重金属的活性。针对上述阻碍重金属污染地区发展亚麻生产的诸多技术问题与瓶颈，根据申请人两年多(2010. 09^2012. 05)的研究结果与实践经验，提出了本项发明内容与实施技术方案。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法。该方法在重金属污染地区种植亚麻，轻度污染麻园的平均单产为308. 2±29. O千克/亩(以亚麻原茎计，下同)，中度、重度污染麻园的分别为283. 2±30. 3与254. 7±28. 6千克/亩，均达到了中国南方亚麻产区的高产水平，且原茎粗纤维中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内，实现了重金属污染土壤的农业安全与高效利用，技术简便、方法易行，操作简便，在广大重金属污染地区具有极其广阔的应用前景。为了实现上述目标与任务，本发明采用了以下技术措施一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤是A.整地建园，施用土壤重金属钝化剂，降低土壤重金属活性。选晴天于10月中旬至下旬在重金属污染土壤上深耕、分厢、起垄、开沟、整地等的工作，其耕深以35 40厘米为宜，厢宽一般为I. 8^3. 6米，垄长控制在30米以内，每超过30米时需加开一条腰沟，每隔4飞厢开挖一条主沟，四周开挖围沟，厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深一般为3(Γ45厘米。厢宽和沟深的具体规格，视麻园所在地势和采收方式而定，总的原则是山坡地的麻园以窄厢(I. 8^2. 4米)和浅沟(3(Γ40厘米)为宜，平旱地、水田的则以宽厢(2. 8^3. 6米)和深沟(35 45厘米)为宜；人工收获的麻园以窄厢(I. 8 2. 4米)和浅沟(30 40厘米)为宜，机械收获的则以宽厢(2. 8^3. 6米)和深沟(35 45厘米)为宜。于确定播种前6 8天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂腐熟枯饼15(Γ200千克/亩、钙镁磷肥5(Γ75千克/亩、生石灰5(Γ75千克/亩，以降低土壤重金属的活性，确保播种后亚麻种子的正常发芽、出苗与幼苗根系的生长发育，提高麻苗成活率。土壤重金属钝化剂的具体用量，视土壤的重金属污染程度和其肥力水平而定，总的原则是污染程度低、肥力水平高的土壤，钝化剂少施；污染程度重、肥力水平低的土壤，钝化剂多施。所述的重金属污染土壤，是指土壤中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn) 7种元素的含量，至少有一种超过了国家《土壤环境质量标准(GB15618-1995)))规定的农用允许限值，即该标准中的二级标准值。所述的采收方式，是指人工和机械两种收麻方式。所述的土壤重金属钝化剂，是指包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰在内的三种物质。所述的腐熟枯饼，由菜枯或茶枯或菜枯/茶枯混合物经20天的自然发酵而成，在本发明中兼具有机肥和土壤钝化剂的双重功能。 所述的钙镁磷肥，为市售的商品化肥，在本发明中兼具磷肥和土壤钝化剂的双重功能。所述的生石灰，是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧工序生产出的一种强碱性物质，其成分为氧化钙(化学式为CaO)，在本发明中主要是用作土壤的重金属钝化齐U，同时也可为亚麻的生长发育提供部分钙质(Ca2+)营养。B.选用强耐重金属污染特定品种，足量适时播种，确保一播全苗。选用黑亚18号，或黑亚14号，或黑亚10号，或吉亚3号，或云亚I号等强耐重金属污染的亚麻特定品种，根据土壤重金属的污染状况(即污染程度)，按下述播种量的要求，在10月下旬至11月上旬择晴天以条播方式进行播种轻度污染土壤的播种量为6. (Γ7. O千克/亩，中度污染土壤的播种量为6. 5^7. 5千克/亩，重度污染土壤的播种量为7. (Γ8. O千克/亩。播种时，条播的播幅(即播面宽度)以1(Γ12厘米为宜、播深(即播面挖深)以O. 2、. 3厘米为宜，条幅与条幅间的距离为6 7厘米；播完后，覆土 O. 2^0. 3厘米厚。所述的轻度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量(以Cd计，下同)超出国标农用允许限值的O.广6.0倍，砷、镍、铜的含量(分别以八8、·、Cu计，下同)超出国标农用允许限值的O. Γ5. O倍，铅、铬、锌的含量(分别以Pb、Cr、Zn计，下同)超出国标农用允许限值的O. Γ3. O倍。所述的中度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家《土壤环境质量标准(GB15618-1995)))规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的6. f 17. O倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的
5.f 8. O倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的3.广5.0倍。所述的重度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的17. f 35. O倍，砷、镍和铜的含量超出国标农用允许限值的
8.广15. O倍，铅、铬和锌的含量超出国标农用允许限值的5. f 10. O倍。所述的一播全苗，是指麻园出苗的数量，完全可以满足田间适宜种植密度所需要的最基本的苗数，而不需另行补种。根据申请人的研究结果与实践经验，在重金属污染地区种植亚麻，每亩出苗9(Γ120万株才可确保实现一播全苗。所述的亚麻品种遗传资源来源说明
黑亚18号是黑龙江省农业科学院经济作物研究所以纤维亚麻品种“黑亚10号”为母本，以“法国亚麻品种Argos (高斯)”为父本，通过杂交选育而成的优质、高产、抗逆性强的纤维亚麻新品种。该品种于2008年3月通过了黑龙江省农作物品种登记委员会的登记，由申请人于2010年9月引进到湖南重金属污染地区进行适生性种植。黑亚14号(原代号D93005-15-8):是黑龙江省农业科学院经济作物研究所以高纤、抗倒、早熟的“法国亚麻品种Fany”为供体，以该所育成的纤维亚麻品种“黑亚10号”为受体，通过花粉管通道DNA导入选育而成的纤维亚麻新品种，具有高产、优质、抗倒伏、抗病性强等的优点。该品种于2003年3月通过了黑龙江省农作物品种审定委员会的审定并命名，由申请人于2010年9月引进到湖南重金属污染地区进行适生性种植。黑亚10号(原代号8130-1-1-10-57):是黑龙江省农业科学院经济作物研究所以“黑亚6号”为母本，以“(黑亚4号)X (法国亚麻7617)”杂交后代为父本，通过人工有性杂交选育而成的纤维亚麻主推品种。该品种于1994年通过了黑龙江省农作物品种审定委员会审定并命名，由申请人于2010年9月引进到湖南重金属污染地区进行适生性种植。吉亚3号(原代号YM-5):是吉林省农业科学院经济植物开发研究中心以自主育成的“D0E-89-2”为母本(出麻率较高)、“9108-4”为父本(原茎产量较高)进行杂交，经过3次混合选择与4次单株选择(2年温室加代)，于2000年决选出的纤维专用型的优良品系。该品种于2006年I月通过了吉林省农作物品种审定委员会审查登记并命名，由申请人于2010年9月引进到湖南重金属污染地区进行适生性种植。云亚I号(原代号YY-I):是云南省农业科学院经济作物研究所从黑龙江省农业科学院经济作物研究所引入的材料(代号“8323-11”)经自然变异，在其后代中通过系统选育而成的首个拥有自主知识产权的纤维亚麻新品种。该品种于2007年育成定型，2009年3月通过了云南省农业科学院组织的成果鉴定并命名，由申请人于2010年9月引进到湖南重金属污染地区进行适生性种植。C.合理密植，及时中耕/除草/追肥，培育有效壮株。a)重金属污染地区种植亚麻的适宜密度，视土壤的污染状况(即污染程度)而定轻度污染土壤的以每亩8(Γ95万株为宜，中度污染土壤的以每亩9(Tl05万株为宜，重度污染土壤的以每亩95 110万株为宜。b)当麻苗长出3飞片真叶时进行麻园的第一次中耕、除草和追肥，其耕深以Γ5厘米为宜，每亩施用的总N量控制在O. 7^1. 3千克、总K2O量控制在O. 9^1. 5千克。本次除草以人工除草为主，如杂草确实过多，可考虑化学除草，其方法是每亩用“质量分数为56%的二甲四氯钠盐50克+质量分数为50%的敌草隆50克”兑水60千克喷雾除草。c)当麻苗长至1(Γ12厘米时进行第二次中耕、除草和追肥，其耕深以51厘米为宜，每亩施用的总N量控制在2. Γ4. 6千克、总P2O5量控制在O. 2^0. 5千克、总K2O量控制在2. 4^4. 2千克，并用“质量分数为56%的二甲四氯钠盐100克+质量分数为50%的敌草隆100克”兑水60千克喷施除草。d)追肥时严禁施用如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥，以及如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥，以免加剧土壤酸化，增加重金属的活性。所述的二甲四氯钠盐，是一种最常用的市售(商品)除草剂。该除草剂系一种内吸传导的选择性除草剂，对防除三棱草、鸭舌草、泽泻、野慈茹、香附子等阔叶杂草有特效。所述的敌草隆，别名N-(3，4- 二氯苯基)-N’，N’ -二甲基脲，是一种最常用的市售(商品)除草剂。该除草剂用于防除非耕作区的一般杂草，具有防杂草重新蔓延等的功能。
所述的有效壮株，是指成熟采收时株高可达到85 120厘米、工艺长度(由原茎最底端始至顶部第一个分枝处之间的长度)可达到75 100厘米、茎粗可达到I. Γ2. O毫米的单株亚麻(参见熊和平主编的《麻类作物育种学》第三章亚麻，中国农业科学技术出版社，2008年10月第一版)。D.强化病虫害防治，适时采收，妥善晒储a)亚麻最常见的病虫害主要是炭疽病、立枯病、白粉病、根结线虫病、金龟子和地老虎，在重金属污染(尤其是在重度污染和部分已切断食物链的中度污染)土壤上种植亚麻，采用化学药剂防治病虫害是一种最为直接、经济(实惠)的有效方法。b)每亩用50或100克质量分数为80%的炭疽福美可湿性粉剂600倍液，或50或100克质量分数为50%的退菌特可湿性粉剂600倍液喷雾，防治炭疽病；每亩用50或100克质量分数为90%的敌克松600倍液，或50或100克质量分数为40%的多福混剂800倍液喷雾，防治立枯病；每亩用40或80毫升质量分数为20%的粉锈宁乳油600倍液，或50或100克质量分数为70%的甲基托布津可湿性粉剂800倍液喷雾，防治白粉病；每亩用2千克质量分数为10%的噻唑膦颗粒剂拌土撒施，或用40或80毫升质量分数为30%的 除线特乳剂兑水45千克喷雾，防治根结线虫病；每亩用40或80毫升质量分数为2. 5%的溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾，防治金龟子；在幼苗期每亩用50或100克质量分数为90%的敌百虫粉剂兑水45千克喷施于切碎的鲜草上，撒于地面诱杀地老虎。c)当麻园同时具备三分之一麻桃变成黄褐色、三分之一原茎杆变成黄色、三分之一叶片已脱落的三个条件时即可收获。采收时需将麻株捆成直径为8 10厘米的麻把，平铺或直立扇形晾晒至干，脱粒后置于干燥、通风处储存。收获期内严禁灌水，以免出现返青和二次开花等现象，降低亚麻产量和质量。所述的炭疽福美可湿性粉剂，为一种最常用的市售(商品)农药。它是由福美双(30%，w/w)、福美锌(50%，w/w)、助剂和载体等组成，外观为灰色粉末，低毒，具有抑制和杀菌的双重作用。所述的退菌特可湿性粉剂，为一种最常用的市售(商品)农药。它是福美双、福美锌、福美甲胂的复配制剂，其有效成分为“N，N-二甲基二硫代氨基甲酸甲胂” + “二甲基二硫代氨基甲酸锌”+“双(二甲基硫代氨基甲酰基)二硫物”，是一种广谱保护性的杀菌剂。所述的敌克松，又名地克松、地爽、敌磺钠，为一种最常用的市售(商品)农药。它是中等毒性的杀菌剂，防治病害以保护作用为主，兼有内吸作用。所述的多福混剂，为一种最常用的市售(商品)农药。它是多菌灵与福美双的复配制剂，系具有保护作用的杀菌剂。所述的粉锈宁，又称三唑酮，为一种最常用的市售(商品)农药。它是高效、低毒、低残留、持效期长、内吸性强的三唑类杀菌剂，主要有20%乳油和15%、25%可湿性粉剂等剂型。所述的甲基托布津可湿性粉剂，为一种最常用的市售(商品)农药。它是广谱性内吸低毒杀菌剂，具有内吸、预防和治疗作用。所述的噻唑膦颗粒剂，为一种最常用的市售(商品)农药。它主要用于防治线虫、蚜虫等，对根结线虫、根腐线虫有特效。所述的除线特，为一种最常用的市售(商品)农药。是20世纪50年代中期出现的第一个有机磷杀线虫剂，制剂有乳油、粉剂等。因其毒性强、残留时间长，在轻度污染的麻园内禁止使用。
所述的溴氰菊酯，又名“敌杀死”，为一种最常用的市售(商品)农药。是目前菊酯类杀虫剂中毒力最高的一种。所述的敌百虫粉剂，为一种最常用的市售(商品)农药。它是有机磷类杀虫剂。本发明与现有技术相比，具有以下优点与效果A.本发明确定的黑亚18号、黑亚14号、黑亚10号、吉亚3号、云亚I号等5个亚麻特定品种，即使在土壤镉含量为国标农用允许限值的35倍，或砷、镍、铜含量为国标农用允许限值的15倍，或铅、铬、锌含量为国标农用允许限值的10倍等极端恶劣的土壤环境条件下，均能完成正常的生长周期，且具有较高的原麻产量(申请人的微区模拟试验结果为O. 18^0. 27千克/平方米，折合亩产120. (Γ180. O千克)，表明上述特定品种耐受重金属污染的能力强，是重金属污染地区发展亚麻生产、实现污染土壤农业安全与高效利用的首选品种。 B.本发明通过施用包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰在内的三种钝化剂，使土壤重金属活性大幅降低(申请人的田间试验监测结果是土壤有效态镉含量下降了46. 8 83. 2%，有效态铅、砷含量亦分别下降了 41. 2 76. 5%与42. 9 81. 0%)，有效减轻了镉、铅、砷等重金属元素对亚麻生长发育的影响，特别是对其幼苗期根系生长发育的影响，显著地提高了麻苗的成活率(申请人的田间试验结果是中度污染土壤未施用钝化剂处理的麻苗成活率仅60%左右，施用钝化剂处理的则提高到了 90、5%)。同时，通过实施本发明所确定的各项田间技术措施，确保了麻园丰(高)产轻度污染麻园的平均单产为308. 2±29.0千克/亩，中度和重度污染麻园的单产分别为283. 2±30. 3与254. 7±28. 6千克/亩，均达到或超过了我国南方亚麻产区的高产水平(25(Γ300千克/亩，参见《我国南方亚麻开发的几点思考》(农牧产品开发//1999年7期)、《我国南方亚麻产业化发展刍论》(农业现代化研究//2001年第22卷第I期)、《南方冬(春)播亚麻产业化关键技术及副产品多梯度利用》(中国麻业//2004年4期)、《南方稻田冬种亚麻免耕栽培技术》(农业科技通讯//2004年12期)等文献)，且原茎粗纤维中的重金属含量可控制在欧美关于纺织原料中镉(Cd)限量(20毫克/千克)的标准以内，实现了重金属污染土壤的农业安全与高效利用，技术简便、方法易行，在广大重金属污染地区具有极其广阔的应用前景。C.传统的亚麻高产施肥方式是“施足基肥”，其主要做法是在播种前每亩施用2 4吨的土杂肥(含农家肥)，并配合施用3(Γ50千克的过磷酸钙(系本发明禁用的化学酸性肥料)和10千克左右的氯化钾，播种后再每亩施用草木灰150千克覆籽(参见上节B.所列的文献)，其工作量大，在目前青壮年劳力基本外出务工的农村是根本不可能实现的。本发明充分利用腐熟枯饼和钙镁磷肥既能有效提供亚麻所需养分，又可有效钝化土壤重金属活性的双重功能，取代了土杂肥(含农家肥)、氯化钾和草木灰等作为基肥施用。虽然投入腐熟枯饼较施用土杂肥(含农家肥)新增了 75 100元/亩的肥料成本，但却节省了广2个/亩的劳动用工，且减少了 10千克/亩左右氯化钾的施用，不仅综合经济效益可观，而且社会效益更为明显(农民乐于接受，且实现了重金属污染土壤的农业安全与高效利用)。D.在重金属污染地区，尤其是重金属严重污染地区，如何发展冬季农业一直是困扰广大干群的一个关键性技术问题，本发明的成功应用，彻底解决了这一问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但并非是对本发明的限制，凡依照本发明公开内容所作的任何本领域的等同替换，均属于本发明的保护范围。实施例I:一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤是A.整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属活性。选晴天于10月中旬或10月下旬在重金属污染土壤上开展深耕、分厢、起垄、开沟、整地等的工作。麻园土壤翻耕深度，以35或37或38或40厘米为宜，具体视麻园所在地势和重金属的污染程度而定山坡地的麻园以浅耕(35 37厘米)为宜，而平旱地和水田的则以深耕(38^40厘米)为宜；污染程度较低的麻园以浅耕(35 37厘米)为宜，而污染严重的则以深耕 (38 40厘米)为宜。麻园厢宽，一般为I. 8或2. I或2. 4或2. 8或3. 2或3. 6米，具体视麻园所在地势和收获方式而定山坡地的麻园以窄厢(I. 8^2. 4米)为宜，平旱地和水田的则以宽厢(2.8 3.6米)为宜；人工收获的麻园以窄厢(1.8 2.4米)为宜，机械收获的则以宽厢(2. 8 3. 6米)为宜。麻园垄长，一般控制在30米以内，每超过30米时需加开一条腰沟。麻园内每隔4或5或6厢开挖一条主沟，四周开挖围沟。麻园内腰沟和主沟的沟深，一般为30或35或40或45厘米，具体规格视麻园地势和收获方式而定，总的原则是山坡地的麻园以浅沟(3(Γ40厘米)为宜、平旱地和水田的则以深沟(35 45厘米)为宜，人工收获的麻园以浅沟(3(Γ40厘米)为宜、机械收获的则以深沟(35 45厘米)为宜，但必须确保与麻园的厢沟(沟深为35或40或45厘米)、腰沟(沟深为35或40或45厘米)等的排灌畅通。在确定播种前6或7或8天内完成麻园的整地工作，并按下述标准施用包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质在内的土壤重金属钝化剂每亩施用的腐熟枯饼数量为150或160或170或180或190或200千克，每亩施用的钙镁磷肥数量为50或55或60或65或70或75千克，每亩施用的生石灰数量为50或55或60或65或70或75千克。施用钝化剂的目的主要是降低土壤重金属的活性，确保播种后亚麻种子的正常发芽、出苗与幼苗根系的生长发育，提高麻苗成活率，同时也是为亚麻生产提供必要的养分(钝化剂施用取代了麻园的基肥)。钝化剂的具体用量，视土壤的重金属污染程度和其肥力水平而定，总的原则是污染程度低、肥力水平高的土壤，钝化剂少施；污染程度重、肥力水平低的土壤，钝化剂多施。B.选用强耐重金属污染特定品种，足量适时播种，确保一播全苗。选用黑亚18号,或黑亚14号,或黑亚10号,或吉亚3号,或云亚I号等强耐重金属污染的亚麻特定品种，根据土壤重金属的污染状况(即污染程度)，按下述播种量的要求，在10月下旬或11月上旬择晴天以条播方式进行播种轻度污染土壤的每亩播种量为6. O或6. 5或7. O千克，中度污染土壤的每亩播种量为6. 5或7. O或7. 5千克,重度污染土壤的每亩播种量为7. O或7. 5或8. O千克。麻园播种时，条播的播幅(即播面宽度)以10或11或12厘米为宜、播深(即播面挖深)以O. 2或O. 3厘米为宜，条幅与条幅间的距离为6或7厘米；播完种后，立即覆土 O. 2或O.3厘米。由于亚麻种子较小，为防止播种不匀，可将种子与过2目筛的干土 (每亩播种时的干土用量为10或11或12千克)充分混匀后再进行播种。其具体操作方法是先将干土过2目筛(即孔径8毫米筛)，根据播种面积称取所需要的干土数量平摊于洁净的水泥地面上，厚度不超过5毫米，按每千克干土用水300或350或400毫升的比例喷雾湿润后，再将种子均匀撒施于已湿润的土壤上，充分混匀后即可进行田间播种。C.合理密植，及时中耕/除草/追肥，培育有效壮株。重金属污染地区种植亚麻的适宜密度，视其土壤重金属的污染程度而定对于轻度污染土壤，其种植密度以每亩80或85或90或95万株为宜；对于中度污染土壤，其种植密度以每亩90或95或100或105万株为宜，对于重度污染土壤，其种植密度以每亩95或100或105或110万株为宜。当麻苗长出或3或4或5片真叶时进行麻园的第一次中耕、除草和追肥其耕深以3或4或5厘米为宜，每亩施用的总N量控制在O. 7或O. 9或I. I或I. 3千克、总K2O量控 制在O. 9或I. I或I. 3或I. 5千克。本次除草以人工除草为主，如杂草确实过多，可考虑化学除草，其方法是每亩用质量分数为56%的二甲四氯钠盐50克十质量分数为50%的敌草隆50克共同兑水60千克喷雾即可。当麻苗长至10或11或12厘米时进行第二次中耕、除草和追肥其耕深以5或6或7或8厘米为宜，每亩施用的总N量控制在2. I或2. 9或3. 8或4. 6千克、总P2O5量控制在O. 2或O. 3或O. 4或O. 5千克、总K2O量控制在2. 4或3. O或3. 6或4. 2千克，并用质量分数为56%的二甲四氯钠盐100克+质量分数为50%的敌草隆100克共同兑水60千克喷
施除草。追肥应趁小雨天或大雨过后进行，严禁施用如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥，以及如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥，以免加剧土壤酸化，增加重金属的活性。D.强化病虫害防治，适时采收，妥善晒储。亚麻最常见的病虫害主要是炭疽病、立枯病、白粉病、根结线虫病、金龟子和地老虎。在重金属污染(尤其是在重度污染和部分已切断食物链的中度污染)土壤上种植亚麻，采用化学药剂防治病虫害是一种最为直接、经济(实惠)的有效方法。每亩用50或100克质量分数为80%的炭疽福美可湿性粉剂600倍液，或50或100克质量分数为50%的退菌特可湿性粉剂600倍液喷雾，防治炭疽病。每亩用50或100克质量分数为90%的敌克松600倍液，或50或100克质量分数为40%的多福混剂800倍液喷雾，防治立枯病。每亩用40或80毫升质量分数为20%的粉锈宁乳油600倍液，或50或100克质量分数为70%的甲基托布津可湿性粉剂800倍液喷雾，防治白粉病。每亩用2千克质量分数为10%的噻唑膦颗粒剂拌土撒施，或用40或80毫升质量分数为30%的除线特乳剂兑水45千克喷雾，防治根结线虫病。每亩用40或80毫升质量分数为2. 5%的溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾，防治金龟子。在幼苗期每亩用50或100克质量分数为90%的敌百虫粉剂兑水45千克喷施于切碎的鲜草上,撒于地面诱杀地老虎。
当麻园同时具备三分之一麻桃变成黄褐色、三分之一原茎杆变成黄色、三分之一叶片已脱落的三个条件时即可收获。采收时需将麻株捆成直径为8 10厘米的麻把，平铺或直立扇形晾晒至干，脱粒后置于干燥、通风处储存。收获期内严禁灌水，以免出现返青和二次开花等现象，降低亚麻产量和质量。“一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法”的中试试验与示范结果如附表I所示。其结果表明轻度污染麻园(湖南省沅江市大南湖镇南湖村)的平均原茎产量为308. 2±29. O千克/亩，比农区常规植麻(湖南省安乡县陈家嘴镇陈家村，下同)的平均单产(285. 3 ±27. 2千克/亩)高8. 0%，差异显著(p < O. 05);中度污染麻园(湖南省安化县烟溪镇烟溪村、湖南省双峰县梓门桥镇桥头村、湖南省株洲市天心区马家河镇中路村)的平均原茎产量为283. 2±30. 3千克/亩，与农区常规植麻的一致；重度污染麻园(湖南省嘉禾县肖
家河镇沙坪村、湖南省浏阳市湘和化工厂区原绿化地)的平均原茎产量为254. 7±28. 6千克/亩，比农区常规植麻的低10. 7%，差异显著(P < O. 01)。各污染区原茎粗纤维重金属镉(Cd)的含量均< 20毫克/千克，符合欧美关于纺织原料的标准(镉限量为20毫克/千克)，属安全性产品。附表I.中试试验与示范基地重金属污染与亚麻生产概况
权利要求
1.一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤是 A.整地建园，施用土壤重金属钝化剂，降低土壤重金属的活性选晴天于10月中旬至下旬在重金属污染土壤上深耕、分厢、起垄、开沟、整地，其耕深为35 40厘米，厢宽为1.8 3. 6米，垄长控制在30米以内，每超过30米加开一条腰沟，每隔4 6厢开挖一条主沟，四周开挖围沟；厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深为30 45厘米；于确定播种前6 8天内完成麻园整地，按下述标准施用土壤重金属钝化剂腐熟枯饼150 200千克/亩、钙镁磷肥.50 75千克/亩、生石灰50 75千克/亩； 所述的重金属污染土壤，是指土壤中镉、铅、砷、铬、镍、铜、锌7种元素的含量，至少有一种超过了国家标准规定的农用允许限值； 所述的土壤重金属钝化剂，包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质； B.选用耐重金属污染能力强的亚麻特定品种，足量适时播种，确保一播全苗选用黑亚.18号，或黑亚14号，或黑亚10号，或吉亚3号，或云亚I号，根据土壤重金属的污染状况，按下述播种量在10月下旬至11月上旬择晴天以条播方式播种轻度污染土壤的播种量为.6.0 7. O千克/亩，中度和重度污染的分别为6. 5 7. 5与7. O 8. O千克/亩；播种时的条播幅宽以10 12厘米、条间距为6 7厘米，播种后覆土 O. 2 O. 3厘米厚； 所述的轻度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的O. I 6.0倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的O. I 5. O倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的O. I 3. O倍； 所述的中度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的6. I 17.0倍，砷、镍、铜的含量超出国标农用允许限值的5. I 8. O倍，铅、铬、锌的含量超出国标农用允许限值的3. I 5. O倍； 所述的重度污染，是指土壤中的重金属含量，按照国家标准规定的农用允许限值，至少有一种元素的含量达到了以下评判标准镉的含量超出国标农用允许限值的17. I 35.0倍，砷、镍和铜的含量超出国标农用允许限值的8. I 15. O倍，铅、铬和锌的含量超出国标农用允许限值的5. I 10. O倍； C.合理密植，及时中耕/除草/追肥，培育有效壮株重金属污染地区种植亚麻的密度，轻度污染土壤的为80 95万株/亩，中度和重度污染的分别为90 105与95 110万株/亩；当亚麻长出3 5片真叶时进行第一次中耕、除草和追肥，其耕深为3 5厘米，每亩施用的总N量控制在O. 7 I. 3千克、总K2O量控制在O. 9 I. 5千克；麻苗长至10 12厘米时进行第二次中耕、除草和追肥，其耕深为5 8厘米，每亩施用的总N量控制在.2.1 4. 6千克、总P2O5量控制在O. 2 O. 5千克、总K2O量控制在2. 4 4. 2千克，并用质量分数为56%的二甲四氯钠盐100克+质量分数为50%的敌草隆100克兑水60千克喷施除草； 所述的有效壮株，是指成熟采收时株高达到85 120厘米、工艺长度达到75 100厘米、茎粗达到I. I 2. O毫米的单株亚麻； D.强化病虫害防治，采收，妥善晒储a)亚麻最常见的病虫害有炭疽病、立枯病、白粉病、根结线虫病、金龟子和地老虎；b )每亩用50或100克质量分数为80%的炭疽福美可湿性粉剂600倍液，或50或100克质量分数为50%的退菌特可湿性粉剂600倍液喷雾，防治炭疽病；每亩用50或100克质量分数为90%的敌克松600倍液，或50或100克质量分数为40%的多福混剂800倍液喷雾，防治立枯病；每亩用40或80毫升质量分数为20%的粉锈宁乳油600倍液，或50或100克质量分数为70%的甲基 托布津可湿性粉剂800倍液喷雾，防治白粉病；每亩用2千克质量分数为10%的噻唑膦颗粒剂拌土撒施，或用40或80毫升质量分数为30%的除线特乳剂兑水45千克喷雾，防治根结线虫病；每亩用40或80毫升质量分数为2. 5%的溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾，防治金龟子；在幼苗期每亩用50或100克质量分数为90%的敌百虫粉剂兑水45千克喷施于切碎的鲜草上，撒于地面诱杀地老虎；c )麻园同时具备三分之一麻桃变成黄褐色、三分之一原茎杆变成黄色、三分之一叶片已脱落的三个条件时采收；采收时将麻株捆成直径为8 10厘米的麻把，平铺或直立扇形晾晒至干，脱粒后置于干燥、通风处储存。
全文摘要
本发明公开了一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，其步骤A．整地建园，施用钝化剂，降低土壤重金属的活性；B．选用耐重金属污染能力强的亚麻特定品种，足量适时播种，确保一播全苗；C．合理密植，及时中耕／除草／追肥，培育有效壮株；D．强化病虫害防治，适时采收，妥善晒储。应用本方法种植亚麻，轻度、中度、重度污染土壤的原茎平均产量分别为308.2±29.0、283.2±30.3与254.7±28.6千克/亩，均达到了我国南方亚麻产区的高产水平，且原茎粗纤维中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内，实现了重金属污染土壤的农业安全与高效利用，技术简便、方法易行，在广大重金属污染地区的应用前景极其广阔。
文档编号C05F3/04GK102934581SQ20121047735
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者黄道友, 刘守龙, 朱奇宏, 罗尊长, 任雪菲, 饶中秀, 夏战鹰, 王帅, 曹晓玲, 王继宇, 席园 申请人:中国科学院亚热带农业生态研究所