本发明属于土壤环境重金属污染修复技术领域，涉及一种利用低积累镉作物治理含镉土壤的方法。
背景技术：
重金属镉是土壤环境重金属污染的重金属元素之一，土壤中的镉含量过高不仅会对植被等造成伤害，还会通过食物链的富集、传递，最终摄入人体，对人的身体健康有这严重的威胁，因此，对于镉污染土壤的治理在环保领域有着非常重要的意义。
土壤镉污染治理有物理修复、化学修复和生物修复的方法。物理修复、化学修复存在成本高、对环境影响大、操作复杂等问题，且存在二次污染的风险。生物修复主要是利用生物对土壤中重金属离子镉的吸收富集来改变土壤和作物中镉金属的含量，能较好的弥补这些不足，但修复时间较长，且目前形成应用技术的方案不多。
农作物对土壤中镉的吸收和积累，物种间和品种间存在很显著的差异，且同一品种不同器官间也存在很大差异。甘薯属于低积累镉作物，不同品种和同品种不同部位存在显著差异。根据国家食品污染物限值标准gb2762-2005(根茎类蔬菜镉含量小于0.1mg/kg)，甘薯中许多品种茎叶鲜样镉含量超出或接近此标准，块根含量相对低一些，介于0.0022-0.011mg/kg，说明甘薯块根的摄食健康风险相对较低(农业环境科学学报第29卷第9期)。
本发明旨在筛选培育低镉吸收甘薯品种，于镉中度和轻度污染土壤建立低镉积累、高耐性、生长量足够大的甘薯培育技术，以实现镉污染农耕区土壤的利用和治理。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用低积累镉作物治理含镉土壤的方法，解决镉污染区土壤利用问题和现有土壤镉污染治区理技术中成本高、修复时间长、对环境影响大、存在二次污染的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：筛选低镉吸收、高耐性、产量高的甘薯品种；
步骤2：施用生理碱性肥750kg/公顷石灰，加750kg/公顷zh型土壤调理剂调整土壤酸碱度等对污染区土壤进行修复；
步骤3：选用适合镉污染土壤处理后污染区的种植模式，实行玉米甘薯套作的模式，采用专用型甘薯标准化栽培技术保证甘薯的生长和产量；
步骤4：在春作或者夏作收获后实行秋薯种植，以保证足够的产出和土地的充分利用。
进一步，所述甘薯品种为甘薯湘薯20号、湘薯09-8、湘薯7-2、湘薯11-25、徐薯22、宁紫1号。
进一步，所述步骤4中秋薯种植的方法为：
凡安排栽秋甘薯的田土，如果不受前作腾地限制的，要尽可能早栽，如果有前作则应边收前作、边栽甘薯，争取早栽，在早、中稻田栽甘薯，应在水稻散籽后开沟排水，收割后立即开深沟，窄分厢，并整地栽薯，做到排水畅通，防止湿害；
合理密植，栽插密度为75000株/公顷，秋薯栽插正值高温、强日照的季节，要选阴天或晴天傍晚栽插，移栽后浇透水，以保证成活；
加强管理，秋薯要中耕2次，第一次中耕在薯苗成活后进行，中耕深度宜7厘米，中耕结合施用腐熟人粪尿或速效氮肥，促进幼苗生长，提早结薯，第二次中耕在插后20天进行，并根据薯苗生长情况追施1次复合肥，中耕后要培土，整修垄边，秋甘薯如遇长期干旱要灌1-2次水，水源不足的地方要多中耕，或多铺草和增施有机肥料，灌概宜在早晨或傍晚进行，灌概深度达到垄高的2/3，灌水时间不超过4小时，每灌水1次，松土1次，以防止水分蒸发，如有虫害危害时，应及时喷药防治。
本发明的有益效果是降低了镉污染区作物对镉金属的吸收和积累，治理成本低，不存在再次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的方法为：
1从国内外甘薯品种中筛选出低镉吸收、高耐性、产量高的甘薯品种；
选择在镉污染土壤处理区域种植表现耐性强，产量稳定的品种中筛选出低镉吸收候选甘薯品种6个，其中甘薯湘薯20号、湘薯09-8、湘薯7-2、湘薯11-25徐薯22、宁紫1号的吸收值最低，几乎不积累重金属镉，作为镉污染区农作物主要品种，福薯10薯块含量为国家标准的临界值，不采用。表1为甘薯选育品种薯块镉含量。
表1
2施用不同生理碱性肥、有机肥调整土壤酸碱度等对污染区土壤进行修复：
由于土壤酸碱性影响植物对镉金属的吸收，选用生理碱性肥料如石灰、硼泥、硫酸锌、氮肥等改良剂可以提高土壤中的ph值，减少甘薯根系对镉金属的吸收。实验表明，在轻度和中度污染的区域，石灰处理效果最好，采用石灰+zh型土壤调理剂按照750kg/公顷石灰+750kg/公顷zh型土壤调理剂的比例施用，有利于抑制镉污染区作物对镉的吸收和土壤改良。土壤处理宜在冬季或者提前三个月进行。
3选用合理种植模式，保证甘薯的生长和产量，降低薯块镉含量。
根据污染程度和季节的不同，选用甘薯间套作种植模式，实行春玉米+夏薯甘薯的玉米甘薯套作模式，由于玉米具有较强的镉吸收能力，在种植甘薯之前种植玉米，既充分利用了种植的时间和空间，还能有效减少土壤中镉的含量，降低薯块的镉含量。
其中，玉米甘薯套作模式的一种可选用甘薯种植技术结合专用型甘薯标准化栽培技术(湖南地方标准《甘薯栽培技术规程》，标准编号db43/t451-2009)进行，但施用底肥改为石灰+zh型土壤调理剂或者有机肥，保证甘薯生产的产量。
4在土壤修复区春作或者夏作收获后实行秋薯种植。
抢时早栽。秋甘薯一般要求在“处暑”栽完。凡安排栽秋甘薯的田土，如果不受前作腾地限制的，要尽可能早栽。如果有前作则应边收前作、边栽甘薯，争取早栽。在早、中稻田栽甘薯，应在水稻散籽后开沟排水，收割后立即开深沟，窄分厢，并整地栽薯。做到排水畅通，防止湿害。
合理密植。由于秋甘薯生育期较短，个体发育差，主要靠群体的增产作用，因此，应适当增加密度，以75000株/公顷为宜。秋薯栽插正值高温、强日照的季节，要选阴天或晴天傍晚栽插，移栽后浇透水，以保证成活。
加强管理。秋薯一般中耕2次，第一次中耕在薯苗成活后进行，中耕深度宜7厘米左右，中耕结合施用腐熟人粪尿或速效氮肥，促进幼苗生长，提早结薯。第二次中耕在插后20天左右进行，并根据薯苗生长情况追施1次复合肥，中耕后要培土，整修垄边。秋甘薯如遇长期干旱要灌1-2次水，水源不足的地方要多中耕，或多铺草和增施有机肥料。灌概宜在早晨或傍晚进行，灌概深度以达到垄高的2/3为宜，灌水时间不要超过4小时。每灌水1次，松土1次，以防止水分蒸发。秋甘薯茎叶较嫩，易遭受甘薯斜纹夜蛾、甘薯天蛾以及金花虫危害。如有上述虫害危害时，应及时喷药防治。
本发明筛选出适宜镉污染区土壤处理后种植的甘薯低镉吸收品种，符合良好的耐性要求，具有稳定的产量保证；结合土壤镉污染治理的技术，选择石灰+zh型土壤调理剂按照适当比利施用作为甘薯种植前土壤的处理，降低了镉污染区作物对镉金属的吸收和积累；结合土壤处理方法和甘薯种植方案，制订了适宜镉污染区土壤处理后种植的稳产高产甘薯种植栽培技术。
本方案在湖南省农业科学院长沙试验基地进行，试验地为黏壤土，地势平坦，排灌方便。试验设12个处理，采用随机区组排列，3次重复。小区面积20平方米，栽插密度54000株/公顷，垄宽1m(包沟)，高垄双行，四周设保护行1m。栽插前的冬季，施用石灰+zh型土壤调理剂，均在起垄时作基肥一次性基施。除施肥管理外，其他田间管理水平一致。
插播前进行了栽插前土壤取样工作，用测土配方施肥专用采样器，在试验田每个小区采集混合土壤，采样深度0-20厘米。每个混合样品1kg左右，测定土壤全镉、土壤有效镉、土壤有机质含量和ph值。
甘薯栽插后，栽插7天内，对死苗、弱苗进行补苗工作。栽插20天后，进行中耕除草。大田生长前期雨水均匀，薯苗生长正常，长势好。
期间按虫害情况喷药防治卷叶虫和夜蛾。
收获时进行了收获前土壤取样工作，用测土配方施肥专用采样器，在试验田每个小区采集混合土壤，采样深度0-20厘米。每个混合样品1kg左右，测定土壤全镉、土壤有效镉、土壤有机质含量和ph值。进行田间试验考种工作，对地上部蔓长、茎粗、分支、藤蔓重量及地下部薯块重量、个数等进行测量。并每小区取薯藤和薯块，晒干粉碎混匀，分品种、分重复各抽取1kg样品，单独装袋，作为检测的样本，检测薯藤和薯块镉含量。
通过小区产量测定，鲜薯产量为16112-42325kg/公顷，薯干产量为4970-12236.5kg/公顷，其中对照徐薯22鲜薯产量为31712kg/公顷，薯干产量为9856kg/公顷，筛选了高产甘薯品种6个：湘薯20号、湘薯09-8、湘薯7-2、湘薯11-25、宁紫1号、福10(菜用型)，均比对照徐薯22增产。
通过薯丝镉含量测定，与国家食品中污染物限值标准gb2762-2005(根茎类蔬菜＜0.1mg/kg)进行比较，湘薯20号、湘薯09-8、湘薯7-2、湘薯11-25、徐薯22、宁紫1号品种镉含量都低于0.1mg/kg。
甘薯栽插前及收获后土壤取样测定，通过栽插作物，除湘7-2土壤镉含量增加，其他都降低，降低幅度为6.0-31％。
从试验地品种分布布局来看，镉污染品种聚集在大田前、后两部分，中间部分未污染，通过土壤镉污染检测结果分析，通过栽插旱地作物，可以降低土壤镉含量。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。