本发明属于土壤污染治理与修复技术领域，尤其涉及一种重金属污染土壤的植物修复方法。
背景技术：
土壤重金属污染是指由于人类活动，导致土壤中的重金属含量过高，通常是密度大于5g/m3，并对生态环境质量产生不良的影响。常见对土壤造成污染的重金属包括铅、锌、镍、铜、铬、镉、汞等元素，其中铅、锌、镉的污染最为常见。这三种元素是大气降尘导致的土壤重金属污染的主要污染源，也是各类矿山在采选、冶炼过程中通过粉尘和废水等途径排放出去的常见污染源。重金属污染具有隐蔽性、不可逆性、长期性和后果严重性的特点。随着工农业的迅速发展，土壤中重金属含量逐年增加，其造成的污染也日益严重。防治土壤污染，保护有限的土壤资源，已成为突出的全球性问题。植物修复技术是指通过超富集植物的根系部分吸收固定重金属元素，并转移到地面部分，然后采用收割植物的方式去除土壤中重金属元素。以蓖麻等能源植物为代表的植物修复技术是一种环境亲和性修复技术，以其有效、非破坏、经济等特点，正成为土壤重金属污染修复的主要手段之一。
蓖麻(拉丁学名：ricinuscommunisl.)，又名草麻、红麻、八麻子等，是大戟科蓖麻属双子叶草本植物，是重要的能源植物。蓖麻性喜温湿，抗旱抗逆性能强，有很强的耐盐碱能力，且适种性好，可以在温带、热带和亚热带等地区生长。蓖麻在国内分布范围广泛，自海南至黑龙江均有分布。蓖麻对包括铅、锌、镉在内的多种重金属都有良好的耐受性。蓖麻根系发达(根深可达0.5～1米)，对重金属有极强的吸收和积累作用，并随着土壤重金属含量的增加而增强，同时蓖麻具有将重金属污染物从地下部转运到地上部的能力，加之蓖麻根系发达(根深可达0.5～1米)，这些特征使蓖麻对高浓度的复合重金属污染具有很高的耐性。在受复合重金属污染的土壤中种植蓖麻，利用蓖麻对重金属的优势富集作用，逐步减少土壤中的重金属污染物含量。进行环境修复的同时，又解决了能源植物缺乏种植土地的难题，既有良好的生态效益，又有很高的社会经济价值。
目前，蓖麻用于土壤复合重金属污染治理和修复的研究较少，尤其是在治理尾矿库区域的土壤修复上还存在许多技术瓶颈及技术障碍：(1)蓖麻品种虽多，但真正在实际中用于土壤重金属污染治理的蓖麻品种还不明确，申请人在研究实践中比较了多个蓖麻品种在不同浓度重金属胁迫下的生长特征，选定了若干适用于复合重金属污染条件下的蓖麻修复品种。(2)申请人在研究实践中发现，蓖麻在多种重金属胁迫条件下的生长发育特征及其对重金属的累积和迁移特性表明：蓖麻对铅、锌的超富集效果不如桑树等草本植物，但其优势在于对铅锌的耐性极强，生长速度快，生物量大，对田间管理的要求显著低于桑树等树种，特别适用于沟边路旁、荒山荒坡等人员看护力度薄弱的污染区域种植。(3)申请人在研究中发现，在田间管理中，适时向污染土壤中添加少量草酸可以显著促进蓖麻对土壤重金属的吸收，缩短土壤的治理修复年限。
针对上述蓖麻在土壤重金属污染治理和修复过程中的技术难点和瓶颈，根据申请人的研究结果与实践效果，提出本
技术实现要素：
及技术实施方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重金属污染土壤的植物修复方法，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种重金属污染土壤的植物修复方法，其特征在于，对重金属污染的待修复土壤进行施肥休整，在休整后的土壤上构建以蓖麻为主的植物群落；
施肥休整的步骤为：
对待修复土壤在第一年秋季深翻，第二年春天3月下旬整地待播，播种前深耕土地时，亩施农家肥2500公斤，磷肥15公斤，氮肥20公斤，一次施入；
构建植物群落：
(1)播种：蓖麻种子选用抗旱、耐瘠薄、出油率高的杂交种，合理密植；播种前1个星期将种子摊放在空地上晾晒2～3天，然后用黄腐酸浸种12小时灭菌，当气温稳定在10℃以上时播种；4月上旬开始播种，中下旬出苗，播种时深度4～7厘米，株距1米，行距0.8米，每穴2～3粒，亩用种子1～1.5公斤，播后踩实，以防跑墒；
(2)田间管理：
1)合理密植：蓖麻出苗后，及时查苗、补苗，当幼苗长高8厘米～10厘米时开始间苗，每穴留苗一株，亩保留900株～1200株左右，春季遇到干旱时要及时浇水保墒，幼苗期应严格控制杂草；
2)整枝打顶：生长发育好的植株，应以防旺长为主，早留穗、多留穗、促大穗；弱株应以促进生长为主，选最佳花期留穗；当蓖麻苗长到9片叶时，打顶，以促进一级分枝茁壮成长，长到4～5个花序时，将分枝生长点除掉；每株留4～5个花序，北方旱作区一般应在8月中旬初把植株上的生长点全部去掉；
3)中耕培土：苗期中耕3遍，在苗高20～30厘米时除草1次，发棵时1次，最后一次中耕应在封垄前进行，以免损伤茎叶；中耕时要向茎基部培土，促进根部生长，以防后期倒伏，增加重金属吸附量；中耕深度以行间10厘米，株旁5～6厘米为宜；
4)肥水管理：墒情不足时应及时浇水补墒；涝时及时排水；花果期肥水需求量增大，应及时追肥，一般盛花期每1/15公顷追施尿素10～15千克，钾肥5千克；
5)防治病虫害：播前用50％的复方多菌灵，加水500倍稀释后浸种48小时，捞出后用清水冲洗干净待播；出苗后发现病株用36％的甲基托布津乳剂800倍液连喷3～5次，每7～8天一次，严重者应及时拔掉烧毁。
作为优选，在蓖麻播种2个月后的生长旺季，施用草酸螯合剂，浓度10～20mg/kg，以促进重金属离子被蓖麻吸收。
作为优选，蓖麻主穗现蕾后进行追肥，追肥以尿素为主。
作为优选，步骤(1)使用的蓖麻种子为：晋蓖2号或淄蓖5号。
作为优选，构建植物群落以蓖麻为主，并在蓖麻出苗后，每间隔2.5m种植一棵金丝桃。金丝桃的根系可以对蓖麻根系在固定土壤中的重金属时达到协同增效的目的，通过蓖麻的根系对土壤中的重金属进行阻留和固定，防止重金属向周边土壤、水体扩散。金丝桃的根系与蓖麻的根系实现交叉补充，达到互补的目的。
作为优选，在金丝桃根系周围20-50cm范围内埋种金蝉幼虫。金蝉幼虫依附于金丝桃根系在土壤中生长若干年，以吸收根系中的汁液为生；被金丝桃根系固定下来的重金属部分被金蝉吸收，并最终以蜕壳的形式排除体外。
蓖麻品种遗传资源来源说明：
晋蓖2号，山西省农科院经济作物研究所以雌性系汾8937为母本,91s5-2为父本杂交选育而成。1999年经山西省品种审定委员会第三届四次会议审定命名。该品种生长势强，性状稳定，抗旱耐瘠薄，增产潜力大，适应性广，是国内外推广面积较大的蓖麻品种。
淄蓖2号,山东省淄博市农科所用中晚熟高油雌性系做母本，蒴果无刺型自交系做父本育成的中晚熟高油杂交种。2000年4月通过山东省农作物品种审定委员会审定，2005年12月通过全国鉴定。该品种适应范围广，适于全国各地无霜期110天以上的地区种植，在东北、西北、华北等地表现特别突出。
淄蓖5号，山东省淄博市农科所以9041为母本，太101为父本经杂交选育而成。2001年通过宁夏回族自治区农作物品种审定委员会审定，2005年12月通过全国鉴定。该品种根系发达，不易倒伏，抗旱能力强。对各类土壤都有很好的适种性，沙地、盐碱地都能种植成活。
应用该方法治理铅、锌、镉复合污染的土壤，结果表明蓖麻富集的镉离子主要集中在根系，枝叶中含量较少，在受污染土壤环境种桑养蚕与无污染地种桑养蚕相比，无论蚕的生长发育、产茧量及茧层率等指标均无明显差异，且蚕丝蚕蛹的重金属含量均低于国家相关标准限量。利用蓖麻对重金属污染土壤进行治理是近两年兴起的一项植物修复技术，经研究证明，蓖麻较其它修复性植物，对复合重金属污染具有更高的耐受性，更强的吸附能力，更快的修复时间以及相对安全高效的经济效益，具有广泛的推广应用前景。
本发明的有益效果是：
(1)本发明确定的晋蓖2号、淄蓖2号、淄蓖5号等3个特定蓖麻品种，在铅、锌等复合重金属元素污染的土壤中能够完成正常的生长周期，有效降低土壤中重金属污染的含量。
(2)本发明在种植过程中进行适当的田间管理，通过合理密植、整枝打顶、中耕培土等手段管理蓖麻的生长周期，提升污染土壤的被修复效果。
(3)本发明通过添加草酸螯合剂，促进蓖麻对重金属污染物的修复效果。
(4)本发明中重金属污染物在蓖麻不同器官中的含量迁移分配规律为根>茎>叶>果，枝叶和果实中含量极少，在重金属污染地栽植蓖麻饲育柞蚕与无污染地相比而言，柞蚕的生长发育、生物学性状、经济性状等指标无明显的差异，且柞蚕丝蚕蛹的重金属含量均在国家相关标准限量之内，柞蚕粪中重金属含量也在国家标准限量内，可以规避因重金属离子转移带来的二次危害。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种利用蓖麻修复铅、锌、镉等重金属复合污染土壤的方法，包括以下步骤：
1、整地施肥：蓖麻根系发达，对有条件进行整地处理的待修复土壤应在前一年秋季深翻，第二年春天3月下旬整地待播，播种前深耕土地时，亩施农家肥2500公斤，磷肥15公斤，氮肥20公斤，一次施入。后期追肥应以尿素为主，最佳时期为主穗现蕾后。
2、播种：蓖麻种子应选用抗旱、耐瘠薄、出油率高的杂交种，如晋蓖2号、淄蓖2号、淄蓖5号等，合理密植。播种前1个星期应在将种子摊放在空地上晾晒2～3天，然后用黄腐酸浸种12小时灭菌，当气温稳定在10℃以上时播种。为了适时早播，延长蓖麻的生长期，4月上旬开始播种，中下旬出苗，播种时深度4～7厘米，株距1米，行距0.8米，每穴2～3粒，温差大，光照强的地区播种密度可适当提高。蓖麻的种植密度要根据品种特性、栽培方式和环境、土壤肥力等情况来决定。原则是薄地宜密、肥地宜稀；矮杆品种宜密，高杆品种宜稀。播种方式可采用挖穴点播或开沟点播，一般亩用种子1～1.5公斤，播后踩实，以防跑墒。如播种前降雨明显不足，土地干结，还应行预灌溉处理。
所述的桑树品种遗传资源来源说明：
晋蓖2号，山西省农科院经济作物研究所以雌性系汾8937为母本,91s5-2为父本杂交选育而成。1999年经山西省品种审定委员会第三届四次会议审定命名。该品种生长势强，性状稳定，抗旱耐瘠薄，增产潜力大，适应性广，是国内外推广面积较大的蓖麻品种。
淄蓖2号,山东省淄博市农科所用中晚熟高油雌性系做母本，蒴果无刺型自交系做父本育成的中晚熟高油杂交种。2000年4月通过山东省农作物品种审定委员会审定，2005年12月通过全国鉴定。该品种适应范围广，适于全国各地无霜期110天以上的地区种植，在东北、西北、华北等地表现特别突出。
淄蓖5号，山东省淄博市农科所以9041为母本，太101为父本经杂交选育而成。2001年通过宁夏回族自治区农作物品种审定委员会审定，2005年12月通过全国鉴定。该品种根系发达，不易倒伏，抗旱能力强。对各类土壤都有很好的适种性，沙地、盐碱地都能种植成活。
3、田间管理：
(1)合理密植：蓖麻出苗后，应及时查苗、补苗，当幼苗长高8厘米～10厘米左右时开始间苗，每穴留苗一株，亩保留900株～1200株左右，春季遇到干旱时要及时浇水保墒。幼苗期应严格控制杂草。
(2)整枝打顶：整枝可以改善田间通风透光条件，提高单株蓖麻的生物量，增加蓖麻的重金属吸附量。整枝的原则：生长发育好的植株，应以防旺长为主，早留穗、多留穗、促大穗；弱株应以促进生长为主，选最佳花期留穗。当蓖麻苗长到9片叶时，打顶，以促进一级分枝茁壮成长，长到4～5个花序时，将分枝生长点除掉。每株留4～5个花序。北方旱作区一般应在8月中旬初把植株上的生长点全部去掉。
(3)中耕培土：苗期中耕3遍，在苗高20～30厘米时除草1次，发棵时1次，最后一次中耕应在封垄前进行，以免损伤茎叶。中耕时要向茎基部培土，促进根部生长，以防后期倒伏，增加重金属吸附量。中耕深度以行间10厘米，株旁5～6厘米为宜。
(4)肥水管理：墒情不足时应及时浇水补墒；涝时及时排水。花果期肥水需求量增大，应及时追肥，一般盛花期每1/15公顷追施尿素10～15千克，钾肥5千克。
(5)防治病虫害：蓖麻病虫害较轻。病害主要有疫病、枯萎病和叶枯病，播前可用50％的复方多菌灵，加水500倍稀释后浸种48小时，捞出后用清水冲洗干净待播。出苗后发现病株可用36％的甲基托布津乳剂800倍液连喷3～5次，每7～8天一次，严重者应及时拔掉烧毁。
4、添加草酸：在蓖麻生长旺季(一般为播种2个月后)添加草酸(浓度10～20mg/kg)螯合剂，以促进蓖麻根部对重金属污染物的吸附。
实施例1
实验地点：安徽省农科院蚕桑研究所合肥市实验基地。
蓖麻品种：晋蓖2号、淄蓖2号、淄蓖5号
1、施肥播种：栽种前一年10月对待修复土壤进行深翻，旋耕2次，亩施农家肥2500公斤，磷肥15公斤，氮肥20公斤，一次施入。栽种当年3月20日整地待播，按1米的行距挖栽植沟，沟宽深45cm×45cm，并一次施足有机肥磷肥和氮肥。栽植前标定取样点，并取土样检测作为背景值，晋蓖2号、淄蓖2号、淄蓖5号三个品种播种前对种子粒选一次，选出大粒、饱满粒做种。每个品种按400株/亩的密度进行直播，每窝直播2～3粒种子，子粒间距3～5厘米，盖士2～3厘米厚，亩均用种量0.3～0.5公斤。
2、田间管理和添加草酸：
(1)田间管理：蓖麻苗高10厘米时进行间苗，拔除生长过密的细弱幼苗，并结合中耕除草一次。蓖麻长出7～8片真叶时，进行打顶，促进分枝，以增加产量。打顶后每亩深施尿素和钾肥，以后每开一次花前施一次肥，确保栽培过程中不干旱、水淹、无病虫杂草。
(2)添加草酸：在5月初添加草酸(浓度10～20mg/kg)，以促进重金属离子被蓖麻吸收。并设对照组，不添加草酸，其余条件相同。
3、检测分析：
(1)背景值：蓖麻栽种取受污染土壤检测重金属污染物浓度作为背景值。
(2)阶段生物量监测：在6月和9月分别测量统计植株的株高及主根长度。
(3)植株重金属吸附量测定：在6月、9月和10月分别取样进行土壤重金属含量和蓖麻的重金属吸附量测定。测定中将烘干后的蓖麻氛围根、茎、叶三部分，消解后用原子吸收光谱重复测定三次，取平均值。
(4)重金属富集系数计算：计算蓖麻根部重金属含量和土壤中该种重金属含量的比值，确定蓖麻对该重金属的富集效率。富集系数＝根部重金属含量/土壤中重金属含量。
4、实验结果
(1)在蓖麻的始花前营养生长阶段和生长旺季，铅、锌、镉污染物在蓖麻不同器官中的含量由高到低依次为根>茎>叶>果。蓖麻根部对镉有较高的富集能力，约40％的重金属富集在根部，须根的铅、锌、镉等重金属含量是其他器官含量的1.63～24.6倍。在受污染土壤中铅、锌、镉平均含量均超过国家标准土壤环境质量三级标准(铅(750.61mg/kg)、镉(7.66mg/kg)、锌(680.40mg/kg))时，蓖麻仍能维持正常生长。
(2)蓖麻根部对铅、锌、镉的富集系数在重金属含量不超过国家标准土壤环境质量三级标准时普遍能达到0.6以上，显示出蓖麻对重金属污染物良好的吸附和富集能力。
(3)不同品种对土壤中重金属污染物的吸收总量：淄蓖5号>晋蓖2号>淄蓖2号，但三种品种间的差异并不高，在可接受范围内。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。