專利名稱：一種改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境中重金屬污染的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是作物不同栽培模式在修復(fù) 重金屬鋅污染中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
糧食的安全生產(chǎn)是全世界廣為關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和人類的健 康具有重大意義。而據(jù)資料顯示，由于工業(yè)的發(fā)展，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，尤其是鎘、 鉛、鋅、銅、鋅等重金屬。如在四川雅安，通過(guò)對(duì)大興鎮(zhèn)及其周圍農(nóng)田土壤的檢測(cè)，重金屬鋅 已經(jīng)對(duì)農(nóng)田造成了不同程度的污染。這不但影響了作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還會(huì)通過(guò)食物鏈危害 人畜健康，造成不可估量的影響。因此，被重金屬鋅污染的土壤急需治理。但是，常規(guī)的土壤 修復(fù)技術(shù)需要較長(zhǎng)時(shí)間且操作復(fù)雜，在修復(fù)過(guò)程中土壤可能無(wú)法種植作物，造成資源浪費(fèi)。間作在農(nóng)業(yè)上是指在同一田地上于同一季節(jié)內(nèi)，把生育季節(jié)相近、生育期基本相 同的兩種或兩種以上的作物，成行或成帶(多行)地相間種植。與傳統(tǒng)的單一種植方式相 比，間作具有生產(chǎn)產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)和生態(tài)學(xué)優(yōu)勢(shì)。而禾本科與豆科作物間作是中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 方式，如玉米與大豆間作，玉米與花生間作，玉米與豇豆間作，小麥與大豆間作等，這是提高 土地利用率，促進(jìn)農(nóng)作物高產(chǎn)、高效、持續(xù)增產(chǎn)的重要技術(shù)措施。從目前的研究進(jìn)展來(lái)看，作物間作研究重點(diǎn)主要集中在以下三個(gè)方面，一是間作 系統(tǒng)地上部結(jié)構(gòu)及其光能利用效率與產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)；二是地下部土壤養(yǎng)分和水分利用；三是作 物的產(chǎn)量情況。有關(guān)不同作物間作對(duì)土壤重金屬吸收的影響研究還較少，且主要是關(guān)于對(duì) 土壤重金屬鎘、鉛吸收的研究，作物間作條件下由于作物根系間的交互作用，土壤中重金屬 含量有所降低，從而減少了作物對(duì)重金屬的吸收在體內(nèi)的積累，其原因一方面可能是由于 間作作物間根系間相互作用，根系分泌物、有機(jī)酸、微生物等數(shù)量和種類增加，根系分泌物 可和重金屬形成穩(wěn)定的螯合體，降低了重金屬在土壤中的移動(dòng)性，起到固定和鈍化作用；二 是根際的微生物及酶活性系統(tǒng)數(shù)量和代謝能力增強(qiáng)，提高了對(duì)重金屬污染物的降解能力； 三是根系間作用分泌的有機(jī)酸、氨基酸等有機(jī)物含有羥基和羧基等功能基團(tuán)，對(duì)土壤中的 富余重金屬離子有較強(qiáng)的絡(luò)合能力，有效降低重金屬對(duì)作物的毒害。鋅與鎘、鉛雖然都是二 價(jià)態(tài)的重金屬元素，但由于現(xiàn)有對(duì)根系分泌物在土壤-作物系統(tǒng)的修復(fù)作用研究較少，且 選種的作物種類不同，根系分泌物種類不同，其修復(fù)機(jī)制就有所差異。同時(shí)，兩作物間作時(shí)，間作作物和主栽作物在重金屬吸收、積累中可能存在交互作 用，即一種作物的重金屬累積量減少，而另一作物的累積量增加，造成一定的浪費(fèi)。如在重 金屬鎘污染土壤中進(jìn)行豆科植物與玉米間作，則會(huì)出現(xiàn)豆科植物的鎘積累量降低，但卻促 進(jìn)了玉米對(duì)鎘的吸收(李凝玉、李志安、丁永楨、鄒碧、莊萍，《不同作物與玉米間作對(duì)玉米吸 收積累鎘的影響》，《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》，2008年6月，第19卷，第6期)。在重金屬鋅污染嚴(yán)重的土壤上單作玉米或大豆時(shí)，玉米、大豆全植株都存在重金 屬鋅累積量超標(biāo)的問(wèn)題，因此急需尋找一種成本低、可操作性強(qiáng)的改良玉米或大豆吸收重 金屬鋅的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、可操作性強(qiáng)、環(huán)境友好的改良玉米或大豆吸收 重金屬鋅的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法，其特征在于，在重金屬鋅污染土壤中 進(jìn)行玉米、大豆間作。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，一種改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法，其特征在于， 所述的玉米、大豆間作株數(shù)比為1 2。玉米、大豆間作后，在作物盛花期都能同時(shí)有效降低玉米、大豆的根、莖和葉中鋅 的積累量，進(jìn)而降低了作物籽粒中鋅的積累量，并達(dá)到了國(guó)家糧食安全限量標(biāo)準(zhǔn)。玉米、大 豆間作株數(shù)比除1 2夕卜，還可以有2 4、4 4和4 6。本發(fā)明的有益效果是(1)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所采用的在重金屬鋅污染土壤中進(jìn)行玉米、大豆間作 方法，是中國(guó)目前普遍實(shí)施的一種重要的種植模式，而且方法簡(jiǎn)單、成本低、可操作性強(qiáng)、效 果明顯、環(huán)境友好，便于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣。(2)玉米、大豆間作可同時(shí)有效降低玉米、大豆中的鋅積累量，并在生物量總和上 體現(xiàn)了間作優(yōu)勢(shì)，具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上 述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。實(shí)施例1試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研農(nóng)場(chǎng)氣象站。采用盆栽模擬土壤重金屬污染的方法，按玉米單作、大豆單作和玉米Il大豆(表 示玉米、大豆間作)種植于按國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量(GB15618-1995) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(pH :7. 72，旱 地Zn :300mg/kg)加入重金屬鋅的盆栽土壤中。國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量(GB15618-1995) 二級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)中旱地的鋅濃度為250mg/kg，即每千克污染土壤中含有鋅250mg，該濃度是為保證農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)、作物正常生長(zhǎng)、維護(hù)人體健康的土壤質(zhì)量限制值。其中玉米單作每盆種植2棵，大 豆單作每盆種植4棵；玉米Il大豆數(shù)量均比相應(yīng)的單作數(shù)量減半，按株數(shù)比1 2間作。試驗(yàn)于初夏開(kāi)始，當(dāng)作物盛花期及作物成熟期時(shí)，分別對(duì)作物進(jìn)行全植株采集，然 后對(duì)作物根、莖(鞘)、葉、籽實(shí)(成熟期)中的鋅含量及其生物量進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，即重金屬鋅污染土壤上，玉米單作、大豆單作和玉米Il大豆。試驗(yàn)結(jié)果如下表1結(jié)果表明，在不同種植方式下，玉米和大豆的根、莖、葉及籽實(shí) 的鋅含量均表現(xiàn)為單作>間作。與單作玉米相比，玉米Il大豆中的玉米根、莖、葉及籽實(shí)的 鋅含量均顯著下降，降低幅度在15%-25%之間。玉米Il大豆中的大豆根、莖、葉及籽實(shí)的 鋅含量比單作大豆也有下降，降低幅度在9% 19%之間。
表2結(jié)果表明，玉米Il大豆中的玉米生物量均大于單作玉米，但間作的大豆的生 物量卻均小于相應(yīng)的單作大豆。但是，間作作物的生物量總和均大于各單作作物生物量總 和，即玉米Il大豆中玉米和大豆的生物量之和>單作玉米和單作大豆的生物量之和，這說(shuō) 明了間作總體上還是顯示出了間作優(yōu)勢(shì)。表1作物盛花期、成熟期鋅含量表
處理名稱全鋅含量(mg/kg)盛花期成熟期根莖葉籽實(shí)單作玉米174.98151.19131.0195.4
單作大豆156.85150.47112.2693.26玉米Il大豆(玉米)131.95120.39102.7281.16玉米Il大豆(大豆)128.47121.98102.182.28表2作物盛花期和成熟期生物量表
處理名稱作物盛花期作物成熟期作物干重(g/株)作物干重(g/株)根干 重莖干重葉干重根干 重莖干重葉干重籽實(shí)產(chǎn)量甲-作玉米2.115.103.793.018.225.34314.06甲·作大S0.291.030.550.411.540.7862.21玉米Il大豆(玉米)3.046.333.954.289.735.48348.93玉米Il大豆(大豆)0.171.030.440.241.450.6250.92 綜合以上說(shuō)明，玉米、大豆間作可有效降低玉米、大豆作物植株重金屬鋅的累積， 且同時(shí)未影響其間作優(yōu)勢(shì)。玉米、大豆間作比例還可以有2 4、4 4禾Π4 6。
權(quán)利要求
一種改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法，其特征在于，在重金屬鋅污染土壤中進(jìn)行玉米、大豆間作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法，其特征在于，所述的 玉米、大豆間作株數(shù)比為1:2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法，涉及環(huán)境中重金屬污染的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。為解決土壤中重金屬鋅污染影響玉米、大豆品質(zhì)和產(chǎn)量的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改良玉米或大豆吸收重金屬鋅的方法，具體為，在重金屬鋅污染土壤中進(jìn)行玉米、大豆間作，優(yōu)選的玉米、大豆間作株數(shù)比為1:2。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單、成本低、可操作性強(qiáng)、效果明顯、環(huán)境友好，便于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣。
文檔編號(hào)A01G1/00GK101953263SQ20101026401
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者葉林春, 朱雪梅, 楊遠(yuǎn)祥, 林立金, 邵繼榮 申請(qǐng)人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)