專利名稱：一種植物在錳尾礦渣上定居的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物在錳尾礦渣上定居的方法，從而達(dá)到植物修復(fù)改良錳尾礦渣 污染土壤的目的。
背景技術(shù)：
重金屬含量高、營養(yǎng)貧乏、酸堿度不適宜和持水力弱等因素造成錳尾礦渣堆 存地域植被缺乏，水土流失嚴(yán)重，重金屬隨雨水與揚塵擴散。錳尾礦渣已成為一種錳礦地區(qū) 重要的污染源。通過篩選和栽培適宜植物，同時采作輔助措施，可在尾礦渣堆存區(qū)短時間內(nèi) 使植物定居，從而重建植被。有些植物能吸收固定重金屬在其根部，有的植物能通過其根系 分泌物及其凋落物的分解物與重金屬結(jié)合形成難溶化合物，從而阻控重金屬移遷擴散。重 建的植被可控制土壤侵蝕和水土流失，增加土壤營養(yǎng)，恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)的功能和美化環(huán) 境。在大面積尾礦渣污染區(qū)域重建植被，具有技術(shù)可靠、操作簡便、成本低、控制污染物有效 和對環(huán)境友好等多重優(yōu)勢。在尾礦渣堆放區(qū)進行植被重建時，選擇的植物應(yīng)具有吸收污染物能力小或根部吸 收能力強而轉(zhuǎn)運能力弱，生長快，根系發(fā)達(dá)，耐旱性強和對重金屬耐受性強等特征；選擇耐 土壤貧瘠的植物，通過植物的定居，增加土壤的營養(yǎng)。目前，很多的錳礦的尾礦庫的礦渣堆 放區(qū)上沒有植被，我們通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，尾礦庫中的礦渣的酸堿度是植物在上面生存的 重要限制因子，由于礦渣的堿性和有機質(zhì)的缺乏，導(dǎo)致了植物不能在尾礦庫上生長，因此在 植被重建時，要采用強化調(diào)控措施能促進植物在尾礦上定居和生長?；谖覀兊难芯拷Y(jié)果，在植物修復(fù)錳尾礦庫時，根據(jù)礦渣組成、養(yǎng)分含量和酸堿 度，本發(fā)明選取對環(huán)境友好的植物必需元素配合處理，促進植物在尾礦渣上定居和生物量 的增加，從而為快速有效地對錳尾礦污染地進行生物修復(fù)提供了一種新的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物在錳尾礦渣上定居的方法，該方法具有成本低、操 作簡便、對環(huán)境友好以及可廣泛用于礦山污染控制的優(yōu)點。一種植物在錳尾礦渣上定居的方法，步驟如下(1)配制混合肥料A，采用菜籽餅、動物糞便和稻田土配制而成，各組分的重量配比為 菜籽餅10-15份、動物糞便20-30份和稻田土 55-70份；(2)配制混合肥料B，采用樹脂包膜、尿素、KH2P04、(NH4)2S04、Ca(H2PO4)2和CaSO4配制而 成，各組分的重量配比為樹脂包膜5-10份、尿素5-10份、KH2PO4 10-15份、(NH4)2SO4 15-20 份、Ca (H2PO4) 2 15-20 份和 CaSO4 35-40 份；(3)在錳尾礦渣污染區(qū)平整樣地，打造種植坑，種植坑長30-50cm、寬30-40cm、深 10-15cm ；(4)每個種植坑中放入4.0-5. Okg混合肥料A，0. 1-0. 3kg混合肥料B，并混合均勻；(5)在種植坑中栽培芥菜(Sral5lSica和野葛(/^eraria A^aia)，或者栽培芥菜和博落回(Mcleaya corifete):種植芥菜時，在每個種植坑中播5_10顆芥菜種子，種子播 在混勻的混合肥料上面，覆蓋土 1. 5-2. 5cm，種好后澆水；野葛用地下塊根、節(jié)上含有不定 根的地上匍匐莖或種子繁殖；博落回用種子或地下塊莖繁殖；(6)植物凋落后，讓這些植物凋落物自然腐爛或者收集這些植物材料的地上部分并覆 蓋在植物的基部，以保持栽培地更多的水分和有機質(zhì)。本發(fā)明的原理是本發(fā)明是基于錳尾礦渣的酸堿度、有機質(zhì)和有效營養(yǎng)元素含量 為基礎(chǔ)產(chǎn)生的?；旌戏柿螦的作用豐富有機質(zhì)等，可提高保水性，混合肥料B可用于局部中 和錳尾礦渣的堿性，同時混合肥料B是一種可控釋的肥料，可較長時間提供植物需要的營 養(yǎng)元素，提高一些必需元素的利用效率。野葛是一種草質(zhì)藤本豆科植物，根分布在O-SOcm深的土壤，能耐受弱堿環(huán)境，耐 旱耐貧瘠，在錳尾礦渣堆放區(qū)的邊緣能正常生長。博落回，高1-細(xì)。根莖粗大，根系發(fā)達(dá)，耐旱耐貧瘠，能在錳尾礦渣堆放區(qū)的邊緣正 常生長。芥菜，一年生或二年生草本，生長迅速，主側(cè)根分布在約30厘米的土層內(nèi)，在堿性 環(huán)境下能生長，耐旱耐貧瘠，對各種不良環(huán)境有很強的適應(yīng)性，是世界上用于植物修復(fù)的主 要候選植物之一，能在錳尾礦渣堆放區(qū)的邊緣正常生長。野葛、博落回和芥菜植物的栽培會中和土壤的堿性，而尾礦堆積區(qū)礦渣的堿 性是植物不能定居的一個重要的限制因子，栽培這些植物有利于降低栽培地的PH，從而有 利于其他植物在這里定居，同時也能促進土壤中P的活化，有利于植物生長。本發(fā)明的有益效果野葛、博落回和芥菜的耐堿性與耐旱性強，通過本發(fā)明的處理，在持水力弱的堿性尾礦 渣中生長正常；這些植物生長快，在較短時間內(nèi)形成較密的植被，而博落回和野葛地下塊莖 發(fā)達(dá)，可形成厚密的根狀莖層，固定土壤，減少水土流失。所用三種植物根部都能富集錳等元素，混合種植可增強固定錳等元素的效率，防 止其移遷。野葛是豆科植物，通過其生物固氮可增加污染土壤氮含量。芥菜能以種子進行繁殖，繁殖系數(shù)大，根系能夠分泌有機酸，能改善栽培地的土壤 耕性。博落回和野葛都是多年生的植物，繁殖方式多樣，即可種子繁殖又可營養(yǎng)繁殖，可 以在短時間內(nèi)獲得大量的植株，其地下塊莖能進行無性繁殖，分蘗能力強。這些植物在第一 次人工栽培后，不需再次播種?？蒯尫食仕嵝?，能減弱堿性尾礦渣的堿性，且供肥持續(xù)時間長。豆科植物和芥菜對 土壤的酸化效應(yīng)，可以增加堿性尾礦渣中的礦質(zhì)營養(yǎng)的水溶性，有利于植物吸收營養(yǎng)元素。4-5月份收割芥菜的地上部分，將收割的植物覆蓋在植物基部，覆蓋植物材料可減 少夏季土壤水分散失，增強抗旱性，提高土壤有機質(zhì)含量。本發(fā)明提供的一種植物在錳尾礦渣上定居的方法，具有操作簡單、費用低、阻控錳 尾渣中有害金屬的擴散效率好和美化環(huán)境等優(yōu)點。本技術(shù)可用于礦山退化生態(tài)系統(tǒng)植被重 建和鹽堿地綠化等方面。
具體實施方式
實施例1植物材料芥菜(^ra1S1Sica 加 cea ),博落回cor data) 0其它材料混合肥料A、可控釋的混合肥料B和錳尾礦渣(來自未有生長植物的湘 潭錳礦的小滸泥尾礦庫)。配制混合肥料A 采用菜籽餅10kg、動物糞便30kg和稻田土 70kg進行配制，備用； 配制混合肥料B 采用樹脂包膜5kg、尿素10kg、KH2PO415kg, (NH4) 2S0420kg、Ca (H2PO4) 220kg 和 CaS0440kg 進行配制，備用；(1)錳尾礦渣自然風(fēng)干，磨碎過0.5mm孔徑篩，得純錳尾礦渣，備用。將純錳尾礦渣、混 合肥料A和混合肥料B按質(zhì)量比例30 15 :1進行混合，得改良錳尾礦渣。將改良錳尾礦渣 5 kg和純錳尾礦渣5 kg分別裝入兩花盆中，裝好后每盆澆水400ml，花盆下面放有不漏水 的盤子，置于自然環(huán)境中，作為對照。2)9月中旬把芥菜的種子播入兩花盆內(nèi)，播種后澆水2次。7天后統(tǒng)計芥菜種子的 發(fā)芽率，發(fā)現(xiàn)純錳尾礦渣發(fā)芽率雖然低于改良錳尾礦渣，但二者沒有顯著差異。3) 10月統(tǒng)計芥菜幼苗的成活率，發(fā)現(xiàn)改良錳尾礦渣的平均成活率為95. 0%，而純 錳尾礦渣沒有植株成活。4)第二年4-5月，將博落回種子發(fā)芽獲得幼苗分別栽培于兩花盆中，收獲花盆中 芥菜的地上部分，并將其覆蓋植物基部。1個月后統(tǒng)計成活率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)博落回幼苗在改良 錳尾礦渣中平均成活率為89. 8%，而純錳尾礦渣沒有植株成活。測定土壤pH值，有機質(zhì)的含 量，見表1，改良錳尾礦渣中的有機質(zhì)明顯增加，PH值下降，更利于植物的生存。改良錳尾礦 渣上的博落回長勢良好，并能產(chǎn)生大量的種子。表1 土壤中的有機質(zhì)和pH值有機質(zhì)(g/kg)pH對照1. 44±0. 06a8. 22±0. 33a改良錳尾礦渣5. 68±0. 18b6. 95±0. 42b注不同字母表示同一列中處理與對照間的差異顯著(p<0.05) 5)第三年4-5月統(tǒng)計花盆中依靠地下塊莖繁殖的幼苗數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要上一年有博 落回生長的花盆，均能利用地下塊莖繁殖出幼苗。本實例表明，利用本發(fā)明的方法，可以使植物能夠在錳尾礦渣上定居和生長，并且 能夠自然繁殖。實施例2植物材料芥菜 CSra1S1Sica juncea ), BfM iPueraria lobata\其它材料混合肥料A、混合肥料B配制混合肥料A 采用菜籽餅150kg、動物糞便200kg和稻田土 550kg進行配制，備用。配制混合肥料B 采用樹脂包膜 100 kg、尿素 50 kg、KH2PO4IOO kg、(NH4) 2S04150 kg、Ca(H2PO4)2150 kg 和 CaS04;350 kg 進行配制，備用。1)8月，在堿性錳尾礦渣區(qū)平整樣地，打造種植坑，種植坑的規(guī)格為長30-50cm、 寬 30-40cm、深 10-15cm ；2)每個種植坑中撤施混合肥料A的質(zhì)量為4. 0-5. 0kg，混合肥料B的質(zhì)量為 0. 1-0. :3kg，并把二者混勻。3) 9月每個種植坑中播5-10顆芥菜種子，種子播在混合均勻的混合肥料上面，覆5蓋土 1.5-2. 5cm，澆水 2 次。4)第二年3-4月，將野葛的地上匍匐莖(節(jié)上含有不定根)栽培于芥菜旁邊，種植 時，先將野葛匍匐莖剪切成10-30cm小段，每段至少帶有1節(jié)。然后覆蓋土約4-6cm，栽培后 澆水2次。5) 4-5月，收割芥菜地上部分，收集這些材料覆蓋在植物根部，增強植物抗旱性。6) 12月，讓野葛凋落的葉片等器官自然腐爛在礦渣區(qū)。7)第三年4-5月，統(tǒng)計每一種植坑中塊莖繁殖的幼苗數(shù)和匍匐莖產(chǎn)生的幼苗數(shù)， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每一種植坑繁殖的幼苗平均為22株，野葛植株能夠在錳尾礦渣區(qū)定居并能快速繁殖。實施例3植物材料芥菜(^ra1S1Sica 加 cea ),博落回cor data) 0其它材料混合肥料A、混合肥料B配制混合肥料A 采用菜籽餅120kg、動物糞便250kg和稻田土 650kg進行配制，備用。配制混合肥料B采用樹脂包膜 80 kg、尿素 70 kg,KH2PO4130 kg、(NH4) 2S04180 kg、 Ca(H2PO4)2180 kg 和 CaS04370 kg 進行配制，備用。1)8月，在堿性錳尾礦渣區(qū)平整樣地，打造種植坑，種植坑的規(guī)格為長30-50cm、 寬 30-40cm、深 10-15cm ；2)每個種植坑中撤施混合肥料A的質(zhì)量為4. 0-5. 0kg，混合肥料B的質(zhì)量為0.1-0. :3kg，并把二者混勻。3)9月，每個種植坑中播種芥菜種子，種子播在混勻后的混合肥料上面，覆蓋土約1.5-2. 5cm，澆水 2 次。4)第二年3-5月，將博落回幼苗栽培于芥菜旁邊，栽培后澆水2次。5) 5月，收割芥菜地上部分，收集這些材料覆蓋在植物根部，增強植物抗旱性。6)12月，讓博落回凋落的葉片等器官自然腐爛在礦渣區(qū)，讓種子自然落在礦渣區(qū)。7)第三年4-5月，統(tǒng)計每一溝中塊莖和種子繁殖的幼苗數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每一種植坑 平均繁殖的幼苗為43株，博落回植株能夠在錳尾礦渣區(qū)定居并能快速繁殖后代。
權(quán)利要求
1. 一種植物在錳尾礦渣上定居的方法，其特征是，步驟如下(1)配制混合肥料A，采用菜籽餅、動物糞便和稻田土配制而成，各組分的重量配比為 菜籽餅10-15份、動物糞便20-30份和稻田土 55-70份；(2)配制混合肥料B，采用樹脂包膜、尿素、KH2P04、(NH4)2S04、Ca(H2PO4)2和CaSO4配制而 成，各組分的重量配比為樹脂包膜5-10份、尿素5-10份、KH2PO410-15份、(NH4)2S0415_20 份、Ca (H2PO4) 215-20 份和 CaS0435-40 份；(3)在錳尾礦渣污染區(qū)平整樣地，打造種植坑，種植坑長30-50cm、寬30-40cm、深 10-15cm ；(4)每個種植坑中放入4.0-5. Okg混合肥料A，0. 1-0. 3kg混合肥料B，并混合均勻；(5)在種植坑中栽培芥菜(Sral5lSica和野葛(/^eraria A^aia)，或者栽培芥 菜和博落回(Mcleaya corifete):種植芥菜時，在每個種植坑中播5_10顆芥菜種子，種子播 在混勻的混合肥料上面，覆蓋土 1. 5-2. 5cm，種好后澆水；野葛用地下塊根、節(jié)上含有不定 根的地上匍匐莖或種子繁殖；博落回用種子或地下塊莖繁殖；(6)植物凋落后，讓這些植物凋落物自然腐爛或者收集這些植物材料的地上部分并覆 蓋在植物的基部，以保持栽培地更多的水分和有機質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種植物在錳尾礦渣上定居的方法，從而達(dá)到植物修復(fù)改良錳尾礦渣污染土壤的的目的。將混合肥料A和混合肥料B按質(zhì)量比例40-501-3施于在錳尾礦渣區(qū)打造的植物種植坑中。在種植坑中搭配栽種芥菜和野葛或者芥菜和博落回。利用該方法可在較短時間內(nèi)使植物在錳尾礦渣上定居，并形成較密的植被，顯著降低錳尾礦渣地pH值并增加其有機質(zhì)和氮的含量。該方法具有操作簡單、費用低、阻控錳尾礦的錳和其他有害金屬移遷擴散效率好并能美化環(huán)境等優(yōu)點。本技術(shù)可用于礦山退化生態(tài)系統(tǒng)植被重建和鹽堿地區(qū)綠化等方面。
文檔編號C05G3/00GK102037845SQ201010526209
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者嚴(yán)明理, 馮濤, 劉麗莉, 向言詞, 曾榮今, 李會東 申請人:湖南科技大學(xué)