專利名稱：一種利用能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法
一種利用能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用能源柳2號(hào) 修復(fù)鉛污染土壤的方法。
背景技術(shù)：
鉛是重要的環(huán)境污染物之一，與鎘、汞、鉻和砷等并列為“五毒”。其在自然界中普 遍存在，用途廣泛。城市環(huán)境中的鉛主要來源于機(jī)動(dòng)車排放的尾氣、工業(yè)“三廢”的排放、生 活垃圾的滲出等。目前，全世界平均每年排放約500萬噸鉛。過去50年間，排放到全球環(huán) 境中的鉛約7. 83X IO5噸。2004年我國(guó)年產(chǎn)鉛達(dá)135萬噸，年消費(fèi)鉛80多萬噸，是世界鉛 生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。鉛的毒性持久，可以在土壤中保持150 5000年，并且通過植物吸 收，在植物體中大量積累。在我國(guó)城郊種植的蔬菜、水果和農(nóng)作物及工礦企業(yè)附近大量的植 物中，鉛(Pb)含量超過土壤正常值的3 4倍。我國(guó)大中城市郊區(qū)蔬菜、糧食、水果、肉類 與畜產(chǎn)品中鉛的超標(biāo)率分別為38. 6%、28. 0%、27. 6%、41. 9%和71. 1%。鉛在植物根、莖、葉及籽粒中的大量積累，不僅影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，而且會(huì)進(jìn) 入食物鏈，危及人類的健康，并且在土壤中難以被微生物分解和轉(zhuǎn)化，對(duì)動(dòng)植物和人類的危 害具有隱蔽性，長(zhǎng)期性和不可逆性。鉛對(duì)人的肺、腎臟、生殖系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)帶來不良影 響，引起人的智力下降(尤其是對(duì)兒童學(xué)習(xí)方面引起明顯問題)、腎損傷、不育、流產(chǎn)以及高 血壓。還可引起鉛腦病、腹絞痛、多發(fā)性神經(jīng)炎、溶血性貧血等。王茂起等(王茂起，劉秀梅， 王竹天，中國(guó)食品污染監(jiān)測(cè)體系的研究，[J]《中國(guó)食品衛(wèi)生雜志》，2006，(6).491-497)研 究表明，我國(guó)食品中重金屬的污染主要是鉛污染。兒童對(duì)于鉛的不良影響特別敏感，當(dāng)前我 國(guó)兒童平均血鉛水平達(dá)到120 150 μ g · L—1 (WHO規(guī)定的鉛中毒水平為100 μ g · L—1)。近 年來，有關(guān)兒童血鉛超標(biāo)的事件常有報(bào)道，對(duì)鉛污染的治理已經(jīng)是迫在眉睫的問題。目前我國(guó)主要采用物理化學(xué)方法來修復(fù)鉛污染土壤，費(fèi)用昂貴，破壞環(huán)境，容易造 成二次污染，且往往并不能達(dá)到真正清除重金屬的目的。近十年出現(xiàn)的植物修復(fù)技術(shù)在不 破壞環(huán)境的條件下使土壤重金屬得以清除，是一種綠色環(huán)保技術(shù)。早在1999年，美國(guó)的研 究者(劉秀梅，Pb對(duì)農(nóng)作物的生理生態(tài)效應(yīng).農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2002，21 (3)，201—203)在明 尼蘇達(dá)州用天籃遏蘭萊(Thlaspicaerulesens)、麥瓶草屬(Silene vulgaris)、長(zhǎng)葉萵苣菜 (Lactuca sativa L var. longifolia) M一片富HI 25mg/kg、胃 475mg/kg、磯 155mg/kg 的“死地”變得生機(jī)盎然?，F(xiàn)在越來越多的超級(jí)累植物被發(fā)現(xiàn)，蘆竹(Arimdo donax)、楊梅 (Myrica rubra)、鶯尾(Iris)、東南景天(Sedum alfredii)、紫花苜猜(Medicago sativa) 等都是耐鉛性較好的植物。我國(guó)科技人員也進(jìn)行了大量研究，取得一批很好的結(jié)果。例如，CN200410015651. 4 公開了鉛污染土壤的植物修復(fù)方法。該方法通過在被鉛污染區(qū)域種植鉛富集植物東 南景天，通過東南景天根系吸收土壤中大量的鉛，達(dá)到快速治理鉛污染土壤的目的。 CN200610024090. 3公開了利用假儉草修復(fù)鉛污染土壤的方法。該方法利用在不同程度鉛污 染的土壤上種植鉛超富集的草坪植物假儉草，通過假儉草密集的地下根系和根狀莖大量吸收土壤中的鉛，達(dá)到快速治理的修復(fù)鉛污染土壤的目的。CN200610011046.9公開了超富集 植物修復(fù)鉛污染土壤的應(yīng)用及其方法，該方法利用超富集植物蓖麻修復(fù)被重金屬污染的土 壤。CN200610011078. 9公開了一種利用超富集植物短萼灰葉修復(fù)鉛污染土壤的方法，該方 法利用豆科植物短萼灰葉吸收提取土壤中的鉛，永久性地解決土壤污染問題，修復(fù)鉛污染 土壤。CN200610011088. 2公開了利用超富集植物水麻柳修復(fù)鉛污染土壤的方法，該方法利 用超富集植物水麻柳修復(fù)被重金屬污染的土壤，該發(fā)明通過水麻柳吸收提取土壤中的鉛， 永久性地解決土壤污染問題，修復(fù)鉛污染土壤。CN200610048663. 6公開了一種治理鉛污染 土壤的植物修復(fù)方法，該方法是將密蒙花通過直接移栽或播種方式種植到受鉛污染的土壤 中，使其成活生長(zhǎng)，控制土壤酸堿度為中性或偏酸性，定期或視密蒙花地上部中鉛含量或生 長(zhǎng)高度進(jìn)行收割，每次收割密蒙花地上部之后，應(yīng)留一段茬，將收割物送至專門地方加以集 中處理，這樣完成對(duì)鉛污染土壤的治理和修復(fù)。CN200910306945. 5公開了魚腥草在修復(fù)土 壤鉛污染中的應(yīng)用，在鉛污染土壤中種植魚腥草。通過魚腥草吸收提取土壤中的鉛，永久性 地解決土壤鉛污染問題。CN200910011222.2公開了一種原位強(qiáng)化植物修復(fù)鉛污染土壤的方 法，該方法是在含污染物鉛的土壤上移植翠菊，并施加酸性肥料NH4Cl和生物可降解螯合劑 EDDS。CN201010204775.2公開了一種修復(fù)鉛污染土壤或水體的方法，該方法包括(1)采集 蓼子草種；( 取廖子草種植于土壤或水體中；C3)定期收割地面或水體上部的蓼子草以及 部分匍匐莖；(4)持續(xù)種植、收割蓼子草，直至土壤或水體中的鉛含量達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)；(5)將 收割的蓼子草進(jìn)行無害化處理。與木本植物相比，這些草本植物具有一定的局限性。不僅草本植物的生產(chǎn)力低，根 系、莖、枝、葉面積較小，對(duì)環(huán)境作用有限，吸收和積累的鉛量少；而且隨著生長(zhǎng)季結(jié)束，大量 的鉛會(huì)隨著草本植物枯落物返還土壤，沒有形成真正意義上的土壤凈化。而木本植物由于 生物量大，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，對(duì)重金屬等污染物具有一定的吸收積累。木本植物吸收的鉛，被固 定在木材中，而這些木材可以用于建筑、家具、造紙等，使污染土壤的重金屬?gòu)氐纂x開土壤， 脫離食物鏈，不會(huì)造成二次污染。因此，木本植物對(duì)鉛污染土壤的修復(fù)效率應(yīng)比草本植物高 許多。為此，本發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，經(jīng)過大量試驗(yàn)研究，終于完成了本發(fā) 明。

發(fā)明內(nèi)容[要解決的技術(shù)問題]本發(fā)明的目的是提供一種利用瑞典能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法。[技術(shù)方案]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明涉及一種利用瑞典能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法。該方法包括下述步 驟A.選取瑞典能源柳2號(hào)(Salix dascladus)，剪取長(zhǎng)度為15 20cm，直徑為1. 5 2. Ocm的1年生枝條作為插穗，剪取插穗后立即扦插或者將插穗用沙土掩埋避光保存2 60天;B.扦插前將插穗取出，將下部削成40 45°的馬耳型斜面，然后將插穗下部浸入雙吉爾-GGR生根粉溶液之中，浸入時(shí)間為1 1.證；C.按株距為0. 5 0. 75m，行距為0. 5 Im的密度進(jìn)行扦插，扦插時(shí)將插穗插入 鉛污染的土壤，地面部分露出1. 5 2cm ；D.扦插完成后立即用潔凈的水灌溉，灌溉后覆蓋塑料薄膜；E.當(dāng)插穗上萌發(fā)的嫩枝高度達(dá)到10 15cm時(shí)，抹芽，每個(gè)插穗上保留萌發(fā)的嫩枝 2 3個(gè)；F.以3 5年為一個(gè)生長(zhǎng)周期，采伐地上莖干，保留伐樁高度3 5cm ；伐樁在次 年春天會(huì)繼續(xù)萌發(fā)枝條，萌發(fā)枝條后及時(shí)抹芽，并保留嫩枝2 3個(gè)，開始新一輪的生長(zhǎng)周 期。G、測(cè)定能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的鉛含量，計(jì)算鉛污染土壤的年凈化率。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，用于扦插能源柳的土壤的鉛含量低于200mg/
kg ο根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述能源柳枝條的直徑1. 5 2. 0cm、長(zhǎng)度 15 20cm。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述插穗用沙土掩埋避光保存時(shí)，沙土的濕 度為60% 70%，保存溫度為4 6°C，掩埋深度4 5cm。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的馬耳型斜面的長(zhǎng)度為3 5cm。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的雙吉爾-GGR生根粉溶液是將雙吉 爾-GGR生根粉與水混合配制而成的。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述能源柳2號(hào)枝條的株距0. 50 0. 75m、行 距0. 5 lm。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的能源柳2號(hào)日常管理是施肥、施水與 防治病蟲害。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在第一次采伐后，每3年為一個(gè)輪伐期，持續(xù) 3 4個(gè)輪伐期。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，收集的落葉作為燃料處理，采伐的莖干作為 燃料、木材、纖維材料處理，以脫離土壤環(huán)境。下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。柳屬植物對(duì)鉛、鎘等重金屬的富集作用，已經(jīng)引起有關(guān)學(xué)者研究，人們開始通過雜 交、克隆等手段，篩選出了一些重金屬抗性和富集能力相對(duì)較強(qiáng)的品種。瑞典能源柳是瑞典 農(nóng)業(yè)大學(xué)和Mlof Weibull種子集團(tuán)公司通過雜交培育的速生品種，先后在歐洲和北美引 種栽種。能源柳是一種具耐重金屬脅迫特性的速生能源植物。國(guó)外曾經(jīng)報(bào)道能源柳生長(zhǎng) 快，每三年輪伐期，每公頃可收獲約25噸干物質(zhì)，我們近年來開展的相關(guān)研究證明，能源柳 具有吸附、耐受重金屬能力，可在土壤鉛含量大于200mg/kg的重度污染土壤上生長(zhǎng)。在重 金屬污染土壤中，按一定密度栽培能源柳，三年生物量可達(dá)10噸/hm2。試驗(yàn)已經(jīng)證明能源柳2號(hào)隨著土壤污染加重，鉛含量的增加，能源柳根、莖、葉等 器官中鉛的含量增加。輕度鉛脅迫(土壤鉛含量小于50mg/kg)對(duì)能源柳生物量累積具有 促進(jìn)作用，其最適生長(zhǎng)范圍為(土壤鉛含量50 100mg/kg)，當(dāng)土壤鉛含量大于200mg/kg 時(shí)，能源柳表現(xiàn)出生長(zhǎng)緩慢、葉片枯黃等毒害狀況，但仍能生長(zhǎng)。說明能源柳具有極強(qiáng)的忍耐鉛的污染能力，能夠凈化土壤中的鉛。能源柳對(duì)鉛污染土壤的修復(fù)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面一方面利用其生長(zhǎng)快、可燃燒 的特性，通過頻繁采伐、燃燒，將重金屬鉛保留在不同組分的灰燼中，以此來清除土壤中的 重金屬；另一方面，可利用其高蒸騰速率和根系耐水淹特性通過反復(fù)灌溉排出土壤有害毒 物。用此方法消除土壤中的重金屬鉛，可以將能源柳吸收的鉛離開其食物鏈，從而減少鉛對(duì) 人類的毒害。能源柳對(duì)鉛富集強(qiáng)，凈化效率高，是好的鉛污染土壤修復(fù)材料。能源柳莖干可用于 造紙，編織，生物質(zhì)能，纖維板，建筑材料，富集的鉛離子離開了土壤和食物鏈，不會(huì)對(duì)環(huán)境 造成二次污染；其具有速生、豐產(chǎn)的特點(diǎn)，熱能高，可用于發(fā)電和生物質(zhì)能；其樹形優(yōu)美，具 有一定的園林觀賞價(jià)值，在凈化土壤的同時(shí)，還起到綠化、美化環(huán)境的作用。因此，能源柳適 合城市污染土壤，垃圾填埋場(chǎng)，污灌區(qū)等鉛污染地區(qū)栽培。20世紀(jì)90年代，瑞典就開始利用 能源柳對(duì)城市廢水、垃圾浙出液及生活污水進(jìn)行治理，在城市排水溝、垃圾填埋場(chǎng)等營(yíng)造能 源柳林，使排出的污水達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明涉及一種利用瑞典能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法。該方法包括下述步 驟A.選取瑞典能源柳2號(hào)(Salix dascladus)，剪取長(zhǎng)度為15 20cm，直徑為1. 5 2. Ocm的1年生枝條作為插穗，剪取插穗后立即扦插或者將插穗用沙土掩埋避光保存2 60天。優(yōu)選地，所述能源柳2號(hào)枝條的直徑1. 6 1. 8cm、長(zhǎng)度16 18cm。用于扦插能源柳的土壤的鉛含量低于200mg/kg。根據(jù)扦插能源柳地的情況，如果必要需要清理地表覆蓋物，整理成可以扦插能源 柳的地，例如使用鐵锨、鎬等簡(jiǎn)單工具將地表的磚塊、沙石等雜物清理干凈，再將整理的土 地整理成能容納所述枝條的圓形坑。所述圓形坑的深度通常是30 50厘米，所述圓形坑 坑的直徑通常是40 60厘米。根據(jù)扦插能源柳地的土壤情況，如果必要需要施用基肥，例如像用生活垃圾、植物 秸稈、食品加工廢料等制成的有機(jī)肥，也可以施用復(fù)合肥，增加氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素含量。所 述的有機(jī)肥或復(fù)合肥都是目前市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品，它們的使用量需要根據(jù)扦插能源柳土壤 的營(yíng)養(yǎng)成分含量確定，這對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的，是顯而易見的。B.扦插前將插穗取出，將下部削成40 45°的馬耳型斜面，然后將插穗下部浸入 雙吉爾-GGR生根粉溶液之中，浸入時(shí)間為1 1.證。選用的枝條優(yōu)選地是直徑1. 5 2. 0cm、長(zhǎng)度15 20cm的1年生能源柳2號(hào)樹種 能源柳2(Salix dascladus)，該枝條在扦插前可以采用在植物栽培中通常使用的植物生長(zhǎng) 調(diào)節(jié)劑進(jìn)行處理，促進(jìn)扦插、移栽生根、發(fā)芽，促生根調(diào)節(jié)劑主要使用NAA、IBA、NAA+IBA，促 生根調(diào)節(jié)劑主要使用NAA、IBA、NAA+IBA，其中萘乙酸誘導(dǎo)產(chǎn)生的根短而粗，呈刷狀，吲哚丁 酸產(chǎn)生的不定根細(xì)而長(zhǎng)，兩者結(jié)合促生根效果更好。還可以使用例如雙吉爾-GGR生根粉。 還可以使用植物消毒劑對(duì)扦插部分進(jìn)行處理。在本發(fā)明中，所述的植物消毒劑可以是在植 物栽培中通常使用的消毒劑。它們的使用量可以是該產(chǎn)品說明書中指出的使用量。C.按株距為0. 5 0. 75m,行距為0. 5 Im的密度進(jìn)行扦插，扦插時(shí)將插穗插入 鉛污染的土壤，地面部分露出1. 5 2cm。
優(yōu)選地，所述能源柳2號(hào)枝條的株距0. 55 0. 70m、行距0. 6 0.洳。D.扦插完成后立即用潔凈的水灌溉，灌溉后覆蓋塑料薄膜；用聚乙烯地膜覆蓋目的在于用防止水分蒸發(fā)的材料覆蓋樹坑而達(dá)到保墑。覆蓋塑 料薄膜后需要進(jìn)行日常管理。所述的日常管理包括澆水與排水、施肥、除草與防凍等管理措 施。植物在一年中不同的生長(zhǎng)期內(nèi)，對(duì)水分的需求量也不同，例如枝葉盛長(zhǎng)期，需水較多。所 述的澆水包括?；钏?、生長(zhǎng)水與冬水。所述的保活水是在新能源柳2號(hào)定植后，為了養(yǎng)根保 活，必須澆足大量水分，加速根系與土壤的結(jié)合，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，保證成活。所述的生長(zhǎng)水是 能源柳2號(hào)在夏天生長(zhǎng)旺盛期，大量干物質(zhì)在此時(shí)形成，且此時(shí)氣溫高，蒸騰量也大，因此， 需水量大，雨水不充沛時(shí)要大量澆水，如遇干旱更需要勤澆水。所述的冬水有三大作用一 是水的比熱大，熱容量高，可適當(dāng)提高地溫，保護(hù)能源柳2號(hào)免受凍害；二是較高地溫可推 遲能源柳2號(hào)根系休眠，使根系能吸收充足水分，供蒸騰消耗需要，可免于枯梢；三是澆足 冬水，使土壤有充足的貯備水，翌年春干時(shí)也不致受害。除此之外，如給能源柳2號(hào)施肥后 應(yīng)立即灌水，促進(jìn)肥料滲透土壤內(nèi)形成溶液狀態(tài)為根系所吸收，同時(shí)澆水可使肥料濃度稀 釋而不致燒根。澆水時(shí)應(yīng)該注意在夏季中午及氣溫較高時(shí)不宜澆水，冬季早晚氣溫較低不 宜澆水，特別是晚上澆水易造成根系凍害，中午氣溫較高比較適宜。在注意澆水的同時(shí)還應(yīng) 該注意排水，即在大雨過后土壤會(huì)出現(xiàn)積水，如不及時(shí)排水，會(huì)對(duì)能源柳2號(hào)生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重 的影響。所述的除草是消滅雜草。雜草消耗大量水分和養(yǎng)分，影響能源柳2號(hào)的生長(zhǎng)，同時(shí) 還會(huì)傳播各種病蟲害，故對(duì)能源柳2號(hào)綠地內(nèi)的雜草要經(jīng)常滅除。除草是一項(xiàng)繁重的工作， 一般用手拔除或用小鏟鋤頭除草。在冬天酷冷時(shí)還注意防凍，為了防止凍害發(fā)生，通常需要采取灌封凍水與春灌、保 護(hù)根頸和根系、裹草繩保護(hù)樹干、搭風(fēng)障等措施進(jìn)行防凍。E.當(dāng)插穗上萌發(fā)的嫩枝高度達(dá)到10 15cm時(shí)，抹芽，每個(gè)插穗上保留萌發(fā)的嫩枝 2 3個(gè)。F.以3 5年為一個(gè)生長(zhǎng)周期，采伐地上莖干，保留伐樁高度3 5cm ；伐樁在次 年春天會(huì)繼續(xù)萌發(fā)枝條，萌發(fā)枝條后及時(shí)抹芽，并保留嫩枝2 3個(gè)，開始新一輪的生長(zhǎng)周 期。扦插與生長(zhǎng)三年后采伐所述瑞典能源柳2號(hào)的地上部分，采伐時(shí)保留伐樁高5 IOcm ；保留的伐樁可繼續(xù)萌生枝條；在第一次采伐后，每3年為一個(gè)輪伐期，持續(xù)3 4個(gè)輪伐期。在一個(gè)輪伐期內(nèi)，能源柳2號(hào)的生物量達(dá)到7 10t/hm2。采伐的地上莖干部分，直接用于生物質(zhì)能源、生產(chǎn)酒精、造紙或家具制造。地上莖 干部分用于生物質(zhì)能源、生產(chǎn)酒精、造紙或家具制造方法都是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知 的常規(guī)方法。G、測(cè)定能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的鉛含量，計(jì)算鉛污染土壤的年凈化率。本發(fā)明的方法適用于扦插能源柳2號(hào)的土壤鉛含量低于200mg/kg。土壤鉛含量的測(cè)定方法是采用HNO3-HClO4法(Bhargava &Raghupati，1998)消化 樣品，然后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES，LEEMAN LABS INC.，New Hampshire, USA)測(cè)定其含量。
鉛污染土壤的年凈化率= (十壤原始(初期)鉛濃度-栽培能源柳2號(hào)3年后 十壤鉛濃度)+3〕+ 土壤原始(初期)鉛濃度式中鉛濃度是以mg/kg表示的。根據(jù)本發(fā)明，在栽培能源柳2號(hào)期間，鉛污染土壤的年凈化率達(dá)到1.01% 5. 61%。[有益效果]本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明通過能源柳2號(hào)吸收提取土壤中的鉛，持續(xù)性地解決土壤鉛污染問題，在 栽培能源柳2號(hào)期間，鉛污染土壤的年凈化率達(dá)到1. 01% 5. 61%。與草本植物相比，本 發(fā)明能源柳2號(hào)提高土壤鉛凈化能力3 5倍。該方法具有能耗低、鉛污染治理費(fèi)用低，不 引起二次污染，不破壞生態(tài)環(huán)境，不破壞鉛污染土壤結(jié)構(gòu)，能迅速恢復(fù)土壤肥力，因此，本發(fā) 明的方法可以廣泛推廣使用。
具體實(shí)施方式實(shí)施例能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤試驗(yàn)設(shè)置土壤鉛濃度分別為200mg/kg、100mg/kg、50mg/kg三個(gè)濃度梯度，每個(gè)濃度 梯度一個(gè)池子，同一濃度的池子內(nèi)分別栽植能源柳2號(hào)3個(gè)密度(株距X行距分別為
0.5mX0. 5m ；0. 75mX0. 75m ；0. 75mX 1. 0m)。能源柳2號(hào)扦插后測(cè)定土壤含鉛量，作為初始 土壤含鉛量(實(shí)際測(cè)得土壤鉛濃度分別為51. 25mg/kg、100. 83mg/kg、203. 47mg/kg)。讓能 源柳2號(hào)生長(zhǎng)3年(生長(zhǎng)季)，每年收集每個(gè)池子內(nèi)所有能源柳2號(hào)葉片，測(cè)定其生物量和 葉片含鉛量；3年后收獲莖干，測(cè)定能源柳2號(hào)莖干鉛含量；同時(shí)測(cè)定土壤含鉛量，三年后土 壤鉛濃度下降的量與原始鉛濃度比值，即為土壤凈化率，以此評(píng)價(jià)能源柳2號(hào)對(duì)土壤修復(fù) 的效果。能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤試驗(yàn)步驟如下1、土壤凈化池建造建立體積為長(zhǎng)3m、寬3m、深I(lǐng)m 土壤凈化池9個(gè)。在地表挖掘 土坑，四壁和地面用磚砌成，并用水泥抹平，池子高出地面10cm，以防止水、土(包括鉛)流 失或者滲入。2、含鉛土壤處理使用普通農(nóng)田土。每個(gè)池子土壤(約8m3)施入尿素1kg、磷肥
1.5kg、土壤容重1. lg/cm3，每池土壤重8. 8t ；將PbCl2 ·2. 5Η20配成水溶液噴施到所述的土 壤中，使土壤含鉛量分別達(dá)到200mg/kg、100mg/kg、50mg/kg，上下翻動(dòng)3次，充分混勻。3、插穗準(zhǔn)備選取能源柳2 (Salix dascladus)，1年生枝條，粗度1. 5 2. 0cm，剪 成長(zhǎng)度15 20cm插穗。在木箱底鋪5cm厚的濕細(xì)沙，對(duì)能源柳2號(hào)插穗進(jìn)行沙藏，避光保 存，上面覆蓋濕麻袋或塑料薄膜以保持濕度。4、扦插扦插前，將插穗取出，下部削成40 45°斜面(馬耳型)，將插穗基部分 別浸入濃度100 150ppm的雙吉爾-GGR生根粉溶液之中，1小時(shí)后取出扦插。扦插時(shí)將插穗全部插入土壤，地面露出1 2個(gè)芽O 3cm)為準(zhǔn)。本試驗(yàn)扦 插時(shí)間為2006年3月21日下午，扦插于土壤的凈化池內(nèi)，扦插密度分別按(株距X行 距)0. 5mX0. 5m,0. 75X0. 75m,0. 75Xlm,每一密度扦插于土壤鉛濃度分別為200mg/kg， 100mg/kg, 50mg/kg的三個(gè)凈化池內(nèi)，共使用9個(gè)土壤凈化池。
5、灌溉、覆膜插后立即用小水灌透，灌溉水不要溢出凈化池。覆蓋塑料薄膜防止 水分蒸發(fā)。6、后期管理當(dāng)插條上萌發(fā)的嫩枝高達(dá)10 15cm時(shí)，開始抹芽，即每個(gè)插條留 2 3個(gè)健壯芽。苗木生長(zhǎng)期的撫育管理主要是及時(shí)澆水、拔草，防止外圍土壤和地面水流 入。7、收獲方法每年進(jìn)入落葉后，分池子將能源柳枯落物，包括落在地上的枯枝、落 葉，收集起來，風(fēng)干后存放。在三年生長(zhǎng)期結(jié)束后，于2009年10月底，分池子采割能源柳2 號(hào)地上部分莖干，保留伐樁高度5 IOcm ；莖干含鉛量采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法 進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)測(cè)定各池子土壤含鉛量。8、收獲物處理收獲的能源柳2號(hào)葉子，可用于造紙；莖干可用于生產(chǎn)膠合板。鉛 在被能源柳吸收后，以螯合態(tài)形式存在于植物體中，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，其被固定在紙 張、建材中，對(duì)環(huán)境危害降到最小。9、能源柳的伐樁再生長(zhǎng)能源柳具有極強(qiáng)的伐樁萌生能力，采伐后的能源柳保留 了完整的根系，并進(jìn)一步萌發(fā)生長(zhǎng)，其生物量的累積程度更加明顯，對(duì)土壤鉛富集能力加 強(qiáng)。一般輪伐3 5代以后，其對(duì)土壤的修復(fù)效率可達(dá)到20-30%。本試驗(yàn)僅是對(duì)第一個(gè)輪 伐期內(nèi)對(duì)土壤凈化的評(píng)價(jià)，隨著第二次輪伐，能源柳2號(hào)伐樁產(chǎn)生的幼苗生長(zhǎng)更快，凈化土 壤能力更強(qiáng)，但其凈化土壤效率已經(jīng)不在本實(shí)驗(yàn)范圍之內(nèi)。指標(biāo)測(cè)定方法生物量測(cè)量每年進(jìn)入落葉期后，分池子將能源柳2號(hào)枯落物，包括落在地上的枯 枝、落葉收集起來。于2009年10月底，分池子采割能源柳2號(hào)地上部分莖干，分別對(duì)每個(gè) 池子進(jìn)行生物量測(cè)定。土壤取樣分別于2006年3月能源柳2號(hào)扦插后，和2009年10月能源柳2號(hào)采 伐后，兩次取樣。取樣時(shí)，沿池子對(duì)角線，設(shè)置三個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)分上中下3層取土樣，充 分混合后，三個(gè)樣點(diǎn)的土壤鉛含量平均值為該池子實(shí)際土壤含鉛濃度。鉛濃度的測(cè)定采用HNO3-HClO4法(Bhargava & Raghupati，1998)消化樣品，最后 用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES，LEEMANLABS INC.，New Hampshire, USA)測(cè)定其 含量。試驗(yàn)結(jié)果本試驗(yàn)的結(jié)果列于表1 3。
權(quán)利要求
1.一種利用能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于該方法包括下述步驟A.選取瑞典能源柳2號(hào)(Salixdascladus)，剪取長(zhǎng)度為15 20cm，直徑為1. 5 2. Ocm的1年生枝條作為插穗，剪取插穗后立即扦插或者將插穗用沙土掩埋避光保存2 60天;B.扦插前將插穗取出，將下部削成40 45°的馬耳型斜面，然后將插穗下部浸入雙吉 爾-GGR生根粉溶液之中，浸入時(shí)間為1 1.證；C.按株距為0.5 0. 75m，行距為0. 5 Im的密度進(jìn)行扦插，扦插時(shí)將插穗插入鉛污 染的土壤，地面部分露出1. 5 2cm ；D.扦插完成后立即用潔凈的水灌溉，灌溉后覆蓋塑料薄膜；E.當(dāng)插穗上萌發(fā)的嫩枝高度達(dá)到10 15cm時(shí)，抹芽，每個(gè)插穗上保留萌發(fā)的嫩枝2 3個(gè)；F.以3 5年為一個(gè)生長(zhǎng)周期，采伐地上莖干，保留伐樁高度3 5cm；伐樁在次年春 天會(huì)繼續(xù)萌發(fā)枝條，萌發(fā)枝條后及時(shí)抹芽，并保留嫩枝2 3個(gè)，開始新一輪的生長(zhǎng)周期；G.測(cè)定能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的鉛含量，計(jì)算鉛污染土壤的年凈化率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于扦插能源柳的土壤的鉛含量是低于 200mg/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述能源柳枝條的直徑1.5 2. 0cm、長(zhǎng)度 15 20cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于插穗用沙土掩埋避光保存時(shí)，沙土的濕度 為60% 70%，保存溫度為4 6°C，掩埋深度4 5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的馬耳型斜面的長(zhǎng)度為3 5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的雙吉爾-GGR生根粉溶液是將雙吉 爾-GGR生根粉與水混合配制而成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述能源柳2號(hào)枝條的株距0.50 0. 75m、 行距0. 5 lm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的能源柳2號(hào)日常管理是施肥、施水與 防治病蟲害。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在第一次采伐后，每3年為一個(gè)輪伐期，持 續(xù)3 4個(gè)輪伐期。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于收集的落葉作為燃料處理，采伐的莖干作 為燃料、木材、纖維材料處理，以脫離土壤環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用瑞典能源柳2號(hào)修復(fù)鉛污染土壤的方法。該方法包括在鉛污染土壤里，選用直徑1.5～2.0cm、長(zhǎng)度15～20cm的1年生能源柳2號(hào)樹種能源柳2枝條，按照株距0.5～0.75m、行距0.5～1m進(jìn)行扦插；用聚乙烯地膜覆蓋，澆水；扦插與生長(zhǎng)三年后采伐所述瑞典能源柳2號(hào)的地上部分，采伐時(shí)保留伐樁高5～10cm；保留的伐樁可繼續(xù)萌生枝條。本發(fā)明的方法能夠持續(xù)性地解決土壤鉛污染問題，鉛污染土壤的年凈化率達(dá)到1.01％～5.61％。與草本植物相比提高土壤鉛凈化能力3～5倍，能源柳2號(hào)生長(zhǎng)旺盛，生物量可達(dá)7～10t/hm2/年。該方法具有能耗低、鉛污染治理費(fèi)用低，不破壞生態(tài)環(huán)境，能迅速恢復(fù)土壤肥力，因此，本發(fā)明的方法可以廣泛推廣使用。
文檔編號(hào)A01G1/00GK102124886SQ201010570870
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者何景峰, 周建云, 張文輝, 王小鴿, 馬闖 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)