專利名稱：一種減少污染土壤上生長的金銀花積累重金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制領(lǐng)域，特別是涉及一種減少污染土壤上生長的金銀花積累重金屬的方法。
背景技術(shù)：
重金屬污染的防治是當(dāng)前國際環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題。我國受重金屬污染的農(nóng)業(yè)土地約2000萬公頃，每年被重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬噸，問題非常突出。我國人口多與耕地少的矛盾突出，將大面積重金屬污染土地實(shí)行休耕會(huì)影響糧食生產(chǎn)和國家安全穩(wěn)定，在我國這是不現(xiàn)實(shí)的。研究在污染土地上進(jìn)行安全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)是解決我國農(nóng)產(chǎn)品安全的迫切要求。
金銀花(Umicera japonica)具有生長快、壽命長、抗性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、對土壤要求不嚴(yán)等特點(diǎn)，它不僅具有很高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且是廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)的優(yōu)秀園林綠化植物。因此，栽培金銀花既可以美化環(huán)境，又能獲得經(jīng)濟(jì)效益。研究發(fā)現(xiàn)金銀花能吸收積累鎘與鉛等重金屬。研究植物積累重金屬的生態(tài)阻控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)金銀花在重金屬污染土地上安全栽培與生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用苔蘚、黑炭土、植物果制吸咐劑和稻草屑作為基質(zhì)栽培金銀花，這些基質(zhì)既可為植物生長提供豐富營養(yǎng)，又可吸附固定土壤重金屬，減少重金屬的生物有效性，阻控重金屬從污染土壤傳遞進(jìn)入金銀花(Umicera japonica)體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)在污染土壤中安全栽培與生產(chǎn)金銀花。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種減少污染土壤上生長的金銀花積累重金屬的方法，包括以下步驟(1)苔蘚顆粒制備在森林中收集苔蘚，粉碎，風(fēng)干，作為苔蘚顆粒；(2)石生苔蘚片采集在巖石上收集成片生長的苔蘚，作為石生苔蘚片；(3)稻草屑制備收集干稻草，粉碎制成稻草屑；(4)植物果制吸咐劑制備收集香樟ifinrmmomumcamphors)、鹽膚木、Rhus chinensis) {Elaeocarpus decipiens)禾口美洲商陸(Phytolacca americana)白勺果實(shí)，搗碎成粉粒，將粉粒放在塑料桶中，然后往粉粒添中加生石灰，加水浸泡，自然風(fēng)干，收集浸泡材料作為植物果制吸附劑；(5)黑炭土燒制在長雜草的地方，帶土一起鏟挖雜草，制成塊狀帶土草皮，曬干；收割灌木和雜草，疊成柴堆，柴堆上覆蓋帶土草皮，點(diǎn)燃柴堆，緩慢燃燒，火熄滅后，收集火燒過的土和黑炭，過篩，混合制成黑炭土 ；(6)將苔蘚顆粒、植物果實(shí)吸附劑和黑炭土按干重比例混合配制成復(fù)合改良劑苔蘚顆粒10%、植物果制吸附劑30%、黑炭土 60% ；(7)在錳礦污染區(qū)選擇樣地，打造種植坑，每個(gè)坑中鋪填一層稻草屑，稻草屑上覆蓋一層黑炭土，移栽金銀花苗，再覆蓋一層復(fù)合改良劑，在復(fù)合改良劑上覆蓋一層石生苔蘚片， 每個(gè)坑插金銀花攀援桿；作為優(yōu)選，步驟(4)中往粉粒中添加生石灰時(shí)，每公斤粉粒添加100克生石灰，加水浸泡3個(gè)月。
作為優(yōu)選，，步驟(7)中，所述稻草屑的最佳層厚為4厘米，黑炭土的最佳層厚為8 厘米，復(fù)合改良劑的最佳層厚為6厘米，石生苔蘚片的最佳層厚為2厘米，所述金銀花攀援桿為帶枝竹桿。
原理是(1)苔蘚生長密集，固持土壤和吸水蓄水能力強(qiáng)，有助于保持水土。苔蘚能吸附固定重金屬，阻控重金屬進(jìn)入植物體內(nèi)。石生苔蘚能耐受極端溫度。
(2)植物果實(shí)經(jīng)過搗碎、加生石灰浸泡后制成吸附劑，吸附固定重金屬能力強(qiáng)，可減少重金屬的植物有效性。
(3)黑炭土含有豐富的礦質(zhì)元素。黑炭土中的黑炭可吸附和持留水分與養(yǎng)分，增強(qiáng)植物抗旱性和減少養(yǎng)分流失。
(4)黑炭穩(wěn)定性強(qiáng)，可長期保存于環(huán)境中而不易被礦化；黑炭能吸附固定重金屬， 添加富含黑炭的黑炭土可有效阻止重金屬被植物吸收。
(5)苔蘚、稻草屑、植物果實(shí)腐爛分解可以提高土壤肥力，有助于植物生長。
(6)生石灰浸制的植物果制吸附劑和黑炭土都呈堿性，可使污染土壤堿度增加，降低鎘、鉛等重金屬的水溶性含量，減少植物吸收這些重金屬。
本發(fā)明的有益效果(1)苔蘚、黑炭和植物果制吸附劑三者的吸附性強(qiáng)，能吸附固定重金屬，降低重金屬的植物有效性，阻止重金屬進(jìn)入植物體內(nèi)。
(2)用石生苔蘚片覆蓋植物坑，可以固持土壤，減少水土侵蝕。
(3)黑炭土含有豐富營養(yǎng)，可為植物生長提供養(yǎng)分。
(4)黑炭、苔蘚都能吸附、持留養(yǎng)分和水分，增強(qiáng)植物抗旱性和減少養(yǎng)分流失。
(5)苔蘚、植物果實(shí)和稻草在自然條件下可緩慢分解，釋放出營養(yǎng)物，為植物提供養(yǎng)分。
(6)所用材料廉價(jià)易得，便于推廣應(yīng)用。
(7)所用苔蘚、植物果實(shí)、稻草和黑炭土均是綠色生態(tài)材料，無生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作詳細(xì)描述。 實(shí)施例
2009年9月到2011年5月在湘潭錳礦污染區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)苔蘚顆粒制備2009年9月在森林中收集苔蘚，粉碎，風(fēng)干，混合作為苔蘚顆粒。
(2)石生苔蘚片采集在巖石上收集成片生長的苔蘚，作為石生苔蘚片。
(3)稻草屑制備收集干稻草，粉碎制成稻草屑。
(4)植物果制吸咐劑制備收集香樟Winnamotnum camphora)、鹽膚木(0ms chinensis){Elaeocarpus decipiens)禾口美洲商陸(Phytolacca americana)白勺果實(shí)，搗碎成粉粒，將粉粒放在塑料桶中，每公斤粉粒添加100克生石灰，再加水浸泡，浸泡3 個(gè)月后，自然風(fēng)干，收集浸泡材料作為植物果制吸附劑。(5)黑炭土燒制在長雜草的地方，帶土一起鏟挖雜草，制成塊狀帶土草皮，曬干；收割灌木和雜草，疊成柴堆，覆蓋帶土草皮，點(diǎn)燃柴堆，緩慢燃燒，火熄滅后，收集火燒過的土和黑炭，過篩，混合制成黑炭土。
(6)將苔蘚顆粒、植物果實(shí)吸附劑和黑炭土按干重比例混合配制成復(fù)合改良劑 苔蘚顆粒10 kg、植物果制吸附劑30 kg、黑炭土 60 kg。
(7) 2010年3月在錳礦污染區(qū)選擇2塊樣地，樣地分別標(biāo)示為Y_1和Y_2。整理樣地，打造種植坑，坑長60厘米、寬40厘米、深20厘米。Y-I樣地的植物坑處理措施為每個(gè)坑中鋪填4厘米厚的稻草屑，稻草屑上覆蓋8厘米厚的黑炭土，移栽金銀花苗3根，再覆蓋 6厘米厚的復(fù)合改良劑，在復(fù)合改良劑上覆蓋2厘米厚的石生苔蘚片。Υ-2樣地作為對照， 種植坑中只施填污染土壤，每個(gè)坑中移栽金銀花苗3根。每個(gè)坑豎插兩根帶枝竹桿作為金銀花攀援桿。2011年5月，采集金銀花莖、葉和花，測定重金屬含量(見表1) Y-I樣地的金銀花的莖、葉和花的鎘、鉛、鋅和錳含量顯著低于對照(Υ-2)，而且在Y-I樣地的金銀花的花中鋅和錳含量低，其花中沒有檢測出鎘與鉛。
表1金銀花莖、葉和花的重金屬含量(mg. kg—1) 1 * W* %ΒbfΙ ayT-I<11β±0—02 0^63±0^08a515 土 α 2149._±0. TlfcT-2 I-I5.C6±0—IT. 23±1.4Zb 0.. H ±0—014 L08±H07ei2 . 09±1 — 151 皇—21 ±0.09 Sl89 02±3 21 9·.38±0. 72 T-22.24±0—165±Cl. 431>ΓΓ.98±Ι —Sift4S.28±2 20hIlll申IhW,I-Iβι不出 mmm0. 21±d02a0 - 0 - 23 s. -20雄21艦33 &1±0. 16 36 注同一列中相同器官標(biāo)以不同字母表示處理與對照間差異顯著k < 0. 05)。
權(quán)利要求
1.一種減少污染土壤上生長的金銀花japonica)積累重金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)苔蘚顆粒制備在森林中收集苔蘚，粉碎，風(fēng)干，作為苔蘚顆粒；(2)石生苔蘚片采集在巖石上收集成片生長的苔蘚，作為石生苔蘚片；(3)稻草屑制備收集干稻草，粉碎制成稻草屑；(4)植物果制吸咐劑制備收集香樟ifinrmmomumcamphors)、鹽膚木、Rhus chinensis) {Elaeocarpus decipiens)禾口美洲商陸(Phytolacca americana)白勺果實(shí)，搗碎成粉粒，將粉粒放在塑料桶中，然后往粉粒添中加生石灰，加水浸泡，自然風(fēng)干，收集浸泡材料作為植物果制吸附劑；(5)黑炭土燒制在長雜草的地方，帶土一起鏟挖雜草，制成塊狀帶土草皮，曬干；收割灌木和雜草，疊成柴堆，柴堆上覆蓋帶土草皮，點(diǎn)燃柴堆，緩慢燃燒，火熄滅后，收集火燒過的土和黑炭，過篩，混合制成黑炭土 ；(6)將苔蘚顆粒、植物果實(shí)吸附劑和黑炭土按干重比例混合配制成復(fù)合改良劑苔蘚顆粒10%、植物果制吸附劑30%、黑炭土 60% ；(7)在錳礦污染區(qū)選擇樣地，打造種植坑，每個(gè)坑中鋪填一層稻草屑，稻草屑上覆蓋一層黑炭土，移栽金銀花苗，再覆蓋一層復(fù)合改良劑，在復(fù)合改良劑上覆蓋一層石生苔蘚片， 每個(gè)坑插金銀花攀援桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少污染土壤上生長的金銀花積累重金屬的方法，其特征在于，步驟(4)中往粉粒中添加生石灰時(shí)，每公斤粉粒添加100克生石灰，加水浸泡3個(gè)月。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減少污染土壤上生長的金銀花積累重金屬的方法，其特征在于，步驟(7)中，所述稻草屑的最佳層厚為4厘米，黑炭土的最佳層厚為8厘米，復(fù)合改良劑的最佳層厚為6厘米，石生苔蘚片的最佳層厚為2厘米，所述金銀花攀援桿為帶枝竹桿。
全文摘要
一種減少污染土壤上生長的金銀花積累重金屬的方法，包括步驟(1)苔蘚顆粒制備；(2)石生苔蘚片采集；(3)稻草屑制備(4)植物果制吸咐劑制備收集香樟(Cinnamomumcamphora)、鹽膚木(Rhuschinensis)、杜英(Elaeocarpusdecipiens)和美洲商陸(Phytolaccaamericana)的果實(shí)，搗碎成粉粒，將粉粒放在塑料桶中，然后往粉粒添中加生石灰，加水浸泡，自然風(fēng)干，收集浸泡材料作為植物果制吸附劑；(5)黑炭土燒制；(6)將苔蘚顆粒、植物果實(shí)吸附劑和黑炭土按干重比例混合配制成復(fù)合改良劑苔蘚顆粒10%、植物果制吸附劑30%、黑炭土60%；蘚、黑炭和植物果制吸附劑三者的吸附性強(qiáng)，能吸附固定重金屬，降低重金屬的植物有效性，阻止重金屬進(jìn)入植物體內(nèi)。本發(fā)明所選材料廉價(jià)易得，便于推廣應(yīng)用，無生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)A01G1/00GK102517034SQ201110423629
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月17日
發(fā)明者嚴(yán)明理, 馮濤, 劉阿梅, 向言詞, 彭秀花, 曾榮今, 朱佳文 申請人:湖南科技大學(xué)