本發(fā)明屬于環(huán)境治理領域，涉及利用重金屬富集效率高的莧菜植物對重金屬污染土壤進行修復的方法，具體地說是一種通過種植莧菜減少土壤重金屬鎘、鉛污染的方法。

背景技術：

近年來，隨著人口快速增長、工農業(yè)迅速發(fā)展，人為活動導致大量重金屬污染物進入土壤環(huán)境，造成土壤重金屬污染日益嚴重。重金屬污染的惡化嚴重威脅著國民健康，種種污染事件的頻發(fā)，引起了社會各界的強烈擔憂。全世界每年要耗費大量人力和財力來治理土壤重金屬污染，近幾年，植物修復技術作為一種新型的土壤重金屬污染修復技術，成為該領域的研究熱點。傳統(tǒng)的重金屬污染土壤的修復方法有客土法、熱解吸、固化、土壤沖洗等，這些方法通常因投資利用綠色植物及其共生微生物提取、轉移、吸收、分解、轉化或固定土壤中的有機或無機污染物，把污染物從土壤中去除，從而達到移除、削減或穩(wěn)定污染物，或降低污染物毒性等目的。但是土壤植物修復過程比物理化學過程緩慢，效率低，周期長。并且要針對不同污染種類、污染程度的土壤選擇不同類型的植物。土壤植物修復技術對土壤肥力、氣候、水分、鹽度、酸堿度、排水與灌溉系統(tǒng)等自然條件和人工條件有一定的要求。植物受病蟲害襲擊時也會影響其修復能力。

研究表明，通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用，可以凈化土壤中的污染物，達到凈化環(huán)境的目的，因而土壤植物修復技術是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ闹卫憝h(huán)境污染的綠色技術。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種通過種植莧菜減少土壤重金屬鎘、鉛污染的方法，提高土壤鎘、鉛污染的修復效率。縮短污染土壤的修復時間，同時還起到美化環(huán)境的效果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種通過種植莧菜減少土壤重金屬鎘、鉛污染的方法，通過莧菜的根系和莧菜的大葉面吸收富集土壤中的重金屬，利用重金屬在莧菜體內的自然代謝運轉到達地上的莖葉部分，通過莧菜的正常采收，從而帶走土壤中的重金屬污染，達到修復重金屬污染突然的目的；收集后莖葉曬干后轉移到其他地方集中進行無害化處理。

本發(fā)明所述一種通過種植莧菜減少土壤重金屬鎘、鉛污染的方法，包括莧菜不定芽的包埋和人工種子的制備步驟，待莧菜種子長至子葉胚時，從培養(yǎng)基中取出子葉胚，無菌接種在子葉胚生長培養(yǎng)基上培養(yǎng)；所述子葉胚生長培養(yǎng)基的ph為5.8，成分為ms+lkt0.3mg/l+naa2.2mg/l+谷氨酸500mg/l+當歸提取物0.2-0.4mg/l+3.0％紅糖+0.8％瓊脂；培養(yǎng)條件為以led紅光為光源，在光強35μmol·m^-2·s^-1條件下光照14h；將無菌的人工胚乳和cacl2溶液分別置于不同燒杯中；在無菌環(huán)境下，將在所述子葉胚生長培養(yǎng)基生長3天后的子葉胚放入所述種子包埋液中，所述的種子包埋液為海藻酸鈉水溶膠，每毫升種子包埋液中含有1個子葉胚；然后用內徑4mm的吸管將一個子葉胚連同種子包埋液一起吸入，滴至cacl2溶液中，每滴體積0.8ml，固化10min后，形成莧菜子葉胚膠囊，即為人工莧菜種子。

所述海藻酸鈉水溶膠成分為：

4.0-6.0％海藻酸鈉+ms+iaa0.4-0.45mg/l+2,4-d0.2-0.25mg/l+3.0-4.0％蔗糖+柴胡提取物0.2-0.4mg/l+黃芪提取物0.2-0.4mg/l。

所述莧菜葉胚還能夠是莧菜愈傷組織、莧菜不定芽中的一種或組合。

所述當歸提取物為當歸的浸提提取物；柴胡提取物為柴胡浸提提取物；黃芪提取物為黃芪浸提提取物。

所述人工莧菜種子修復重金屬污染土壤的方法，實現(xiàn)步驟如下：

將腐殖酸肥、秸稈肥料、魚骨粉以2:1:1的重量比混合后，均勻撒于重金屬污染土壤地面后深翻20-25cm；

播種：于11-12月或2-3月月均溫達10℃以上時播種，在施有基肥的溝內按5cm間放1粒人工莧菜種子或稀稀勻勻地撒在溝內，過密者則揀起另擺稀處種子處理；

施肥：苗高3-6cm后即可在雨天撒尿素，每畝每次用量0.2-0.3kg；苗高6-8cm后，每隔17～22天撒1次尿素，每畝每次用量0.1-0.2kg。

所述播種后將種子鋪好壓實，澆一次透水，使土壤含水量達到田間最大持水量的90％以上。

所述莧菜高度達到10cm以上時，對莧菜進行定期修剪，剪下的莖葉收集曬干后集中進行無害化處理。

所述本方法適用于重金屬污染土壤的修復，特別適用于鉛污染土壤的修復。

本發(fā)明所述一種通過種植莧菜減少土壤重金屬鎘、鉛污染的方法，其有益效果在于：通過莧菜的根系和莧菜的大葉面吸收富集土壤中的重金屬，且莧菜植物具有良好的景觀效果和固土效果，也別適合于公路兩側、含鎘、鉛產品生產和使用企業(yè)、含鎘、鉛廢棄物等重點污染場所的土壤修復，兼有土壤修復和環(huán)境美化兩重功效，重金屬在土壤中的含量越高超出植物的耐受能力則不能利用植物進行土壤修復，本發(fā)明利用人工種子人為在種子包埋液中添加適宜葉胚以及愈傷組織等的營養(yǎng)液相對緩解植物生長的惡劣環(huán)境，有益于莧菜植物的存貨達到生物修復污染土壤的作用。

具體實施方式

實施例1

本發(fā)明所述一種人工莧菜種子修復重金屬污染土壤的方法，實現(xiàn)步驟如下：

將腐殖酸肥、秸稈肥料、魚骨粉以2:1:1的重量比混合后，均勻撒于重金屬污染土壤地面后深翻20cm；

播種：

人工種子的制備：待莧菜種子長至子葉胚時，從培養(yǎng)基中取出子葉胚，無菌接種在子葉胚生長培養(yǎng)基上培養(yǎng)；所述子葉胚生長培養(yǎng)基的ph為5.8，成分為ms+lkt0.3mg/l+naa2.2mg/l+谷氨酸500mg/l+當歸提取物0.25mg/l+3.0％紅糖+0.8％瓊脂，當歸提取物為當歸的浸提提取物；培養(yǎng)條件為以led紅光為光源，在光強35μmol·m^-2·s^-1條件下光照14h；將無菌的人工胚乳和cacl2溶液分別置于不同燒杯中；在無菌環(huán)境下，將在所述子葉胚生長培養(yǎng)基生長3天后的子葉胚放入所述種子包埋液中，所述的種子包埋液為海藻酸鈉水溶膠；

所述海藻酸鈉水溶膠成分為：

4.5％海藻酸鈉+ms+iaa0.4mg/l+2,4-d0.2mg/l+3.5％蔗糖+柴胡提取物0.25mg/l+黃芪提取物0.25mg/l，柴胡提取物為柴胡浸提提取物，黃芪提取物為黃芪浸提提取物；每毫升種子包埋液中含有1個子葉胚；然后用內徑4mm的吸管將一個子葉胚連同種子包埋液一起吸入，滴至cacl2溶液中，每滴體積0.8ml，固化10min后，形成莧菜子葉胚膠囊，即為人工莧菜種子；

于2月月均溫達10℃以上時播種，在施有基肥的溝內按5cm間放1粒人工莧菜種子或稀稀勻勻地撒在溝內，過密者則揀起另擺稀處種子處理，所述播種后將種子鋪好壓實，澆一次透水，使土壤含水量達到田間最大持水量的90％以上；

施肥：苗高3cm后即可在雨天撒尿素，每畝每次用量0.25kg；苗高6cm后，每隔20天撒1次尿素，每畝每次用量0.15kg，莧菜高度達到10cm以上時，對莧菜進行定期修剪，剪下的莖葉收集曬干后集中進行無害化處理。

實施例2

本發(fā)明所述一種人工莧菜種子修復重金屬污染土壤的方法，實現(xiàn)步驟如下：

將腐殖酸肥、秸稈肥料、魚骨粉以2:1:1的重量比混合后，均勻撒于重金屬污染土壤地面后深翻20-25cm；

播種：

人工種子的制備：待莧菜種子長至子葉胚時，從培養(yǎng)基中取出子葉胚，無菌接種在子葉胚生長培養(yǎng)基上培養(yǎng)；所述子葉胚生長培養(yǎng)基的ph為5.8，成分為ms+lkt0.3mg/l+naa2.2mg/l+谷氨酸500mg/l+當歸提取物0.2-0.4mg/l+3.0％紅糖+0.8％瓊脂，當歸提取物為當歸的浸提提取物；培養(yǎng)條件為以led紅光為光源，在光強35μmol·m^-2·s^-1條件下光照14h；將無菌的人工胚乳和cacl2溶液分別置于不同燒杯中；在無菌環(huán)境下，將在所述子葉胚生長培養(yǎng)基生長3天后的子葉胚放入所述種子包埋液中，所述的種子包埋液為海藻酸鈉水溶膠；

所述海藻酸鈉水溶膠成分為：

4.0％海藻酸鈉+ms+iaa0.4mg/l+2,4-d0.2mg/l+3.0％蔗糖+柴胡提取物0.2mg/l+黃芪提取物0.2mg/l，柴胡提取物為柴胡浸提提取物，黃芪提取物為黃芪浸提提取物；每毫升種子包埋液中含有1個子葉胚；然后用內徑4mm的吸管將一個子葉胚連同種子包埋液一起吸入，滴至cacl2溶液中，每滴體積0.8ml，固化10min后，形成莧菜子葉胚膠囊，即為人工莧菜種子；

于12月或3月月均溫達10℃以上時播種，在施有基肥的溝內按5cm間放1粒人工莧菜種子或稀稀勻勻地撒在溝內，過密者則揀起另擺稀處種子處理，所述播種后將種子鋪好壓實，澆一次透水，使土壤含水量達到田間最大持水量的90％以上；

施肥：苗高3cm后即可在雨天撒尿素，每畝每次用量0.2kg；苗高6cm后，每隔22天撒1次尿素，每畝每次用量0.1kg，莧菜高度達到10cm以上時，對莧菜進行定期修剪，剪下的莖葉收集曬干后集中進行無害化處理。

實施例3

本發(fā)明所述一種人工莧菜種子修復重金屬污染土壤的方法，實現(xiàn)步驟如下：

將腐殖酸肥、秸稈肥料、魚骨粉以2:1:1的重量比混合后，均勻撒于重金屬污染土壤地面后深翻20cm；

播種：

人工種子的制備：待莧菜種子長至子葉胚時，從培養(yǎng)基中取出子葉胚，無菌接種在子葉胚生長培養(yǎng)基上培養(yǎng)；所述子葉胚生長培養(yǎng)基的ph為5.8，成分為ms+lkt0.3mg/l+naa2.2mg/l+谷氨酸500mg/l+當歸提取物0.2mg/l+3.0％紅糖+0.8％瓊脂，當歸提取物為當歸的浸提提取物；培養(yǎng)條件為以led紅光為光源，在光強35μmol·m^-2·s^-1條件下光照14h；將無菌的人工胚乳和cacl2溶液分別置于不同燒杯中；在無菌環(huán)境下，將在所述子葉胚生長培養(yǎng)基生長3天后的子葉胚放入所述種子包埋液中，所述的種子包埋液為海藻酸鈉水溶膠；

所述海藻酸鈉水溶膠成分為：

6.0％海藻酸鈉+ms+iaa0.4mg/l+2,4-d0.25mg/l+4.0％蔗糖+柴胡提取物0.4mg/l+黃芪提取物0.4mg/l，柴胡提取物為柴胡浸提提取物，黃芪提取物為黃芪浸提提取物；每毫升種子包埋液中含有1個子葉胚；然后用內徑4mm的吸管將一個子葉胚連同種子包埋液一起吸入，滴至cacl2溶液中，每滴體積0.8ml，固化10min后，形成莧菜子葉胚膠囊，即為人工莧菜種子；

于11月月均溫達10℃以上時播種，在施有基肥的溝內按5cm間放1粒人工莧菜種子或稀稀勻勻地撒在溝內，過密者則揀起另擺稀處種子處理，所述播種后將種子鋪好壓實，澆一次透水，使土壤含水量達到田間最大持水量的90％以上；

施肥：苗高6cm后即可在雨天撒尿素，每畝每次用量0.3kg；苗高8cm后，每隔22天撒1次尿素，每畝每次用量0.2kg，莧菜高度達到10cm以上時，對莧菜進行定期修剪，剪下的莖葉收集曬干后集中進行無害化處理。

④對比試驗：將實施例3與未種植莧菜的相同污染土壤進行土壤檢測：

由上述土壤檢測實驗數(shù)據表可知，在種植莧菜后的土壤中重金屬的含量都相應的減少，對富集重金屬有效，對修復重金屬污染的土壤有效。