本發(fā)明涉及污染土壤修復(fù)植物修復(fù)領(lǐng)域，特別是一種組合綠化植物修復(fù)重金屬污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本物種基礎(chǔ)，土壤問題關(guān)系到食品安全，關(guān)系到社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國土壤環(huán)境質(zhì)量總體堪憂，全國土壤總的超標(biāo)率為16.1%，耕地污染更為嚴(yán)重，超標(biāo)率為19.4%，其中以重金屬污染為主，尤其是鎘污染。過去幾十年，因環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和法律的不健全，大量冶煉、選礦等工業(yè)產(chǎn)生大量重金屬流入環(huán)境。隨著污水灌溉、不合理施肥、大氣沉降等原因，導(dǎo)致大量的農(nóng)田污染。傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法，費時費力，而且成本高昂，不適于大面積污染土壤的修復(fù)。因此如何修復(fù)土壤重金屬污染，危害糧食安全已成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要問題。

植物修復(fù)是一種原位、廉價、易于接受、且不產(chǎn)生二次污染的修復(fù)技術(shù)。但重金屬cd的超積累植物大多為草本植物，其生物量小，管理繁瑣。木本植物生物量大，對重金屬耐性大，管理簡單，兼具土壤植被恢復(fù)功能，具有良好的植物修復(fù)價值。近年來，利用木本植物做修復(fù)污染土壤樹種受到了廣泛的關(guān)注，但因喬木植物單株占據(jù)較大空間，植物下層易形成閑置空間，總體生物量受到限制，修復(fù)效率不能達(dá)到最優(yōu)。

金絲垂柳做為一種速生樹種，生物量大，生長迅速，根系發(fā)達(dá)，易于種植，而且具有較強的重金屬富集能力。尤其對鎘，是植物修復(fù)的先鋒物種。近年來，關(guān)于柳樹修復(fù)鎘污染土壤的報道也較多。

紅葉石楠是薔薇科石楠屬雜交種的統(tǒng)稱，生長速度快，萌芽性強、耐修剪，具有很強的觀賞價值，可做綠籬，修剪造景，形狀千姿百態(tài)，景觀效果美麗。目前，尚未見將紅葉石楠做為修復(fù)物種的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前木本植物修復(fù)重金屬鎘污染土壤中存在問題，本發(fā)明通過將金絲垂柳和紅葉石楠有效配置組合，充分利用生態(tài)空間，強化植物修復(fù)效率，并將其應(yīng)用于重金屬污染土壤的修復(fù)，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種組合綠化植物修復(fù)重金屬污染土壤的方法，即將喬木植物與灌木植物組合配置種植，以實現(xiàn)對于重金屬污染土壤的修復(fù)。

進一步，本發(fā)明所述組合綠化植物修復(fù)重金屬污染土壤的方法中，所述喬木植物為金絲垂柳或楊樹中的至少一種。

進一步，本發(fā)明所述組合綠化植物修復(fù)重金屬污染土壤的方法中，所述灌木植物紅葉石楠或海桐中的至少一種。

進一步，本發(fā)明所述組合綠化植物修復(fù)重金屬污染土壤的方法中，所述將喬木植物與灌木植物組合配置種植，是指：

1）在春季，采用扦插的方式將喬木植物種植于重金屬污染土壤中，種植間距為2m×3m，進行常規(guī)管理；同時在喬木植物周圍種植灌木植物小苗，種植密度為20-25株/m²，進行常規(guī)管理；紅葉石楠具有較強的重金屬富集能力，其富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)均大于1；

金絲垂柳地上部莖葉對cd富集系數(shù)大于4，每株每年生物量凈增長500g；紅葉石楠地上部cd富集系數(shù)大于2，每平米每年生物凈增長200g；

2）培育2-3年后，移除灌木植物與喬木植物，即完成對重金屬污染土壤的修復(fù)，移除的植物可以出售，實現(xiàn)邊生產(chǎn)邊修復(fù)的目的。

本申請中，“重金屬污染土壤”是指鎘含量超出國家標(biāo)準(zhǔn)（《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb15618-1995》）規(guī)定的土壤。

喬木植物單株占據(jù)較大空間，在喬木植物下層易形成閑置空間，總體生物量受到限制，修復(fù)效率不能達(dá)到最優(yōu)；而灌木植物植株矮小，靠近地面枝條叢，因此在生態(tài)系統(tǒng)中喬木、灌木植物往往具有不同的生態(tài)位，木本植物具有較深的根系、高的生物量和良好的重金屬耐性，灌木植物，適應(yīng)能力強，可有效保護地表土壤，減少水土流失。本發(fā)明將二者聯(lián)合種植可充分利用不同植物在生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)位差異，避免二者間生態(tài)位的競爭和滯空，可有效提高污染土壤的重金屬提取和修復(fù)效率，縮短修復(fù)周期，使植物修復(fù)效果達(dá)到最佳。同時，將喬木植物和灌木植物聯(lián)合種植，形成物種多樣、結(jié)構(gòu)合理的植物修復(fù)體系，其生態(tài)功能更為齊全，對抵抗污染物和環(huán)境因素的脅迫能力也更強。

作為景觀和觀賞植物，金絲垂柳和紅葉石楠具有良好的經(jīng)濟價值，將修復(fù)后的金絲垂柳和紅葉石楠連根拔起以樹苗的形式出售，兩種綠化植物極易成活，不必攜帶土球，不攜帶污染物到干凈土壤，隨著綠化植物的生長，植物體內(nèi)重金屬的含將會降低，不構(gòu)成新的環(huán)境風(fēng)險。該發(fā)明的綠化植物配置組合修復(fù)技術(shù)不僅能實現(xiàn)重金屬污染土壤的修復(fù)，而且能夠產(chǎn)生經(jīng)濟效益。，

本發(fā)明以金絲垂柳和紅葉石楠科學(xué)配置組合為核心，發(fā)明一種新的植物組合模式的植物修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)操作簡單，易于推廣，符合《土壤污染防治行動計劃》中推薦污染土壤安全利用的原則，該項目的實施和技術(shù)開發(fā)對于植物修復(fù)重金屬污染土壤具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為不同喬木植物地上部器官中重金屬cd的濃度示意圖；

圖2為不同灌木植物地上部器官中重金屬cd的濃度示意圖；

圖3為單獨金絲垂柳、單獨紅葉石楠、配置組合中金絲垂柳、配置組合中紅葉石楠綠化植物年生物量示意圖；

圖4為單獨金絲垂柳、單獨紅葉石楠及配置組和的cd年提取量示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。

實施例1

本實施例位于江蘇省常熟市某公園，其土壤為湖底清淤污泥，土壤中cd濃度為0.93mg/kg，超過我國《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（gb15618-1995）二級標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及人體健康。

施工方法：

（1）將污染土壤翻耕、旋耕機旋耕混勻、耙平，周圍做好排水措施；

（2）在三月份分別選擇常見的綠化喬木植物金絲垂柳、銀杏、香樟、廣玉蘭、欒樹、水杉、楊樹按2m×3m間距種植于cd污染土壤，以篩選cd富集綠化喬木樹種；其中金絲垂柳插干種植，銀杏、香樟、廣玉蘭、欒樹、水杉、楊樹帶根種植；

（3）苗木種植后澆水，進行常規(guī)的田間管理；

（4）秋季將采集的綠化喬木植物不同組織分別晾干，粉碎，各組織中重金屬含量的測定采用濕法(hno3-hclo4)消解，應(yīng)用原子吸收分光光度法進行檢測。

檢測結(jié)果如圖1所示，金絲垂柳、楊樹對重金屬cd具有富集作用，其余綠化喬木對cd的富集系數(shù)均小于1。金絲垂柳莖、葉cd濃度分別為4.13mg/kg，4.90mg/kg，富集系數(shù)分別為4.44，5.27。楊樹莖、葉cd濃度分別為2.91mg/kg，3.98mg/kg，富集系數(shù)分別為3.13，4.28。而其他綠化植物cd的富集系數(shù)均小于1。因此認(rèn)為，金絲垂柳和楊樹可以作為植物修復(fù)的綠化樹種。

實施例2

本實施例施工地為江蘇省南京市某重金屬污染農(nóng)田，土壤中cd濃度為0.91mg/kg，超過我國《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（gb15618-1995）二級標(biāo)準(zhǔn)。該污染農(nóng)田對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人體健康構(gòu)成極大威脅，對該污染農(nóng)田的修復(fù)也十分迫切。

施工方法：

（1）在冬季12、1月份，利用翻耕機將土壤深耕30cm，曬田一月以上。2月份利用旋耕機旋耕混勻、耙平。

（2）根據(jù)田地走勢做床處理，每床寬3m，床、床之間開溝作為排水溝，種植前可噴灑封閉除草劑。

（3）選擇一年生的灌木小苗：紅葉石楠、海桐、紅花檵木、金邊黃楊、金葉女貞小苗帶根種植于污染土壤中，種植密度為20-25/m²。

（4）苗木種植后澆水，正常田間管理。

（5）秋季將采集的綠化灌木植物樣品，利用濕法(hno3-hclo4)消解及原子吸收分光光度法檢測分析各植物組織中重金屬的含量。

結(jié)果如圖2所示，紅葉石楠、海桐、紅花檵木、金邊黃楊、金葉女貞等莖中cd含量分別為1.89mg/kg、1.08mg/kg、0.49mg/kg、0.36mg/kg、0.61mg/kg，葉中含量分別為2.02mg/kg、1.69mg/kg、0.49mg/kg、0.82mg/kg、0.84mg/kg。其中紅葉石楠和海桐的富集大于1，莖富集系數(shù)為2.08、1.19，葉富集系數(shù)為2.22，1.86。因此認(rèn)為常用灌木綠化植物紅葉石楠和海桐可用于修復(fù)重金屬cd污染土壤。

實施例3

本實施例所用土壤與實施例2相同，土地整理和分床處理（即步驟1、2）與實施例2相同。

將實施例1、2中優(yōu)選的喬木植物金絲垂柳、灌木植物紅葉石楠，有效的科學(xué)配置，探討綠化植物配置組合的植物修復(fù)作用。

施工方法如下：

（1）金絲垂柳以插插的形式種植，選取一年生的柳樹枝條，胸徑約為2cm，高為2-2.5m，除去細(xì)枝，直接扦插與污染土壤，間距為2m×3m；

（2）一年生紅葉石楠小苗直接種植金絲垂柳周圍，種植密度為20-25/m²，作為配置組；同時設(shè)置單獨種植一種植物的處理，即單獨種植金絲垂柳、單獨種植紅葉石楠作為對照組；

（3）在綠化植物種植后，當(dāng)天澆水，種植一周內(nèi)保持土壤濕潤，以后正常田間管理；

（4）種植后秋季對綠化植物進行采樣分析，利用濕法(hno3-hclo4)消解及原子吸收分光光度法檢測分析金絲垂柳和紅葉石楠各器官中重金屬的含量。

檢測結(jié)果如圖3所示，可見本實施例中的單獨種植金絲垂柳或紅葉石楠均可富集土壤中的cd，并轉(zhuǎn)移到地上部分，有效修復(fù)cd污染土壤；在配置組合后，金絲垂柳和紅葉石楠的生物量的各器官中cd的富集濃度沒有受到明顯的抑制。如圖4所示，配置組綠化植物地上部提取污染的量相對單一植物明顯增加，相對于單一金絲垂柳，cd年提取量提高21.79%。因此認(rèn)為，本發(fā)明的綠化植物的配置組合可以有效強化對重金屬污染土壤的修復(fù)效率并產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進，這些改進都屬于本發(fā)明的保護范圍。