豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用，涉及環(huán)境中重金屬污染的修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，于冬季將農(nóng)田中采集到的豬殃殃幼苗直接移栽或?qū)⒎N子直接播種于重金屬鎘污染的農(nóng)田土壤中，植物長(zhǎng)成后將整株或僅將地上部分移除，修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染。本發(fā)明提供一種新的植物物種在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境中重金屬污染的修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，耕地土壤重金屬污染面積不斷擴(kuò)大，污染程度也不斷加重。耕地土壤重金屬污染主要來(lái)自工業(yè)“三廢”排放，生活污水和垃圾的污染以及含有重金屬農(nóng)藥、化肥的不合理使用。中國(guó)的“鎘大米”事件就是因土壤被鎘污染而造成的。因此，鎘污染土壤急需得到治理。
[0003]目前，重金屬植物修復(fù)技術(shù)普遍被認(rèn)為具有物理、化學(xué)修復(fù)方法所無(wú)法比擬的費(fèi)用低廉、不破壞場(chǎng)地結(jié)構(gòu)、不造成二次污染等特點(diǎn)，已成為修復(fù)土壤重金屬污染研究領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，并在全球范圍內(nèi)開(kāi)展超富集植物的篩選，取得了很好的成果。然而，由于已知的超富集植物地上部生物量普遍偏小，生長(zhǎng)慢，而且很多來(lái)源于重金屬礦山，不適合生長(zhǎng)在農(nóng)田土壤環(huán)境中，其生長(zhǎng)范圍狹窄，在季節(jié)上也受到限制，限制了植物修復(fù)技術(shù)的推廣應(yīng)用。為此，尋找適應(yīng)農(nóng)田土壤環(huán)境、生長(zhǎng)速度快、繁殖能力強(qiáng)的鎘富集植物新物種，是鎘污染農(nóng)田土壤植物修復(fù)技術(shù)急需解決的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)田中，雜草與作物相比普遍具有較強(qiáng)的抗逆境能力和爭(zhēng)奪環(huán)境資源能力的特點(diǎn)，是人為與自然選擇下產(chǎn)生的高度進(jìn)化的植物類(lèi)群。農(nóng)田雜草具有生物量大、生長(zhǎng)迅速的特點(diǎn)。因此，從農(nóng)田雜草中篩選出重金屬超富集植物，不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)有超富集植物的生物量較小、生長(zhǎng)緩慢、生長(zhǎng)范圍狹窄的缺點(diǎn)，而且可以就地取材，就地使用，避免了引種過(guò)程中存在的潛在問(wèn)題。在前人的研究中，已經(jīng)從農(nóng)田雜草中篩選出了一些鎘超富集植物，但這些鎘超富集植物大部分為夏季生長(zhǎng)的植物，無(wú)法應(yīng)用于冬季農(nóng)田的重金屬鎘污染治理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種能應(yīng)用于冬季農(nóng)田的重金屬鎘污染治理的新的植物物種的具體應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用，于冬季將農(nóng)田中采集到的豬殃殃幼苗直接移栽或?qū)⒎N子直接播種于重金屬鎘污染的農(nóng)田土壤中，植物長(zhǎng)成后將整株或僅將地上部分移除，修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染。
[0007]植物基本生物學(xué)特性:豬殃殃(拉丁名為)為茜草科豬殃殃屬一年生或越年生草本植物，株高30-90cm，一般生長(zhǎng)于農(nóng)田、灌叢荒或草坡，耐陰，多于冬前9-10月份出苗，4-5月份現(xiàn)蕾開(kāi)花。
[0008]上述方案中，通過(guò)豬殃殃根系大量吸收土壤中的鎘后，并部分轉(zhuǎn)移至莖和葉片等地上部分器官，將整株或僅將地上部分移除，從而達(dá)到去除農(nóng)田土壤重金屬鎘的目的，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染的冬季修復(fù)。
[0009]待豬殃殃地上部分形成一定生物量時(shí)，收割其根系和地上部分，重金屬鎘隨著根系和地上部分的收割被大量除去。豬殃殃開(kāi)會(huì)結(jié)實(shí)早，種子自然繁殖生長(zhǎng)速度快，密度大，不需每年種植栽種，只將富集鎘的地上部分收割，能大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和難度卻依然有良好的修復(fù)效果，能有效降低土壤重金屬鎘含量，從而修復(fù)污染土壤。
[0010]作為選擇，自然條件下，于冬季將采集到的兩組真葉展開(kāi)的豬殃殃幼苗直接移栽于有鎘重金屬污染的土壤當(dāng)中，種植密度5X 5cm ；
所述豬殃殃種植后:
日常管理:植物栽培期間，根據(jù)土壤水分實(shí)際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右；
收割處理:60天后將植物的根系和地上部分或僅地上部分進(jìn)行收割，或開(kāi)花時(shí)將植物的根系和地上部分或僅地上部分進(jìn)行收割。
[0011]本申請(qǐng)發(fā)明人將農(nóng)田中采集到的豬殃殃幼苗直接移栽或?qū)⒎N子直接播種于重金屬鎘污染的農(nóng)田土壤中修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染。前人研究發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，雜草與作物一同進(jìn)化，形成了較強(qiáng)的抗逆境能力和爭(zhēng)奪環(huán)境資源的能力，這是人為與自然選擇下產(chǎn)生的高度進(jìn)化的植物類(lèi)群。農(nóng)田雜草具有種類(lèi)繁多、種群生物量大、生長(zhǎng)迅速的特點(diǎn)。經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明中的冬季農(nóng)田雜草豬殃殃，主要對(duì)重金屬鎘具有耐性和富集特性。因此，從冬季農(nóng)田雜草中采集重金屬鎘富集植物的豬殃殃，不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)有鎘超富集植物的生長(zhǎng)緩慢、生長(zhǎng)范圍狹窄、耐寒性弱的缺點(diǎn)，而且可以就地取材，就地使用，避免了引種過(guò)程中存在的潛在問(wèn)題，對(duì)冬季農(nóng)田土壤環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。選擇合適狀態(tài)的幼苗移栽，使得其能更好地適應(yīng)重金屬鎘污染環(huán)境，同時(shí)根據(jù)重金屬鎘污染環(huán)境，選擇特定的種植、管理、收割方式，以使得重金屬鎘富集最大化的效果。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用豬殃殃在農(nóng)田土壤中對(duì)重金屬鎘的耐性和富集特性，達(dá)到冬季修復(fù)污染土壤的目的。此外，由于豬殃殃繁殖能力強(qiáng)，生長(zhǎng)快速，生長(zhǎng)密度大，而且主要生長(zhǎng)在冬季，能在極其貧瘠的土地上生長(zhǎng)，在其生長(zhǎng)過(guò)程中管理粗放，因而成本較低、可操作性強(qiáng)，為重金屬鎘污染農(nóng)田土壤的冬季植物修復(fù)開(kāi)發(fā)了新的植物種質(zhì)資源。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下列非限制性實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。
[0014]豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用，于冬季將農(nóng)田雜草中采集到的豬殃殃幼苗直接移栽或?qū)⒎N子直接播種于重金屬鎘污染的農(nóng)田土壤中，植物長(zhǎng)成后將整株移除，修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染。作為選擇，可只將富集鎘的地上部分收割，修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和難度卻依然有良好的修復(fù)效果。
[0015]所述豬殃殃種植后:
日常管理:植物栽培期間，根據(jù)土壤水分實(shí)際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右；
收割處理:60天后將植物的根系和地上部分或僅地上部分收割，或開(kāi)花時(shí)將植物的根系和地上部分或僅地上部分收割。
[0016]試驗(yàn)例1:盆栽濃度梯度試驗(yàn)試驗(yàn)地點(diǎn):設(shè)在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雅安校區(qū)農(nóng)場(chǎng)。
[0017]本試驗(yàn)采用盆栽模擬農(nóng)田土壤重金屬鎘污染的方法，于冬季(10月初)開(kāi)始，移栽的菌草科豬殃殃屬植物豬殃殃(拉丁名為Galium aparine )幼苗(兩組真葉展開(kāi))直接采自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雅安校區(qū)農(nóng)場(chǎng)的未污染農(nóng)田中。將豬殃殃幼苗種植于(也可直接播種種子)施加不同濃度梯度的重金屬鎘污染盆栽土壤中(土壤取自農(nóng)田)，盆規(guī)格15X 18cm (高X直徑)，每盆裝土 3kg，每盆種植6株，3次重復(fù)。于透明遮雨棚內(nèi)栽培，根據(jù)土壤水分實(shí)際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右，60天后收割植物，測(cè)定植物體內(nèi)的重金屬鎘含量。
[0018]試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，分別為CK (不施加重金屬鎘，O mg/kg)和4個(gè)施加了不同濃度重金屬鎘試驗(yàn)，施加濃度為25 mg/kg、50 mg/kg、75 mg/kg、100 mg/kg,施加的重金屬形態(tài)分別為CdCl2.2.5H20，為分析純?cè)噭?，以溶液的形式加入到土壤中，充分混勻，平衡四周后種植豬殃殃幼苗(兩組真葉展開(kāi))。
[0019]試驗(yàn)結(jié)果如下:
豬殃殃生物量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)下述表1:
表1不同鎘濃度處理下豬殃殃的生物量特征
【權(quán)利要求】
1.豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用，其特征在于:于冬季將農(nóng)田中采集到的豬殃殃幼苗直接移栽或?qū)⒎N子直接播種于重金屬鎘污染的農(nóng)田土壤中，植物長(zhǎng)成后將整株或僅將地上部分移除，修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染。
2.如權(quán)利要求1所述的豬殃殃在冬季修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬鎘污染中的應(yīng)用，其特征在于: 自然條件下，將采集到的兩組真葉展開(kāi)的豬殃殃幼苗直接移栽于有鎘重金屬污染的土壤當(dāng)中，種植密度5 X 5cm; 所述豬殃殃種植后: 日常管理:植物栽培期間，根據(jù)土壤水分實(shí)際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右； 收割處理:60天后將植物的根系和地上部分或僅地上部分收割，或開(kāi)花時(shí)將植物的根系和地上部分或僅地上部分收割。
【文檔編號(hào)】B09C1/00GK103817141SQ201410063713
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】廖明安, 林立金, 呂秀蘭, 汪志輝, 任雅君, 鄧群仙, 張瀟, 羅麗, 楊代宇 申請(qǐng)人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)