本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，特別是一種柳785在修復(fù)中輕度鎘污染土壤中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

土壤是人類(lèi)生存的基本資源，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。由于土壤污染是影響食品安全的最直接因素，土壤質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到人類(lèi)生存質(zhì)量。因此，如何解決日益嚴(yán)峻的土壤污染問(wèn)題、保證土壤生態(tài)安全成為我國(guó)當(dāng)前急需解決的頭等大事之一。

隨著我國(guó)的城鎮(zhèn)化的推動(dòng)和工業(yè)布局調(diào)整，許多化工、農(nóng)藥、鋼鐵、金屬冶煉、電鍍等大量排放危險(xiǎn)廢棄物的企業(yè)從市區(qū)遷到開(kāi)發(fā)區(qū)及工業(yè)集中區(qū)。但搬遷企業(yè)多年污染的影響，特別是搬遷企業(yè)的土壤和地下水污染問(wèn)題，短時(shí)間內(nèi)難以消除，危害很大。大量農(nóng)田由于污水灌溉及大氣沉降等原因，土壤重金屬含量也不同程度的超標(biāo)。這些面臨搬遷或關(guān)閉的企業(yè)遺留場(chǎng)地急需改變使用功能、重新予以利用，但應(yīng)用的前提就是要進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境的安全性評(píng)價(jià)和修復(fù)。對(duì)于面積較小、開(kāi)發(fā)十分迫切的污染場(chǎng)地，采用目前常用的換土、焚燒、淋洗等方法是可行的，但對(duì)于大面積的污染場(chǎng)地，由于此類(lèi)場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)的成本往往難以承受，且操作性不強(qiáng)。開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、易推廣且具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大面積污染場(chǎng)地土壤原位修復(fù)技術(shù)，為我國(guó)典型工業(yè)場(chǎng)地污染控制與修復(fù)提供技術(shù)支撐變得尤為迫切。

柳樹(shù)作為綠化樹(shù)種的代表，具有易于繁殖，種植和管理，成本較低，生物量大，生長(zhǎng)迅速，根系發(fā)達(dá)，對(duì)深層土壤中污染物有著很好的去除效果等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)重金屬鎘具有很高的富集能力(pulford&watson，2002)。研究表明，在中低濃度重金屬鎘污染土壤中，各無(wú)性系柳樹(shù)都沒(méi)有出現(xiàn)鎘危害癥狀，生長(zhǎng)發(fā)育基本正常。柳樹(shù)無(wú)性系之間對(duì)重金屬積累能力存在差異，因而可以利用育種方法選育修復(fù)能力較高的無(wú)性系，進(jìn)一步提高柳樹(shù)的修復(fù)效率（“灌木型柳樹(shù)鎘吸收積累性狀的研究”汪有良等，西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2011）；研究人員篩選數(shù)百種無(wú)性系柳樹(shù)（“喬木型柳樹(shù)雜種無(wú)性系對(duì)鎘的吸收和積累特性”，汪有良等，南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011），從鎘含量及其平均值的變異范圍來(lái)看，葉片的鎘吸收積累能力均大于枝條，葉片中鎘的含量普遍高于枝條，但是柳樹(shù)是多年生栽培的落葉樹(shù)種，落葉收集耗時(shí)耗力，收集后的落葉難以處理。實(shí)踐中在每年落葉之前對(duì)柳樹(shù)地上部粉（包括枝條和葉片）在落葉前進(jìn)行統(tǒng)一收割，且每年收割枝條及樹(shù)葉，柳樹(shù)第二年生物量將會(huì)大大降低，修復(fù)效率難以保障，如果不進(jìn)行落葉回收，落葉中的鎘也會(huì)重新返回到土壤中，造成二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前生物修復(fù)中輕度重金屬鎘污染土壤中，富集鎘的落葉難以處理的現(xiàn)狀，本發(fā)明通過(guò)對(duì)無(wú)性系柳樹(shù)的篩選種植，提供一種地上部尤其莖桿、枝條部對(duì)鎘有著良好的富集效果的柳屬無(wú)性系785，并將其應(yīng)用于土壤修復(fù)，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種柳785在修復(fù)中輕度鎘污染土壤中的應(yīng)用，柳屬無(wú)性系785地上部莖、葉對(duì)cd富集系數(shù)大于4，每年生物量干重大于200g，且cd富集于地上部分的莖桿、枝條中，而非葉片中。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述應(yīng)用，其具體步驟為：將柳785采用扦插方式種植于中輕度鎘污染土壤中，扦插密度為5-7株/m²。

本發(fā)明中，技術(shù)術(shù)語(yǔ)“中輕度鎘污染土壤”是指鎘含量超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb15618-1995》規(guī)定1-5倍以?xún)?nèi)的土壤。

與現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)性系柳樹(shù)對(duì)土壤中的重金屬的吸收富集多集中于葉片而非枝條中的現(xiàn)狀相比，本發(fā)明篩選獲得的無(wú)性系柳樹(shù)785既能夠?qū)ν寥乐墟k起到富集作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬鎘主要富集于柳屬無(wú)性系785的枝干及枝條中，在柳樹(shù)生長(zhǎng)1-2年后，可對(duì)地上部分枝條進(jìn)行統(tǒng)一收割利用，省去目前因處理富集鎘的落葉而耗費(fèi)的大量人力物力；在柳樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中，隨著生物量增加會(huì)繼續(xù)富集土壤中的重金屬鎘，因此存在于扦插枝條中的鎘并不會(huì)影響其繼續(xù)生長(zhǎng)以及后代繼續(xù)富集重金屬的能力，因此富集后的枝條可用于無(wú)性繁殖培育更多的插條用于更大面積鎘污染土壤的修復(fù)柳樹(shù)。柳樹(shù)作為綠化植物，修復(fù)后富集鎘的枝條可作為樹(shù)苗出售，樹(shù)苗在未污染的土壤中生長(zhǎng)，隨生物量的增加，柳樹(shù)體內(nèi)重金屬鎘含量將大大降低，不產(chǎn)生新的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明以無(wú)性系柳樹(shù)的篩選種植和科學(xué)配置為核心，無(wú)需添加化學(xué)藥劑，發(fā)展經(jīng)濟(jì)、生態(tài)友好的綠色土壤修復(fù)技術(shù)，技術(shù)操作簡(jiǎn)單，易于推廣，鑒于我國(guó)土壤污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，該項(xiàng)目的實(shí)施與技術(shù)開(kāi)發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為不同無(wú)性系柳樹(shù)地上部對(duì)鎘的富集能力示意圖；

圖2為五種無(wú)性系柳樹(shù)莖與葉分別對(duì)根的轉(zhuǎn)移系數(shù)示意圖；

圖3為三年內(nèi)柳屬無(wú)性系785畝產(chǎn)生物量的增長(zhǎng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。

實(shí)施例1

鎘污染的土壤取自江蘇省常熟市某一重金屬污染農(nóng)田，土壤中鎘濃度0.93mg/kg，超過(guò)了我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田土壤中污染物鎘的最高容許含量0.6mg/kg，會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及人體健康構(gòu)成很大危害，因此該地區(qū)土壤亟待修復(fù)。

將采集的土壤樣品在陰涼通風(fēng)處晾干，過(guò)十目尼龍篩備用。

從江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院購(gòu)買(mǎi)的年生物量干重大于200g的20種無(wú)性系柳樹(shù)種作為研究對(duì)象，依次為：柳238、柳287、柳295、柳313、柳483、柳485、柳549、柳565、柳699、柳737、柳743、柳755、柳785、柳799、柳1011、柳1053、柳2352、柳2688、柳3412、柳3513；將這20種柳樹(shù)種植在上述污染農(nóng)田樣品中，以篩選對(duì)鎘有較高富集系數(shù)的無(wú)性系柳樹(shù)，評(píng)價(jià)其對(duì)輕度鎘污染土壤修復(fù)效果，從20種生物量較大的無(wú)性系柳樹(shù)中篩選出5種對(duì)對(duì)土壤中重金屬鎘富集系數(shù)（bcf）最大的無(wú)性系柳樹(shù)。

無(wú)性系柳樹(shù)種植方法：春季，將選育的無(wú)性系柳樹(shù)按照每平方米5-7株扦插方式進(jìn)行種植，按照柳樹(shù)管理常規(guī)方法，定期澆水施肥，當(dāng)年秋季對(duì)各無(wú)性系柳樹(shù)不同器官分別收集采樣，分析各無(wú)性系柳樹(shù)對(duì)土壤中鎘的富集效果。

將采集的柳樹(shù)各器官分別晾干，粉碎，各器官中重金屬含量的測(cè)定采用濕法(hno3-hclo4)消解，應(yīng)用原子吸收分光光度法進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖1不同無(wú)性系柳樹(shù)地上部對(duì)鎘的富集能力。由圖1可見(jiàn)，本實(shí)施例中的無(wú)性系柳樹(shù)均可以對(duì)土壤中的鎘進(jìn)行吸收，并轉(zhuǎn)移到地上部，有效地降低土壤中鎘濃度。其中有五種無(wú)性系柳樹(shù)表現(xiàn)出更優(yōu)良的性能，分別是柳屬無(wú)性系1011，柳屬無(wú)性系238，柳屬無(wú)性系785，柳屬無(wú)性系743，柳屬無(wú)性系737，它們對(duì)土壤中鎘的富集系數(shù)達(dá)到4以上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中輕度污染土壤重金屬的修復(fù)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例所用土壤與實(shí)施例1相同，種植管理方式同實(shí)施例1，進(jìn)一步探究實(shí)施例1選育的柳屬無(wú)性系1011，柳屬無(wú)性系238，柳屬無(wú)性系785，柳屬無(wú)性系743，柳屬無(wú)性系737，將采集的以上五種無(wú)性系柳樹(shù)各器官分別晾干，粉碎，各器官中重金屬含量的測(cè)定采用濕法(hno3-hclo4)消解，應(yīng)用原子吸收分光光度法進(jìn)行檢測(cè)。

實(shí)施例1篩選的五種無(wú)性系柳樹(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中重金屬鎘的吸收富集，為了明確鎘是否轉(zhuǎn)移到隨季節(jié)脫落的葉部，通過(guò)濕法(hno3-hclo4)消解檢測(cè)不同無(wú)性系柳樹(shù)根、莖、葉中重金屬鎘的含量，將莖、葉中重金屬的鎘的濃度分別與對(duì)應(yīng)的根中重金屬鎘濃度作比較，得到柳樹(shù)從根向植物莖部、葉的轉(zhuǎn)移系數(shù)（轉(zhuǎn)移系數(shù)=植物地上部鎘含量/地下部鎘含量），結(jié)果如圖2所示，由圖2可見(jiàn)，大部分柳樹(shù)體內(nèi)重金屬鎘分布情況葉＞莖＞根，莖葉相對(duì)于根部轉(zhuǎn)移系數(shù)基本在2左右，說(shuō)明無(wú)性系柳樹(shù)富集的鎘大部分轉(zhuǎn)移到地上部，在植物體莖葉內(nèi)富集，且葉中含量相對(duì)較高，這與目前大部分文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果相一致，一旦柳樹(shù)冬季落葉，葉中的鎘會(huì)重新回到土壤中，造成二次污染。

而柳屬無(wú)性系785，鎘在莖、葉中對(duì)根中鎘的轉(zhuǎn)移系數(shù)分別達(dá)到8.9和5.7，說(shuō)明柳屬無(wú)性系785所富集的絕大多數(shù)重金屬鎘轉(zhuǎn)移到地上部，而且主要儲(chǔ)存在生物量最大的枝干、枝條中，隨落葉返回土壤中鎘較少，是較為理想的修復(fù)中輕度鎘污染土壤的綠化樹(shù)種。

實(shí)施例3

為探究柳屬無(wú)性系785枝干的生物量對(duì)中輕度重金屬鎘污染土壤的總體去除效果，按照實(shí)施例1的扦插方法，將柳屬無(wú)性系785種植6、12、18、24、60、36個(gè)月后分別采樣分析，晾干后稱(chēng)量植物地上部枝干的生物量。采樣時(shí)，隨機(jī)采集10*1m²的柳樹(shù)地上部枝干用于計(jì)算畝產(chǎn)量，畝產(chǎn)量見(jiàn)圖3，同時(shí)分析枝干中鎘的濃度，計(jì)算發(fā)現(xiàn)，三年后，在不添加任何化學(xué)藥劑的情況下，柳屬無(wú)性系785對(duì)土壤中鎘的去除率達(dá)到22.5%，可見(jiàn)，其對(duì)土壤中金屬鎘具有較好的去除效果。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)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(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。