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籽粒莧在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用的制作方法

文檔序號:4875694閱讀:940來源:國知局
專利名稱:籽粒莧在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及植物籽粒莧(^ ar朋""s A^0c/w7rfr&c"s L. Cv.)的新用途,具體來說是 在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展, 一方面人民的生活水平得到不斷提高,另一方面卻帶來了嚴(yán) 重的污染。目前我國受重金屬污染的土地面積非常大,鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地 面積達2000萬公頃,約占總耕地面積的1/5。據(jù)國家環(huán)??偩纸M織的調(diào)査顯示,珠三角、長 三角、環(huán)渤海這些經(jīng)濟先發(fā)展起來的地區(qū),都出現(xiàn)嚴(yán)重的土壤污染問題,其中珠三角40%農(nóng) 田重金屬含量超標(biāo)。以地處珠三角腹地的廣州為例,其郊區(qū)農(nóng)地的重金屬污染極為嚴(yán)重,對 廣州市東郊、南郊、番禺區(qū)、西北郊四個區(qū)域的調(diào)査顯示,鎘、鉛、汞、鋅四元素綜合歸類 為中度至嚴(yán)重污染等級,鎘均歸屬于嚴(yán)重污染等級。這些受污染的土地通常是生產(chǎn)力很高的 沉積型土壤,農(nóng)業(yè)利用率極高,毒性重金屬不斷通過農(nóng)產(chǎn)品進入人畜食物鏈,危害人體健康。
土壤中重金屬主要是由長期污灌,城市垃圾在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)尤其是電鍍 企業(yè)的排污而來。以廣東省為例,珠江三角洲地區(qū)大面積蔬菜、水稻等農(nóng)用土地,60%是直接 引用珠江河水進行污水灌溉,珠三角區(qū)內(nèi)河流水質(zhì)等級為V級和大于V級的占31.6X,流經(jīng) 各市中心城市的河流或河段的水質(zhì)污染已日益嚴(yán)重,其水質(zhì)類別大部分為V級或大于V級。 據(jù)廣東省環(huán)保局的環(huán)境質(zhì)量報告,珠江部分河段,如市橋水道、佛山水道、深圳河、東莞運 河水質(zhì)受到重度污染。長期污水灌溉導(dǎo)致本地污灌土壤重金屬污染大大高于清灌區(qū),據(jù)調(diào)查, 鎘平均高4.5倍,鉛2. l倍,鉻3.1倍,銅4.2倍。廣東省1999年在廣州、韶關(guān)、茂名、梅 州、湛江五市設(shè)定的基本農(nóng)田保護監(jiān)測點179個,監(jiān)測面積8.4萬公頃,結(jié)果顯示,稻田重 金屬超標(biāo)率為70.9%, 8個重金屬項目均出現(xiàn)超標(biāo),最高超標(biāo)倍數(shù)為19.7倍。土壤重金屬超 標(biāo)的直接結(jié)果是農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo),監(jiān)測區(qū)內(nèi),水稻重金屬超標(biāo)率達到82.9%,最高超 標(biāo)倍數(shù)為90. 5倍。廣東翁源縣大寶山礦污染使所在的新江鎮(zhèn)土壤鉛超標(biāo)44倍,鎘超標(biāo)12倍, 當(dāng)?shù)爻蔀楦尾 ┌Y高發(fā)地區(qū)。
當(dāng)前重金屬污染耕地的修復(fù)主要利用超富集植物,即將具有極高重金屬富集能力的植物 種植于污染地上,收獲種植的超富集植物后進行焚燒和或填埋處置,達到清除土壤中重金屬 污染的目的。超富集植物通常具有專一性,如蜈蚣草可用于砷污染土壤的修復(fù),印度芥菜可 用于鎘污染土壤的修復(fù)。目前,已發(fā)現(xiàn)的鎘超富集植物數(shù)量有限,且生物量低,或不易栽培, 或生長習(xí)性不了解,通常在實際應(yīng)用還存在一定的局限,效果還不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供籽粒莧"/ffsra/ z^A9/7// OC力0/^T7'SC^ L. CU.)的新用途,即在
修復(fù)鎘污染土壤中的用途。
我們發(fā)現(xiàn)高生物量牧草籽粒莧具有極高的鎘富集能力,將它栽植于鎘污染農(nóng)田,容易栽 培,生物量高,并能有效地清除土壤中的鎘,從而實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明涉及籽粒莧"/^ra/7t/7^/y^oc力o/ a^'ac"sL. CU.)在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用。 我們發(fā)現(xiàn)籽粒莧很多品種都具有很高的鎘富集能力,富集系數(shù)通常在20 30,即地上部 重金屬濃度可達到土壤中濃度的20 30倍,從富集能力和生物量綜合考慮,本發(fā)明優(yōu)選R104、 K112和K427三個品種。上述三個品種可從市場購買,例如可從遼寧省朝陽市畜牧科研所購 買。
為了更好地修復(fù)鎘污染土壤,最好采用以下的栽培方法在中低度鎘污染(濃度〈18mg/kg, 高于這一濃度,籽粒莧生長受到一定影響,生物量較明顯下降)土壤中以每畝500g種子的強 度播種籽粒莧,施有機肥1000kg/畝和氯化鉀80kg/畝,在畝高10 15cm時間苗定苗,株行 距50cmx20cm,第一次約在生長50 60天,以后每次在40 50天,收割地上部生物量,集 中堆漚填埋,每次收獲留茬15cm,下留1 2片功能葉,刈割后施尿素50kg/畝,氯化鉀30kg/ 畝,全年刈割4 5次。
本發(fā)明效率高、易操作、無二次污染、成本低,籽粒莧是常用牧草,易栽培,生長與栽 培習(xí)性很清楚,易于推廣應(yīng)用,富集系數(shù)高,可從5mg/kg污染農(nóng)田中富集鎘至葉內(nèi)濃度約 120mg/kg,莖部約65mg/kg,根部約69mg/kg,第一茬即可使耕作層(0 20cm)鎘污染水平每 年下降0.4 0.6mg/kg,多茬收獲生物量可達10-15t/畝,中低度鎘污染農(nóng)田可在數(shù)年內(nèi)達到 安全生產(chǎn)要求,適用于三角洲沉積型污染耕地,在農(nóng)田中栽植3種優(yōu)質(zhì)籽粒莧并進行清除處 理,可快速降低農(nóng)田的鎘含量,對綠色食品生產(chǎn)基地可以先栽植1造籽粒莧,對土地進行除 污性處理,實現(xiàn)土壤無鎘污染,也可以休耕期種植籽粒莧,實現(xiàn)短期內(nèi)有效降低農(nóng)田鎘污染 水平。
具體實施例方式
以下以優(yōu)選的籽粒莧(力鵬ra/^/ "s/7y; oc/7W7oWacM L. CU. ) R104、 K112和K427三個 品種的應(yīng)用效果對本發(fā)明作進一步的說明,但本發(fā)明不限于下述實施例。
實施例1:籽粒莧"歷ara/ t力i/s / /poc力o/ c/rj'ac"s L. CU. ) R104的應(yīng)用效果 在含鎘5mg/kg 土壤,以每畝500g種子的強度播種籽粒莧,施有機肥1000kg/畝和氯化 鉀80kg/畝,在苗高10 15cm間苗定苗,株行距50cmx20cm,第一次約在生長60天,以后每 次在50天,收割地上部生物量,集中堆漚填埋,每次收獲留茬15cm,下留1 2片功能葉, 刈割后施尿素50kg/畝,氯化鉀30kg/畝,測定第一茬葉、莖、根各三個樣品的含鎘量,以及 干物質(zhì)葉/莖比,結(jié)果見表l、 2。第一茬生物量濕重約4t/畝,按干生物量約800kg/畝計算, 籽粒莧每年可從土壤中清除約82g的鎘,相當(dāng)于20cm耕層鎘下降0.4 mg/kg(耕層土量
667m2x0. 2mxl500kg/m3,約200t)。收獲的植物經(jīng)過堆漚后作為危險廢棄物進行填埋。 實施例2:籽粒莧"/ffara/7Z^A9 / y/wc/ o/7o^'acM L. CU. ) K112的應(yīng)用效果 實驗方法同實施例l。葉、莖、根各三個樣品的含鎘量,以及干物質(zhì)葉/莖比測定結(jié)果見
表1、 2。第一茬生物量濕重約4.8 t/畝,按干生物量約960kg/畝計算,籽粒莧每年可從土
壤中清除約98g的鎘,相當(dāng)于20cm耕層鎘下降0. 5mg/kg(耕層土量667m2x0. 2mxl500kg/m3,
約200t)。收獲的植物經(jīng)過堆漚后作為危險廢棄物進行填埋。
實施例3:籽粒莧"鵬r朋^7s A^oc/ o"oWac〃s L. CU. ) K427的應(yīng)用效果 實驗方法同實施例l。葉、莖、根各三個樣品的含鎘量,以及干物質(zhì)葉/莖比測定結(jié)果見
表l、 2。第一茬生物量濕重約6 t/畝,按干生物量約1200kg/畝計算,籽粒莧每年可從土壤
中清除約118g的鎘,相當(dāng)于20cm耕層鎘下降0. 6 mg/kg(耕層土量667m2x0. 2mx醒kg/tn3,
約200t)。收獲的植物經(jīng)過堆漚后作為危險廢棄物進行填埋。
表1栽培于含鎘5mg/kg 土壤3種籽粒莧體內(nèi)鎘含量(mg/kg)
品種 葉 莖 根
測定值平均值與標(biāo)準(zhǔn)差測定值平均值與標(biāo)準(zhǔn)差測定值平均值與標(biāo)準(zhǔn)差
籽粒莧120. 3120. 2±15. 168. 767. 4 ±5. 467, 267. 9±8. 5
K112105.261. 559, 8
135. 372. 176. 7
籽粒莧127. 5125. 8 ±9. 668.958. 9 ±8. 771.662. 5±10. 8
R104115. 554. 165.2
134. 553.750. 5
籽粒莧111.3113. 5 ±4. 371.570. 0 ±1. 9973. 277. 5±9. 1
K472118.467.771. 4
110. 770. 787. 9
總平均119.865.469.3
表2籽粒莧地上部從土壤清除鎘量(g/畝)品種葉莖總量
籽粒莧K11275.022. 797.7
籽粒莧R10465.416.581.9
籽粒莧K47288.529.4117.9
注葉莖為65: 3權(quán)利要求
1.籽粒莧(Amaranthus hypochondriacus L.CU.)在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的籽粒莧(^T7ar朋t/ ^ / /poc力朋o!rj'aci^ L. CU.)在修復(fù)鎘污染土 壤中的應(yīng)用,所述的籽粒莧的品種為R104、 K112或K427。
全文摘要
本發(fā)明涉及籽粒莧(Amaranthus hypochondriacus L.CU.)在修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用。本發(fā)明通過將優(yōu)選的籽粒莧三個品種R104、K112和K427栽植于鎘污染土壤,然后收割地上部生物量,集中堆漚填埋,有效地清除土壤中的鎘。本發(fā)明效率高、易操作、無二次污染、成本低,籽粒莧是常用牧草,易栽培,生長與栽培習(xí)性很清楚,易于推廣應(yīng)用,富集系數(shù)高,可從5mg/kg污染農(nóng)田中富集鎘至葉內(nèi)濃度約120mg/kg,莖部約65mg/kg,根部約69mg/kg,第一茬總生物量可達4~6t/畝,全年可達到10~15t/畝,第一茬可使耕作層(0~20cm)鎘污染水平每年下降0.4~0.6mg/kg,中低度鎘污染農(nóng)田可在數(shù)年內(nèi)達到安全生產(chǎn)要求,適用于三角洲沉積型污染耕地。
文檔編號B09C1/10GK101104175SQ20071002960
公開日2008年1月16日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者海 任, 夏漢平, 李凝玉, 李志安, 王法明, 碧 鄒, 陳同斌 申請人:中國科學(xué)院華南植物園;中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所
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