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