[发明专利]一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法

说明书

技术领域

本发明属于农业环境保育与修复技术领域，更具体涉及的是一种在重金属污染土壤上种植亚麻的方法，适于广大重金属污染地区的农民与农技部门等的推广。

背景技术

随着工业化和城市化的不断推进，我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视。据相关资料报道，上世纪80年代初期我国受镉、铅、汞、砷、铬、镍等重金属污染的耕地面积仅267万公顷，1988年时便增加到667万公顷，到上世纪末已超过1000万公顷，目前已突破2000万公顷、约占全部耕地面积的20%。更为严重的是，我国基本农田的重金属污染也相当严重。据国家环境保护部近年对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属的抽样监测结果，已发现3.6万公顷的土壤重金属含量超标，超标率高达12.1%。如何修复利用已被重金属污染的农田，已引起了各级政府的高度重视。

一般而言，我国对于轻度重金属污染农田和部分重金属污染农田是不轻言“改种”和“改制”的，总是想方设法通过各种技术途径保持原有的种植模式，以生产出足够多的可食用农产品，以保障我国的粮食安全和食用农产品的质量安全，只有确实不能生产出符合国家食品安全标准的那部分重金属污染农田（即重度污染农田和少部分中度污染农田），才通过植物修复技术对其加以改良利用，但也不轻言放弃其农用地的性质，以确保国家“18亿亩耕地的红线”底限不被突破。

目前，国内外通常采用的植物修复技术主要有两类：一类是采用超富集植物来修复被重金属污染的土壤，如遏蓝菜（Thlaspi caerulescens）等，但超富集植物大多生物量低、抗病虫害能力弱，且用于农田修复将改变其农用地的性质；另一类是采用生物量大而不具备超富集重金属元素的植物来修复利用已被污染的土壤，如麻类作物、烤烟、桑树、玉米等。

亚麻（Linum usitatissimum L．），属亚麻科亚麻属一年生草本，主要有纤维用亚麻、油用亚麻和油纤两用亚麻等三个类型的栽培品种，是最古老的韧皮纤维作物和油料作物，在我国北方广为栽培，南方主要用于冬季农业发展、春播的较少。虽然国内外曾有大量亚麻优质高产栽培方面的文献报道，但其关键技术在重金属污染地区的推广应用中仍然遭遇到了诸多的技术瓶颈与障碍：

一是亚麻种类众多，考虑到食品安全问题，真正适于重金属污染地区尤其是严重污染地区种植的较少。申请人在承担国家麻类产业技术体系建设相关任务时的研究结果与实践表明，许多纤维用亚麻品种，不具备抗御重金属污染的能力，在重金属污染地区不能完成正常的生长周期，甚至在污染较严重的土壤上不能成活。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，必须选用具有强耐重金属污染能力的特定品种。

二是申请人的研究结果与实践还表明，即使某些纤维用亚麻品种具备抗御重金属污染的能力，但在重金属污染地区的生长初期，尤其是苗期的根系发育依然受到严重威胁，甚至因重金属“腐蚀”而导致死亡，造成死苗、缺苗现象严重。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，如何保证麻园实现一播全苗，是确保亚麻高产的一个关键性技术问题。

三是申请人的研究还发现，即使具备较强抗御重金属污染能力的亚麻特定品种，也对土壤重金属污染程度有着不同的响应：较低含量的重金属（尤其是镉）对亚麻具有明显地刺激作用，可促进亚麻生长；较高含量的重金属则有显著地抑制作用，使亚麻生长发育迟缓、株型矮化严重。而麻园的有效株、单株高和茎粗等是构成亚麻原茎丰（高）产的最基本的评价指标。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，需要确定一个合理的种植密度，即单位面积保有的基本苗数；同时，也需要保有的基本苗生长成为强壮的个体（其具体特征是株适高、茎粗壮、皮厚实、抗倒伏等），在种植密度加大的前提下显得尤为重要，这只能通过田间有效的管理措施才能获得。

四是土壤的pH值直接关系到土壤重金属的活性，影响农产品的品质。申请人多年研究与实践的结果表明，长期大量施用诸如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥，将直接导致土壤的pH值降低，使土壤重金属的活性加大，增加作物对重金属元素的吸收与积累量，影响农产品的品质。亚麻是一种需肥量大的作物，只有施用足够的肥料才能确保其高产稳产。因此，在重金属污染地区发展亚麻生产，有一个合理施肥尤其是科学追肥的问题，因为追肥使用的均是化肥，如果施用不当，不仅会诱发环境风险（面源污染），而且会酸化土壤，增加土壤重金属的活性。

针对上述阻碍重金属污染地区发展亚麻生产的诸多技术问题与瓶颈，根据申请人两年多（2010.09~2012.05）的研究结果与实践经验，提出了本项发明内容与实施技术方案。

发明内容