[发明专利]一种模拟土壤-作物重金属迁移的野外可控实验方法

说明书

本发明公开了一种模拟土壤‑作物重金属迁移的野外可控实验方法，包括以下步骤：选取场地、样点布设、重金属称取、重金属添加及隔挡部件埋放、对照场地及实验场地作物种植、土壤和作物样品采集、样品制备与测定、得到实验数据。有益效果是保证整个实验过程在野外自然条件下进行，具有可控性高、不破坏原有土壤结构和作物根系、实际应用价值高的优势，能够揭示土壤‑作物中重金属的分布特征和迁移机理，为解决土壤重金属污染修复问题和粮食安全问题提供数据支撑和理论依据。

技术领域

本发明涉及一种模拟土壤-作物重金属迁移的野外可控实验方法，属于农业科学与环境科学技术领域，特别是土壤-作物对重金属迁移富集的研究领域。

背景技术

随着我国工业化和城市化的不断发展，矿业开采、工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车尾气排放等造成的土壤重金属污染问题日益严重。重金属污染不仅会引起土壤组成、结构和功能的改变，还会抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为严重的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人类体内，对动物及人类健康构成危害。因此，探寻土壤-作物重金属迁移机理显得尤为重要。

目前，传统的土壤-作物重金属迁移模拟实验方法多以盆栽实验、箱体实验和玻璃柱体实验为主。盆栽实验、箱体实验和玻璃柱体实验虽然可以在一定程度上控制实验组和对照组的实验条件，并且可以通过结合实验室重金属测定方法，比较准确地测出土壤和作物中重金属的含量。但是，这几种传统的土壤-作物重金属迁移模拟实验在取土和移植作物时严重破坏了土壤的原有结构和作物的根系，移植后作物的生长环境与野外自然生长环境差异很大，并且不易根据实验的需要控制实验条件，如污染物扩散源点及范围、重金属添加深度、自然土壤性状和结构保持等，因此并不能很好地模拟野外自然条件下重金属在土壤中迁移和作物中富集的情况，实验得出的结果多数停留在理论层面上，实际应用价值有所欠缺，且玻璃柱体实验使用的玻璃柱体在搬运、实验过程中很容易损坏，造成实验人员划伤，并增加实验操作难度和成本。因此，传统的土壤-作物重金属迁移模拟实验可控性较低，且得出的数据结果实际应用价值不足够，亟需一种易操作的、可控性高的、能够理论与实际相结合的土壤-作物重金属迁移模拟的实验方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种模拟土壤-作物重金属迁移的野外可控实验方法，模拟重金属在土壤中迁移和在作物中富集的情况。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模拟土壤-作物重金属迁移的野外可控实验方法，包括以下步骤：

A：选取场地：选取至少两块大小及环境相同的野外场地，一块作为对照场地，其他作为实验场地；

B：样点布设：采用野外样点布设方法，在实验场地布设隔挡部件埋放样点；

C：重金属称取：称取重金属化合物装入包裹袋中；

D：重金属添加及隔挡部件埋放：将样点周边的土壤松动，先后将包裹袋和隔挡部件埋放在样点处，在表层土壤实验中，将装有重金属化合物的包裹袋放置于隔挡部件底部；在进行土壤分层实验时，将装有重金属化合物的包裹袋放置在隔挡部件内部，隔挡部件上端口与表层土壤齐平；

E：对照场地及实验场地作物种植：播种季节，进行对照场地作物播种；于实验场地内，在隔挡部件周边播种作物，在每个隔挡部件内播种与隔挡部件外相同的作物；

F：土壤和作物样品采集：在作物生长的不同阶段，根据实验需要采集隔挡部件内的种植作物及不同深度的土壤，同时在对照场地，根据与实验场地相同的野外样点布设方法选取采样点，采集相同数量的作物及所对应的不同深度的土壤；

G：样品制备与测定：将采集到的土壤样品进行风干、研磨、消煮、定容处理，制成土壤测试样品；作物样品进行风干、去壳、粉碎、消煮、定容处理，制成作物测试样品；检测土壤测试样品、作物测试样品中的重金属含量，得到检测数据。

优选的，所述的隔挡部件形状为上下贯通的柱体。