[发明专利]一种利用壶瓶碎米荠修复镉污染农田土壤的工程应用方法

说明书

本发明提供一种利用壶瓶碎米荠修复镉污染农田土壤的工程应用方法，属于农田土壤重金属污染修复领域，步骤包括：(1)壶瓶碎米荠种子采收与低温储存；(2)种子预处理与人工育苗；(3)与经济作物间套种；(4)除草与施硼肥；(5)药剂强化提取。该方法克服了壶瓶碎米荠种子发芽率低、喜阴遇高温容易出现代谢紊乱而死亡等种植难题，可操作性强、经济可行，修复污染土壤的同时保障了农民收益，可保障污染土壤修复和利用的可持续性。

技术领域

本发明属于农田土壤重金属污染修复领域，具体涉及一种利用壶瓶碎米荠修复镉污染农田土壤的工程应用方法。

背景技术

目前，我国农田土壤重金属污染情况不容乐观，尤其是重金属镉污染，其具有污染分布区域广、迁移性强、生物毒性大等特点，是我国农田土壤重金属污染修复的优先控制污染物。采用超富集植物提取修复土壤重金属具有不破坏土壤环境、不产生二次污染和可持续性的优点，但目前发现的用于植物提取修复的植物其修复效率普遍较低，难以实现推广应用，特别是镉的超富集植物提取修复方面，目前研究较多的是天蓝遏蓝菜和印度芥菜等，天蓝遏蓝菜富集镉能力强，为国外引进物种，气候适应能力弱，生物量小，目前仅停留在实验室研究阶段；印度芥菜生物量大，但植株富集量较低，也限制了其推广应用。就植物提取重金属镉修复技术而言，寻找抗逆性强、富集重金属能力强、生物量大的超富集植物仍旧是该领域的基础与核心问题。

壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)早年发现它是硒的高富集植物，近几年被发现其对硒的伴生元素镉、锌等也有很高的富集能力。其镉富集浓度高达3000mg/kg以上，是普通镉超富集植物富镉量的数十倍。在水肥充足情况下生物量大，其为修复硒、锌、镉多重金属污染土壤环境提供了理想的超富集植物材料，对修复镉重金属污染具有重要的应用价值。

壶瓶碎米荠因其利用价值高，近几年陆续被人工驯化小规模栽培，用于富硒产品提取或镉污染土壤修复研究，但由于其种子发芽率低、生长条件苛刻、不耐高温等因素仅停留在盆栽试验和田间小区试验阶段。

壶瓶碎米荠为十字花科碎米荠属植物，越冬耐寒两年生或多年生植物，喜阴湿不耐高温干旱，株高40～100cm，是中国特有的植物，目前发现其在湖北省五峰土家族自治县采花乡栗子坪、湖北省长阳土家族自治县崩尖子、湖北省恩施市新塘乡双河村和湖南石门壶瓶山有分布，在原产地被称为圆叶遏蓝菜、野油菜。生长分布地基本为海拔800～1600m的阴湿环境带，在夏季，即使在晴朗的高温天气，其生长的阴湿环境中温度很少超过30℃，植株可实现多年生长，即成熟植株茎基部生长出不定芽或须根继续生长。因其味道鲜美、营养丰富，原产地附近居民经常采摘作为当地旅游特色菜肴，物种濒临灭绝。在原产地临近的湖北及湖南省其他地区，夏季温度较高，一般在30℃以上，壶瓶碎米荠在干旱高温天气会出现植物代谢紊乱并逐渐枯死，表现为两年生(越年生)或无法正常完成生长期。其常规室温保存的种子失活率高，发芽率低，萌发周期长，土壤温湿度控制严格，这些因素大大限制了其栽培应用和工程推广。

公开号CN 102527706 A的发明专利公开了壶瓶碎米荠在修复土壤重金属镉污染中的应用，具体描述了壶瓶碎米荠的栽种时节及施肥和田间持水量要求。但针对如何提高种子萌发率、根据其生长喜好探究其较适的大田生长条件以提高其生物量和结实率、高效发挥其植物提取效率等都有待探究，特别是种子发芽率低的问题不解决根本无法将该技术进行大田应用和推广，南方5月即遇到高温期，正处于壶瓶碎米荠荚果逐步成熟期，较长日晒也会对壶瓶碎米荠的正常代谢产生负面影响。

发明内容

本发明的目的：克服壶瓶碎米荠种子发芽率低、喜阴遇高温容易出现代谢紊乱而死亡等种植难题，基于我国镉污染农田土壤污染治理的迫切性，本发明的目的是针对壶瓶碎米荠独特的生长习性和环境要求，提供一种利用壶瓶碎米荠修复镉污染农田土壤的工程应用方法。

本发明采取的技术方案是：