[发明专利]一种土壤中重金属生物移除方法

说明书

本发明涉及污染土壤的植物修复技术领域，特别涉及一种土壤中重金属生物移除方法。该方法包括：在第一年的十一月份，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部；在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；在第二年三月中旬在垄顶部移栽巨菌草幼苗，四月至五月整株移除伴矿景天；七月份收割第一茬巨菌草并留茬5cm以上，十一月份收获整株巨菌草。本发明合理高效的利用了生育周期，并安排收获茬口，实现了植物生物量最大化以及土壤中重金属吸收量的最大化，提高了土地利用率。

技术领域

本发明涉及污染土壤的植物修复技术领域，特别涉及一种土壤中重金属生物移除方法。

背景技术

近些年我国农田土壤重金属污染越发严重，2014年4月环保部和国土部发布全国土壤污染状况调查公报，指出耕地点位超标率达19.4％，例如，其中的首要污染物重金属Cd，超标达7％。而国务院2016年五月发布《土壤污染防治行动计划》也明确提出要求，我国耕地修复势在必行。

传统耕地重金属污染修复技术包括农艺调控、钝化修复与植物修复。农艺调控主要采用土壤调理剂、推广低Cd品种、提高土壤pH值、全程浅水灌溉等措施，虽然有效降低了农产品的重金属含量，但并未从根本上减少土壤重金属含量。钝化修复是通过调节土壤理化性质以及氧化-还原等反应，降低土壤中重金属的有效性，该方法仍然存在修复效果不稳定，可能影响土壤质量，长期施用存在生态风险。

植物修复技术是近年发展起来的一种更具潜力的生物治理技术，主要包括植物提取、植物挥发、植物钝化与植物过滤四种类型。目前普遍采用植物提取的方式修复耕地，即利用重金属超富集植物的生理、生态和生化功能，活化根际土壤重金属活性，吸收并转运至植物地上部，完成修复任务后收割地上部分再焚烧，最后作为固体废弃物填埋，从而达到去除耕地土壤中超标的重金属污染物的目的。

相关研究发现，巨菌草在土壤Cd含量1.49mg/kg时，其茎叶Cd平均含量达到3.343mg/kg；黑麦草即使在高锌下(16mmolZn/kg)，生长也未受到抑制；伴矿景天的一个重金属转运蛋白基因SpHMA3对Cd离子具有特异转运能力。这些研究均表明这些植物对土壤中的重金属均具有很强的抗性和富集能力。但是单一植物的修复可能会出现生长受限、修复周期较长、修复效果不明显的问题，如崔红标等通过磷灰石、石灰和木炭的改良促进了黑麦草的生长，但是黑麦草每年吸收的Cu总量分别仅有1093、2216和1734mg/小区(6m²)，要将土壤总Cu含量由670mg/kg降低到50mg/kg至少要300年以上。

研究表明，间作模式可以提高土地利用率，由间作形成的植物复合群体可增加对阳光的截取与吸收，减少光能的浪费；同时，两种作物间作还可产生互补作用，如宽窄行间作或带状间作中的高杆作物有一定的边行优势、豆科与禾本科间作有利于补充土壤氮元素的消耗等。轮作模式能充分利用作物对养分需求的差异以及根系深浅的不同达到充分利用土壤各种营养，连续获得高产目的。同时，还有利于防止病害的发生。然而，当前的研究主要集中在轮作或者间作，鲜有将间作和轮作模式综合运用的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种土壤中重金属生物移除方法。该发明为不同修复植物轮作和间作综合应用的修复模式，不仅可以高效利用生育周期，使得植物生物量最大，而且可以快速降低土壤重金属总量。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种土壤中重金属生物移除方法，包括如下步骤：

步骤(1)：对地块进行翻耕整平，在翻耕好的地块上起垄，在垄底和垄坡种植黑麦草，并扦插移栽伴矿景天于垄顶部，完成后，对土壤进行水肥管理；

步骤(2)：在第二年三月下旬至四月收割第一茬黑麦草，五月中旬整株移除垄底和垄坡的黑麦草；