一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明為一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法，屬于土壤重金屬污染防治技術。
【背景技術】
[0002]土壤是人類賴以生存的自然環境要素和農業生產的重要資源，它處于自然環境的中心位置，承載著環境中大約90 %的來自各方面的污染物。目前，全世界每年平均排放汞約
1.5萬噸、錳1500萬噸、銅340萬噸、鉛500萬噸、鎳100萬噸，導致世界各國的農田土壤均存在不同程度的重金屬污染。有關調查和研究結果表明，中國菜地土壤重金屬超標問題已逐漸成為威脅我國蔬菜發展的重要因素。林玉鎖等對我國30X 104hm2基本農田保護區的土壤重金屬進行抽樣監測，結果表明，其中已有3.6 X 104hm2土壤重金屬含量超標，超標率達12.1%。據估計，我國每年因重金屬污染而減產糧食超過1000萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年多達1200萬噸，造成經濟損失合計至少達200億元。
[0003]鎳是植物體內脲酶的組成成分，與氮代謝有著密切關聯。可促進種子萌發，植物生長發育，增產，并與植物的抗毒性有關，增強植物抗病性。微量的鎳對植物有促進作用，過量就會對植物的生長產生抑制作用。植物對鎳很敏感，當營養液中鎳的濃度超過lmg/L，某些植物就會出現中毒癥狀，表現為根系生長受阻，植株矮小、葉片卷曲、黃化，嚴重者出現斑點狀壞死，其組織上的表現是組織破裂、細胞硬化、葉綠素分解。
[0004]早在1974年已經證實鎳是人體所必需的元素。它參與核酸和蛋白質的代謝，成人每日從飲食中攝入0.3-0.5mg的鎳，主要來源蔬菜和谷類。由于人對鎳需求量很低，一般不會出現缺鎳現象。相反若攝入量過多，則會導致癌變或其他疾病。早于1933年就已經發現鎳對人的致癌作用。人體若長期曝露在鎳污染(冶金、電鍍、電焊等)環境中，可導致皮膚過敏，肺纖維化，腎和心血管系統病癥和呼吸道癌以及誘發腫瘤惡化等。
[0005]農業上施用污泥和含鎳的磷肥，工業上冶煉、采礦等活動造成含鎳微塵的沉降，金屬電鍍、油脂加氫、染料、陶瓷、玻璃生產的廢棄物中含鎳及其氧化物則成為土壤中鎳的主要人為來源。對于人類來說，食物是鎳的主要來源，因此，如何避免過量的鎳從農田土壤及灌溉水進入食物鏈已受到了環境科學工作者的廣泛關注。
[0006]據研究報道，一些植物對污染土壤中的重金屬具有極強的富集能力，其體內的重金屬濃度可達其生長土壤中重金屬濃度的數百、甚至幾千倍。因此這些植物在修復重金屬污染土壤方面具有廣闊的應用前景。
[0007]重金屬污染土壤的植物修復技術是一種利用自然生長的植物或者通過遺傳工程培育植物來修復重金屬污染土壤的總稱。主要包括植物穩定技術和植物萃取技術。植物萃取技術也被稱為植物富集技術，它指利用專性植物根系吸收一種或幾種重金屬，并將其轉移、貯存到地上部分，然后收獲莖葉，集中處理，因而能從根本上清除土壤中的重金屬，但不同種類的植物對重金屬的耐性及吸收、提取重金屬的能力差異很大，而且植物的生長環境和生長狀況對其吸收、提取重金屬的功能影響也很大。目前，在重金屬污染土壤的植物修復領域，關于植物種類選擇、配置及生長狀況控制方面還非常缺乏研究，嚴重限制了重金屬污染土壤植物修復技術在實際工作中的應用。
[0008]本發明在申請人多年研究的基礎上，公開了一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是:提供一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法，在鎳污染稻田中(土壤Ni濃度150mg/kg，達到食用農產品產地土壤Ni含量限值的3倍，屬重度污染)，通過5輪修復，可以將稻田土壤的Ni含量修復到符合我國食用農產品產地土壤質量標準(土壤Ni濃度<50mg/kg)(參見附圖1)。
[0010]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法，其特征是:(1)修復用植物組合為:柳葉箬、辣寥、空心蓮子草、茭筍4種植物；(2)植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm，保證每株植物都有較充分的生長空間，形成一個旺盛生長的植物群落；(3)植物收獲時期及收獲方法:在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態時(參見附圖2) —次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理，可以大大提高修復效果。植物收獲后平整土壤，根據需要可進行下一輪植物修復；(4)稻田水分管理:修復前將稻田灌水到淺水層(約3cm)，然后種植植物，讓水層自然落干后(水層消失)再灌水到淺水層(約3cm)，如此重復進行，直到植物收獲。
[0011]本發明的有益效果是:在稻田土壤重度Ni污染地區(土壤Ni濃度150mg/kg，達到食用農產品產地土壤Ni含量限值的3倍)，通過5輪、約300天的植物修復，可以大幅度降低土壤的Ni含量。通過該申請專利技術方案的實施，可以將稻田土壤的Ni含量修復到符合我國食用農產品產地土壤質量標準(土壤Ni濃度<50mg/kg)(參見附圖1)。
【附圖說明】
[0012]圖1不同次數的植物修復后土壤鎳含量
[0013]圖2植物種植后不同天數吸收提取鎳的量
【具體實施方式】
[0014]實施例1:一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法。【具體實施方式】為:(1)修復用植物組合為:柳葉箬、辣寥、空心蓮子草、茭筍4種植物；(2)植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm ; (3)植物收獲時期及收獲方法:在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態時(參見附圖2) —次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理。植物收獲后平整土壤，根據需要可進行下一輪植物修復；(4)稻田水分管理:修復前將稻田灌水到淺水層(約3cm)，然后種植植物，讓水層自然落干后(水層消失)再灌水到淺水層(約3cm)，如此重復進行，直到植物收獲。
[0015]附圖1證明本實施例可以大幅度降低土壤Ni含量。圖中數據是在土壤Ni濃度為150mg/kg(重度污染程度，達到食用農產品產地土壤Ni含量限值的3倍)條件下獲得的。通過該申請專利技術方案5輪、約300天的實施，可以將稻田土壤的Ni含量修復到符合我國食用農產品產地土壤質量標準(土壤Ni濃度<50mg/kg)
[0016]附圖2證明植物收獲的適宜時期是在植物種植后60天，此時植物吸收提取Ni的總量達到飽和狀態，此時收獲可以大大提高修復效果。
【主權項】
1.一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法，其特征在于修復用植物組合為:柳葉箬、辣寥、空心蓮子草、茭筍4種植物。2.根據權利要求1所述方法，其特征在于植物種植方法為:不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm。3.根據權利要求1所述方法，其特征在于植物收獲時期及收獲方法為:在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態時一次性收獲，將整株植物連根拔起。
【專利摘要】本發明涉及一種鎳污染稻田土壤的植物組合修復方法，屬于土壤重金屬污染防治技術領域。其特征是：(1)修復用植物組合為：柳葉箬、辣蓼、空心蓮子草、茭筍4種植物；(2)植物種植方法為：不同種類、不同高度的植物間隔種植，植株間間隔20cm；(3)植物收獲時期及收獲方法為：在植物種植后60天、吸收提取Ni的量達到飽和狀態時一次性收獲，將整株植物連根拔起，然后集中處理。在稻田土壤重度Ni污染地區(土壤Ni濃度150mg/kg，達到食用農產品產地土壤Ni含量限值的3倍)，通過5輪、約300天的植物修復，可以將稻田土壤的Ni含量修復到符合我國食用農產品產地土壤質量標準(土壤Ni濃度<50mg/kg)。
【IPC分類】B09C1/00
【公開號】CN105382023
【申請號】CN201510982340
【發明人】劉建國, 王國宇, 王明新
【申請人】常州大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月23日