混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法
2023-06-22 09:41:46
混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法
【專利摘要】本發明公開了一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，將鎘超富集植物牛膝菊分別和三種鎘富集植物(薺菜、碎米薺、豬殃殃)進行混種，篩選出牛膝菊與碎米薺混種能夠提高單位面積的鎘提取量。混種採用直接移栽方式，也可採用種子直播方式進行牛膝菊和碎米薺幼苗準備；澆水確保田間土壤水分持水量，進行牛膝菊和碎米薺的日常管理；收割處理：收割牛膝菊和碎米薺的地上部分。本發明提供的牛膝菊混種碎米薺提高單位面積的鎘提取量，較牛膝菊單種提高了15.40％，較碎米薺單種提高了4.57％。本發明是一種成本低、可操作性強、環境友好且有效的修復果園重金屬鎘汙染的方法。
【專利說明】混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於環境重金屬汙染的修復領域，尤其涉及一種修復果園鎘汙染土壤的方法。
【背景技術】
[0002]在農業生產上，間(混)作、套作能提高作物對土壤養分、水和光等資源的有效利用，從而增加作物的產量。而不同植物間(混)種對重金屬元素的吸收影響主要集中在根際環境中，植物可通過信號反饋分泌有機酸與重金屬形成可溶性絡合物而抑制重金屬的跨膜運輸，降低重金屬的生物有效性，減少其對植物的傷害。當兩種植物根系相互接近或接觸時，植物間可產生「根際對話」現象而形成促進或抑制植物生長的作用。Whiting等人將超富集植物Thlaspi camlescens和普通植物Thlaspi arvense混種後發現，超富集植物的Zn積累量顯著提高，而普通植物的生物量增加、Zn積累量明顯降低。蔣成愛等人研究表明，將超富集植物東南景天(Sedumalfredii)與玉米、黑麥草、大豆混作,顯著地提高了東南景天對Zn的積累，同時也顯著降低了玉米和黑麥草對Cd和Zn的吸收。其他學者(Liu等、李新博等)的研究也得到了類似的結果。但是，也有研究表明，超富集植物Arabidopsis halleri與普通植物黃花兒柳混種後只提高了對土壤Zn的提取量，而對土壤Cd的提取沒有明顯提高。由上可知，雖然富集植物和普通植物間(混)種最後的結果有有利的也有不利的，而且這種結果沒有規律可循，但通常而言，總體上，有利的結果要多於不利的結果。因此，現有技術中自然而言有人想到將富集植物進行間(混)種，以期能得到1+1>2的效果。但最後的結果卻發現=Yang等人將超 富集植物香根草與豆科植物長喙田菁混種後，並沒有發現對兩種植物的Pb、Zn積累產生影響。因此，現有技術中存在了這麼一種認識，認為富集植物間可能存在競爭等關係，導致最後的不利結果。
[0003]牛膝菊(拉丁名為Galinsoga parvif1ra)為菊科牛膝菊屬一年生草本植物,果園雜草，是一種廣泛分布的鎘超富集植物。但由於牛膝菊本身生物量相對較小，且鎘含量相對其它鎘超富集植物較低，如何提高牛膝菊修復果園土壤金屬鎘汙染的能力是目前我們面臨和想要解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明實施例的目的在於提供一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，旨在解決提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤的能力。
[0005]本發明是這樣實現的:
[0006]一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，包括以下步驟:
[0007]於秋季直接移栽兩片真葉展開牛膝菊和碎米薺的幼苗，或者採用種子直接撒播方式進行牛膝菊和碎米薺幼苗準備，按一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種；
[0008]澆水確保田間土壤水分持水量為80%，進行牛膝菊和碎米薺的日常管理；
[0009]收割處理:幼苗準備結束35天後，對牛膝菊和碎米薺的地上部分進行收割。[0010]作為選擇，採用直接移栽方式準備植物幼苗的方法如下:
[0011]自然條件下，將採集到的牛膝菊和碎米薺幼苗直接移栽於有鎘重金屬汙染的土壤當中，種植密度均為1X 10cm，按一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種。
[0012]作為選擇，採用種子直播方式準備幼苗的方法如下:
[0013]在自然條件下，將採集到的牛膝菊和碎米薺種子直接播種於有重金屬鎘汙染的果園土壤當中，幼苗長出後勻苗，密度控制在10 X 10cm，保持一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種。
[0014]作為選擇，所述日常管理，包括勻苗、清除雜草。
[0015]本發明提供的一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法中的牛膝菊為菊科牛膝菊屬一年生草本植物，是一種鎘超富集植物；十字花科碎米薺屬植物碎米莽(拉丁名為Cardamine hirsuta),是我們研究過程中新發現的鎘富集植物。本發明充分利用了混種促進兩種超富集植物或富集植物對重金屬鎘的積累特性，將其幼苗移栽或將其種子直播至被重金屬鎘汙染的果園土壤中，吸收積累汙染果園土壤中的鎘重金屬，待地上部分形成一定生物量時，收割，從而達到牛膝菊混種碎米薺提高單位面積的鎘提取量，提高修復果園土壤鎘汙染能力的目的。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0017]為了便於說明，僅僅示出了與本發明相關的部分。
[0018]本發明的實施例提供的一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法包括以下步驟:
[0019]採用直接移栽方式，也可採用種子直播方式進行牛膝菊和碎米薺幼苗準備，按一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種；
[0020]根據土壤水分實際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右，進行牛膝菊和碎米薺的日常管理(勻苗、清除雜草等)；
[0021]收割處理:35天後，對牛膝菊和碎米薺的地上部分進行收割。
[0022]作為本發明實施例的一優化方案，採用直接移栽方式準備幼苗的方法如下:
[0023]自然條件下，將採集到的牛膝菊和碎米薺幼苗直接移栽於有鎘重金屬汙染的果園土壤當中，種植密度1X 10cm，按一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種。
[0024]作為本發明實施例的一優化方案，種子直播方式準備幼苗的方法如下:
[0025]在自然條件下種子直播方式，將採集到的牛膝菊和碎米薺種子直接播種於有重金屬鎘汙染的果園土壤當中，幼苗長出後勻苗，密度控制在10 X 10cm，保持一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種。
[0026]作為本發明實施例的一優化方案，牛膝菊和碎米薺的日常管理的要求為保持在田間持水量的80%。
[0027]作為本發明實施例的一優化方案，牛膝菊和碎米薺收割的時間為:牛膝菊和碎米薺幼苗準備結束後35天。[0028]下面結合具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
[0029]本發明實施例提供的一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法包括以下步驟:
[0030]試驗例1:盆栽試驗
[0031]本發明實施例的實施地點:設在四川農業大學雅安校區農場。
[0032]本發明實施例採用盆栽模擬土壤重金屬汙染的方法，於秋季(9月初)開始，移栽的菊科牛膝菊屬植物牛膝菊(拉丁名為Galinsoga parviflora)、十字花科莽菜屬植物莽菜(拉丁名為Capsella bursa-pastoris)、十字花科碎米莽屬植物碎米莽(拉丁名為Cardaminehirsuta)和菌草科拉拉藤屬植物豬殃殃(^iTSSGaliumaparine)幼苗(兩片真葉展開)，這些植物幼苗直接採自四川農業大學雅安校區農場(未汙染區)。
[0033]上述植物中，薺菜、豬殃殃都是已知的鎘富集植物。
[0034]碎米莽(拉丁名為Cardamine hirsuta)為十字花科碎米莽屬一年生草本植物，廣泛分布於全球溫帶地區，株高15_35cm, —般生長於海拔10m以下的農田、灌叢荒或草坡，耐陰，多於冬前9-10月份出苗，花期2-4月份。
[0035]碎米薺是我們研究過程中新發現的鎘富集植物，現有技術中並未有相關報導發現。
[0036]將這些植物幼苗種植於施加2.5mg/kg的重金屬鎘汙染盆栽土壤中(土壤取自果園)，盆規格15X18cm(高 X直徑)，每盆裝土 3kg。試驗設置7個處理，分別為:牛膝菊單種、薺菜單種、碎米薺單種、豬殃殃單種、牛膝菊混種薺菜、牛膝菊混種碎米薺、牛膝菊混種豬殃殃。單種處理每盆種植4株，混種處理每盆種植牛膝菊2株，薺菜、碎米薺或豬殃殃種植2株，每個處理重複3次。於透明遮雨棚內栽培，根據土壤水分實際情況不定期澆水確保土壤水分保持在田間持水量的80%左右，35天後待植株處於盛花期後，收割植物，測定植物體內的重金屬鎘含量。
[0037]發明實施例施加的重金屬鎘形態為CdCl2.2.5H20,為分析純試劑，以溶液的形式加入到土壤中，充分混勻，平衡四周後種植植物幼苗。
[0038]本發明實施例結果如下:
[0039]植物生物量測定結果見下述表1:
[0040]表1混種處理下四種植物的單株生物量特徵
[0041]
【權利要求】
1.一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，其特徵在於包括以下步驟:於秋季直接移栽兩片真葉展開牛膝菊和碎米薺的幼苗，或者採用種子直接撒播方式進行牛膝菊和碎米薺幼苗準備，按一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種； 澆水確保田間土壤水分持水量為80%，進行牛膝菊和碎米薺的日常管理； 收割處理:幼苗準備結束35天後，對牛膝菊和碎米薺的地上部分進行收割。
2.如權利要求1所述的一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，其特徵在於，採用直接移栽方式準備植物幼苗的方法如下: 自然條件下，將採集到的牛膝菊和碎米薺幼苗直接移栽於有鎘重金屬汙染的果園土壤當中，種植密度均為10X 10cm，按一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種。
3.如權利要求1所述的一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，其特徵在於，採用種子直播方式準備幼苗的方法如下: 在自然條件下，將採集到的牛膝菊和碎米薺種子直接播種於有重金屬鎘汙染的果園土壤當中，幼苗長出後勻苗，密度控制在10 X 1cm,保持一行牛膝菊一行碎米薺的方式混種。
4.如權利要求1所述的一種混種富集植物提高牛膝菊修復果園鎘汙染土壤能力的方法，其特徵在於，所 述日常管理，包括勻苗、清除雜草。
【文檔編號】A01G1/00GK104025862SQ201410260444
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】廖明安, 林立金, 任雅君, 徐精文, 呂秀蘭, 汪志輝, 鄧群仙, 湯福義, 羅麗, 張瀟, 楊代宇 申請人:四川農業大學