[发明专利]利用钾肥提高轻度镉污染农田土壤植物修复效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染环境修复技术领域，特别是涉及一种利用钾肥提高轻度镉污染农田土壤植物修复效率的方法。

背景技术

随着我国工农业生产和经济快速增长，土壤-植物-环境系统中重金属污染问题日趋严重。据统计，我国受镉等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占我国耕地总面积的1/5。土壤是农业生产的基础，由于土壤重金属污染而引发的食品安全问题也屡见报端，如沈阳某污灌区所生产的稻米中镉深度高达0.4-1.0mg kg^-1，达到或超过诱发“痛痛病”的平均含镉量(文献1：李玉浸.集约化农业的环境问题与对策.北京：中国农业科技出版社，2001；文献2：陈同斌，黄启飞，高定等.中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势.环境科学学报，2003，23：561-569)。可见，我国目前农田土壤的镉污染现状已不容忽视，遭受严重重金属污染的土壤不仅影响农作物生长发育，使得农产品品质下降，并进而通过食物链直接危害人类健康。如2011年初闹得沸沸扬扬的“镉米”事件即是最好的明证，这一事件也将我国的食品安全问题再次推向风口浪尖。而在镉米事件中，土壤是镉向人类食物链迁移累积的关键环节。因而修复农田镉污染土壤，对于改善我国农业生态环境，促进农业生产优质高产可持续发展，保障食品安全和人类健康等都具有重大意义，已成为我国农业发展和生态环境安全所共同面临的重大问题。

植物萃取修复是指利用对污染物具有超积累或富集作用的特殊能力的植物(称超积累植物、富集植物)，将土壤中污染物大量转移到植物体内，特别是地上部分，通过移走地上部分从而达到减少土壤中重金属元素含量，实现修复的目的。相对于以往土壤修复所采用的挖掘、填埋，或其它物理化学工程技术方法，植物修复技术成本低，不需要大型的仪器设备或工程技术措施。据估计，若要将某铅污染土壤的铅含量从1.4％下降到0.4％，用植物修复的方法所需费用约为245000美元，而用挖掘和填埋的方法则需1600000美元，用土壤淋洗的方法则需790000美元。而且植物修复过程主要利用太阳能，不破坏生态环境，同时还能起到绿化美化环境的作用。

但植物萃取修复技术的效率高低主要决定于植物对污染环境中污染物的吸收与积累能力，尤其是植物地上部对目标污染物的积累能力。超积累植物是指对重金属有较强的耐性，在富含重金属的土壤上能够良好生长而不发生毒害现象的植物，而且该植物的地上部重金属含量与根系重金属含量比值应大于1。由于超积累植物具有比普通植物高出几十倍到几百倍的富集重金属的能力，因而在植物修复的研究与应用中受到了广泛的关注。目前世界各地已发现的超积累植物共400多种，但能超积累镉的公认的只有4种，其中，东南景天是一种原生于我国的镉超积累植物。超积累型东南景天最初发现于一个古老的铅锌矿山上，其茎叶中镉含量可分别高达9000mg kg^-1和6500mg kg^-1，是一种较为理想的修复我国农田镉污染的植物材料。

目前对植物修复的研究多集中在提高修复效率上，常见的方法主要有施用螯合剂从而提高土壤中重金属元素的生物有效性，从而促进植物吸收或者通过氮肥等常规肥料来促进植物生长，以达到增加积累量，提高修复效率的目的。但螯合剂的应用也会在一定程度上增加土壤中重金属元素随雨水淋溶，从而进入地下水的风险；而过量的氮素施用也会带来负面的环境影响。以往的研究主要瞄准中度以及重度重金属污染土壤的修复，而我国目前大部分污染农田土壤只是轻度镉污染，因此，研究如何利用合适的超积累植物材料辅之以恰当的肥料管理措施来解决轻度镉污染的农田土壤的修复问题，是保障我国当前农业生产和食品安全急需解决的问题。

在《氮肥和钾肥强化龙葵修复镉污染土壤》一文中，作者对比了100mgkg-1，300mgkg-1和600mg kg-1三个浓度氯化钾肥修复镉污染的效果；但结果表明，施用氯化钾并不能有效提高植物地上部镉的积累量，从而达到提高修复效率的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效、经济、绿色、环保的利用钾肥提高轻度镉污染农田土壤植物修复效率的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用钾肥提高轻度镉污染农田土壤植物修复效率的方法，依次包括以下步骤：

1)、在轻度镉染污土壤中，移栽入镉超积累植物--东南景天(Sedum alfredii H.)的幼苗进行种植，并按照每亩施用2.3～2.5kg纯k的硫酸钾肥的量进行施肥；

2)、当东南景天的地上部高达50～60cm时，收割东南景天的地上部。