[发明专利]一种利用水稻-水蕹菜间作修复稻田镉污染的方法

说明书

本发明公开了一种利用水稻‑水蕹菜间作修复稻田镉污染的方法。本发明在被镉污染的稻田土壤中，将水稻和水蕹菜采取间作的方式同时种植，间作比例为1～2∶1，通过在镉污染稻田将水稻和水蕹菜进行间作的种植模式，水稻可稳产或略有增产，稻米含镉量下降明显。在稻田土壤镉含量为0.59 mg/kg的实施典型案例中，间作与常规单作比较，水稻单株产量从40.57 g，增加到52.43 g，增产29.23%；每公顷产量从10143 kg增加到11650 kg，增产14.86%；糙米镉含量从0.24 mg/kg减少到0.16 mg/kg，减少33.33%，低于0.2 mg/kg国家标准，可实现在中低浓度镉污染土壤中种植水稻达到生产边修复效果，是一种绿色环保的镉污染修复技术，可以保证国家粮食安全和人民生命安全，具备一定的推广价值。

技术领域

本发明属于重金属污染土壤的治理技术领域。具体地，涉及一种边生产边修复中低度镉污染稻田土壤的方法；更具体地，涉及一种利用水稻-水蕹菜间作修复稻田镉污染的方法。

背景技术

我国是重金属污染比较严重的国家，2014年环保部公布的数据表明，我国耕地重金属点位超标率达到了19.4％。水稻是南方主要粮食作物，近年来关于大米镉超标报道屡见不鲜。镉主要在人体肾脏和肝脏积累。镉超标不仅造成作用减产，还严重危害人体健康，能够引起慢性中毒，引发众多疾病，并具有潜伏期长。难以排除体外等特点。

目前，较为成熟的且用于土壤重金属污染修复的物理化学技术有：客土、翻土技术、淋洗技术、热处理技术、电解技术、固化技术。上述物理化学修复技术，各有其优点，但都存在工程量大，费用昂贵，难以展开大规模污染土壤的改良，同时容易造成二次污染以及导致土壤结构破坏，土壤活性下降和土壤肥力退化等生态问题。随着环境问题的日益突出，对我国农业生产提出了新的要求，既要达到高产优质，又要实现资源的高效利用。目前我国土壤重金属污染日益严重，而将大面积重金属中低度污染农田停止农作，进行长时间的植物或工程修复，这在我国人多地少的现状下是不现实的。一方面存在栽培管理上的风险，另一方面影响正常的农业生产和农民收入。植物修复(phytoremediation)是一种既能实现净化目标又能产生良好的经济效应并具有开发价值的新技术，与传统的物理化学技术相比，具有技术和经济上的双重优势。对于中低度重金属污染土壤，采用低投入和不破坏农田现有功能的原位即时修复、生物调控等途径，降低土壤重金属生物有效性和向作物可食用部位的运输和积累，对提高农产品安全和质量具有更加重要的意义和应用前景。

在我国农业生产实践中，存在着间作、混作、复种、轮作、多熟种植等多种多样的作物种植方式。专利CN201010591593.5公开了一种利用间作修复土壤镉污染的方法，是在被镉污染的土壤中，将镉高积累植物青菜杭州油冬儿和镉低积累植物甘蓝，采取间作的方式同时种植，数量比为1∶1交替种植，每株作物四周的四株作物均为与其本身不同的品种，株距10～30cm，行距10～30cm，使用无重金属污染的水源浇水使土壤保持田间持水量的80％的间作方式，实现在镉污染土壤中产出可安全实用产品的目的。但是，研究表明，一方面，不同作物的相互作用、不同群落构建、不同生境等均对污染物重金属镉的吸附作用不同，同时也在很大程度上影响作物的生长；另一方面，在不同的栽培方式下，土壤中水分含量和状态、pH值、有机质、氧化还原状况等均发生变化，从而影响重金属的生物有效性和迁移转化规律。而且，当前植物修复重金属的研究和应用主要在旱地上，涉及湿地和稻田不多，有关利用植物与水稻间作体系，实现生物多样性种植和增加生态边缘效应，提高生态系统生产力从而实现污染稻田的边生产边修复的学术研究和实践还未见报道。另外，在现有的间种模式中品种搭配较为单一，如超富集植物东南景天+低累积植物玉米、东南景天+高富钾芋头品种等，更适用于污染较为严重的小面积旱地。因此，应根据不同的目的选择适当的植物形成间作种植模式，并对相关的农业措施如施肥、种植密度等进行研究，以期获得最佳的修复效果和经济收益。