[发明专利]一种利用油葵与菜心间作修复镉污染农田土壤的方法

说明书

本发明公开了一种利用油葵与菜心间作修复镉污染农田土壤的方法。包括以下步骤：将油葵和菜心间作种植于受镉污染的农田土壤中，油葵‑菜心间作中，油葵与油葵的株距为40cm，菜心与菜心株距为10cm，油葵与菜心之间的行距为40cm，油葵与菜心的种植比例为2:5，修复期间，田间埂用独立的排灌系统，以防田间肥、水互渗。菜心成熟后，先收割菜心，油葵成熟后再收割油葵，将重金属移出农田。本发明菜心可稳产或增产，且食用菜心中镉含量低于国家食品安全标准，同时也促进油葵高效提取镉，实现边生产边修复。

技术领域

本发明属于重金属污染土壤治理技术领域。具体涉及一种利用低累积蔬菜和高累积重金属植物间作种植技术来治理和修复中低浓度镉污染农田土壤的方法；更具体涉及一种利用油葵和菜心间作修复镉污染农田土壤的方法。

背景技术

随着我国工、农业的快速发展，大量的重金属镉、砷、铅等通过矿山开采、污泥农用、污水灌溉、大气沉降、雨水冲刷和地表径流等途径进入农田土壤环境中，危害农田土壤环境生态系统，对农产品的质量安全存在污染风险，人类身体健康也存在较大健康风险。2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》研究显示，全国将近有2000万公顷面积的土壤重金属超标，其中Cd的点位超标率达到7％。而土壤重金属污染也会直接影响蔬菜中的重金属含量，据2000年农业部统计，蔬菜中Cd等污染超标率达到了23.5％。环境中的Cd主要源于两个部分，一部分是自然界土壤存在的背景值，我国土类Cd背景值的含量变化范围在0.013～0.332mg/kg(熊愈辉等，2007)，占土壤Cd含量的较小部分。另一部分是人为因素引入，且工业革命后人为来源急剧上升，Cd的释放占环境中90％以上。土壤中Cd主要通过植物提取，含Cd的植物经加工变成烟丝或者食物，再通过吸烟或者食物链进入人体内，低剂量的Cd暴露大概会在人40至50岁后才表现出明显的损害症状。

叶类蔬菜比其他作物更容易富集镉等重金属，因此研究降低蔬菜积累重金属的技术或措施具有重要的现实意义。中国发明专利CN 104772327 A采用油菜-油葵轮作技术修复土壤重金属污染，将油菜和油葵按照其自然生长期种植在重金属复合污染的土壤中，进行常规地栽培，通过其自然生长过程中对重金属的吸收富集能力从而去除土壤中过量的重金属。但是试验发现，将菜心按上述方法直接和油葵轮作效果不理想，菜心中Cd含量依然很高，达不到国家标准要求，且该轮作模式下油葵对Cd的去除率不高，修复能力十分有限。

现有研究表明，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。间作系统中，种间的促进作用与竞争作用是种间相互作用的两个主要方面。当种间的促进作用大于竞争作用，表现为间作优势，反之则表现为间作劣势。而且，植物与植物之间存在养分的竞争，这种竞争关系对该系统中的植物吸收重金属有影响。同时，无论是种间的促进作用还是竞争作用，不同植物间的根系分泌物与根际微生物的数量和类型，都会根据其生长的根际环境相互影响，发生不同程度的变化。这种变化也会影响存在于土壤中重金属离子的生物有效性，最终影响植物对金属离子的吸收和运转，使不同植物间的重金属含量和累积量有差异。

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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种利用油葵和菜心间作修复镉污染农田土壤的方法，旨在既能实现镉污染农田土壤原位修复的同时，又能够保证菜心稳产且其地上部分镉含量符合国家标准(GB2762-2017)，并提高油葵去除土壤镉重金属的效率，保障农产品安全。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种利用油葵和菜心间作修复镉污染农田土壤的方法，包括以下步骤：