CN101559433A - 用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法 - Google Patents

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Abstract

用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法：(1)种植之前进行土壤翻耕制畦；(2)采集土样检测基本理化性质，根据测土配方法确定氮磷钾肥用量；(3)种植玉米和大豆套种、玉米和蓖麻套种、玉米和紫花苜蓿套种，或玉米和黑麦草套种；(4)种植20～30天后施肥；(5)90～120天后采收玉米穗并刈割地上部分，紫花苜蓿和黑麦草刈割后留茬约20cm；(6)采收时采集土样检测降解后土壤15种多环芳烃降解率；(7)采收后在紫花苜蓿或者黑麦草行间继续种植玉米以连续修复多环芳烃污染土壤；(8)重复以上3～7步骤。本发明简单易行；既修复农田土壤多环芳烃污染又不影响农业生产，每年可实施2次，修复周期短；不产生二次污染。

Description

用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法
技术领域
本发明涉及多环芳烃污染土壤的原位修复方法，特别是兼顾农业生产的多环芳烃污染土壤的植物套种修复技术。具体涉及一种用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法。
背景技术
多环芳烃(PAHs)是一类含有两个或两个以上苯环以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物，熔点和沸点较高，具有疏水性、蒸汽压小，辛醇-水分配系数高。目前多环芳烃是土壤环境中常见的一类高风险污染物，多具有“三致”效应，难分解、持留期长，可通过食物链危害农产品安全和人体健康。PAHs污染土壤的修复问题已成为国内外土壤环境领域的一个研究热点。
多环芳烃农田土壤污染的修复技术主要包括：客土法、淋溶法、化学氧化法和传统生物法等。客土法是指污染土壤挖掘外运，并将原场地更新为无污染土，该方法成本较高，外运土壤造成二次污染。淋溶法是指用各种化学或者化学-生物复合淋洗药剂淋溶污染土壤，同时回收淋溶污染物的方法，该技术难以大规模实施，修复成本高，易产生二次污染。化学氧化法是指利用各种氧化剂氧化土壤中的污染物，该方法也易产生二次污染，规模修复难，成本高。传统生物法是利用植物、微生物的吸收、同化、降解等作用去除土壤污染物，该方法影响农业生产，周期较长。
植物套种技术修复实际上是利用土壤-植物-微生物组成的复合体系来共同降解污染物，是一种廉价、有效、可兼顾农业生产、颇有发展潜力的生物修复技术，适用于现场修复且操作简单，容易大面积应用，近年来有关植物对有机污染土壤的修复研究较多，但是能兼顾农业生产，在野外实际应用水平的研究较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于植物原位修复多环芳烃污染土壤的套种方法。该技术降低修复成本、兼顾农业生产、缩短修复周期、不产生二次污染。
完成上述发明任务的方案是：一种用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，步骤如下：
(1).在植物种植之前，进行土壤翻耕制畦；
(2).农田翻耕制畦后采集土样检测基本理化性质，根据测土配方法确定氮磷钾肥用量；
(3).农田翻耕后种植玉米和大豆、玉米和蓖麻、玉米和紫花苜蓿套种以及玉米和黑麦草套种，优化方案中采用玉米和紫花苜蓿以及玉米和黑麦草套种；
其中，玉米采用连茬种植，春季和秋季各播种一次；
紫花苜蓿和黑麦草为一年生草本植物；
(4).种植20～30天后施肥；
(5).90～120天后采收玉米穗并刈割地上部分，紫花苜蓿和黑麦草刈割后留茬约20cm；
(6).采收时采集土样检测降解后土壤15种多环芳烃降解率；
(7).采收后在紫花苜蓿或者黑麦草行间继续种植玉米以连续修复多环芳烃污染土壤；
(8).秋季播种后重复以上3～7步骤。
更优化和更具体地说，本发明的操作步骤是：
(1).在植物种植之前，进行土壤翻耕制畦，翻耕深度20～30cm，畦宽约300cm，畦沟深约20cm；
(2).制畦完成后检测土壤基本理化性质，包括有效氮、有效磷、速效钾、pH等，并根据测土配方法计算施肥用量；
(3).农田翻耕后种植玉米和紫花苜蓿套种或者玉米和黑麦草套种处理，需同时播种，玉米采用穴播，株距30～70cm，黑麦草或者紫花苜蓿采用条播，套种植物间行距为40～60cm；
(4).种植20～30天后施肥；
(5).90～120天后采收玉米穗并刈割地上部分，紫花苜蓿和黑麦草刈割地上部分，留茬约20cm；
(6).采收时采集土样检测降解后土壤中15种多环芳烃降解率；
(7).采收后在紫花苜蓿或者黑麦草行间继续种植玉米以连续修复多环芳烃污染土壤；
(8).秋季播种后重复以上3～7步骤。
本技术在以往多环芳烃植物原位修复多只采用多环芳烃降解功能植物，经济效益低，实际应用价值较低的基础上，采用野外原位场地连续修复方式，选用典型的豆科、禾本科多环芳烃修复植物，实施修复植物和农田经济作物套种的修复模式，在兼顾农田生产的前提下，对污染土壤进行连续修复技术。
土壤翻耕为常规农业生产方法，方法简单易行；利用玉米和黑麦草或者玉米和紫花苜蓿套种技术既修复农田土壤多环芳烃污染又不影响农业生产，每年可实施2次，分春季和秋季各一次，修复周期短；利用植物及微生物对农田土壤多环芳烃污染修复，不产生二次污染。
具体实施方式
优化实施例1：
1.在植物种植之前，进行土壤翻耕制畦，翻耕深度25cm，畦宽约300cm，畦沟深约20cm。
2.农田翻耕后种植玉米和紫花苜蓿套种处理，同时播种，玉米采用穴播，株距50cm，紫花苜蓿采用条播，套种植物间行距为60cm。
3.土壤有效氮为75.5mg/kg，有效磷为14.3mg/kg，速效钾为99.5mg/kg，确定玉米目标产量为600kg，根据测土配方施氮肥(尿素)16.5kg/亩，磷肥0kg/亩，钾肥0kg/亩。
4.90天后采收玉米穗并刈割地上部分，紫花苜蓿刈割地上部分，留茬约20cm。
5.采收时采集土样检测降解后土壤总多环芳烃降解率，90天后玉米和紫花苜蓿套种总多环芳烃降解率为25.8％，高于四环多环芳烃降解率为24.1％，特征污染物苯并(a)芘降解率为21.3％。
优化实施例2：
1.在植物种植之前，进行土壤翻耕制畦，翻耕深度25cm，畦宽约300cm，畦沟深约20cm。
2.农田翻耕后种植玉米和黑麦草套种处理，同时播种，玉米采用穴播，株距50cm，黑麦草采用条播，套种植物间行距为60cm。
3.土壤有效氮为75.5mg/kg，有效磷为14.3mg/kg，速效钾为99.5mg/kg，确定玉米目标产量为600kg，根据测土配方施氮肥(尿素)16.5kg/亩，磷肥0kg/亩，钾肥0kg/亩。
4.90天后采收玉米穗并刈割地上部分，黑麦草刈割地上部分，留茬约20cm。
5.采收时采集土样检测降解后土壤总多环芳烃降解率，玉米和黑麦草套种总多环芳烃降解率为24.8％，高于四环多环芳烃降解率为23.4％，特征污染物苯并(a)芘降解率为19.7％。

Claims (6)

1、一种用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，步骤如下：
(1).在植物种植之前，进行土壤翻耕制畦；
(2).农田翻耕制畦后采集土样检测基本理化性质，根据测土配方法确定氮磷钾肥用量；
(3).农田翻耕后种植玉米和大豆套种、玉米和蓖麻套种、玉米和紫花苜蓿套种，或玉米和黑麦草套种；
(4).种植20～30天后施肥；
(5).90～120天后采收玉米穗并刈割地上部分，紫花苜蓿和黑麦草刈割后留茬约20cm；
(6).采收时采集土样检测降解后土壤15种多环芳烃降解率；
(7).采收后在紫花苜蓿或者黑麦草行间继续种植玉米以连续修复多环芳烃污染土壤；
(8).秋季播种后重复以上3～7步骤。
2、根据权利要求1所述的用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，所述步骤(1)的土壤翻耕制畦，翻耕深度20～30cm，畦宽约300cm，畦沟深约20cm。
3、根据权利要求1所述的用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，所述步骤(2)的检测土壤基本理化性质，包括检测有效氮、有效磷、速效钾与pH。
4、根据权利要求1所述的用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，所述步骤(3)的套种方法中，玉米采用连茬种植，春季和秋季各播种一次；紫花苜蓿和黑麦草为一年生草本植物。
5、根据权利要求4所述的用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，所述步骤(3)的套种方法，是采用玉米和紫花苜蓿套种，或玉米和黑麦草套种。
6、根据权利要求1～5之一所述的用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法，其特征在于，所述步骤(3)的套种方法，所述的两种套种植物需同时播种，玉米采用穴播，株距30～70cm，黑麦草或者紫花苜蓿采用条播，套种植物间行距为40～60cm。
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