CN105772495A - 山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境中重金属污染的植物修复技术领域，具体地说是利用一种植物山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，具体应用方法为：将其种植于重金属污染的牧场土壤中即可。利用山高粱对锌的富集特性，将其种植于锌污染土壤中，可吸收积累锌重金属，并将其大部分转运到地上部分，通过最后收割植物地上部分进行灰化处理，提取重金属，以达到修复锌污染土壤的目的。在其生长过程中不需要进行特殊管理因而成本较低、可操作性强，同时也为土壤中重金属污染的植物修复开发了新的植物资源品种，为植物修复技术的深入发展带来了新的进步和发展空间。

Description

山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用

技术领域

本发明涉及环境中重金属污染的植物修复技术领域，具体地说是利用一种

荨麻科植物山高粱，山高粱在在修复土壤重金属锌污染中的应用。

背景技术

环境中锌重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，其污染物在介质中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，还可经食物链传递等途径最终将影响人类健康，造成不可估量的影响。

利用重金属富集植物或超富集植物(hyperaccumulator)进行植物修复是当今环境科学的研究热点之一,在修复重金属土壤污染中显示了极大的潜力，它具有投资少、效率高，且不造成二次污染等多种特性。富集植物或超积累植物大都以群落方式聚集于野外，近年来，伴随着矿山开采、城市化进程、交通运输、牧场污灌、污泥农用以及肥料的施用,使大量锌元素进入土壤***,已严重威胁着生态环境和人类健康,土壤锌污染治理与修复迫在眉睫。

与此同时，随着工农业生产的发展，土壤锌污染呈加重的态势，尤其是农业土壤锌污染状况令人担忧。而目前可用于锌污染土壤修复的植物品种资源难以满足实际需要，急待进一步研究和扩大可用资源。另外，地球上植物资源相当丰富，要确定哪些植物是否对锌具有相应的富集特性，需要花费大量人力、物力和财力，也未必就能筛选出符合需要的植物品种，从而制约了植物修复的效率及应用。

发明内容

本申请正是针对以上技术问题，提供一种针对土壤中重金属锌污染，尤其是牧场中重金属锌污染的土壤，并具有显著修复效果的植物，即山高粱在在修复土壤重金属锌污染中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，将山高粱种子直接播种于重金属锌污染的土壤中，对重金属锌污染的土壤进行修复。

所述的山高粱的种子选择春季和秋季进行播种，种子为当年贮存一年生的种子。所述的山高粱的种植方法为扦插幼苗。

所述的山高粱栽种时需定期进行定期刈割，并对其收割枝条后进行灰化处理，然后进行提取重金属处理。

所述的山高粱栽种时于抽穗期货开花初期进行定期清理，并对其收割枝条后进行灰化处理，提取重金属。

山高粱的栽种方法具体包括以下步骤：

（1），选择当年生的种子或贮存一年的种子于春季进行播种，保持土壤处于湿润状态；

（2）当其抽穗期货开花初期，即对其进行收割地方部分，然后统一对其地上生物量进行灰化处理，然后对灰化后的物质进行统一管理或处理；

（3）地下部分不采取任何措施，等待其继续生长，当生长到生物量与步骤（2）中比较接近的时候，再次对其进行收割地方部分，然后统一对其地上生物量进行灰化处理，然后对灰化后的物质进行统一管理或处理。

山高粱的生命力非常旺盛，易于成活，可进行直接移栽当年生幼苗或将种子直播生长；在自然条件下即可存活，在其整个生长过程中不需要进行特殊管理。且同常规修复所用的草本植物相比，其自然繁殖生长快速、生物量大,不需每年栽种。

本发明中的山高粱，经试验研究，证明其主要对锌（Zn）等重金属具有富集特性。本发明充分利用了山高粱对Zn等重金属的富集特性，将其幼苗移栽或将其种子直播至被重金属污染的土壤中，吸收积累污染土壤中的Zn等重金属，并将其大部分转运到地上部分，降低土壤中Zn等的含量，待地上部分形成一定生物量时，灰化处理地上部分进行连续提取重金属，从而达到减少污染土壤中Zn含量的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

发明人通过试验研究发现，山高粱对锌等重金属具有显著的富集特性。本发明正是利用山高粱对锌等重金属的这种富集特性，将其种植于土壤中，可吸收积累锌等重金属，并将其大部分转运到地上部分，通过对定期收割的地上部分进行灰化处理，以达到修复污染土壤的目的。由于山高粱的生命力非常旺盛，易于成活，且其自然繁殖生长快速，在其整个生长过程中均不需要进行特殊管理，因而成本较低、可操作性强；同时也为土壤中重金属污染的植物修复开发了新的植物资源品种，为植物修复技术的深入发展带来了新的进步和发展空间。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1：

试验地点设在四川XX镇被重金属锌污染的牧场，锌含量为400-3000mg·kg^-1。

将山高粱幼苗移栽于投加梯度浓度重金属锌污染过的盆栽土壤中。本试验于3月15日后开始，试验共设5个处理，分别为CK（不投加Zn）和4个不同投加浓度试验，投加浓度为400mgkg^-1（T1）、1000mgkg^-1（T2）、2000mgkg^-1（T3）和3000mgkg^-1（T4），植物于牧场内栽培，根据土壤水分实际情况不定期浇水确保土壤水分保持湿润。180天后收割植物的地上部分，测定成熟山高粱地上部分对重金属Zn的累积量、富集系数和迁移系数，并对收割的地上部分进行灰化处理。

试验结果如下：

最小显著差数法差异显著性分析显示，Zn投加浓度为400mg·kg^-1的处理中，地上部生物量与对照相比，显著上升，山高粱的生物量在9.8-36.0之间，在较高的Zn污染处理水平下，即投加浓度为2000mg·kg^-1时，地上部生物量与对照相比，无显著性差异，但其生物量都比对照高，表明山高粱耐性强。但在Zn投加浓度为3000mg·kg^-1时，地上部生物量比对照低，说明山高粱有较强的耐性，但还是有一定限度，在Zn浓度大于3000mg·kg^-1以后，植物的生长会受到抑制，但与对照差异不显著。说明较低浓度锌处理能促进山高粱的生长，而高浓度锌处理对山高粱的生长有一定的抑制作用。

表1.不同处理浓度下山高粱对锌的富集特征

综合山高粱对锌的耐性和富集特征来看，山高粱对Zn污染土壤具有较强的修复能力。

Claims (6)

1.山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，其特征在于：将山高粱种子直接播种于重金属锌污染的土壤中，对重金属锌污染的土壤进行修复。

2.根据权利要求1所述的山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，其特征在于：所述的山高粱的种子选择春季和秋季进行播种，种子为当年贮存一年生的种子。

3.根据权利要求1所述的山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，其特征在于：所述的山高粱的种植方法为扦插幼苗。

4.根据权利要求1所述的山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，其特征在于：所述的山高粱栽种时需定期进行定期刈割，并对其收割枝条后进行灰化处理，然后进行提取重金属处理。

5.根据权利要求4所述的山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，其特征在于：所述的山高粱栽种时于抽穗期货开花初期进行定期清理，并对其收割枝条后进行灰化处理，提取重金属。

6.根据权利要求1-权利要求5中任意一项权利要求所述的山高粱在修复土壤重金属锌污染中的应用，其特征在于：山高粱的栽种方法具体包括以下步骤：

（1），选择当年生的种子或贮存一年的种子于春季进行播种，保持土壤处于湿润状态；

（2）当其抽穗期货开花初期，即对其进行收割地方部分，然后统一对其地上生物量进行灰化处理，然后对灰化后的物质进行统一管理或处理；

（3）地下部分不采取任何措施，等待其继续生长，当生长到生物量与步骤（2）中比较接近的时候，再次对其进行收割地方部分，然后统一对其地上生物量进行灰化处理，然后对灰化后的物质进行统一管理或处理。