一種在重金屬污染土壤上種植亞麻的方法技術

本發明專利技術公開了一種在重金屬污染土壤上種植亞麻的方法，其步驟：A．整地建園，施用鈍化劑，降低土壤重金屬的活性；B．選用耐重金屬污染能力強的亞麻特定品種，足量適時播種，確保一播全苗；C．合理密植，及時中耕／除草／追肥，培育有效壯株；D．強化病蟲害防治，適時采收，妥善曬儲。應用本方法種植亞麻，輕度、中度、重度污染土壤的原莖平均產量分別為308.2±29.0、283.2±30.3與254.7±28.6千克/畝，均達到了我國南方亞麻產區的高產水平，且原莖粗纖維中的重金屬含量可控制在相關標準限值的范圍內，實現了重金屬污染土壤的農業安全與高效利用，技術簡便、方法易行，在廣大重金屬污染地區的應用前景極其廣闊。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農業環境保育與修復
，更具體涉及的是，適于廣大重金屬污染地區的農民與農技部門等的推廣。
技術介紹
隨著工業化和城市化的不斷推進，我國土壤重金屬污染問題越來越受到人們的高度重視。據相關資料報道，上世紀80年代初期我國受鎘、鉛、汞、砷、鉻、鎳等重金屬污染的耕地面積僅267萬公頃，1988年時便增加到667萬公頃，到上世紀末已超過1000萬公頃，目前已突破2000萬公頃、約占全部耕地面積的20%。更為嚴重的是，我國基本農田的重金屬污 染也相當嚴重。據國家環境保護部近年對30萬公頃基本農田保護區土壤有害重金屬的抽樣監測結果，已發現3. 6萬公頃的土壤重金屬含量超標，超標率高達12. 1%。如何修復利用已被重金屬污染的農田，已引起了各級政府的高度重視。一般而言，我國對于輕度重金屬污染農田和部分重金屬污染農田是不輕言“改種”和“改制”的，總是想方設法通過各種技術途徑保持原有的種植模式，以生產出足夠多的可食用農產品，以保障我國的糧食安全和食用農產品的質量安全，只有確實不能生產出符合國家食品安全標準的那部分重金屬污染農田(即重度污染農田和少部分中度污染農田)，才通過植物修復技術對其加以改良利用，但也不輕言放棄其農用地的性質，以確保國家“18億畝耕地的紅線”底限不被突破。目前，國內外通常采用的植物修復技術主要有兩類一類是采用超富集植物來修復被重金屬污染的土壤，如遏藍菜(Thlaspi caerulescens)等,但超富集植物大多生物量低、抗病蟲害能力弱，且用于農田修復將改變其農用地的性質；另一類是采用生物量大而不具備超富集重金屬元素的植物來修復利用已被污染的土壤，如麻類作物、烤煙、桑樹、玉米坐寸ο亞麻(Linum usitatissimum L.),屬亞麻科亞麻屬一年生草本,主要有纖維用亞麻、油用亞麻和油纖兩用亞麻等三個類型的栽培品種，是最古老的韌皮纖維作物和油料作物，在我國北方廣為栽培，南方主要用于冬季農業發展、春播的較少。雖然國內外曾有大量亞麻優質高產栽培方面的文獻報道，但其關鍵技術在重金屬污染地區的推廣應用中仍然遭遇到了諸多的技術瓶頸與障礙一是亞麻種類眾多，考慮到食品安全問題，真正適于重金屬污染地區尤其是嚴重污染地區種植的較少。申請人在承擔國家麻類產業技術體系建設相關任務時的研究結果與實踐表明，許多纖維用亞麻品種，不具備抗御重金屬污染的能力，在重金屬污染地區不能完成正常的生長周期，甚至在污染較嚴重的土壤上不能成活。因此，在重金屬污染地區發展亞麻生產，必須選用具有強耐重金屬污染能力的特定品種。二是申請人的研究結果與實踐還表明，即使某些纖維用亞麻品種具備抗御重金屬污染的能力，但在重金屬污染地區的生長初期，尤其是苗期的根系發育依然受到嚴重威脅，甚至因重金屬“腐蝕”而導致死亡，造成死苗、缺苗現象嚴重。因此，在重金屬污染地區發展亞麻生產，如何保證麻園實現一播全苗，是確保亞麻高產的一個關鍵性技術問題。三是申請人的研究還發現，即使具備較強抗御重金屬污染能力的亞麻特定品種，也對土壤重金屬污染程度有著不同的響應較低含量的重金屬(尤其是鎘)對亞麻具有明顯地刺激作用，可促進亞麻生長；較高含量的重金屬則有顯著地抑制作用，使亞麻生長發育遲緩、株型矮化嚴重。而麻園的有效株、單株高和莖粗等是構成亞麻原莖豐(高)產的最基本的評價指標。因此，在重金屬污染地區發展亞麻生產，需要確定一個合理的種植密度，即單位面積保有的基本苗數；同時，也需要保有的基本苗生長成為強壯的個體(其具體特征是株適高、莖粗壯、皮厚實、抗倒伏等)，在種植密度加大的前提下顯得尤為重要，這只能通過田間有效的管理措施才能獲得。四是土壤的pH值直接關系到土壤重金屬的活性，影響農產品的品質。申請人多年研究與實踐的結果表明，長期大量施用諸如氯化銨、硫酸銨、硝酸銨之類的生理酸性氮肥和如過磷酸鈣之類的化學酸性磷肥，將直接導致土壤的PH值降低，使土壤重金屬的活性加大，增加作物對重金屬元素的吸收與積累量，影響農產品的品質。亞麻是一種需肥量大的作 物，只有施用足夠的肥料才能確保其高產穩產。因此，在重金屬污染地區發展亞麻生產，有一個合理施肥尤其是科學追肥的問題，因為追肥使用的均是化肥，如果施用不當，不僅會誘發環境風險(面源污染)，而且會酸化土壤，增加土壤重金屬的活性。針對上述阻礙重金屬污染地區發展亞麻生產的諸多技術問題與瓶頸，根據申請人兩年多(2010. 09^2012. 05)的研究結果與實踐經驗，提出了本項
技術實現思路
與實施技術方案。
技術實現思路
本專利技術的目的是在于提供了。該方法在重金屬污染地區種植亞麻，輕度污染麻園的平均單產為308. 2±29. O千克/畝(以亞麻原莖計，下同)，中度、重度污染麻園的分別為283. 2±30. 3與254. 7±28. 6千克/畝，均達到了中國南方亞麻產區的高產水平，且原莖粗纖維中的重金屬含量可控制在相關標準限值的范圍內，實現了重金屬污染土壤的農業安全與高效利用，技術簡便、方法易行，操作簡便，在廣大重金屬污染地區具有極其廣闊的應用前景。為了實現上述目標與任務，本專利技術采用了以下技術措施，其步驟是A.整地建園，施用土壤重金屬鈍化劑，降低土壤重金屬活性。選晴天于10月中旬至下旬在重金屬污染土壤上深耕、分廂、起壟、開溝、整地等的工作，其耕深以35 40厘米為宜，廂寬一般為I. 8^3. 6米，壟長控制在30米以內，每超過30米時需加開一條腰溝，每隔4飛廂開挖一條主溝，四周開挖圍溝，廂溝、腰溝、主溝和圍溝的溝深一般為3(Γ45厘米。廂寬和溝深的具體規格，視麻園所在地勢和采收方式而定，總的原則是山坡地的麻園以窄廂(I. 8^2. 4米)和淺溝(3(Γ40厘米)為宜，平旱地、水田的則以寬廂(2. 8^3. 6米)和深溝(35 45厘米)為宜；人工收獲的麻園以窄廂(I. 8 2. 4米)和淺溝(30 40厘米)為宜，機械收獲的則以寬廂(2. 8^3. 6米)和深溝(35 45厘米)為宜。于確定播種前6 8天內完成麻園整地，按下述標準施用土壤重金屬鈍化劑腐熟枯餅15(Γ200千克/畝、鈣鎂磷肥5(Γ75千克/畝、生石灰5(Γ75千克/畝，以降低土壤重金屬的活性，確保播種后亞麻種子的正常發芽、出苗與幼苗根系的生長發育，提高麻苗成活率。土壤重金屬鈍化劑的具體用量，視土壤的重金屬污染程度和其肥力水平而定，總的原則是污染程度低、肥力水平高的土壤，鈍化劑少施；污染程度重、肥力水平低的土壤，鈍化劑多施。所述的重金屬污染土壤，是指土壤中鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn) 7種元素的含量，至少有一種超過了國家《土壤環境質量標準(GB15618-1995)))規定的農用允許限值，即該標準中的二級標準值。所述的采收方式，是指人工和機械兩種收麻方式。所述的土壤重金屬鈍化劑，是指包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰在內的三種物質。所述的腐熟枯餅，由菜枯或茶枯或菜枯/茶枯混合物經20天的自然發酵而成，在本專利技術中兼具有機肥和土壤鈍化劑的雙重功能。 所述的鈣鎂磷肥，為市售的商品化肥，在本專利技術中兼具磷肥和土壤鈍化劑的雙重功能。所述的生石灰，是由碳酸鈣經酸解、加入碳酸氫鈉反應和煅燒工序生產出的一種強堿性物質，其成分為氧化鈣(化學式為CaO)，在本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在重金屬污染土壤上種植亞麻的方法，其步驟是：A．整地建園，施用土壤重金屬鈍化劑，降低土壤重金屬的活性：選晴天于10月中旬至下旬在重金屬污染土壤上深耕、分廂、起壟、開溝、整地，其耕深為35？~？40厘米，廂寬為1.8？~？3.6米，壟長控制在30米以內，每超過30米加開一條腰溝，每隔4？~？6廂開挖一條主溝，四周開挖圍溝；廂溝、腰溝、主溝和圍溝的溝深為30？~？45厘米；于確定播種前6？~？8天內完成麻園整地，按下述標準施用土壤重金屬鈍化劑：腐熟枯餅150？~？200千克/畝、鈣鎂磷肥50？~？75千克/畝、生石灰50？~？75千克/畝；所述的重金屬污染土壤，是指土壤中鎘、鉛、砷、鉻、鎳、銅、鋅7種元素的含量，至少有一種超過了國家標準規定的農用允許限值；所述的土壤重金屬鈍化劑，包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰三種物質；B．選用耐重金屬污染能力強的亞麻特定品種，足量適時播種，確保一播全苗：選用黑亞18號，或黑亞14號，或黑亞10號，或吉亞3號，或云亞1號，根據土壤重金屬的污染狀況，按下述播種量在10月下旬至11月上旬擇晴天以條播方式播種：輕度污染土壤的播種量為6.0？~？7.0千克/畝，中度和重度污染的分別為6.5？~？7.5與7.0？~？8.0千克/畝；播種時的條播幅寬以10？~？12厘米、條間距為6？~？7厘米，播種后覆土0.2？~？0.3厘米厚；所述的輕度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家標準規定的農用允許限值，至少有一種元素的含量達到了以下評判標準：鎘的含量超出國標農用允許限值的0.1？~？6.0倍，砷、鎳、銅的含量超出國標農用允許限值的0.1？~？5.0倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的0.1？~？3.0倍；所述的中度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家標準規定的農用允許限值，至少有一種元素的含量達到了以下評判標準：鎘的含量超出國標農用允許限值的6.1？~？17.0倍，砷、鎳、銅的含量超出國標農用允許限值的5.1？~？8.0倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的3.1？~？5.0倍；所述的重度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家標準規定的農用允許限值，至少有一種元素的含量達到了以下評判標準：鎘的含量超出國標農用允許限值的17.1？~？35.0倍，砷、鎳和銅的含量超出國標農用允許限值的8.1？~？15.0倍，鉛、鉻和鋅的含量超出國標農用允許限值的5.1？~？10.0倍；C．合理密植，及時中耕／除草／追肥，培育有效壯株：重金屬污染地區種植亞麻的密度，輕度污染土壤的為80？~？95萬株/畝，中度和重度污染的分別為90？~？105與95？~？110萬株/畝；當亞麻長出3？~？5片真葉時進行第一次中耕、除草和追肥，其耕深為3？~？5厘米，每畝施用的總N量控制在0.7？~？1.3千克、總K2O量控制在0.9？~？1.5千克；麻苗長至10？~？12厘米時進行第二次中耕、除草和追肥，其耕深為5？~？8厘米，每畝施用的總N量控制在2.1？~？4.6千克、總P2O5量控制在0.2？~？0.5千克、總K2O量控制在2.4？~？4.2千克，并用質量分數為56%的二甲四氯鈉鹽100克？＋？質量分數為50%的敵草隆100克兌水60千克噴施除草；所述的有效壯株，是指成熟采收時株高達到85？~？120厘米、工藝長度達到75？~？100厘米、莖粗達到1.1？~？2.0毫米的單株亞麻；D．強化病蟲害防治，采收，妥善曬儲：ａ）亞麻最常見的病蟲害有炭疽病、立枯病、白粉病、根結線蟲病、金龜子和地老虎；ｂ）每畝用50或100克質量分數為80%的炭疽福美可濕性粉劑600倍液，或50或100克質量分數為50%的退菌特可濕性粉劑600倍液噴霧，防治炭疽病；每畝用50或100克質量分數為90%的敵克松600倍液，或50或100克質量分數為40%的多福混劑800倍液噴霧，防治立枯病；每畝用40或80毫升質量分數為20%的粉銹寧乳油600倍液，或50或100克質量分數為70%的甲基托布津可濕性粉劑800倍液噴霧，防治白粉病；每畝用2千克質量分數為10%的噻唑膦顆粒劑拌土撒施，或用40或80毫升質量分數為30%的除線特乳劑兌水45千克噴霧，防治根結線蟲病；每畝用40或80毫升質量分數為2.5%的溴氰菊酯兌水45千克在幼蟲群聚或盛孵期噴霧，防治金龜子；在幼苗期每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克噴施于切碎的鮮草上，撒于地面誘殺地老虎；ｃ）麻園同時具備三分之一麻桃變成黃褐色、三分之一原莖稈變成黃色、三分之一葉片已脫落的三個條件時采收；采收時將麻株捆成直徑為8？~？10厘米的麻把，平鋪或直立扇形晾曬至干，脫粒后置于干燥、通風處儲存。...

【技術特征摘要】
1.一種在重金屬污染土壤上種植亞麻的方法，其步驟是 A.整地建園，施用土壤重金屬鈍化劑，降低土壤重金屬的活性選晴天于10月中旬至下旬在重金屬污染土壤上深耕、分廂、起壟、開溝、整地，其耕深為35 40厘米，廂寬為1.8 3. 6米，壟長控制在30米以內，每超過30米加開一條腰溝，每隔4 6廂開挖一條主溝，四周開挖圍溝；廂溝、腰溝、主溝和圍溝的溝深為30 45厘米；于確定播種前6 8天內完成麻園整地，按下述標準施用土壤重金屬鈍化劑腐熟枯餅150 200千克/畝、鈣鎂磷肥.50 75千克/畝、生石灰50 75千克/畝； 所述的重金屬污染土壤，是指土壤中鎘、鉛、砷、鉻、鎳、銅、鋅7種元素的含量，至少有一種超過了國家標準規定的農用允許限值； 所述的土壤重金屬鈍化劑，包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰三種物質； B.選用耐重金屬污染能力強的亞麻特定品種，足量適時播種，確保一播全苗選用黑亞.18號，或黑亞14號，或黑亞10號，或吉亞3號，或云亞I號，根據土壤重金屬的污染狀況，按下述播種量在10月下旬至11月上旬擇晴天以條播方式播種輕度污染土壤的播種量為.6.0 7. O千克/畝，中度和重度污染的分別為6. 5 7. 5與7. O 8. O千克/畝；播種時的條播幅寬以10 12厘米、條間距為6 7厘米，播種后覆土 O. 2 O. 3厘米厚； 所述的輕度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家標準規定的農用允許限值，至少有一種元素的含量達到了以下評判標準鎘的含量超出國標農用允許限值的O. I 6.0倍，砷、鎳、銅的含量超出國標農用允許限值的O. I 5. O倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的O. I 3. O倍； 所述的中度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家標準規定的農用允許限值，至少有一種元素的含量達到了以下評判標準鎘的含量超出國標農用允許限值的6. I 17.0倍，砷、鎳、銅的含量超出國標農用允許限值的5. I 8. O倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的3. I 5. O倍； 所述的重度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家標準規定的農用允許限值，至少有一種元素的含量達到了以下評判標準鎘的含量超出國標農用允許限值的17. I 35.0倍，砷、鎳和銅的含量超出國標農用允許限值...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃道友，劉守龍，朱奇宏，羅尊長，任雪菲，饒中秀，夏戰鷹，王帥，曹曉玲，王繼宇，席園，
申請(專利權)人：中國科學院亞熱帶農業生態研究所，
類型：發明
國別省市：