一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法技術

本發明專利技術公開了一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法，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紅麻特定品種，足量適時播種，確保“一播全苗”；C．確定適宜的種植密植，適時間苗／定苗，留足基本苗；D．及時中耕／除草，合理追肥／灌溉，培育有效壯株；E．強化病蟲害防治，實現紅麻高產。應用本方法種植紅麻，輕度、中度、重度污染麻園的原麻產量分別為276.2±25.5、247.6±23.4與220.9±21.2千克/畝，均達到了我國南方麻區的高產水平，且原麻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具有極其廣闊的應用前景。

【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，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紅麻(Hibscus cannabinusL.),又稱洋麻、槿麻、鐘麻刺老牙、鶴不踏、刺老鴉、虎陽刺，屬錦葵科木槿屬，是一年生草本纖維作物，具有適應性廣、抗逆性強和生長速度快、纖維產量高等的特點，在我國各地均有種植。同時，紅麻又是一種高“碳匯”作物，其吸收二氧化碳的能力為林木的2 - 3倍，在紡織、造紙、飼料、活性碳、麻地膜、生物質能源、麻賽爾纖維，建材纖維板和塑料填充料等方面的用途極廣，是一種新型的環保作物。雖然國內外有大量紅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紅麻品種雖多，但真正具有抗御重金屬污染能力，尤其是抗御重金屬嚴重污染能力的品種稀少。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，許多紅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紅麻生產，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，造成缺苗現象嚴重。因此，在重金屬污染地區發展紅麻生產，如何保證麻園實現“一播全苗”，是確保紅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紅麻特定品種，也對土壤重金屬污染程度有著不同的響應在部分中度尤其是重度污染的條件下，各品種均表現出生長發育遲緩、株型矮化嚴重等的特征，而麻園的有效株(常規紅麻沒用分株能力)、單株高和莖粗等是構成紅麻豐(高)產的最基本的指標。因此，在重金屬污染地區發展紅麻生產，需要確定一個合理的種植密度，即間苗、定苗時單位面積保留的基本苗數；同時，也需要保留的基本苗生長成為強壯的個體(其顯著特征是株適高、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，這只能通過勤中耕、巧施肥、及時灌溉等田間管理措施才能獲得。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。紅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紅麻生產，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紅麻生產的諸多技術問題與瓶頸，根據申請人多年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。應用該方法在重金屬污染地區種植紅麻，輕度污染麻園的平均單產為276. 2±25. 5千克/畝，中度、重度污染麻園的分別為247. 6±23. 4與220. 9±21. 2千克/畝，均達到了我國南方麻區的高產水平，且原麻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，施用鈍化劑，降低土壤重金屬活性。選晴天于4月中旬至5月上旬在重金屬污染土壤上開展深耕、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1.8 — 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 一 6廂開挖一條主溝，四周開挖圍溝，廂溝、腰溝、主溝和圍溝的溝深一般為30 - 45厘米。廂寬和溝深的具體規格，視麻園所在地勢和收獲方式而定，總的原則是山坡地的麻園以窄廂(I. 8 — 2. 4米)和淺溝(30 - 40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4 - 7天內完成麻園整地，按下述標準施用包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰三種物質在內的土壤重金屬鈍化劑，以降低土壤重金屬的活性，確保種子能正常發芽、出苗以及促進幼苗生長發育，提高麻苗成活率輕度污染土壤，每畝施用腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰的數量分別為100 - 150,50 - 100與25 — 75千克；中度污染土壤，每畝施用腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰的數量分別為150 - 200,75 - 125與50 — 100千克；重度污染土壤，每畝施用腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰的數量分別為200 - 250、100 - 150與75 — 125千克。鈍化劑的具體用量， 視土壤的重金屬含量和其肥力水平而定，總體原則是重金屬含量低、肥力水平高的土壤，鈍化劑少施；重金屬含量高、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；所述的輕度污染本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法，其步驟是：A．整地建園，施用鈍化劑，降低土壤重金屬的活性：選晴天于4月中旬至5月上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4－7天內完成麻園整地，按下述標準施用土壤重金屬鈍化劑：輕度污染土壤，每畝施用腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰的數量分別為100－150、50－100與25－75千克；中度污染土壤，每畝施用腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰的數量分別為150－200、75－125與50－100千克；重度污染土壤，每畝施用腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰的數量分別為200－250、100－150與75－125千克；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；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；B．選用耐受重金屬污染能力強的紅麻特定品種，足量適時播種，確保一播全苗：選用中紅麻13號，或中紅麻12號，或中紅麻11號，或中雜紅305，或ZH－01，或浙紅3號，或福紅13號，或閩紅298，或芙蓉紅麻369，或閩紅964，在農區常規植麻的播種數量上，增大10－35%的用種量，每畝播種量為1.65－2.70千克，于4月下旬至5月中旬擇晴天以條播方式播種，其播幅寬度以1.0－2.0厘米為宜，覆土厚0.8－1.0厘米；C．確定種植密植，適時間苗／定苗，留足苗：ａ）重金屬污染地區種植紅麻的密度，輕度污染土壤與農區常規植麻的一致，每畝保留的苗數為1.40－1.80萬株；中度污染土壤比農區常規植麻的增大5－15%，每畝保留的苗數為1.47－2.07萬株；重度污染土壤比農區常規植麻的增大15－25%，每畝保留的苗數為1.61－2.25萬株；ｂ）重金屬污染地區種植紅麻的間苗和定苗時間，均要比農區常規植麻的延后1－3天，麻苗長出2－4片真葉、苗高6－8厘米時開始間苗，長出8－10片真葉、苗高16－18厘米時正式定苗；D．及時中耕／除草，合理追肥／灌溉，培育壯株：ａ）結合間苗進行第一次中耕、除草和追肥，其耕深為2－3厘米，每畝施用的以N計的總氮量控制在1.0－1.6千克、以K2O計的總鉀量控制在1.8－2.4千克；ｂ）結合定苗進行第二次中耕、除草和追肥，其耕深為4－5厘米，每畝施用的總N量控制在1.5－2.5千克、總K2O量控制在1.8－2.4千克；ｃ）苗高達25－28厘米時進行第三次中耕、除草和追肥，其耕深為6－7厘米，每畝施用的總N量控制在3.5－5.5千克、總K2O量控制在2.4－4.8千克，同時增加以P2O5計的總磷量為1.0－1.8千克的磷肥；ｄ）苗高達50－60厘米即麻園封行前進行第四次中耕、除草和追肥，其耕深為4－5厘米，肥料種類和用量均與第三次追肥的一致；ｅ）在收獲前50－60天內趁雨天或灌溉后施用最后一次追肥，其肥料種類和用量均與第二次追肥的一致；ｆ）追肥時嚴禁施用氯化銨、硫酸銨、硝酸銨之類的生理酸性氮肥，以及過磷酸鈣之類的化學酸性磷肥；ｇ）在連續無雨的夏秋季節性干旱時期，每隔8－10天采用溝灌方式灌水一次，溝中的灌溉水面比麻園的廂面低1－2厘米；所述的有效壯株，是指成熟收獲時株高可達3.0－4.5米、莖粗可達1.0－2.5厘米、皮厚可達0.8－1.3毫米的紅麻單株；E．強化病蟲害防治，實現紅麻高產：ａ）紅麻最常...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃道友，朱奇宏，劉守龍，羅尊長，饒中秀，任雪菲，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：