一种植物修复锌污染土壤的方法与流程

本发明土壤修复技术领域，更具体地，涉及一种植物修复锌污染土壤的方法。

背景技术：

由于金属冶炼、机械加工、大气沉降、含锌污水污泥不合理排放及使用、含锌农药化肥过度使用导致我国土壤面临大面积重金属锌污染，通过食物链进入人体的微量的锌可促进人体生长、发育，但是，过量的锌可造成人体代谢紊乱，危害人体健康。

目前土壤锌修复的方法有：土壤固化修复法，采用固化剂与污染土壤按照一定比例混合，经过固化后最终形成固体混合物，实现锌污染土壤修复；电动修复法，通过在污染土壤两侧施加电压形成电场，而污染物锌在电产作用下迁移到目标位置，实现土壤修复；淋洗法，溶解螯合剂如edta清洗土壤，通过螯合土壤中的锌，达到修复目的；生物修复法，采用微生物和植物，吸收土壤中的重金属锌，实现土壤修复。

现有技术中土壤锌修复的方法成本高，二次污染严重，耗资大，在一定程度上不适合我国土壤重金属锌修复，因此，寻找低成本、高效且无污染的土壤锌修复方法尤为迫切。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种植物修复锌污染土壤的方法。该方法包括如下步骤：将寸草苔移栽至锌污染过的土壤上。

寸草苔(carexduriuscula)为多年生草本植物，广泛分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、宁夏和新疆等省(区)，其根茎发达、分蘖力强、生长讯速、耐旱、耐土壤贫瘠，而且其耐反复收割，申请人研究发现，寸草苔对锌污染土壤具有耐性，因此，在锌污染的土壤上栽种寸草苔，通过反复收割可以移除土壤中的重金属锌，以控制土壤中锌含量在安全水平。

将寸草苔移载后，植株可继续生长，同时地下部长出新根茎，根茎长出土壤后，继续发育而长成新的寸草苔植株，因此，在本发明中，只需栽种一次，寸草苔即可通过地下部不断的长出根茎而繁殖出许多新植株。

本发明的方法不会形成二次污染，高效且成本低。

在本发明一个优选实施方式中，为了便于在重金属污染后的土壤中存活，所述寸草苔为5～6cm长的寸草苔。

在本发明一个优选实施方式中，所述寸草苔的种植方法包括如下步骤：

向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.4～1.0kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，得寸草苔。

其中，寸草苔的种植方法优选包括如下步骤：

在4月初，向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.5～0.6kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，得寸草苔。

其中，杀菌可以使用本领域中常用的杀菌方法，优选使用50％多菌灵800倍溶液喷施土壤。

在本发明一个优选实施方式中，为了保证移栽效果、分蘖空间以及修复效果，所述移栽的株距为3～10cm，优选为5～7cm。

在本发明一个优选实施方式中，还包括如下步骤：向移栽了寸草苔的锌污染土壤上每平方米施用0.045～0.06kg含有钙镁磷的复合肥。

在本发明一个优选实施方式中，土壤中锌的浓度小于600mg/kg，进一步优选不高于300mg/kg，可以优选为不高于100mg/kg。移栽后，寸草苔表现较强的锌吸收能力，也有较好的生物量，可以优选为100mg/kg～300mg/kg。在本发明中，锌优选以znso4的形式计。

在本发明一个优选实施方式中，上述植物修复锌污染土壤的方法包括如下步骤：

向杀菌后的土壤上每亩施用30～40kg钙镁磷肥，每亩播种0.4～1.0kg寸草苔种子，播种后在土壤表层覆盖1～2cm厚度土壤，待寸草苔长至5～6cm，将其移栽至重金属污染过的土壤上，移栽的株距为3～10cm，每平方米施用0.045～0.06kg钙镁磷肥。其中，土壤中锌的浓度低于600mg/kg。

其中，移栽的株距优选为5～7cm。

在本发明中，优选当寸草苔植株长至15cm即可开始收割。由于寸草苔为多年生草本植物，因此地下根部保留，继续反复培养、收割，对收割后的地上部进行灰化处理，回收重金属锌。

本发明创新地使用寸草苔进行锌污染土壤的修复，寸草苔根茎发达、分蘖力强、生长讯速、耐旱、耐土壤贫瘠，而且其耐反复收割，只需栽种一次，寸草苔即可通过地下部不断的长出根茎而繁殖出许多新植株，每年可反复收割多次，将土壤中的重金属有效转移，较之其它植物，使用寸草苔更加节约资源、方便和高效。相比于其它植物，本发明的方法可以更快地将土壤中重金属锌含量控制在安全水平。寸草苔耐重金属锌，可以将土壤中的锌通过根系吸收转移到地上部，可通过收割地上部减少土壤重金属锌的目的，实现土壤中最大限度重金属清除目的，以控制土壤中重金属含量在安全水平。本发明提供的方法无需特殊管理，即可很好生长，栽培成本低，锌转移效率高，尤其是丰富了北方土壤重金属锌污染清除植物新品种。

附图说明

图1为实验例中不同浓度znso4.7h2o污染土壤处理后寸草苔地上部和地下部生物量图；

图2为实验例中不同浓度znso4.7h2o污染土壤处理后寸草苔地上部和地下部锌的含量图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1

本实施例提供了一种植物修复锌污染土壤的方法，包括如下步骤：

1)寸草苔的幼苗培育

寸草苔于4月初种植，亩用种量0.5kg，播种前采用50％多菌灵800倍溶液喷施土壤消毒杀菌，每亩施用40公斤钙镁磷底肥，播种后土壤表层覆盖1cm厚度土壤，控制土壤湿度，促进种子萌发，待寸草苔长至5cm即可移栽至重金属锌污染土壤上。

2)锌污染土壤准备：

基本土壤取自黑龙江省绥化市、无重金属锌污染土壤，土壤105℃烘干8小时，取10kg装入方形塑料培养盆内，尺寸为40cm*40cm，然后喷施znso4.7h2o溶液(采用znso4.7h2o处理时去除结晶水质量)，人工制作锌污染土壤100mg/kg，做3次重复实验。

3)在上述含有znso4.7h2o污染土壤上，栽种寸草苔幼苗，每平方米施用0.06公斤钙镁磷底肥，栽种株距5cm，当寸草苔植株长至15cm时，收割寸草苔的地上部。

实施例2～3

实施例2和3中步骤与实施例1中均相同，不同在于步骤2中锌污染土壤的浓度分别为300mg/kg、600mg/kg。

实验例

对照例

对照例中步骤与实施例1中均相同，不同在于步骤2中锌污染土壤的浓度为0mg/kg。

寸草苔生物量和锌含量检测

检测方法：当寸草苔长至15cm时，收割地上部叶片，小心挖出根，用自来水冲洗掉培养基质，再用去离子水冲洗3遍，用吸水纸吸干水分，称重并记录数据。将材料放入烘箱中110℃杀青10min，温度调整为80℃继续烘干至恒重，称重并记录数据。取少许根和地上部叶片，用剪刀剪断，分别用研钵研磨，称取0.1g粉末，加入消解液10ml(hno3:hclo4＝4:1)，静止放置30min，转移到微波消解仪中180℃消解1h，将消解液转移至容量瓶中定容至25ml，采用等离子光谱分析仪icp-ms测定根和地上部叶片zn含量，每个处理重复3次，取平均值。

生物量检测结果：

实验结果表明，如图1所示，低浓度的100mg/kgznso4.7h2o污染土壤中，与对照材料0mg/kgznso4.7h2o相比(地上部干重为0.20mg，地下部为0.12mg)，寸草苔地上部和地下部生物量达到最高，地上部干重为0.32mg，地下部0.18mg；当土壤中znso4.7h2o浓度达到300mg/kg，时，地上部干重为0.45，地下部为0.28mg，较对照材料高；而土壤中znso4.7h2o含量达到600mg/kg时，地上部干重为0.16mg，地下部干重仅为0.11mg，均比对照材料低，由此可见，寸草苔在100mg/kg和300mg/kgznso4.7h2o污染土壤中，地下部和地上部能保持较高的生物量，因此在100mg/kg和300mg/kgznso4.7h2o污染土壤适合寸草苔正常生长，且能生长的更好，而当土壤中的znso4.7h2o含量达到600mg/kg时，寸草苔生长明显受到抑制，导致地上部和地下部生物量降低。

锌含量检测结果

如图2所示，低浓度的100mg/kgznso4.7h2o污染土壤中，地上部锌含量179.01mg/kg，地下部锌含量为150.72mg/kg；当土壤中的znso4.7h2o含量为300mg/kg时，地上部锌积累量为202.00mg/kg，地下部锌含量为177.10mg/kg；当土壤中的znso4.7h2o含量在600mg/kg时，寸草苔地上部的锌含量为237.92mg/kg，地下部锌含量为203.37mg/kg，表现了更强的锌吸收能力。

在不同浓度znso4.7h2o处理的土壤中，寸草苔表现了不一样的生物量积累特征和富集锌能力：寸草苔在低于300mg/kgznso4.7h2o污染土壤中能表现出较高的生物量和较强的锌富集能力，通过不断的收割地上部，可以富集土壤中的锌，经过后续灰化处理可回收锌，从而达到土壤修复的目的。而当土壤中的znso4.7h2o浓度达到600mg/kg，寸草苔即使表现了更强的锌吸收能力，但是生长受到明显抑制，生物量降低。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。