一种应用茄科植物烤烟的Cd污染土壤修复方法

技术领域

本发明涉及一种应用茄科植物烤烟的Cd污染土壤修复方法，属于重金属污染土壤植物修复领域。

背景技术

土壤重金属污染已成为制约农业可持续发展、危害人类健康和食品安全的重要因素。由于Cd迁移性大、毒性高和污染的广泛性，Cd已成为我国优先控制的污染物之一。Cd在土壤中不断积累对人体健康存在严重风险，修复Cd污染土壤的方式有很多，与物理、化学等传统土壤污染治理技术相比，植物修复技术因成本低、能保持土壤肥力、无二次污染等优点，具有广阔的应用前景。目前全球已发现的重金属超富集植物，如蜈蚣草、紫茉莉等大部分超富集植物因其不具备经济价值及观赏价值，在实际污染土壤中种植较少，农民接受程度较低。花卉作为重点开发的特色资源，在生态环境修复与重建中没有得到充分的利用。烤烟除具备高生物量、生长快，容易采收等特点外,还有以下优势：富集镉能力强、经济价值高,这就使筛选工作有了坚实的基础；进行土壤修复的同时,能够为弄明增收,一举两得；烤烟属经济作物,根和茎利用价值小；烤烟能给农民带来经济价值；人类在长期的生产实践中积累了丰富的品种选育、烟草栽培以及病虫害防治等经验。由此可见,从烤烟中筛选实现烟草安全生产和土壤修复的烤烟品种是完全可行的。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种应用茄科植物烤烟的Cd污染土壤修复方法器，一种生物量大、生长迅速、无二次污染、环境扰动小，且经济价值高的修复镉污染土壤的方法，即烤烟在修复镉污染土壤中和安全生产中的应用。

本发明通过下述方案实现：一种应用茄科植物烤烟的Cd污染土壤修复方法，具体步骤如下：

s1、采用两种自然污染土壤，紫色土(0.98mg·kg-1)、红壤土(2.86mg·kg-1)，种植两种共四个处理，每个处理设置四个平行，共16盆，土壤100m筛充分混匀后使用；

s2、温室育苗烤烟，在幼苗长出4-5片叶片后移至上述处理的土壤中，每盆3kg土壤，烟草生长期间每隔三天浇水一次，使土壤中水分维持在65％左右，期间观察记录植物生长状况，待植株成熟时收获；

s3、收获的植株根、茎、叶分离，取出部分新鲜样本用于测定植物的生理生化指标；

s4、其余部分植物在100℃下杀青30分钟，再在70下烘干至恒重，土壤风干后研磨过筛。

s5、用HNO3-H2O2和王水HClO4对植物和土壤样品消化后测定各处理的镉含量。

在低浓度Cd污染土壤中种植烟草，通过根系吸收土壤中的Cd并转移到植株的地上部，而不影响人体健康的范围，当烟草成熟时将植株茎和根移走，烟叶可作为经济产品，从而达到修复Cd污染土壤和达到农民增收的目的。

采用了两种(红壤土、紫色土)野外自然污染土壤，种植了高积累镉和低积累镉的烤烟品种。

高积累镉的烤烟修复Cd污壤土壤效率更高，但烟叶镉含量同样也高，存在一定的安全风险。而低积累镉烤烟修复Cd污染土壤时，烟叶镉含量在人体可接受范围，可达到经济效益和生态效益的双赢，在成熟后将植株根和茎移走，而烟叶可以作为产品出售，以达到修复Cd污染土壤并实现经济价值的目的。

本发明的有益效果为：

本发明一种应用茄科植物烤烟的Cd污染土壤修复方法生物量大、生长迅速、无二次污染、环境扰动小，且经济价值高。

附图说明

图1两种烤烟在不同自然污壤土壤种植，根中镉含量图。

图2两种烤烟在不同自然污壤土壤种植，茎中镉含量图。

图3两种烤烟在不同自然污壤土壤种植，叶中镉含量图。

图4两种烤烟在不同自然污壤土壤种植的富集系数图。

图5两种烤烟在不同自然污壤土壤种植的转运系数图。

具体实施方式

下面结合图1-2对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

一种应用茄科植物烤烟的Cd污染土壤修复方法，具体步骤如下：

s1、采用两种自然污染土壤，紫色土(0.98mg·kg-1)、红壤土(2.86mg·kg-1)，种植两种共四个处理，每个处理设置四个平行，共16盆，土壤100m筛充分混匀后使用；

s2、温室育苗烤烟，在幼苗长出4-5片叶片后移至上述处理的土壤中，每盆3kg土壤，烟草生长期间每隔三天浇水一次，使土壤中水分维持在65％左右，期间观察记录植物生长状况，待植株成熟时收获；

s3、收获的植株根、茎、叶分离，取出部分新鲜样本用于测定植物的生理生化指标；

s4、其余部分植物在100℃下杀青30分钟，再在70下烘干至恒重，土壤风干后研磨过筛。

s5、用HNO3-H2O2和王水HClO4对植物和土壤样品消化后测定各处理的镉含量。

在低浓度Cd污染土壤中种植烟草，通过根系吸收土壤中的Cd并转移到植株的地上部，而不影响人体健康的范围，当烟草成熟时将植株茎和根移走，烟叶可作为经济产品，从而达到修复Cd污染土壤和达到农民增收的目的。

采用了两种(红壤土、紫色土)野外自然污染土壤，种植了高积累镉和低积累镉的烤烟品种。

高积累镉的烤烟修复Cd污壤土壤效率更高，但烟叶镉含量同样也高，存在一定的安全风险。而低积累镉烤烟修复Cd污染土壤时，烟叶镉含量在人体可接受范围，可达到经济效益和生态效益的双赢，在成熟后将植株根和茎移走，而烟叶可以作为产品出售，以达到修复Cd污染土壤并实现经济价值的目的。

当Cd浓度为2.86mg.kg

实施方式：

设置Cd浓度梯度盆栽实验，具体步骤如下：

(1)实验采用两种自然污染土壤，紫色土(0.98mg.kg-1)、红壤土(2.86mg.kg-1)，种植两种共四个处理，每个处理设置四个平行，共16盆，土壤100m筛充分混匀后使用；

(2)温室育苗烤烟，在幼苗长出4-5片叶片后移至上述处理的土壤中，每盆3kg土壤，烟草生长期间每隔三天浇水一次，使土壤中水分维持在65％左右，期间观察记录植物生长状况，待植株成熟时收获；

(3)收获的植株根、茎、叶分离，取出部分新鲜样本用于测定植物的生理生化指标；其余部分植物在100℃下杀青30分钟，再在70下烘干至恒重，土壤风干后研磨过筛。用HNO3-H2O2和王水、HClO4对植物和土壤样品消化后测定各处理的镉含量。

表1云烟87和云烟97地上部镉提取效率

表1为不同处理下两种烤烟修复镉污染土壤的效果，从图1可以看出，不同土壤类型下，云烟87镉提取效率更高。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。