[0001]
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法。
背景技术：
[0002]
我国土壤环境状况总体不容乐观，农用地土壤环境质量堪忧。据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示，农田耕地土壤点位超标率达19.4％，主要污染物为无机型的重金属镉、镍、铜、砷、汞、铅等，占全部污染物超标点位的82.8％，其中cd污染土壤的点位超标率最高，达7％。农用地重金属污染给人居环境和生态安全构成巨大威胁，严重制约着社会经济的发展。寻求高效的修复技术是治理重金属污染土壤的关键。
[0003]
植物提取是目前最具发展潜力的一种技术，因其具有原位净化重金属的能力，在重金属污染土壤修复界备受青睐。利用超积累植物修复周期长，农民无收益，对于农田污染的修复存在很大的局限性。因而探索并构建“高效修复与安全生产”的植物修复技术双赢模式至关重要。
技术实现要素：
[0004]
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法。本发明提供的方法，既能够治理和修复重金属污染土壤，又能实现安全生产，带来经济价值，保障农民利益。
[0005]
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006]
本发明提供了一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法，包括以下步骤：将伴矿景天和百香果以套种的形式种植在待修复的镉污染土壤中；待百香果的藤蔓长至20～60cm时，将藤蔓引上棚架。
[0007]
优选的，所述伴矿景天的种植方式包括扦插种植；所述百香果的种植方式包括移栽种植。
[0008]
优选的，所述伴矿景天的种植密度为20000～25000株/亩；所述百香果的种植密度为100～120株/亩。
[0009]
优选的，所述棚架包括与地面平行的棚面，所述棚面为网状，所述棚架的高度为160～200cm。
[0010]
优选的，所述棚面上铺盖尼龙网。
[0011]
优选的，所述套种的方式为：将百香果和伴矿景天进行套种，伴矿景天的行距为15～20cm，株距为15～20cm，百香果的行距为280～300cm，株距为200～250cm。
[0012]
优选的，所述伴矿景天的种植时间为2～4月；所述百香果的种植时间为1～3月。
[0013]
优选的，所述伴矿景天每年进行刈割，所述刈割的频率为每年1～3次。
[0014]
优选的，所述伴矿景天和百香果种植后，每年施复合肥600～800kg/hm2。
[0015]
优选的，所述百香果在种植前，每穴施加放腐熟农家肥10～20kg和钙镁磷肥0.5kg；种植时，施用根小宝2～3kg/亩；生长期，每亩用5～7kg植美佳1#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次；开花至膨大期，每亩用5～7kg植美佳2#，或用3～5kg植美佳0#和2～3kg植美佳2#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次；采收期，每亩用5～7kg植美佳2#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次，每亩施用3～5kg美都乐-糖醇钙硼一次。
[0016]
有益效果：
[0017]
本发明提供的一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法，包括以下步骤：将伴矿景天和百香果以套种的形式种植在待修复的镉污染土壤中；待百香果的藤蔓长至20～60cm时，将藤蔓引上棚架。本发明将伴矿景天和百香果套种，充分利用百香果的遮阴效果，能够帮助伴矿景天安全度夏，提高伴矿景天的生物量，进一步提高伴矿景天去除土壤重金属镉的能力；伴矿景天可以高效吸附污染土壤中的重金属，从而确保生产出安全达标的百香果，提高农民经济效益，实现“边修复边生产”的双赢目的，是一种安全高效、经济价值高的镉污染农田土壤修复的方法。实施例的结果表明，本发明的方法显著提高了伴矿景天的存活率，同时土壤降镉率也达到显著提高，百香果果实中的镉含量小于0.05mg/kg，符合最新食品安全国家标准。
附图说明
[0018]
图1为本发明伴矿景天和百香果套种模式示意图；
[0019]
图2为应用例1中三种不同种植模式年均镉移除率。
具体实施方式
[0020]
本发明提供了一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法，包括以下步骤：将伴矿景天和百香果以套种的形式种植在待修复的镉污染土壤中；待百香果的藤蔓长至20～60cm时，将藤蔓引上棚架。本发明通过百香果的生长，使百香果藤蔓爬上棚架，在伴矿景天上方形成天然的遮阴棚，为伴矿景天提供良好的遮阴环境，能够解决伴矿景天度夏的难题，提高伴矿景天的生物量，从而提升土壤修复效果；通过伴矿景天对重金属镉的吸收富集将土壤中的镉去除，可以收获安全达标的百香果，提高农民经济效益，实现“边修复边生产”的双赢目的。另外，在生长空间上百香果与伴矿景天之间不存在明显的竞争关系，百香果只需第一年栽植、搭架，未来3～4年只需注意田间管理即可，种植成本相对较低，收获客观，确保了农户的利益。
[0021]
本发明将伴矿景天和百香果以套种的形式种植在待修复的镉污染土壤中。本发明对伴矿景天和百香果的种类没有特殊要求，采用普通市售品种即可。本发明所述待修复的镉污染土壤优选中轻度镉污染的土壤，所述土壤中镉的浓度优选在0.3～3mg/kg。在本发明中，所述伴矿景天的种植时间优选为2～4月，进一步优选为3月，更进一步优选为3月上旬；所述伴矿景天优选每年进行更换。在本发明中，所述百香果优选3～4年进行更换；所述百香果的种植时间优选为第一年的1～3月，进一步优选为3月，更进一步优选为3月下旬。本发明优选在春季种植伴矿景天和百香果，利用提高成活率。本发明对伴矿景天和百香果种植的先后顺序没有特殊要求，伴矿景天和百香果均可以优先种植。在本发明中，所述伴矿景天和百香果以套种形式种植；所述套种的方式优选为：将百香果和伴矿景天进行套种，伴矿景天
的行距为15～20cm，株距为15～20cm，百香果的行距为280～300cm，株距为200～250cm；进一步优选为伴矿景天的行距为20cm，株距为20cm，百香果的行距为300cm，株距为250cm。在本发明中，所述百香果与相邻的伴矿景天之间的株距优选为15～20cm，进一步优选为20cm。本发明所述伴矿景天和百香果的套种模式如图1所示，其中a为伴矿景天的株距，b为伴矿景天的行距；c为百香果的株距；d为百香果的行距。
[0022]
本发明通过百香果的密集生长，对伴矿景天能起到天然的遮荫效果，能够帮助伴矿景天安全度过南方炎热的夏季，有效提高伴矿景天的生物量，延长其生长周期，提高土壤镉的移除效果，本发明的套种模式可以在保障伴矿景天存活率以及百香果生物量的同时，最大限度的提高镉的修复效率以及经济效益，使效益最大化。
[0023]
在本发明中，所述伴矿景天的种植方式优选包括扦插种植。在本发明中，所述伴矿景天优选选用大小一致、长势良好的幼苗。在本发明中，所述伴矿景天的种植密度优选为20000～25000株/亩，进一步优选为2200～2400株/亩，更进一步优选为2300～2350株/亩，本发明通过优化伴矿景天的种植密度，在保障百香果食用安全的前体下，最大化的提高修复效率。本发明所述伴矿景天优选在垄上覆地膜，所述地膜上优选覆适量土，压实，以提高伴矿景天的成活率，提高修复效率。本发明优选保持田间水分充足，梅雨季节保持沟渠疏通，在管理期间及时补种和移栽补苗。
[0024]
在本发明中，所述百香果的种植方式优选包括移栽种植。在本发明中，所述百香果苗种植的穴大小优选为(50～60cm)
×
(50～60cm)，进一步优选为60cm
×
60cm。在本发明中，所述百香果的种植密度优选为100～120株/亩，进一步优选为110～120株/亩，更进一步优选为110～115株/亩。本发明通过优化百香果的种植密度，可以有效为伴矿景天遮阴，提高伴矿景天的成活率，提高修复效率。
[0025]
种植后，本发明待百香果的藤蔓长至20～60cm时，进一步优选为30cm，将藤蔓引上棚架。本发明优选利用绳索将百香果藤蔓引上棚架。在本发明中，将藤蔓引上棚架后，未来3～4年则只需根据百香果的生长情况，将新长出的藤蔓引上棚架即可。本发明所述棚架优选包括与地面平行的棚面，所述棚面优选为以布条或铁丝均匀拉成网格状；在本发明中，所述棚架的高度优选为160～200cm，进一步优选为180cm。本发明优选使用水泥柱作为棚架的支柱，按行距2～3m架设于待修复的镉污染土壤上。在本发明中，所述棚面在支柱上方，所述棚面上优选铺盖尼龙网。本发明的棚架方式能够使百香果对伴矿景天具有更好的遮阴效果，利于伴矿景天的生长，进一步提高伴矿景天的存活率及修复效率，在棚面上铺盖尼龙网后，遮阴效果更加显著。本发明所述百香果只需种植一次，操作简便，且成本较低，可连续3～4年收获百香果，大大提高了农民的经济效益。
[0026]
在本发明中，所述伴矿景天和百香果种植后，每年施复合肥600～800kg/hm2，进一步优选为700kg/hm2，以保证伴矿景天和百香果的正常生长，进一步提升除镉效果。
[0027]
在本发明中，所述百香果在种植前，每穴优选施加腐熟农家肥10～20kg和钙镁磷肥0.5kg，进一步优选为每穴施加腐熟农家肥15kg和钙镁磷肥0.5kg，以培肥土壤，满足伴矿景天和百香果的基本营养需求；种植时，本发明优选施用根小宝2～3kg/亩，促进伴矿景天和百香果定根；生长期，本发明优选每亩用5～7kg植美佳1#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次，进一步优选为每亩6kg植美佳1#进行滴灌或淋施，9天施用一次，促进根系发达生长，让茎杆粗壮；开花至膨大期，本发明优选每亩用5～7kg植美佳2#，或用3～5kg植美佳0#和2
～3kg植美佳2#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次，进一步优选为每亩用6kg植美佳2#，或用4kg植美佳0#和2.5kg植美佳2#进行滴灌或淋施，9天施用一次，防止花朵掉落，减少落花落果的情况发生，增加产量；采收期，本发明优选每亩用5～7kg植美佳2#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次，每亩施用3～5kg美都乐-糖醇钙硼一次，进一步优选为每亩用6kg植美佳2#进行滴灌或淋施，9天施用一次，每亩施用4kg美都乐-糖醇钙硼一次，让果实足够饱满个大，增加分量，提高果实的质量。本发明针对百香果各阶段的生长特点，按需施肥，能够进一步提高百香果的成活率和产量，提高经济效益。
[0028]
在本发明中，根据伴矿景天的生长情况，每年对所述伴矿景天进行刈割，所述刈割的频率优选为每年1～3次，进一步优选为2次。本发明所述刈割的留茬高度优选为2～4cm，进一步优选为3cm。当所述刈割的频率为每年2次时，本发明刈割的时间优选为7月上旬和11月上旬。本发明所述伴矿景天优选使用人工或者机械刈割，刈割后的鲜样可用于继续移栽扩大修复面积，也可以安全焚烧做无害化处理。
[0029]
在本发明中，所述百香果的收获时间优选为每年的8月和12月。本发明收获的百香果果实中的镉含量小于0.05mg/kg(gb2762-2017)，在最新食品安全国家标准值以内，可以放心食用，在市场销售可获得可观的经济收益，提高农民收益。
[0030]
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0031]
实施例1
[0032]
伴矿景天和百香果套种
[0033]
种植前15d进行土地整理。翻耕深度16cm以上，晒坯3天，土块能打散不粘，用旋耕机旋耕3次，并起垄。沟分厢的畦面宽度为1.2m，厢沟宽度为0.3m，厢沟深为0.2m，以无积水为宜。在待修复农田上搭好棚架，用250cm
×
8cm
×
8cm规格的水泥柱作支柱棚架，间行距为2
×
3m，棚架上方用铁丝纵横连接成网状。
[0034]
每垄行间距30cm，每行采用2株百香果间隔10株伴矿景天方式种植，伴矿景天间株距20cm，行距20cm，百香果与伴矿景天株距20cm，行距20cm，百香果间株距250cm，行距300cm，垄两边各留宽10cm。伴矿景天的种植密度为23000株/亩，百香果的种植密度为110株/亩。
[0035]
3月上旬种植伴矿景天，选择健壮种苗移栽，刈割移栽间隔小于3d，株高5～10cm，留茬2cm，每穴扦插3株种苗；3月下旬开始种植百香果，栽植前15天，每穴施放腐熟农家肥15kg，钙镁磷肥0.5kg与土充分拌匀。栽植时选择健壮的嫁接苗(抗病、高产)进行移栽，将苗木放入穴中央，填土后浇足定根水，定根水为每亩用根小宝2.5kg，兑水400倍配制得到。种植穴深为50cm，大小为60
×
60cm。当百香果藤蔓长至30cm以上时，使用绳索将藤蔓引上棚网。
[0036]
每年施复合肥600kg/hm2，百香果苗栽植前可在坑穴中添加一定比例生物质炭，确保果实达标。在百香果生长期，每亩用植美佳1#(5～7kg)进行滴灌或淋施，7～10天施用一次；开花至膨大期，每亩用植美佳2#6kg进行滴灌，9天施用一次；采收期，每亩用植美佳2#6kg进行滴灌，9天施用一次，施用美都乐-糖醇钙硼4kg/亩。
[0037]
垄上均覆地膜，膜上适量覆土压实，并保持田间水分充足，梅雨季节保持沟渠疏
通。播种时发现漏播或多播的，及时补种和移栽补苗。在种植当年的7月和11月分别对伴矿景天刈割一次。在种植百香果的当年8月和12月，收获百香果。
[0038]
对比例1
[0039]
单作伴矿景天-覆盖遮阳网
[0040]
与实施例1的种植方法相同，不同之处在于，单作伴矿景天，不种植百香果，但在棚架上覆盖尼龙网。
[0041]
对比例2
[0042]
单作伴矿景天-不覆盖遮阳网
[0043]
与实施例1的种植方法相同，不同之处在于，单作伴矿景天，不种植百香果，在棚架上不覆盖尼龙网。
[0044]
应用例1
[0045]
2019～2020年间，在广西省桂林市阳朔县兴坪镇思的村中轻度镉污染区进行了田间试验，气候类型为亚热带季风性湿润气候，年平均气温19℃左右。年平均降水量在1500至1700mm之间，相对湿度80％。实验共设置3个小区a、b、c，小区a使用实施例1的方法，小区b使用对比例1的方法，小区c使用对比例2的方法，每个实验区面积为2亩。每个小区采集表层土壤样品，采用五点采样法混合成一个土壤样品，每个采样点标记经纬度。前期对示范区调研，供试土壤的理化性质结果见表1。试验结束后按要求采集、检测土壤及植物镉含量，样方测产，并记录植物长势、存活率等变化情况，结果见表2～4。
[0046]
表1各试验区土壤的基本理化性质
[0047][0048]
表2实验区a伴矿景天地上部镉移除效果及其生物量
[0049][0050]
结果如表2所示，两茬伴矿景天总计镉移除量为30.65g，以每亩耕层土重150t折算，年均镉移除率为21.97％。本发明实施例1的种植模式下(伴矿景天-百香果套种)经2茬
修复后修复后土壤中镉含量为0.74mg/kg，土壤降镉率为20.43％。
[0051]
表3实验区b伴矿景天地上部镉移除效果及其生物量
[0052][0053][0054]
如表3所示，两茬伴矿景天总计镉移除量为28.76g，修复后土壤中镉含量为0.89mg/kg。以每亩耕层土重150t折算，伴矿景天(2茬)年平均镉移除率可达19.56％。对比例1种植模式下(伴矿景天单作-遮阳网)经2茬修复后土壤降镉率达到19.39％。
[0055]
表4实验区b伴矿景天地上部镉移除效果及其生物量
[0056][0057]
实验结果如表4所示，两茬伴矿景天总计镉移除量为15.89g，以每亩耕层土重150t折算，年均镉移除率为11.13％。与对比例1相比，伴矿景天第2茬生物量骤降，修复效率也大大降低。修复后土壤中镉含量为0.86mg/kg，土壤降镉率仅为9.47％。
[0058]
相对于土壤镉含量背景值，三种处理方式下，土壤镉含量均有显著降低。其中相对于单作伴矿景天-无遮阳网，采用伴矿景天-百香果套种显著提高了伴矿景天的存活率，同时土壤降镉率也达到显著提高，为20.4％(图2)。而相对于单作伴矿景天-加盖遮阳网的处理，其年均镉移除量以及土壤降镉率降低效果差异不大，且整体降镉效果较好，但搭设遮阳网则每年需增加3500元/亩的成本，且无百香果的经济收益(每亩可达1～1.5万元)，相比单作伴矿景天-加盖遮阳网的模式，本发明的修复成本低，效益高。套种百香果在提高了伴矿景天存活率的同时也带来了较好的经济价值，保证了农民的收益，是一种实现“边生产边修复”的高效修复模式，值得在中轻度镉污染农田土壤中推广。
[0059]
由以上实施例和应用例的结果可知，本发明提供的利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法，既能够治理和修复重金属污染土壤，又能实现安
全生产，带来经济价值，保障农民利益。
[0060]
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
技术特征：
1.一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法，包括以下步骤：将伴矿景天和百香果以套种的形式种植在待修复的镉污染土壤中；待百香果的藤蔓长至20～60cm时，将藤蔓引上棚架。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伴矿景天的种植方式包括扦插种植；所述百香果的种植方式包括移栽种植。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伴矿景天的种植密度为20000～25000株/亩；所述百香果的种植密度为100～120株/亩。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棚架包括与地面平行的棚面，所述棚面为网状，所述棚架的高度为160～200cm。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述棚面上铺盖尼龙网。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述套种的方式为：将百香果和伴矿景天进行套种，伴矿景天的行距为15～20cm，株距为15～20cm，百香果的行距为280～300cm，株距为200～250cm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伴矿景天的种植时间为2～4月；所述百香果的种植时间为1～3月。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伴矿景天每年进行刈割，所述刈割的频率为每年1～3次。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伴矿景天和百香果种植后，每年施复合肥600～800kg/hm2。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述百香果在种植前，每穴施加腐熟农家肥10～20kg和钙镁磷肥0.5kg；种植时，施用根小宝2～3kg/亩；生长期，每亩用5～7kg植美佳1#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次；开花至膨大期，每亩用5～7kg植美佳2#，或用3～5kg植美佳0#和2～3kg植美佳2#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次；采收期，每亩用5～7kg植美佳2#进行滴灌或淋施，7～10天施用一次，每亩施用3～5kg美都乐-糖醇钙硼一次。
技术总结
本发明提供了一种利用伴矿景天和百香果套种修复和利用中轻度镉污染农田土壤的方法，属于土壤修复技术领域。本发明提供的方法，包括以下步骤：将伴矿景天和百香果以套种的形式种植在待修复的镉污染土壤中；待百香果的藤蔓长至20～60cm时，将藤蔓引上棚架。本发明将伴矿景天和百香果套种，充分利用百香果的遮阴效果，帮助伴矿景天安全度夏，提高伴矿景天的生物量，进一步提高伴矿景天去除土壤重金属镉的能力；伴矿景天可以高效吸附污染土壤中的重金属，从而确保生产出安全达标的百香果，提高农民经济效益，实现“边修复边生产”的双赢目的，是一种安全高效、经济价值高的镉污染农田土壤修复的方法。修复的方法。修复的方法。
技术开发人、权利持有人：陈喆 杨佳节 游少鸿 李茂林 叶延超 石玉翠 付永臻 徐逾 罗相萍 郑影怡
