本发明土壤修复技术领域，更具体地，涉及一种植物修复铜污染土壤的方法。
背景技术：
铜是植物生长所必须的微量元素，少量的铜对维持植物和人体正常生理功能具有促进作用，但是过量的铜会对植物和人体生长发育造成伤害。铜矿渣随意堆放，金属冶炼含铜污水和含铜污泥随意排放，含铜农药、化肥不合理使用，引起我国土壤大量重金属铜污染，引起经过食物链进入人体的铜过量积累，造成人体代谢紊乱，危及人体健康。部分
铜冶炼厂周围土壤铜含量可达150-1900mg/kg,严重危害农业生产，目前，应该积极采取有效手段，从源头上控制金属铜对环境造成污染，同时更应开展铜污染土壤修复工作，恢复受铜污染土壤生态，保障农业生产。
目前修复重金属铜污染土壤方法主要有：淋洗法，采用淋洗液，溶解螯合剂如edta清洗土壤，通过螯合土壤中的铜，达到修复目的；化学沉淀法，在污染土壤中添加石灰、碳酸钙、粉煤灰等降低土壤中铜含量；生物修复法，采用微生物、植物手段通过吸收和富集作用，清除污染土壤中的铜，以期达到土壤修复目的。淋洗法和化学沉淀法在重金属铜污染土壤修复中具有耗资大、技术复杂，且面临二次污染问题，不适合我国重金属土壤修复国情。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种植物修复铜污染土壤的方法。该方法包括如下步骤：将寸草苔移栽至铜污染过的土壤上。
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，寸草苔对铜污染土壤具有耐性，因此，在铜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铜，以控制土壤中铜含量在安全水平。
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，土壤中铜的浓度小于200mg/kg，进一步优选不高于100mg/kg，即在土壤中cuso4·5h2o浓度低于100mg/kg时，更适合使用本发明的寸草苔进行铜污染土壤修复。移栽后，寸草苔表现较强的铜吸收能力，也有较好的生物量，可以优选为50mg/kg～100mg/kg。
在本发明一个优选实施方式中，为了便于在铜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：向移栽了寸草苔的铜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，上述植物修复铜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，土壤中铜的浓度低于200mg/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，回收重金属铜。
本发明创新地使用寸草苔进行铜污染土壤的修复，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铜含量控制在安全水平。寸草苔耐重金属铜，可以将土壤中的铜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铜的目的，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，铜转移效率高，尤其是丰富了北方土壤重金属铜污染清除植物新品种。
附图说明
图1为实验例中不同浓度cuso4·5h2o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cuso4·5h2o污染土壤处理后寸草苔地上部和地下部铜的含量图。
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铜污染土壤的方法，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即可移栽至重金属铜污染土壤上。
2)铜污染土壤准备：
基本土壤取自黑龙江省绥化市、无重金属铜污染土壤，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cuso4·5h2o溶液，人工制作铜污染土壤50mg/kg，做3次重复实验。
3)在上述含有cuso4·5h2o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中铜污染土壤的浓度分别为100mg/kg、200mg/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中铜污染土壤的浓度为0mg/kg。
寸草苔生物量和铜含量检测
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cu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50mg/kgcuso4·5h2o污染土壤中，与对照材料0mg/kg相比(地上部干重为0.20mg，地下部为0.11mg)，寸草苔地上部和地下部生物量达到最高，地上部干重为0.30mg，地下部0.19mg；当土壤中铜浓度达到100mg/kg，时，地上部干重为0.35，地下部为0.22mg，也较对照材料高；而土壤中铜含量达到200mg/kg时，地上部干重为0.16mg，地下部干重为0.11mg，均比对照材料低，由此可见，寸草苔在50mg/kg和100mg/kg铜污染土壤中，地下部和地上部能保持较高的生物量，而在因此在200mg/kgcuso4·5h2o处理时地上部和地下部生物量均较对照低，所以，50mg/kg和100mg/kg以及浓度在两者之间的铜污染土壤适合寸草苔正常生长，且能生长的更好。
铜含量检测结果
如图2所示，低浓度的50mg/kg铜污染土壤中，地上部铜含量62.78mg/kg，地下部铜含量为54.20mg/kg；当土壤中的铜含量为100mg/kg时，地上部铜含量为67.46mg/kg，地下部铜含量为59.57mg/kg；当土壤中的铜含量在200mg/kg时，寸草苔地上部的铜含量为83.17mg/kg，地下部铜铜含量为62.81mg/kg。
在不同浓度cuso4·5h2o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铜能力：寸草苔在低于100mg/kg铜污染土壤中能表现出较高的生物量和较强的铜富集能力，通过不断的收割地上部，可以富集土壤中的铜，经过后续灰化处理可回收铜，从而对达到土壤修复的目的；而当土壤中的cuso4·5h2o浓度升高到200mg/kg时，虽然其地上部和地下部铜积累量都很高，但是，生物量已经降到很低了。
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。
技术特征：
技术总结
本发明提供了一种植物修复铜污染土壤的方法。该方法包括如下步骤：将寸草苔移栽至铜污染过的土壤上。其中，所述土壤中铜的浓度优选低于200mg/kg。本发明使用寸草苔进行铜污染土壤的修复，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，只需栽种一次即可通过地下部不断的长出根茎而繁殖出许多新植株；寸草苔耐铜，可以将土壤中的铜通过根系吸收转移到地上部，可通过收割地上部以控制土壤中铜含量在安全水平。
技术研发人员：王成;陈立平;侯佩臣;李爱学;何璐璐;陈泉
受保护的技术使用者：北京农业智能装备技术研究中心
技术研发日：2018.12.24
技术公布日：2019.04.16
声明：
“植物修复铜污染土壤的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京农业智能装备技术研究中心
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2024年07月05日 ~ 07日 
