專利名稱：一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法
技術領域：
本發明屬于農業環境保育與修復技術領域，更具體涉及一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法，適于廣大重金屬污染地區的農民與農技部門等的推廣。
背景技術：
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，提出了本項發明內容與實施技術方案。

發明內容
本發明的目的是在于提供了一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法。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，本發明采用了以下技術措施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，是指土壤中的重金屬含量，按照國家《土壤環境質量標準》(GB15618 - 1995)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(以Cd計，下同)超出國標農用允許限值的O. I — 6. O倍，砷、鎳、銅的含量(分別以As、Ni、Cu計，下同)超出國標農用允許限值的O. I — 5. O倍，鉛、鉻、鋅的含量(分別以Pb、Cr、Zn計，下同)超出國標農用允許限值的O. I 一 3. O倍。所述的中度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家《土壤環境質量標準》(GB15618 - 1995)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.I - 8. O倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的3. I - 5. O倍。所述的重度污染，是指土壤中的重金屬含量，按照國家《土壤環境質量標準》(GB15618 - 1995)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. I - 35. O倍，砷、鎳和銅的含量超出國標農用允許限值的8. I — 15. O倍，鉛、鉻和鋅的含量超出國標農用允許限值的5. 1-10.0倍。所述的收獲方式，是指人工和機械兩種收麻方式。所述的土壤重金屬鈍化劑，是指包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰在內的三種物質。所述的腐熟枯餅，由菜枯或者茶枯或者菜枯/茶枯混合物經20天的自然發酵而成，在本發明中兼具有機肥和土壤鈍化劑的雙重功能。所述的鈣鎂磷肥，為市售的商品化肥，在本發明中兼具磷肥和土壤鈍化劑的雙重功能。所述的生石灰，是由碳酸鈣經酸解、加入碳酸氫鈉反應和煅燒工序生產出的一種強堿性物質，其成分為氧化鈣(化學式為CaO)，在本發明中主要是用作土壤重金屬的鈍化齊U，同時也可為紅麻生產提供部分鈣質(Ca2+)營養。B.選用強耐重金屬污染特定品種，足量適時播種，確?！耙徊ト纭薄＿x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等強耐重金屬污染的紅麻特定品種，在農區常規植麻播種量(I. 50 - 2. 00千克/畝，參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)的基礎上，增大10 - 35%的用種量，即每畝播種量為I. 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。播種時的播幅(即播面寬度)以1.0 — 2. O厘米寬為宜、播深(即播面挖深)以O. 6 — O. 8厘米為宜，條間距為10 -12厘米。播完種后，立即在播面上覆土厚O. 8 — I. O厘米，確保實現“一播全苗”。所述的“一播全苗”，是指播種后出苗的數量，完全可以滿足間苗時所需要的最基本的苗數(一般為2. 5 — 3. O萬株/畝，參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻,高等教育出版社，2008年出版),而不需另行補種。所述的紅麻品種遺傳資源來源說明中紅麻13號是中國農業科學院麻類研究所通過(KB2XKBll)XKBll雜交選育成的紅麻多抗性、多用途晚熟高產新品種，2007年通過全國麻類品種鑒定委員會的鑒定(品種鑒定編號為國品鑒麻2007004)。中紅麻12號原名“SCS11 — 04”，是中國農業科學院麻類研究所利用國外優良紅麻種質(EV71X非洲紅麻)Fl與國內抗病特異育種材料SCSI復合雜交選育而成的兼具紡織、造紙等多功能的紅麻品種，2006年通過國家農技中心非主要農作物品種鑒定(品種鑒定編號為國鑒麻2006003)。中紅麻11號原名“KB11”，是中國農業科學院麻類研究所利用國外優良紅麻種質“EV41”與國內抗病材料“72 - 3”有性雜交選育而成的不早花裂葉型紅麻高產新品種，2001年通過國家農作物品種審定委員會審(認)定(品種審定編號為國審棉麻2001007)。中雜紅305 :原名“H305”，是中國農業科學院麻類研究所利用外觀性狀莖色和葉 型相似、經濟性狀互補性強的紅麻良種為親本，從數十個組合中篩選出的雜種FI、F2代均可利用的超高產型抗病優質雜交組合，2005年通過湖南省農作物品種審定委員會品種登記(登記編號為XPD006 - 2005)。ZH - 01 :是浙江省蕭山棉麻研究所通過“浙蕭麻I號”中熟品種經抗生素最低致死劑量按特用麻要求選育而成的多抗兼用性紅麻品種，2007年7月通過全國麻類品種鑒定委員會鑒定(品種鑒定編號為國品鑒麻2007007)。浙紅3號是浙江省農科院作物研究所從(7380X青皮3號)X (非洲紅麻)的F8中選育出的優良單株，經多年篩選后定型的強抗病性紅麻品種，兼具紡織、造紙等功能，1997年通過浙江省農作物品種審定委員會審(認)定。福紅13號是福建農林大學通過(福紅951 X福紅952) X (福紅952)雜交選育而成的兼具紡織、造紙等多用途的紅麻品種，2009年通過福建省農作物品種審定委員會審(認)定(品種認定編號為閩認麻2009001)。閩紅298 :是福建省農科院甘蔗研究所和福建省農業廳工業原料作物站通過(紅麻722) X (青皮三號)雜交選育而成的強抗病性紅麻品種，1998年11月通過福建省科學技術委員會的成果鑒定，并于2000年獲得福建省人民政府科學技術進步三等獎。芙蓉紅麻369 :是福建省農科院甘蔗所和中國農業科學院麻類研究所合作選育的藍花型紅麻品種。該品種以紅麻722為母本，金錢吊芙蓉為父本進行種間雜交，采用先嫁接后有性雜交，激素處理及幼胚或胚珠離體培養，歷經15年試驗選育而成，1994年通過福建省農作物品種審定委員會審(認)定(品種認定編號為閩認麻94 — 02)。閩紅964 :是福建省農業科學院甘蔗研究所通過[(閩紅82/34X紅麻917) F3] X(芙蓉紅麻369)雜交選育而成的多抗性晚熟紅麻品種，1997年通過福建省農作物品種審定委員會審(認)定(品種認定編號為閩認麻97 - 05)。
C.確定適宜種植密植，適時間苗/定苗，留足基本苗。a)重金屬污染地區種植紅麻的適宜密度，即定苗時保留的基本苗數，視土壤重金屬污染程度而定。對于輕度污染的土壤，其種植密度，與農區常規植麻的一致，即每畝保留的基本苗數為I. 40 - I. 80萬株(參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)；中度污染的土壤，其種植密度，要比農區常規植麻的增大5 — 15%，即每畝保留的基本苗數為I. 47 - 2. 07萬株；重度污染的土壤，其種植密度，要比農區常規植麻增大15 - 25%，即每畝保留的基本苗數為I. 61 — 2. 25萬株；b )重金屬污染地區種植紅麻的間苗和定苗的適宜時間，均要比農區常規植麻的延后I 一 3天，S卩當麻苗長出2 — 4片真葉、苗高6 — 8厘米時開始間苗，當麻苗長出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，培育有效壯株。a)結合間苗進行第一次中耕、除草和追肥，其耕深以2 - 3厘米為宜，每畝施用的總氮量(以N計，下同)控制在I. O -
I.6千克、總鉀量(以K2O計)控制在I. 8 — 2. 4千克。b )結合定苗進行第二次中耕、除草和追肥，其耕深以4 - 5厘米為宜，每畝施用的總氮量控制在I. 5 — 2. 5千克、總鉀量控制 在I. 8 — 2. 4千克。c )當苗高達25 - 28厘米時進行第三次中耕、除草和追肥，其耕深以6 - 7厘米為宜，每畝施用的總氮量控制在3. 5 — 5. 5千克、總鉀量控制在2. 4 — 4. 8千克，同時增加總磷量為1.0 — I. 8千克(以P2O5計)的磷肥。d)當苗高達50 - 60厘米(即麻園封行前)進行第四次中耕、除草和追肥，其耕深以4 - 5厘米為宜，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(即“趕梢月巴”)，其肥料種類和用量，均與第二次追肥的一致。f )追肥時應特別注意，嚴禁施用如氯化銨、硫酸銨、硝酸銨之類的生理酸性氮肥，以及如過磷酸鈣之類的化學酸性磷肥，以免加劇土壤酸化，增加重金屬的活性。g)在連續無雨的夏秋季節性干旱時節，每隔8 — 10天采用溝灌方式慢水灌溉一次，溝中的灌溉水面要比麻園的廂面低I 一 2厘米。所述的有效壯株，是指成熟收獲時株高可達3. O — 4. 5米、莖粗可達I. O — 2. 5厘米、皮厚可達O. 8 — I. 3毫米的紅麻單株(參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)。E.強化病蟲害防治，實現紅麻高產。a)紅麻最常見的病蟲害主要是炭疽病、立枯病、根結線蟲病、小造橋蟲和綠草盲蝽，在重金屬污染(尤其是在重度污染和部分已切斷食物鏈的中度污染)土壤上種植紅麻，采用化學藥劑防治病蟲害是一種最為直接、經濟(實惠)的有效方法。b )每畝用50或100克質量分數為80%的炭疽福美可濕性粉劑600倍液，或50或100克質量分數為50%的退菌特可濕性粉劑600倍液噴霧，可防治紅麻的炭疽病。c )每畝用50或100克質量分數為90%的敵克松原粉600倍液，或50或100克質量分數為40%的多?；靹?00倍液噴霧，可防治紅麻的立枯病。d )每畝用2千克質量分數為10%的噻唑膦顆粒劑拌土撒施，或用40或80毫升質量分數為30%的除線特乳劑(輕度污染的麻園禁用)兌水45千克噴霧，可防治紅麻的根結線蟲病。e )每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克，或40或80毫升質量分數為50%的馬拉松(輕度污染的麻園禁用)800倍液在三齡前幼蟲噴霧，可防治紅麻的小造橋蟲。f )每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克，或用40或80毫升質量分數為20%的殺滅菊酯800倍液噴霧，可防治紅麻的綠草盲蝽。所述的高產，是指收獲時每畝原麻單產需達到200 - 250千克的水平(參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)。所述的炭疽福美可濕性粉劑，為一種最常用的市售(商品)農藥。它是由福美雙(30%，w/w)、福美鋅(50%，w/w)、助劑和載體等組成，外觀為灰色粉末，低毒，具有抑制和殺菌的雙重作用。所述的退菌特可濕性粉劑，為一種最常用的市售(商品)農藥。它是福美雙、福美鋅、福美甲胂的復配制劑，其有效成分為“N，N-二甲基二硫代氨基甲酸甲胂” + “二甲基二硫代氨基甲酸鋅”+“雙(二甲基硫代氨基甲酰基)二硫物”，是一種廣譜保護性的殺菌劑。所述的可濕性粉劑，是商品農藥常見的一種劑型。它由農藥原藥、惰性填料和助劑按一定比例經充分混勻粉碎后，達到一定粉粒細度的劑型。從形狀上看，它與粉劑無區別，但由于其添加了濕潤劑、分散劑等助劑，加到水中后能被水濕潤、分散，形成懸浮液，可噴灑
施用。與乳油相比，可濕性粉劑的生產成本低，可用紙袋或塑料袋包裝，儲運方便、安全，包裝材料比較容易處理。更重要的是，可濕性粉劑不使用溶劑和乳化劑，對植物更為安全。所述的敵克松，又名地克松、地爽、敵磺鈉，為一種最常用的市售(商品)農藥。它是中等毒性的殺菌劑，防治病害以保護作用為主，兼有內吸作用。所述的多?；靹瑸橐环N最常用的市售(商品)農藥。它是多菌靈與福美雙的復配制劑，為具有保護作用的殺菌劑。所述的噻唑膦顆粒劑，為一種最常用的市售(商品)農藥。它主要用于防治線蟲、蚜蟲等，對根結線蟲、根腐線蟲有特效。所述的除線特，為一種最常用的市售(商品)農藥。它是20世紀50年代中期出現的第一個有機磷殺線蟲劑，其制劑有乳油、粉劑等。因其毒性強、殘留時間長，在輕度污染的麻園內禁止使用。所述的敵百蟲，為一種最常用的市售(商品)農藥。它是有機磷類的殺蟲劑。所述的馬拉松，又名馬拉硫磷、馬拉塞昂，為一種最常用的市售(商品)。它是非內吸性殺蟲、殺螨劑。因其毒性強、殘留時間較長，在輕度污染麻園內禁止使用。所述的殺滅菊酯，又名氰戊菊酯、中西殺滅菊酯、速滅殺丁、速滅殺酯、敵蟲菊酯、腈氯苯醚菊酯，為一種最常用的市售(商品)農藥。它以觸殺作用為主，亦有胃毒、殺卵和拒食等作用，對害蟲的幼蟲、蛹、卵為有較強的殺傷力。本發明與現有技術相比，具有以下優點與效果A.本發明確定的中紅麻13號、中紅麻12號、中紅麻11號、中雜紅305、ZH — 01、浙紅3號、福紅13號、閩紅298、芙蓉紅麻369、閩紅964等10個紅麻特定品種，即使在土壤鎘含量為國標農用允許限值的35倍，或砷、鎳、銅含量為國標農用允許限值的15倍，或鉛、鉻、鋅含量為國標農用允許限值的10倍等極端惡劣的土壤環境條件下，均能完成正常的生長周期，且具有較高的原麻產量(申請人的微區模擬試驗結果為O. 15 - O. 25千克/平方米，折合畝產100. O - 166. 7千克)，表明上述特定品種耐受重金屬污染的能力強，是重金屬污染地區發展紅麻生產、實現污染土壤農業安全與高效利用的首選品種。B.本發明通過施用包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰在內的三種鈍化劑，使土壤重金屬活性大幅降低(申請人的田間試驗監測結果是土壤有效態鎘含量下降了 47.6 —88. 3%，有效態鉛、砷含量亦分別下降了 39. 8 - 75. 4%與42. 9 一 83. 6%)，有效減輕了鎘、鉛、砷等重金屬元素對紅麻生長發育的影響，特別是對其幼苗期根系生長發育的影響，顯著地提高了麻苗的成活率(申請人的田間試驗結果是中度污染土壤未施用鈍化劑處理的麻苗成活率僅50%左右，施用鈍化劑處理的則提高到了 80 - 90%)。同時，通過實施本發明所確定的適量增加播種量、適度增大種植密度、勤中耕、巧施肥、及時灌溉和防治病蟲害等田間技術措施，確保了麻園豐(高)產輕度污染麻園的平均單產為276. 2±25. 5千克/畝，中度和重度污染麻園的單產分別為247. 6±23. 4與220. 9±21. 2千克/畝，均達到或超過了南方麻區的高產水平(標準為200 - 250千克/畝，參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)，且原麻中的重金屬含量可控制在歐美關于紡織原料中鎘(Cd)限量(20毫克/千克)的標準以內，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。C.傳統的紅麻高產施肥方式是“施足基肥”，其主要做法是在播種前每畝施用4 -5噸的土雜肥(含農家肥)，并配合施用30 - 50千克的過磷酸鈣(系本發明禁用的化學酸性肥料)和10千克左右的氯化鉀，播種后再每畝施用草木灰150千克覆籽(參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)，其工作量大，在目 前青壯年勞力基本外出務工的農村是根本不可能實現的。本發明充分利用腐熟枯餅和鈣鎂磷肥既能有效提供紅麻所需養分，又可有效鈍化土壤重金屬活性的雙重功能，取代了土雜月巴(含農家肥)、氯化鉀和草木灰等作為基肥施用。雖然投入腐熟枯餅較施用土雜肥(含農家月巴)新增了 50 - 125元/畝的肥料成本，但卻節省了 2 — 3個/畝的勞動用工，且減少了10千克/畝左右氯化鉀的施用，不僅綜合經濟效益可觀，而且社會效益更為明顯(農民樂于接受，且實現了重金屬污染土壤的農業安全與高效利用)。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步的詳細描述，但并非是對本發明的限制，凡依照本發明公開內容所作的任何本領域的等同替換，均屬于本發明的保護范圍。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，降低土壤重金屬活性。選晴天于4月中旬或4月下旬或5月上旬在重金屬污染土壤上開展深耕、分廂、起壟、開溝、整地等的田間耕作。麻園土壤翻耕深度，以35或37或38或40厘米為宜，具體視麻園所在地勢和重金屬的污染程度而定山坡地的麻園以淺耕(35 — 37厘米)為宜，而平旱地和水田的則以深耕(38 - 40厘米)為宜；污染程度較低的麻園以淺耕(35 - 37厘米)為宜，而污染嚴重的則以深耕(38 - 40厘米)為宜。麻園廂寬，一般為I. 8或2. I或2. 4或2. 8或3. 2或3. 6米，具體視麻園所在地勢和收獲方式而定山坡地的麻園以窄廂(I. 8 — 2. 4米)為宜，平旱地和水田的則以寬廂(2.8 - 3.6米)為宜；人工收獲的麻園以窄廂(I.8 — 2.4米)為宜，機械收獲的則以寬廂(2.8 — 3.6米)為宜。麻園壟長，一般控制在30米以內，每超過30米時需加開一條腰溝。麻園內每隔4或5或6廂開挖一條主溝，四周開挖圍溝。麻園內腰溝和主溝的溝深，一般為30或35或40或45厘米，具體規格視麻園地勢和收獲方式而定，總的原則是山坡地的麻園以淺溝(30 - 40厘米)為宜、平旱地和水田的則以深溝(35 - 45厘米)為宜，人工收獲的麻園以淺溝(30 - 40厘米)為宜、機械收獲的則以深溝(35 - 45厘米)為宜，但必須確保與麻園的廂溝(溝深為35或40或45厘米)、腰溝(溝深為35或40或45厘米)等的排灌暢通。在確定播種前4或5或6或7天內完成分廂起壟、開溝整地等的麻園田間耕作，并于整地結束后立即施用包括腐熟枯餅、鈣鎂磷肥和生石灰三種物質在內的土壤重金屬鈍化劑。輕度污染土壤的麻園鈍化劑用量是腐熟枯餅100或125或150千克/畝、鈣鎂磷肥50或75或100千克/畝、生石灰25或50或75千克/畝。 中度污染土壤的麻園鈍化劑用量是腐熟枯餅150或175或200千克/畝、鈣鎂磷肥75或100或125千克/畝、生石灰50或75或100千克/畝。重度污染土壤的麻園鈍化劑用量是腐熟枯餅200或225或250千克/畝、鈣鎂磷肥100或125或150千克/畝、生石灰75或100或125千克/畝。施用鈍化劑的目的主要是降低土壤重金屬的活性，確保播種后種子能正常發芽、出苗和促進麻苗的生長發育(尤其是幼苗期根系的生長發育)，提高其成活率，同時也是為紅麻生產提供必要的養分(鈍化劑施用取代了麻園的基肥)。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。B.選用強耐重金屬污染特定品種，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等強耐重金屬污染的紅麻特定品種，在農區常規植麻播種量(I. 50 - 2. 00千克/畝，參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)的基礎上，增加10或15或20或25或30或35%的用種量，即每畝的播種量為I. 65或I. 86或2. 07或2. 28或2. 49或2. 70千克，于4月下旬或5月上旬或5月中旬擇晴天以條播方式播種。播種時的播幅(即播面寬度)以I. O或I. 5或2. O厘米寬為宜、播深(即播面挖深)以O. 6或O. 7或O. 8厘米為宜，條間距為10或11或12厘米。播完種后，立即在播面上覆土厚O. 8或O. 9或I. O厘米，確保實現“一播全苗”。鑒于紅麻的種子較小，為防止播種不勻，可將種子與過2目篩的干土 (每畝播種時的干土用量為10或11或12千克)充分混勻后再進行播種。其具體操作方法是先將干土過2目篩(即孔徑8毫米篩)，根據播種面積稱取所需要的干土數量平攤于潔凈的水泥地面上，厚度不超過5毫米，按每千克干土用水300或350或400毫升的比例噴霧濕潤后，再將種子均勻撒施于已濕潤的土壤上，充分混勻后即可進行田間播種。C.確定適宜種植密植，適時間苗/定苗，留足基本苗。重金屬污染地區種植紅麻的適宜密度，即定苗時保留的基本苗數，視土壤重金屬污染程度而定。對于輕度污染的土壤，其種植密度，與農區常規植麻的一致(一般為I. 40 - I. 80萬株，參見胡立勇等主編的《作物栽培學》第十四章黃麻與紅麻，高等教育出版社，2008年出版)，即每畝保留的基本苗數為I. 40或I. 50或I. 60或I. 70或I. 80萬株。中度污染的土壤，其種植密度，要比農區常規植麻的增大5或7或9或11或13或15%，即每畝保留的基本苗數為I. 47或I. 59或I. 71或I. 83或I. 95或2. 07萬株。重度污染的土壤，其種植密度，要比農區常規植麻增大15或17或19或21或23或25%，即每畝保留的基本苗數為I. 61或I. 74或I. 87或2. 00或2. 12或2. 25萬株。重金屬污染地區種植紅麻間苗和定苗的適宜時間，均要比農區常規植麻的延后I或2或3天。當麻苗長出2或3或4片真葉、長高至6或7或8厘米時,開始間苗。當麻苗長出8或9或10片真葉、長高至16或17或18厘米時，正式定苗。D.及時中耕/除草，合理追肥/灌溉，培育有效壯株。結合間苗進行第一次中耕、除草和追肥，其耕深為2或3厘米，每畝施用的總氮量(以N計，下同)控制在I. O或I. 2或I. 4或I. 6千克、總鉀量(以K2O計)控制在I. 8或2. O·或2. 2或2. 4千克。結合定苗進行第二次中耕、除草和追肥，其耕深為4或5厘米，每畝施用的總氮量控制在I. 5或I. 9或2. 2或2. 5千克、總鉀量控制在I. 8或2. O或2. 2或2. 4千克。當苗高達25或26或27或28厘米時進行第三次中耕、除草和追肥，其耕深為6或7厘米，每畝施用的總氮量控制在3. 5或4. O或4. 5或5. O或5. 5千克、總鉀量控制在2. 4或3. O或3. 6或4. 2或4. 8千克，同時增加總磷(以P2O5計)量為I. O或I. 2或I. 4或I. 6或I. 8千克的磷肥。當苗高達50或52或54或56或58或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或5厘米，其肥料種類和用量，均與第三次追肥的一致。在收獲前50或52或54或56或58或60天內趁雨天或灌溉后施用最后一次追肥(即“趕梢肥”)，其肥料種類和用量，均與第二次追肥的一致。追肥時應特別注意，嚴禁施用如氯化銨、硫酸銨、硝酸銨之類的生理酸性氮肥，以及如過磷酸鈣之類的化學酸性磷肥，以免加劇土壤酸化，增加土壤重金屬活性。在連續無雨的夏秋季節性干旱時節,每隔8或9或10天采用溝灌方式慢水灌溉一次，溝中的灌溉水面比麻園的廂面低I. O或I. 5或2. O厘米。E.強化病蟲害防治，實現紅麻高產。紅麻最常見的病蟲害主要有炭疽病、立枯病、根結線蟲病、小造橋蟲和綠草盲蝽，在重金屬污染地區采用化學農藥防治方式比其它方式更為直接、經濟、有效。每畝用50或100克質量分數為80%的炭疽福美可濕性粉劑600倍液，或50或100克質量分數為50%的退菌特可濕性粉劑600倍液噴霧，可防治紅麻的炭疽病。每畝用50或100克質量分數為90%的敵克松原粉600倍液，或50或100克質量分數為40%的多福混劑800倍液噴霧，可防治紅麻的立枯病。每畝用2千克質量分數為10%的噻唑膦顆粒劑拌土撒施，或用40或80毫升質量分數為30%的除線特乳劑兌水45千克噴霧，可防治紅麻的根結線蟲病。每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克，或40或80毫升質量分數為50%的馬拉松800倍液在三齡前幼蟲噴霧，可防治紅麻的小造橋蟲。每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克，或用40或80毫升質量分數為20%的殺滅菊酯800倍液噴霧，可防治紅麻的綠草盲蝽。“一種在重金屬污染土壤上種植紅麻的方法”的中試試驗與示范結果如附表I所示。其結果表明輕度污染麻園(湖南省沅江市大南湖鎮南湖村)的平均產量為276. 2±25. 5千克/畝，比農區常規植麻(湖南省安鄉縣陳家嘴鎮陳家村，下同)的平均產量(260. 2 ±20. 8千克/畝)高出6. 1%，差異顯著(p < O. 05);中度污染麻園(湖南省安化縣煙溪鎮煙溪村、湖南省雙峰縣梓門橋鎮橋頭村、湖南省株洲市天心區馬家河鎮中路村)的平均產量為247. 6±23. 4千克/畝，比農區常規植麻的低4. 8%，未達5%的顯著差異水平；重度污染麻園(湖南省嘉禾縣肖家河鎮沙坪村、湖南省瀏陽市湘和化工廠區原綠化地)的平均產量為220. 9±21. 2千克/畝，比農區常規植麻的低15. 1%，差異顯著(p < O. 05)。但無論是重度污染麻園，還是中度、輕度污染麻園，其產量均達到了我國南方紅麻產區200 - 250千克/畝的高產水平，且產品(原麻)中的重金屬含量，均控制在歐美關于紡織原料中鎘(Cd)限量(20毫克/千克)的標準范圍內，實現了重金屬污染土壤的農業安全與高效利用的目標，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。附表I.中試試驗與示范基地重金屬污染與紅麻生產概況
權利要求
1. 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I. 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 一 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O. I — 6.0倍，砷、鎳、銅的含量超出國標農用允許限值的O. I - 5. O倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的O. I — 3. O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. I — 8. O倍，鉛、鉻、鋅的含量超出國標農用允許限值的3. I — 5. O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. I - 35. O倍，砷、鎳和銅的含量超出國標農用允許限值的8. I - 15. O倍，鉛、鉻和鋅的含量超出國標農用允許限值的5. I — 10. O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I. 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. O厘米為宜，覆土厚O. 8 — I. O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I. 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I. 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I. 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I 一 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1(20計的總鉀量控制在I. 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K20量控制在I. 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K20量控制在2. 4 — 4. 8千克，同時增加以P205計的總磷量為I. O — I. 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I 一 2厘米； 所述的有效壯株，是指成熟收獲時株高可達3. O — 4. 5米、莖粗可達I. O — 2. 5厘米、皮厚可達O. 8 - I. 3毫米的紅麻單株； E.強化病蟲害防治，實現紅麻高產a )紅麻最常見的病蟲害有炭疽病、立枯病、根結線蟲病、小造橋蟲和綠草盲蝽；b )每畝用50或100克質量分數為80%的炭疽福美可濕性粉劑600倍液，或50或100克質量分數為50%的退菌特可濕性粉劑600倍液噴霧，防治紅麻的炭疽病；c )每畝用50或100克質量分數為90%的敵克松原粉600倍液，或50或100克質量分數為40%的多福混劑800倍液噴霧，防治紅麻的立枯病；d )每畝用2千克質量分數為10%的噻唑膦顆粒劑拌土撒施，或用40或80毫升質量分數為30%的除線特乳劑兌水45千克噴霧，防治紅麻的根結線蟲??；e )每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克，或40或80毫升質量分數為50%的馬拉松800倍液噴霧，防治紅麻的小造橋蟲；f )每畝用50或100克質量分數為90%的敵百蟲粉劑兌水45千克，或用40或80毫升質量分數為20%的殺滅菊酯800倍液噴霧，防治紅麻的綠草盲蝽。
全文摘要
本發明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?！耙徊ト纭?；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。
文檔編號A01B79/02GK102939836SQ201210476020
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者黃道友, 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 申請人:中國科學院亞熱帶農業生態研究所