[發明專利]一種在重金屬污染土壤上種植亞麻的方法

有效

• 申請號: 201210477356.5
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN102934581A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 黃道友;劉守龍;朱奇宏;羅尊長;任雪菲;饒中秀;夏戰鷹;王帥;曹曉玲;王繼宇;席園
• 申請（專利權）人: 中國科學院亞熱帶農業生態研究所
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00;A01B79/02;C05F3/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明屬于農業環境保育與修復技術領域，更具體涉及的是一種在重金屬污染土壤上種植亞麻的方法，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、玉米等。

亞麻（Linum?usitatissimum?L．），屬亞麻科亞麻屬一年生草本，主要有纖維用亞麻、油用亞麻和油纖兩用亞麻等三個類型的栽培品種，是最古老的韌皮纖維作物和油料作物，在我國北方廣為栽培，南方主要用于冬季農業發展、春播的較少。雖然國內外曾有大量亞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：

一是亞麻種類眾多，考慮到食品安全問題，真正適于重金屬污染地區尤其是嚴重污染地區種植的較少。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，許多纖維用亞麻品種，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亞麻生產，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，即使某些纖維用亞麻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，造成死苗、缺苗現象嚴重。因此，在重金屬污染地區發展亞麻生產，如何保證麻園實現一播全苗，是確保亞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亞麻特定品種，也對土壤重金屬污染程度有著不同的響應：較低含量的重金屬（尤其是鎘）對亞麻具有明顯地刺激作用，可促進亞麻生長；較高含量的重金屬則有顯著地抑制作用，使亞麻生長發育遲緩、株型矮化嚴重。而麻園的有效株、單株高和莖粗等是構成亞麻原莖豐（高）產的最基本的評價指標。因此，在重金屬污染地區發展亞麻生產，需要確定一個合理的種植密度，即單位面積保有的基本苗數；同時，也需要保有的基本苗生長成為強壯的個體（其具體特征是株適高、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，這只能通過田間有效的管理措施才能獲得。

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。亞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亞麻生產，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亞麻生產的諸多技術問題與瓶頸，根據申請人兩年多（2010.09~2012.05）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