一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210475776.X

申请日:

20121121

公开号:

CN102919042A

公开日:

20130213

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

A01G1/00,A01B77/00,A01B79/02,A01C21/00,A01G13/00

主分类号:

A01G1/00,A01B77/00,A01B79/02,A01C21/00,A01G13/00

申请人:

中国科学院亚热带农业生态研究所

发明人:

黄道友,刘守龙,朱奇宏,罗尊长,曹晓玲,盛良学,饶中秀,任雪菲,夏战鹰,王帅,王继宇,席园

地址:

410125 湖南省长沙市芙蓉区远大二路644号

优先权:

CN201210475776A

专利代理机构:

武汉宇晨专利事务所

代理人:

王敏锋

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内容摘要

本发明公开了一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法,其步骤:A.选择强耐重金属污染的苎麻特定品种,并应用嫩梢扦插繁育技术培育苎麻壮苗;B.开展麻园建设,并施用钝化剂降低土壤重金属的活性;C.适时移栽与合理密植;D.科学追肥与适时破杆;E.及时防治病虫害与强化麻园冬培管理。本发明的实践结果表明,新植麻园的当年产量和次年头麻产量可分别达到71.8~74.3与84.8~86.3千克/亩,与同期清洁土壤新植麻园的基本一致,且原麻中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内,实现了重度重金属污染土壤的农业安全与高效利用,技术简便、方法易行,适于广大重金属污染严重地区的农民与农技部门等的推广应用。

权利要求书

1.一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法,其步骤是:A.选择强耐重金属污染的品种,应用嫩梢扦插繁育技术培育苎麻壮苗:选择中苎1号,或湘苎3号,或华苎3号,或华苎5号,或川苎5号,或川苎8号,通过种子繁育技术在重金属重度污染的土壤上建立母本园,于9月中旬剪取其主茎梢或分枝梢扦插在未被重金属污染的清洁土壤上或厚度达30厘米的沙床上,其扦插繁育密度要比用于新建常规麻园的减少15 ~ 20%,每平方米清洁土壤或沙床上扦插的嫩梢数为160 ~ 170株,培育壮苗;所述的重金属,包括镉、铅、砷、铬、镍、铜、锌7种重金属元素;所述的重度污染,是指土壤中的重金属含量,按照国家标准规定的农用地允许限值,至少有一种元素的含量达到了以下评判标准:以Cd计的镉含量超出国标农用地允许限值的17 ~ 35倍,以As、Ni、Cu计的砷、镍和铜含量超出国标农用地允许限值的8 ~ 15倍,以Pb、Cr、Zn计的铅、铬和锌含量超出国标农用地允许限值的5 ~ 10倍;所述的清洁土壤,其重金属含量,控制在国家标准规定的农用地允许限值以内,以Cd计的镉含量<0.30毫克/千克,以Pb计的铅含量<250毫克/千克,以As计的砷含量<30毫克/千克,以Cr计的铬含量<250毫克/千克,以Ni计的镍含量<40毫克/千克,以Cu计的铜含量<50毫克/千克,以Zn计的锌含量<200毫克/千克;B.开展麻园建设,并施用钝化剂降低土壤重金属的活性:选晴天于育苗当年10 ~ 12月深耕土壤,耕深为40 ~ 45厘米;于次年3月下旬至4月中旬分厢起垄,厢宽为1.5 ~ 4.0米,垄长控制在25米以内,每超过25米加开一条腰沟,每隔3 ~ 5厢开挖一条主沟,四周开挖围沟;厢沟、腰沟、主沟和围沟的沟深为40 ~ 55厘米;于确定栽植麻苗前4 ~ 6天内完成分厢起垄、开沟整地,并于整地结束后按下述标准施用土壤重金属钝化剂:腐熟枯饼200 ~ 250千克/亩、钙镁磷肥75 ~ 100千克/亩、生石灰50 ~ 75千克/亩;C.适时移栽与合理密植:用步骤A.培育出的麻苗于次年4月下旬至5月上旬择晴天移栽在重度重金属污染的土壤上,浇足定根水;其栽植密度,要比新建常规麻园的增加5 ~ 10%,每亩栽植麻苗的密度为2520 ~ 3300蔸;D.科学追肥与适时破杆:a.对于移栽当年的破杆麻,追肥3 ~ 4次,每亩施用的以N计的总氮量控制在5.5 ~ 7.0千克、以PO计的总磷量控制在0.3 ~ 0.6千克、以KO计的总钾量控制在3.6 ~ 4.8千克;b.对于移栽当年的第二季麻以及往后6 ~ 7年内的二麻、三麻,每季追肥2次,在前季收获后的5 ~ 8天与12 ~ 15天的期间内完成,每季每亩N、PO和KO的施用控制数量与破杆麻的一致,两次施用的比例为0.6:0.4或0.5:0.5;c.无论是当年的破杆麻,还是当年的第二季麻以及往后6 ~ 7年内二麻、三麻的追肥,均禁用氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和过磷酸钙之类的化学酸性磷肥;d.重度污染麻园的破杆时间,要比新建常规麻园的推迟30 ~ 45天,移栽后115 ~ 125天开始收获破杆麻;所述的二麻、三麻,分别是指在7月下旬至8月上旬、10月中旬至11月上旬期间收获的苎麻;E.防治病虫害与强化麻园冬培管理:a.苎麻最常见的病虫害有根腐线虫病、花叶病、夜蛾、赤蛱蝶和黄蛱蝶;b.每亩用2千克质量分数为10%的克线丹颗粒剂拌土50千克撒施防治苎麻根腐线虫病、用40或80毫升质量分数为35%的叶蝉散800倍液在花叶蝉若虫盛发期喷雾防治苎麻的花叶病、用40或80毫升质量分数2.5%的溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾防治苎麻的夜蛾、赤蛱蝶和黄蛱蝶;c.每年收获完最后一季麻,开展麻园中耕、挖除伸向行间部分的跑马根、厢面覆土培肥、清沟护蔸的田间冬培管理工作,确保来年头麻即第一季麻的丰产;所述的头麻,是指在5月下旬至6月上旬期间收获的苎麻。

说明书

技术领域

本发明属于农业环境保育与修复技术领域,更具体涉及一种在重金属重度污染土壤上种 植苎麻的方法,适于广大重金属污染严重地区的农民与农技部门等的推广应用。

背景技术

随着工业化和城市化的不断推进,我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视。 据相关资料报道,上世纪80年代初期我国受镉、铅、汞、砷、铬、镍等重金属污染的耕地面 积仅267万公顷,1988年时便增加到667万公顷,到上世纪末已超过1000万公顷,目前已 突破2000万公顷、约占全部耕地面积的20%。更为严重的是,我国基本农田的重金属污染也 相当严重。据国家环境保护部近年对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属的抽样监测结 果,已发现3.6万公顷的土壤重金属含量超标,超标率高达12.1%。如何修复利用已被重金属 污染的农田,已引起了各级政府的高度重视。

一般而言,我国对于轻度重金属污染农田和部分中度重金属污染农田是不轻言“改种”和 “改制”的,总是想方设法通过各种技术途径保持原有的种植模式,以生产出足够多的可食用 农产品,以保障我国的粮食安全和食用农产品的质量安全,只有确实不能生产出符合国家食 品安全标准的那部分重金属污染农田(即重度污染农田和少部分中度污染农田),才通过植物 修复技术对其加以改良利用,但也不轻言放弃其农用地的性质,以确保国家“18亿亩耕地的 红线”底限不被突破。

目前,国内外通常采用的植物修复技术主要有两类:一类是采用超富集植物来修复被重 金属污染的土壤,如遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)等,但超富集植物大多生物量低、抗病 虫害能力弱,且用于农田修复将改变其农用地的性质;另一类是采用生物量大而不具备超富 集重金属元素的植物来修复利用已被污染的土壤,如麻类作物、烤烟、桑树、玉米等。

苎麻(Boehmeria.L)原产于我国西南地区,是多年生宿根性草本植物,也是最重要的 纺织纤维作物,其适应性强,在平湖、丘陵和山区的各种土壤上均可种植。虽然国内外有大 量苎麻优质高产栽培技术方面的文献报道,且我国有关部门也颁布实施了相关的苎麻优质高 产栽培技术规程(如湖南省质量技术监督局在发布实施的《湖南省地方标准苎麻栽培技术 规范(DB/T384-2008)》),但其技术在重金属污染严重地区的推广应用仍然遭遇到了诸多的 技术瓶颈与障碍:

一是许多苎麻品种不具备抗御重度重金属污染的能力,常常在重金属污染严重地区不能 完成正常的生长周期甚至不能存活。因此,在重金属污染严重地区发展苎麻生产,必须选用 具有强耐重金属污染能力的特定品种。

二是苎麻系须根性的植物,即使某些特定品种具备抗御重度重金属污染的能力,但在重 金属污染严重地区的生长初期,根系发育依然受到严重的威胁,甚至被重金属“腐蚀”而死亡 (幼苗期的新生根系尤为严重),有性繁殖(即种子繁育)技术不适于在重金属污染严重地区 的大面积推广应用(出苗后新生根系大量死亡导致麻园缺苗/缺蔸甚多),而切根播种的工作 量太大、运输成本太高且种(来)源资源有限。因此,在重金属污染严重地区发展苎麻生产, 只能选用嫩梢扦插技术繁育麻苗,并经越冬形成萝卜状根以保证种苗具有足够老的根系来适 应重度重金属污染的环境。

三是具备抗御重度重金属污染能力的苎麻特定品种,对不同重金属污染元素的耐受能力 均有一个明显的分界点即耐受阈值。如苎麻对镉(以Cd计)的耐受阈值为11.7毫克/千克(申 请人的长期研究结果,将刊发在《中国麻业科学》2012年8月出版的第4期上),土壤中的 镉含量低于此值,苎麻的原麻产量与常规麻园(即未受重金属污染的麻区)的没有明显差异 (p>0.05),且较低含量的镉(0.5~2.5毫克/千克)对苎麻生长发育具有显著的刺激作用(p <0.01),可促进苎麻的发蔸与分株;高于此值,会出现发蔸慢、分株少甚至死蔸等的现象, 严重影响苎麻丰产构成的基本指标(如每亩有效株数)。因此,在重金属污染严重地区发展苎 麻生产,需要确定一个合理的种植密度和一个适宜的破杆时间(即新植麻园首次收获苎麻的 时间)。

四是土壤的pH值直接关系到土壤重金属的活性,影响农产品的品质。长期大量施用诸 如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥,将直接 导致土壤的pH值降低,使土壤重金属的活性加大,增加作物对重金属元素的吸收与积累量, 这是申请人多年研究与实践的结果。苎麻是一种需肥量较大的多年生作物,每年需要施用大 量的化肥才能确保其高产稳产。因此,在重金属污染严重地区发展苎麻生产,有一个合理施 肥尤其是科学追肥的问题,因为追肥使用的均是化肥,如果施用不当,不仅会诱发环境风险 (农业面源污染),而且会酸化土壤,增加土壤重金属的活性。

针对上述阻碍重金属污染严重地区发展苎麻生产的诸多技术问题与瓶颈,根据申请人多 年的研究结果与实践经验,提出了本项发明内容与实施技术方案。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法。利用该方法 在重金属污染严重地区种植苎麻,当年苎麻产量和次年头麻产量可分别达到71.8~74.3与 84.8~86.3千克/亩,均与同期清洁土壤新植麻园的基本一致(但两者间的差异不显著,p> 0.05),且原麻中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内,实现了重度重金属污染土壤 的农业安全与高效利用,技术简便、方法易行,适于广大重金属污染严重地区的农民与农技 部门等的推广应用。但该方法不适用于中度和中度以下重金属污染的土壤。

为了实现上述目标与任务,本发明采用了以下技术措施:

一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法,其步骤是:

A.选择强耐重金属污染的特定品种,并应用嫩梢扦插繁育技术(参见胡立勇等主编的 《作物栽培学》第十三章苎麻,高等教育出版社,2008年出版)培育苎麻壮苗。选择中苎 1号,或湘苎3号,或华苎3号,或华苎5号,或川苎5号,或川苎8号等特定强耐重金属 污染的苎麻品种,通过有性繁殖技术即种子繁育技术(参见胡立勇等主编的《作物栽培学》 第十三章苎麻,高等教育出版社,2008年出版)在重金属重度污染的土壤上建立母本园, 于9月中旬剪取其主茎梢或分枝梢扦插在未被重金属污染的清洁土壤上或厚度达30厘米的沙 床上,其扦插繁育密度必须要比用于新建常规麻园的减少15~20%,即每平方米清洁土壤或 沙床上扦插的嫩梢数为160~170株,以利培育壮苗。

所述的重金属,是指包括镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、 锌(Zn)在内的7种元素。

所述的重度污染,是指土壤中的重金属含量,按照国家《土壤环境质量标准(GB15618- 1995)》规定的农用地允许限值,至少有一种元素的含量达到了以下评判标准:镉的含量(以 Cd计)超出国标农用地允许限值的17~35倍,砷、镍和铜3种元素含量(分别以As、Ni、 Cu计)超出国标农用地允许限值的8~15倍,铅、铬和锌3种元素含量(分别以Pb、Cr、 Zn计)超出国标农用地允许限值的5~10倍。

所述的清洁土壤,其重金属含量均严格控制在国家《土壤环境质量标准(GB15618-1995)》 规定的农用地允许限值以内,即:土壤中的的镉<0.30毫克/千克(以Cd计)、铅<250毫克 /千克(以Pb计)、砷<30毫克/千克(以As计)、铬<250毫克/千克(以Cr计)、镍<40毫 克/千克(以Ni计)、铜<50毫克/千克(以Cu计)、锌<200毫克/千克(以Zn计)。

所述的新建常规麻园,是指新建、新植在清洁土壤上的当年生麻园。

所述的壮苗,是指经过越冬后的两年生麻苗,其显著特点是根部长有明显的萝卜状老根。

所述的苎麻品种遗传资源来源说明:

中苎1号:原代号8306,是中国农科院麻类研究所从“圆叶青”ד芦竹青”杂交后代中选育 出来的高产苎麻新品种,2004年2月通过国家品种审定委员会审(认)定并正式定名。

湘苎3号:原名C-20,是湖南农业大学苎麻研究所从广西黑皮蔸经自由授粉的后代中 选育而成,1989年通过湖南省农作物品种审定委员会审(认)定并正式定名。

华苎3号:原代号5223-5,是华中农业大学麻类研究室用新余麻作母本与稀节巴杂交而 成的苎麻新品系,1999年4月通过湖北省农作物品种审定委员会审(认)定并正式定名。

华苎5号:原代号7323-1,是华中农业大学麻类研究室和阳新县科技开发中心用“(黄 荆皮×稀节巴)”ד(万载鸡骨白×荔波大蔸麻)”的后代,经人工控制无融合生殖选育而成的 苎麻品种,2004年通过湖北省农作物品种审定委员会审(认)定并正式定名。

川苎5号:是四川省荣昌县农业局从红皮小麻自交二代中选出的单株(蔸),经多年培育 而成,1996年通过四川省农作物品种审定委员会审(认)定并正式定名。

川苎8号:是四川达州农科所以自育的雄性不育系C26为亲本,采用两系法,与苎麻特 异恢复系T6杂交而成的优质超高产杂交苎麻新品种,2002年通过四川省农作物品种审定委 员会审(认)定并正式定名。

B.开展麻园建设,并施用钝化剂降低土壤重金属的活性。选晴天于育苗当年10~12 月深耕土壤,其深度以40~45厘米为宜;于次年3月下旬至4月中旬期间分厢起垄,厢宽一 般为1.5~4.0米,具体规格视麻园所在地势、选用品种和收获方式而定;垄长一般控制在25 米以内,每超过25米时则须加开一条腰沟;每隔3~5厢开挖一条主沟,四周开挖围沟;厢 沟、腰沟、主沟和围沟的开沟深度一般为40~55厘米,视麻园地势和收获方式而定;于确定 栽植麻苗前4~6天内完成分厢起垄、开沟整地等的麻园田间建设任务,并于整地结束后立即 按下述标准施用包括腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质在内的土壤重金属钝化剂:腐熟 枯饼200~250千克/亩、钙镁磷肥75~100千克/亩、生石灰50~75千克/亩,以钝化土壤重 金属的活性,确保麻苗移栽后的成活率。钝化剂的具体用量,视土壤的重金属含量和其肥力 水平而定。总的原则是:土壤重金属含量低、肥力水平高,钝化剂少施;土壤重金属含量高、 肥力水平低,钝化剂多施。

所述的收获方式,是指人工剥麻和机械剥麻两种收麻方式。

所述的土壤重金属钝化剂,是指腐熟枯饼、钙镁磷肥和生石灰三种物质。

所述的腐熟枯饼,由菜枯或茶枯或菜枯/茶枯混合物经20天的自然发酵而成,在本发明 中兼具有机肥和土壤钝化剂的双重功能。

所述的钙镁磷肥,为市售的商品化肥,在本发明中兼具磷肥和土壤钝化剂的双重功能。

所述的生石灰,是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧工序生产出的一种强碱性 物质,其成分为氧化钙,化学式为CaO,在本发明中主要用作土壤的重金属钝化剂,同时也 为麻苗提供部分钙质(Ca2+)营养。

C.适时移栽与合理密植。用步骤A.培育出的麻苗于次年4月下旬至5月上旬择晴天 移栽,并立即浇足定根水;重度污染麻园的栽植密度,必须要比新建常规麻园的增加5~10%, 即每亩栽植麻苗的密度为2520~3300蔸,以确保新植麻园丰产的有效株数。

D.科学追肥与适时破杆。a.对于移栽当年的破杆麻,追肥3~4次,每亩施用的总氮 量控制在5.5~7.0千克(以N计)、总磷量控制在0.3~0.6千克(以P2O5计)、总钾量控制 在3.6~4.8千克(以K2O计);b.对于移栽当年的第二季麻以及往后6~7年内的二麻、三 麻,每季追肥2次,均需在前季收获后的5~8天与12~15天的期间内完成,每季每亩N、 P2O5和K2O的施用控制数量与破杆麻的一致,两次施用的比例为0.6:0.4或0.5:0.5,视苎 麻的长势而定;c.无论是当年的破杆麻,还是当年的第二季麻以及往后6~7年内二麻、三 麻的追肥,均禁用如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学 酸性磷肥,以免加剧土壤酸化,增加土壤重金属活性;d.重度污染麻园的破杆时间,必须 要比新建常规麻园的推迟30~45天,即移栽后115~125天开始收获破杆麻,以确保新植麻 苗(本苗)有足够多的发蔸、分株时间。

所述的破杆,是指新植麻园的首次收获。

所述的破杆麻,是指新植麻园收获的第一季麻。

所述的二麻、三麻,分别是指在7月下旬至8月上旬、10月中旬至11月上旬期间收获 的苎麻。

所述的壮苗,是指经过越冬后的两年生麻苗,其显著特点是根部长有明显的萝卜状老根。

E.及时防治病虫害与强化麻园冬培管理。a.苎麻最常见的病虫害主要是根腐线虫病、 花叶病、夜蛾、赤蛱蝶和黄蛱蝶,在重金属重度污染的土壤上种植苎麻,采用化学药剂防治 病虫害是一种最为直接、经济(实惠)的有效方法。b.每亩用2千克质量分数为10%的克 线丹颗粒剂拌土50千克撒施可防治苎麻根腐线虫病、用40或80毫升质量分数为35%的叶蝉 散800倍液在花叶蝉若虫盛发期喷雾可防治苎麻的花叶病、用40或80毫升质量分数2.5%的 溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾可防治苎麻的夜蛾、赤蛱蝶和黄蛱蝶;c.每 年收获完最后一季麻,必须开展麻园中耕、挖除伸向行间部分的跑马根、厢面覆土培肥、清 沟护蔸等的田间冬培管理工作,以确保来年头麻即第一季麻的丰产,其技术要点可按《苎麻 栽培技术规范(DB/T384-2008)》的相关要求进行,但培肥过程中切忌施用如氯化铵、硫酸 铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥。

所述的克线丹,为市售的商品农药,是一种触杀性杀线虫剂和杀虫剂,无熏蒸作用,高 毒性,其制剂为10%克线丹颗粒剂(Rugby,10%G)。

所述的叶蝉散,又称扑灭威,为市售的商品农药,是一种兼有触杀性和内吸性的杀虫剂。

所述的溴氰菊酯,又名“敌杀死”,为市售的商品农药,是目前菊酯类杀虫剂中毒力最高 的一种。

所述的头麻,是指在5月下旬至6月上旬期间收获的苎麻。

本发明与现有技术相比,具有以下优点与效果:

A.本发明确定的中苎1号、湘苎3号、华苎3号、华苎5号、川苎5号、川苎8号等 6个苎麻特定品种,即使在土壤镉的含量超出国标农用地允许限值的35倍,或砷、镍、铜含 量均超出国标农用地允许限值的15倍,或铅、铬、锌含量均超出国标农用地允许限值的10 倍等极端恶劣的土壤环境条件下,均能完成正常的生长周期,且具有较高的原麻产量(申请 人微区模拟试验的新植麻园当年的产量结果为45~75克/平方米,折合亩产30~50千克), 表明上述特定品种耐受重金属污染的能力强,是重金属污染严重地区发展苎麻生产、实现污 染土壤农业安全与高效利用的首选品种。

B.本发明确定的苎麻特定品种,通过有性繁殖技术在重度重金属污染土壤上建立母本 园,剪其嫩梢在清洁土壤或沙床上繁育壮苗等一系列规范的种苗繁育技术,目前国内外尚无 此方面的文献报道,不仅可为广大重金属污染严重地区大面积推广应用苎麻修复利用其重度 污染土壤提供足够多的种苗(源),而且生产成本较低(较切根播种降低20~30%)。

C.本发明充分考虑了较高浓度的某些重金属元素(尤其是镉)抑制苎麻生长发育的特 性,合理增大了麻园种植密度和适度推迟了苎麻破杆时间,确保了新植麻园丰(高)产的有 效株数等产量构成的基本指标,使重度污染麻园当年的苎麻产量和次年头麻的产量,与新建 常规麻园的基本一致,实现了重度重金属污染土壤的农业安全与高效利用。

D.本发明充分发挥了腐熟枯饼和钙镁磷肥既能有效提供苎麻所需养分,又可有效钝化 土壤重金属活性的双重功能,为确保重金属污染麻园的成活率、保有苎麻丰产的有效株等基 本高产指标奠定了基础。虽然投入腐熟枯饼较施用土杂肥或农家肥新增了100~125元/亩的 肥料成本,但却节省了1~2个/亩的劳动用工,其综合经济效益依然可观。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的详细描述,但并非是对本发明的限制,凡依照本发 明公开内容所作的任何本领域的等同替换,均属于本发明的保护范围。

一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法,其步骤是:

A.选择强耐重金属污染的特定品种,并应用嫩梢扦插繁育技术培育苎麻壮苗。

选择中苎1号,或湘苎3号,或华苎3号,或华苎5号,或川苎5号,或川苎8号等强 耐重金属污染的苎麻特定品种,通过有性繁殖技术即种子繁育技术在重金属重度污染的土壤 上建立母本园,于9月中旬剪取其主茎梢或分枝梢扦插在未被重金属污染的清洁土壤上或厚 度达30厘米的沙床上。

种苗繁育的苗床扦插繁育密度,必须要比用于新建常规麻园的减少15%或17.5%或20%, 即每平方米清洁土壤或沙床上扦插的嫩梢数为160或165或170株,以培育壮苗。

B.开展麻园建设,并施用钝化剂降低土壤重金属的活性。

选晴天于育苗当年10或11或12月深耕土壤,其翻耕深度以40或41或42或43或44 或45厘米为宜,于次年3月下旬或4月中旬期间分厢起垄。

麻园分厢起垄的厢宽,一般为1.5或1.8或2.1或2.4或2.8或3.2或3.6或4.0米,其具 体规格视麻园所在地势、选用品种和收获方式而定。根据申请人多年的实践经验:山坡地的 麻园以窄厢为宜(1.5~2.4米),平旱地和水田的则以宽厢为宜(2.8~4.0米);发蔸慢、分株 能力弱的特定品种(如华苎3号、川苎5号)的麻园以窄厢(1.5~2.4米)为宜,发蔸快、 分株能力强的特定品种(如中苎1号、湘苎3号)的则以宽厢为宜(2.8~4.0米);人工剥麻 的麻园以窄厢为宜(1.5~2.4米),机械剥麻的则以宽厢为宜(2.8~4.0米)。

麻园分厢起垄的垄长,一般控制在25米以内,每超过25米时则须加开一条腰沟。

麻园内每隔3或4或5厢开挖一条主沟、四周开挖围沟。

麻园内主沟和围沟的开沟深度为40或45或50或55厘米,具体规格视麻园地势和收获 方式而定,总的原则是:山坡地的麻园以浅沟(40~50厘米)为宜、平旱地和水田的则以深 沟(45~55厘米)为宜,人工收获的麻园以浅沟(40~50厘米)为宜、机械收获的则以深沟 (40~50厘米)为宜,但必须确保与麻园的厢沟(沟深为45或50或55厘米)、腰沟(沟深 为45或50或55厘米)等的排灌畅通。

在确定栽植麻苗前4或5或6天内必须完成分厢起垄、开沟整地等的麻园田间建设任务, 并于整地结束后立即按下述标准施用土壤重金属钝化剂:腐熟枯饼200或210或220或230 或240或250千克/亩、钙镁磷肥75或80或85或90或95或100千克/亩、生石灰50或55 或60或65或70或75千克/亩。施用钝化剂的目的,主要是降低土壤重金属的活性,确保麻 苗移栽后的成活率,同时也是为麻苗生长提供必要的养分(施用钝化剂取代了麻园基肥)。钝 化剂的具体用量,视土壤的重金属含量和其肥力水平而定。总的原则是:土壤重金属含量低、 肥力水平高,钝化剂少施;土壤重金属含量高、肥力水平低,钝化剂多施。

C.适时移栽与合理密植。

用步骤A.培育出的麻苗于次年4月下旬或5月上旬择晴天移栽,并立即浇足定根水。

大田麻园的栽植密度,必须要根据选用品种的发蔸快慢、分株能力强弱等基本特性和考 虑某些重金属元素(尤其是镉)在较高浓度对苎麻生长发育的抑制作用,比新建常规麻园的 密度要增加5%或6%或7%或8%或9%或10%。一般而言,土壤重金属含量高,其栽植的密 度大。根据申请人多年的实践经验:对于发蔸快、分株能力强的苎麻特定品种(如中苎1号、 湘苎3号),每亩大田栽植麻苗的适宜密度为2520或2545或2570或2590或2620或2640蔸; 对于发蔸慢、分株能力弱的苎麻特定品种(如华苎3号、川苎5号),每亩大田栽植麻苗的适 宜密度为3150或3180或3210或3240或3270或3300蔸。

D.科学追肥与适时破杆。

对于移栽当年的破杆麻,以促均衡生长为目的,需追肥3或4次,每亩施用的总氮量(以 N计)控制在5.5或6.0或6.5或7.0千克、总磷量(以P2O5计)控制在0.3或0.4或0.5或 0.6千克、总钾量(以K2O计)控制在3.6或4.2或4.8千克。具体施用次数和肥料用量视苎 麻群体长势而定,总的原则是:麻园群体长势好,施肥次数少。

对于移栽当年的第二季麻以及往后6或7年内的二麻、三麻,每季追肥2次,均需在前 季收获后的5或6或7或8天,和12或13或14或15天的两个时段内完成,每季每亩N、 P2O5和K2O的施用控制数量与破杆麻的一致,两次施用的比例为0.6:0.4或0.5:0.5,视麻 园的群体长势而定。

无论是当年的破杆麻,还是当年的第二季麻以及往后6或7年内二麻、三麻的追肥,均 禁用如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥,以 免加剧土壤酸化,增加重金属的活性。

为确保麻园丰(高)产的有效株数,重金属污染严重地区新植麻园的破杆时间必须要比 新建常规麻园的推迟30或35或40或45天,以便使移栽的本苗有足够的发蔸、分株时间, 根据申请人多年的实践经验:重金属污染严重地区新植麻园的破杆时间可在移栽后115或116 或117或118或119或120或121或122或123或124或125天时进行。

E.及时防治病虫害与强化麻园冬培管理。

苎麻最常见的病虫害主要是根腐线虫病、花叶病、夜蛾、赤蛱蝶和黄蛱蝶。

在重金属重度污染的土壤上种植苎麻,采用化学药剂防治病虫害是一种最为直接、经济 (实惠)的有效方法。

每亩用2千克质量分数为10%的克线丹颗粒剂拌土50千克撒施,可防治苎麻根腐线虫病。

每亩用40或80毫升质量分数为35%的叶蝉散800倍液在花叶蝉若虫盛发期喷雾,可防 治苎麻的花叶病。

每亩用40或80毫升质量分数2.5%的溴氰菊酯兑水45千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾, 可防治苎麻的夜蛾、赤蛱蝶和黄蛱蝶。

每年收获完最后一季麻,必须开展麻园中耕、挖除伸向行间部分的跑马根、厢面覆土培 肥、清沟护蔸等的田间冬培管理工作,以确保来年头麻即第一季麻的丰产。

麻园冬培管理的技术要点,可按《苎麻栽培技术规范(DB/T384-2008)》的相关要求进 行,但培肥过程中切忌施用如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之 类的化学酸性磷肥。

“一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法”的中试试验与示范结果如附表1、附表2、 附表3所示。结果表明:严重污染地区(嘉禾沙坪村、浏阳湘和化工厂区原绿化地和安化715 矿区,)新植麻园的当年产量和次年头麻产量可分别达到71.8~74.3与84.8~86.3千克/亩, 与同期清洁土壤(桃源盘塘镇)新植麻园的基本一致,且且原麻中的重金属含量均控制在欧 美关于纺织原料镉的含量标准(20毫克/千克)的范围以内,实现了重度重金属污染土壤的农 业安全与高效利用,技术简便、方法易行,适于广大重金属污染严重地区的农民与农技部门 等的推广应用。值得说明的是,桃源盘塘镇种植的苎麻品种为中苎1号,而嘉禾沙坪村、浏 阳湘和化工厂区原绿化地和安化715矿区种植的是湘苎3号苎麻品种。

附表1.中试试验与示范基地重金属污染与苎麻生产概况

附表2.中试试验与示范基地的产量概况

附表3.中试试验与示范基地原麻的重金属镉含量(单位:毫克/千克)

样品 嘉禾沙坪村 湘和工厂原绿地 安化715矿区 桃源盘塘镇 当年破杆麻 17.1±3.34 16.6±3.06 15.4±2.22 1.34±0.22 次年头麻 15.9±2.33 15.0±2.84 14.1±1.95 1.42±0.24

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1、(10)申请公布号 CN 102919042 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102919042 A *CN102919042A* (21)申请号 201210475776.X (22)申请日 2012.11.21 A01G 1/00(2006.01) A01B 77/00(2006.01) A01B 79/02(2006.01) A01C 21/00(2006.01) A01G 13/00(2006.01) (71)申请人 中国科学院亚热带农业生态研究所 地址 410125 湖南省长沙市芙蓉区远大二路 644 号 (72)发明人 黄道友 刘守龙 朱奇宏 罗尊长 曹晓玲 盛。

2、良学 饶中秀 任雪菲 夏战鹰 王帅 王继宇 席园 (74)专利代理机构 武汉宇晨专利事务所 42001 代理人 王敏锋 (54) 发明名称 一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种在重金属重度污染土壤上 种植苎麻的方法, 其步骤 : 选择强耐重金属污 染的苎麻特定品种, 并应用嫩梢扦插繁育技术培 育苎麻壮苗 ; 开展麻园建设, 并施用钝化剂降 低土壤重金属的活性 ; 适时移栽与合理密植 ; 科学追肥与适时破杆 ; 及时防治病虫害 与强化麻园冬培管理。本发明的实践结果表明, 新植麻园的当年产量和次年头麻产量可分别达到 71.874.3 与 84.886.3 千。

3、克 / 亩, 与同期清洁土 壤新植麻园的基本一致, 且原麻中的重金属含量 可控制在相关标准限值的范围内, 实现了重度重 金属污染土壤的农业安全与高效利用, 技术简便、 方法易行, 适于广大重金属污染严重地区的农民 与农技部门等的推广应用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 1/2 页 2 1. 一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法, 其步骤是 : 选择强耐重金属污染的品种, 应用嫩梢扦插繁育技术培育苎麻壮苗 : 选择中苎 1 号, 或湘苎 3 号, 或华苎 3 号, 或。

4、华苎 5 号, 或川苎 5 号, 或川苎 8 号, 通过种子繁育技术在重 金属重度污染的土壤上建立母本园, 于 9 月中旬剪取其主茎梢或分枝梢扦插在未被重金属 污染的清洁土壤上或厚度达 30 厘米的沙床上, 其扦插繁育密度要比用于新建常规麻园的 减少 15 20%, 每平方米清洁土壤或沙床上扦插的嫩梢数为 160 170 株, 培育壮苗 ; 所述的重金属, 包括镉、 铅、 砷、 铬、 镍、 铜、 锌 7 种重金属元素 ; 所述的重度污染, 是指土壤中的重金属含量, 按照国家标准规定的农用地允许限值, 至 少有一种元素的含量达到了以下评判标准 : 以 Cd 计的镉含量超出国标农用地允许限值的 1。

5、7 35 倍, 以 As、 Ni、 Cu 计的砷、 镍和铜含量超出国标农用地允许限值的 8 15 倍, 以 Pb、 Cr、 Zn 计的铅、 铬和锌含量超出国标农用地允许限值的 5 10 倍 ; 所述的清洁土壤, 其重金属含量, 控制在国家标准规定的农用地允许限值以内, 以 Cd 计的镉含量0.30毫克/千克, 以Pb计的铅含量250毫克/千克, 以As计的砷含量30 毫克 / 千克, 以 Cr 计的铬含量 250 毫克 / 千克, 以 Ni 计的镍含量 40 毫克 / 千克, 以 Cu 计的铜含量 50 毫克 / 千克, 以 Zn 计的锌含量 200 毫克 / 千克 ; 开展麻园建设, 并施用。

6、钝化剂降低土壤重金属的活性 : 选晴天于育苗当年 10 12 月深耕土壤, 耕深为40 45厘米 ; 于次年3月下旬至4月中旬分厢起垄, 厢宽为1.5 4.0 米, 垄长控制在 25 米以内, 每超过 25 米加开一条腰沟, 每隔 3 5 厢开挖一条主沟, 四周开 挖围沟 ; 厢沟、 腰沟、 主沟和围沟的沟深为40 55厘米 ; 于确定栽植麻苗前4 6天内完成 分厢起垄、 开沟整地, 并于整地结束后按下述标准施用土壤重金属钝化剂 : 腐熟枯饼 200 250 千克 / 亩、 钙镁磷肥 75 100 千克 / 亩、 生石灰 50 75 千克 / 亩 ; 适时移栽与合理密植 : 用步骤培育出的麻苗。

7、于次年 4 月下旬至 5 月上旬择晴 天移栽在重度重金属污染的土壤上, 浇足定根水 ; 其栽植密度, 要比新建常规麻园的增加 5 10%, 每亩栽植麻苗的密度为 2520 3300 蔸 ; 科学追肥与适时破杆 : 对于移栽当年的破杆麻, 追肥 3 4 次, 每亩施用的以 N 计的总氮量控制在 5.5 7.0 千克、 以 P2O5计的总磷量控制在 0.3 0.6 千克、 以 K2O 计 的总钾量控制在 3.6 4.8 千克 ; 对于移栽当年的第二季麻以及往后 6 7 年内的二 麻、 三麻, 每季追肥2次, 在前季收获后的5 8天与12 15天的期间内完成, 每季每亩N、 P2O5和 K2O 的施。

8、用控制数量与破杆麻的一致, 两次施用的比例为 0.6 : 0.4 或 0.5 : 0.5 ; 无论是当年的破杆麻, 还是当年的第二季麻以及往后 6 7 年内二麻、 三麻的追肥, 均禁用 氯化铵、 硫酸铵、 硝酸铵之类的生理酸性氮肥和过磷酸钙之类的化学酸性磷肥 ; 重度污 染麻园的破杆时间, 要比新建常规麻园的推迟30 45天, 移栽后115 125天开始收获破 杆麻 ; 所述的二麻、 三麻, 分别是指在7月下旬至8月上旬、 10月中旬至11月上旬期间收获的 苎麻 ; 防治病虫害与强化麻园冬培管理 : 苎麻最常见的病虫害有根腐线虫病、 花叶病、 夜蛾、 赤蛱蝶和黄蛱蝶 ; 每亩用 2 千克质量分。

9、数为 10% 的克线丹颗粒剂拌土 50 千克撒 施防治苎麻根腐线虫病、 用 40 或 80 毫升质量分数为 35% 的叶蝉散 800 倍液在花叶蝉若虫 盛发期喷雾防治苎麻的花叶病、 用 40 或 80 毫升质量分数 2.5% 的溴氰菊酯兑水 45 千克在 权 利 要 求 书 CN 102919042 A 2 2/2 页 3 幼虫群聚或盛孵期喷雾防治苎麻的夜蛾、 赤蛱蝶和黄蛱蝶 ; 每年收获完最后一季麻, 开 展麻园中耕、 挖除伸向行间部分的跑马根、 厢面覆土培肥、 清沟护蔸的田间冬培管理工作, 确保来年头麻即第一季麻的丰产 ; 所述的头麻, 是指在 5 月下旬至 6 月上旬期间收获的苎麻。 权。

10、 利 要 求 书 CN 102919042 A 3 1/8 页 4 一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法 技术领域 0001 本发明属于农业环境保育与修复技术领域, 更具体涉及一种在重金属重度污染土 壤上种植苎麻的方法, 适于广大重金属污染严重地区的农民与农技部门等的推广应用。 背景技术 0002 随着工业化和城市化的不断推进, 我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高 度重视。据相关资料报道, 上世纪 80 年代初期我国受镉、 铅、 汞、 砷、 铬、 镍等重金属污染的 耕地面积仅267万公顷, 1988年时便增加到667万公顷, 到上世纪末已超过1000万公顷, 目 前已突破2000万公。

11、顷、 约占全部耕地面积的20%。 更为严重的是, 我国基本农田的重金属污 染也相当严重。据国家环境保护部近年对 30 万公顷基本农田保护区土壤有害重金属的抽 样监测结果, 已发现 3.6 万公顷的土壤重金属含量超标, 超标率高达 12.1%。如何修复利用 已被重金属污染的农田, 已引起了各级政府的高度重视。 0003 一般而言, 我国对于轻度重金属污染农田和部分中度重金属污染农田是不轻言 “改种” 和 “改制” 的, 总是想方设法通过各种技术途径保持原有的种植模式, 以生产出足够 多的可食用农产品, 以保障我国的粮食安全和食用农产品的质量安全, 只有确实不能生产 出符合国家食品安全标准的那部分。

12、重金属污染农田 (即重度污染农田和少部分中度污染农 田) , 才通过植物修复技术对其加以改良利用, 但也不轻言放弃其农用地的性质, 以确保国 家 “18 亿亩耕地的红线” 底限不被突破。 0004 目前, 国内外通常采用的植物修复技术主要有两类 : 一类是采用超富集植物来修 复被重金属污染的土壤, 如遏蓝菜 (Thlaspi caerulescens) 等, 但超富集植物大多生物量 低、 抗病虫害能力弱, 且用于农田修复将改变其农用地的性质 ; 另一类是采用生物量大而不 具备超富集重金属元素的植物来修复利用已被污染的土壤, 如麻类作物、 烤烟、 桑树、 玉米 等。 0005 苎麻 (Boehm。

13、eria) 原产于我国西南地区, 是多年生宿根性草本植物, 也是最重 要的纺织纤维作物, 其适应性强, 在平湖、 丘陵和山区的各种土壤上均可种植。虽然国内外 有大量苎麻优质高产栽培技术方面的文献报道, 且我国有关部门也颁布实施了相关的苎麻 优质高产栽培技术规程 (如湖南省质量技术监督局在发布实施的 湖南省地方标准苎麻栽 培技术规范 (DB/T384-2008) ) , 但其技术在重金属污染严重地区的推广应用仍然遭遇到了 诸多的技术瓶颈与障碍 : 0006 一是许多苎麻品种不具备抗御重度重金属污染的能力, 常常在重金属污染严重地 区不能完成正常的生长周期甚至不能存活。 因此, 在重金属污染严重地。

14、区发展苎麻生产, 必 须选用具有强耐重金属污染能力的特定品种。 0007 二是苎麻系须根性的植物, 即使某些特定品种具备抗御重度重金属污染的能力, 但在重金属污染严重地区的生长初期, 根系发育依然受到严重的威胁, 甚至被重金属 “腐 蚀” 而死亡 (幼苗期的新生根系尤为严重) , 有性繁殖 (即种子繁育) 技术不适于在重金属污 染严重地区的大面积推广应用 (出苗后新生根系大量死亡导致麻园缺苗 / 缺蔸甚多) , 而切 说 明 书 CN 102919042 A 4 2/8 页 5 根播种的工作量太大、 运输成本太高且种 (来) 源资源有限。因此, 在重金属污染严重地区发 展苎麻生产, 只能选用嫩。

15、梢扦插技术繁育麻苗, 并经越冬形成萝卜状根以保证种苗具有足 够老的根系来适应重度重金属污染的环境。 0008 三是具备抗御重度重金属污染能力的苎麻特定品种, 对不同重金属污染元素的耐 受能力均有一个明显的分界点即耐受阈值。如苎麻对镉 (以 Cd 计) 的耐受阈值为 11.7 毫克 / 千克 (申请人的长期研究结果, 将刊发在 中国麻业科学 2012 年 8 月出版的第 4 期上) , 土壤中的镉含量低于此值, 苎麻的原麻产量与常规麻园 (即未受重金属污染的麻区) 的没有 明显差异 (p 0.05) , 且较低含量的镉 (0.52.5 毫克 / 千克) 对苎麻生长发育具有显著的 刺激作用 (p 。

16、0.01) , 可促进苎麻的发蔸与分株 ; 高于此值, 会出现发蔸慢、 分株少甚至死 蔸等的现象, 严重影响苎麻丰产构成的基本指标 (如每亩有效株数) 。因此, 在重金属污染严 重地区发展苎麻生产, 需要确定一个合理的种植密度和一个适宜的破杆时间 (即新植麻园 首次收获苎麻的时间) 。 0009 四是土壤的 pH 值直接关系到土壤重金属的活性, 影响农产品的品质。长期大量施 用诸如氯化铵、 硫酸铵、 硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥, 将 直接导致土壤的 pH 值降低, 使土壤重金属的活性加大, 增加作物对重金属元素的吸收与积 累量, 这是申请人多年研究与实践的结果。 苎。

17、麻是一种需肥量较大的多年生作物, 每年需要 施用大量的化肥才能确保其高产稳产。 因此, 在重金属污染严重地区发展苎麻生产, 有一个 合理施肥尤其是科学追肥的问题, 因为追肥使用的均是化肥, 如果施用不当, 不仅会诱发环 境风险 (农业面源污染) , 而且会酸化土壤, 增加土壤重金属的活性。 0010 针对上述阻碍重金属污染严重地区发展苎麻生产的诸多技术问题与瓶颈, 根据申 请人多年的研究结果与实践经验, 提出了本项发明内容与实施技术方案。 发明内容 0011 本发明的目的是在于提供了一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法。利 用该方法在重金属污染严重地区种植苎麻, 当年苎麻产量和次年头麻产量。

18、可分别达到 71.874.3 与 84.886.3 千克 / 亩, 均与同期清洁土壤新植麻园的基本一致 (但两者间的差 异不显著, p 0.05) , 且原麻中的重金属含量可控制在相关标准限值的范围内, 实现了重 度重金属污染土壤的农业安全与高效利用, 技术简便、 方法易行, 适于广大重金属污染严重 地区的农民与农技部门等的推广应用。 但该方法不适用于中度和中度以下重金属污染的土 壤。 0012 为了实现上述目标与任务, 本发明采用了以下技术措施 : 0013 一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法, 其步骤是 : 0014 选择强耐重金属污染的特定品种, 并应用嫩梢扦插繁育技术 (参见胡立。

19、勇等主 编的 作物栽培学 第十三章苎麻, 高等教育出版社, 2008 年出版) 培育苎麻壮苗。选择中 苎 1 号, 或湘苎 3 号, 或华苎 3 号, 或华苎 5 号, 或川苎 5 号, 或川苎 8 号等特定强耐重金属 污染的苎麻品种, 通过有性繁殖技术即种子繁育技术 (参见胡立勇等主编的 作物栽培学 第十三章苎麻, 高等教育出版社, 2008年出版) 在重金属重度污染的土壤上建立母本园, 于9 月中旬剪取其主茎梢或分枝梢扦插在未被重金属污染的清洁土壤上或厚度达 30 厘米的沙 床上, 其扦插繁育密度必须要比用于新建常规麻园的减少 1520%, 即每平方米清洁土壤或 说 明 书 CN 1029。

20、19042 A 5 3/8 页 6 沙床上扦插的嫩梢数为 160170 株, 以利培育壮苗。 0015 所述的重金属, 是指包括镉 (Cd) 、 铅 (Pb) 、 砷 (As) 、 铬 (Cr) 、 镍 (Ni) 、 铜 (Cu) 、 锌 (Zn) 在内的 7 种元素。 0016 所述的重度污染, 是指土壤中的重金属含量, 按照国家 土壤环境质量标准 (GB15618-1995) 规定的农用地允许限值, 至少有一种元素的含量达到了以下评判标准 : 镉 的含量 (以 Cd 计) 超出国标农用地允许限值的 1735 倍, 砷、 镍和铜 3 种元素含量 (分别以 As、 Ni、 Cu 计) 超出国标。

21、农用地允许限值的 815 倍, 铅、 铬和锌 3 种元素含量 (分别以 Pb、 Cr、 Zn 计) 超出国标农用地允许限值的 510 倍。 0017 所述的清洁土壤, 其重金属含量均严格控制在国家 土壤环境质量标准 (GB15618-1995) 规定的农用地允许限值以内, 即 : 土壤中的的镉 0.30 毫克 / 千克 (以 Cd 计) 、 铅 250 毫克 / 千克 (以 Pb 计) 、 砷 30 毫克 / 千克 (以 As 计) 、 铬 250 毫克 / 千克 (以 Cr 计) 、 镍 40 毫克 / 千克 (以 Ni 计) 、 铜 50 毫克 / 千克 (以 Cu 计) 、 锌 200 。

22、毫克 / 千克 (以 Zn 计) 。 0018 所述的新建常规麻园, 是指新建、 新植在清洁土壤上的当年生麻园。 0019 所述的壮苗, 是指经过越冬后的两年生麻苗, 其显著特点是根部长有明显的萝卜 状老根。 0020 所述的苎麻品种遗传资源来源说明 : 0021 中苎 1 号 : 原代号 8306, 是中国农科院麻类研究所从 “圆叶青” “芦竹青” 杂交 后代中选育出来的高产苎麻新品种, 2004 年 2 月通过国家品种审定委员会审 (认) 定并正式 定名。 0022 湘苎 3 号 : 原名 C-20, 是湖南农业大学苎麻研究所从广西黑皮蔸经自由授粉的后 代中选育而成, 1989 年通过湖南。

23、省农作物品种审定委员会审 (认) 定并正式定名。 0023 华苎 3 号 : 原代号 5223-5, 是华中农业大学麻类研究室用新余麻作母本与稀节巴 杂交而成的苎麻新品系, 1999 年 4 月通过湖北省农作物品种审定委员会审 (认) 定并正式定 名。 0024 华苎 5 号 : 原代号 7323-1, 是华中农业大学麻类研究室和阳新县科技开发中心用 “ (黄荆皮 稀节巴) ” “ (万载鸡骨白 荔波大蔸麻) ” 的后代, 经人工控制无融合生殖选 育而成的苎麻品种, 2004 年通过湖北省农作物品种审定委员会审 (认) 定并正式定名。 0025 川苎 5 号 : 是四川省荣昌县农业局从红皮小麻。

24、自交二代中选出的单株 (蔸) , 经多 年培育而成, 1996 年通过四川省农作物品种审定委员会审 (认) 定并正式定名。 0026 川苎 8 号 : 是四川达州农科所以自育的雄性不育系 C26 为亲本, 采用两系法, 与苎 麻特异恢复系 T6 杂交而成的优质超高产杂交苎麻新品种, 2002 年通过四川省农作物品种 审定委员会审 (认) 定并正式定名。 0027 开展麻园建设, 并施用钝化剂降低土壤重金属的活性。选晴天于育苗当年 1012 月深耕土壤, 其深度以 4045 厘米为宜 ; 于次年 3 月下旬至 4 月中旬期间分厢起垄, 厢宽一般为 1.54.0 米, 具体规格视麻园所在地势、 选。

25、用品种和收获方式而定 ; 垄长一般控 制在 25 米以内, 每超过 25 米时则须加开一条腰沟 ; 每隔 35 厢开挖一条主沟, 四周开挖围 沟 ; 厢沟、 腰沟、 主沟和围沟的开沟深度一般为 4055 厘米, 视麻园地势和收获方式而定 ; 于 确定栽植麻苗前 46 天内完成分厢起垄、 开沟整地等的麻园田间建设任务, 并于整地结束 说 明 书 CN 102919042 A 6 4/8 页 7 后立即按下述标准施用包括腐熟枯饼、 钙镁磷肥和生石灰三种物质在内的土壤重金属钝化 剂 : 腐熟枯饼 200250 千克 / 亩、 钙镁磷肥 75100 千克 / 亩、 生石灰 5075 千克 / 亩, 以。

26、钝 化土壤重金属的活性, 确保麻苗移栽后的成活率。 钝化剂的具体用量, 视土壤的重金属含量 和其肥力水平而定。总的原则是 : 土壤重金属含量低、 肥力水平高, 钝化剂少施 ; 土壤重金 属含量高、 肥力水平低, 钝化剂多施。 0028 所述的收获方式, 是指人工剥麻和机械剥麻两种收麻方式。 0029 所述的土壤重金属钝化剂, 是指腐熟枯饼、 钙镁磷肥和生石灰三种物质。 0030 所述的腐熟枯饼, 由菜枯或茶枯或菜枯 / 茶枯混合物经 20 天的自然发酵而成, 在 本发明中兼具有机肥和土壤钝化剂的双重功能。 0031 所述的钙镁磷肥, 为市售的商品化肥, 在本发明中兼具磷肥和土壤钝化剂的双重 功。

27、能。 0032 所述的生石灰, 是由碳酸钙经酸解、 加入碳酸氢钠反应和煅烧工序生产出的一种 强碱性物质, 其成分为氧化钙, 化学式为 CaO, 在本发明中主要用作土壤的重金属钝化剂, 同 时也为麻苗提供部分钙质 (Ca2+) 营养。 0033 适时移栽与合理密植。用步骤培育出的麻苗于次年 4 月下旬至 5 月上旬 择晴天移栽, 并立即浇足定根水 ; 重度污染麻园的栽植密度, 必须要比新建常规麻园的增加 510%, 即每亩栽植麻苗的密度为 25203300 蔸, 以确保新植麻园丰产的有效株数。 0034 科学追肥与适时破杆。对于移栽当年的破杆麻, 追肥 34 次, 每亩施用 的总氮量控制在 5.。

28、57.0 千克 (以 N 计) 、 总磷量控制在 0.30.6 千克 (以 P2O5计) 、 总钾量控 制在 3.64.8 千克 (以 K2O 计) ; 对于移栽当年的第二季麻以及往后 67 年内的二麻、 三 麻, 每季追肥 2 次, 均需在前季收获后的 58 天与 1215 天的期间内完成, 每季每亩 N、 P2O5 和 K2O 的施用控制数量与破杆麻的一致, 两次施用的比例为 0.6 : 0.4 或 0.5 : 0.5, 视苎麻的 长势而定 ; 无论是当年的破杆麻, 还是当年的第二季麻以及往后 67 年内二麻、 三麻的 追肥, 均禁用如氯化铵、 硫酸铵、 硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸。

29、钙之类的化学酸性 磷肥, 以免加剧土壤酸化, 增加土壤重金属活性 ; 重度污染麻园的破杆时间, 必须要比新 建常规麻园的推迟 3045 天, 即移栽后 115125 天开始收获破杆麻, 以确保新植麻苗 (本苗) 有足够多的发蔸、 分株时间。 0035 所述的破杆, 是指新植麻园的首次收获。 0036 所述的破杆麻, 是指新植麻园收获的第一季麻。 0037 所述的二麻、 三麻, 分别是指在7月下旬至8月上旬、 10月中旬至11月上旬期间收 获的苎麻。 0038 所述的壮苗, 是指经过越冬后的两年生麻苗, 其显著特点是根部长有明显的萝卜 状老根。 0039 及时防治病虫害与强化麻园冬培管理。苎麻最。

30、常见的病虫害主要是根腐 线虫病、 花叶病、 夜蛾、 赤蛱蝶和黄蛱蝶, 在重金属重度污染的土壤上种植苎麻, 采用化学药 剂防治病虫害是一种最为直接、 经济 (实惠) 的有效方法。每亩用 2 千克质量分数为 10% 的克线丹颗粒剂拌土 50 千克撒施可防治苎麻根腐线虫病、 用 40 或 80 毫升质量分数为 35% 的叶蝉散 800 倍液在花叶蝉若虫盛发期喷雾可防治苎麻的花叶病、 用 40 或 80 毫升质量分 数 2.5% 的溴氰菊酯兑水 45 千克在幼虫群聚或盛孵期喷雾可防治苎麻的夜蛾、 赤蛱蝶和黄 说 明 书 CN 102919042 A 7 5/8 页 8 蛱蝶 ; 每年收获完最后一季麻,。

31、 必须开展麻园中耕、 挖除伸向行间部分的跑马根、 厢面覆 土培肥、 清沟护蔸等的田间冬培管理工作, 以确保来年头麻即第一季麻的丰产, 其技术要点 可按 苎麻栽培技术规范 (DB/T384-2008) 的相关要求进行, 但培肥过程中切忌施用如氯化 铵、 硫酸铵、 硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷肥。 0040 所述的克线丹, 为市售的商品农药, 是一种触杀性杀线虫剂和杀虫剂, 无熏蒸作 用, 高毒性, 其制剂为 10% 克线丹颗粒剂 (Rugby, 10%G) 。 0041 所述的叶蝉散, 又称扑灭威, 为市售的商品农药, 是一种兼有触杀性和内吸性的杀 虫剂。 0042 所述。

32、的溴氰菊酯, 又名 “敌杀死” , 为市售的商品农药, 是目前菊酯类杀虫剂中毒力 最高的一种。 0043 所述的头麻, 是指在 5 月下旬至 6 月上旬期间收获的苎麻。 0044 本发明与现有技术相比, 具有以下优点与效果 : 0045 本发明确定的中苎 1 号、 湘苎 3 号、 华苎 3 号、 华苎 5 号、 川苎 5 号、 川苎 8 号 等 6 个苎麻特定品种, 即使在土壤镉的含量超出国标农用地允许限值的 35 倍, 或砷、 镍、 铜 含量均超出国标农用地允许限值的 15 倍, 或铅、 铬、 锌含量均超出国标农用地允许限值的 10 倍等极端恶劣的土壤环境条件下, 均能完成正常的生长周期, 。

33、且具有较高的原麻产量 (申 请人微区模拟试验的新植麻园当年的产量结果为4575克/平方米, 折合亩产3050千克) , 表明上述特定品种耐受重金属污染的能力强, 是重金属污染严重地区发展苎麻生产、 实现 污染土壤农业安全与高效利用的首选品种。 0046 本发明确定的苎麻特定品种, 通过有性繁殖技术在重度重金属污染土壤上 建立母本园, 剪其嫩梢在清洁土壤或沙床上繁育壮苗等一系列规范的种苗繁育技术, 目 前国内外尚无此方面的文献报道, 不仅可为广大重金属污染严重地区大面积推广应用苎 麻修复利用其重度污染土壤提供足够多的种苗 (源) , 而且生产成本较低 (较切根播种降低 2030%) 。 0047。

34、 本发明充分考虑了较高浓度的某些重金属元素 (尤其是镉) 抑制苎麻生长发育 的特性, 合理增大了麻园种植密度和适度推迟了苎麻破杆时间, 确保了新植麻园丰 (高) 产 的有效株数等产量构成的基本指标, 使重度污染麻园当年的苎麻产量和次年头麻的产量, 与新建常规麻园的基本一致, 实现了重度重金属污染土壤的农业安全与高效利用。 0048 本发明充分发挥了腐熟枯饼和钙镁磷肥既能有效提供苎麻所需养分, 又可 有效钝化土壤重金属活性的双重功能, 为确保重金属污染麻园的成活率、 保有苎麻丰产的 有效株等基本高产指标奠定了基础。虽然投入腐熟枯饼较施用土杂肥或农家肥新增了 100125元/亩的肥料成本, 但却节。

35、省了12个/亩的劳动用工, 其综合经济效益依然可观。 具体实施方式 0049 以下结合实施例对本发明做进一步的详细描述, 但并非是对本发明的限制, 凡依 照本发明公开内容所作的任何本领域的等同替换, 均属于本发明的保护范围。 0050 一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法, 其步骤是 : 0051 选择强耐重金属污染的特定品种, 并应用嫩梢扦插繁育技术培育苎麻壮苗。 0052 选择中苎 1 号, 或湘苎 3 号, 或华苎 3 号, 或华苎 5 号, 或川苎 5 号, 或川苎 8 号等 说 明 书 CN 102919042 A 8 6/8 页 9 强耐重金属污染的苎麻特定品种, 通过有性繁殖。

36、技术即种子繁育技术在重金属重度污染的 土壤上建立母本园, 于 9 月中旬剪取其主茎梢或分枝梢扦插在未被重金属污染的清洁土壤 上或厚度达 30 厘米的沙床上。 0053 种苗繁育的苗床扦插繁育密度, 必须要比用于新建常规麻园的减少 15% 或 17.5% 或 20%, 即每平方米清洁土壤或沙床上扦插的嫩梢数为 160 或 165 或 170 株, 以培育壮苗。 0054 开展麻园建设, 并施用钝化剂降低土壤重金属的活性。 0055 选晴天于育苗当年 10 或 11 或 12 月深耕土壤, 其翻耕深度以 40 或 41 或 42 或 43 或 44 或 45 厘米为宜, 于次年 3 月下旬或 4 。

37、月中旬期间分厢起垄。 0056 麻园分厢起垄的厢宽, 一般为 1.5 或 1.8 或 2.1 或 2.4 或 2.8 或 3.2 或 3.6 或 4.0 米, 其具体规格视麻园所在地势、 选用品种和收获方式而定。根据申请人多年的实践经验 : 山坡地的麻园以窄厢为宜 (1.52.4 米) , 平旱地和水田的则以宽厢为宜 (2.84.0 米) ; 发蔸 慢、 分株能力弱的特定品种 (如华苎 3 号、 川苎 5 号) 的麻园以窄厢 (1.52.4 米) 为宜, 发蔸 快、 分株能力强的特定品种 (如中苎 1 号、 湘苎 3 号) 的则以宽厢为宜 (2.84.0 米) ; 人工剥 麻的麻园以窄厢为宜 。

38、(1.52.4 米) , 机械剥麻的则以宽厢为宜 (2.84.0 米) 。 0057 麻园分厢起垄的垄长, 一般控制在 25 米以内, 每超过 25 米时则须加开一条腰沟。 0058 麻园内每隔 3 或 4 或 5 厢开挖一条主沟、 四周开挖围沟。 0059 麻园内主沟和围沟的开沟深度为 40 或 45 或 50 或 55 厘米, 具体规格视麻园地势 和收获方式而定, 总的原则是 : 山坡地的麻园以浅沟 (4050 厘米) 为宜、 平旱地和水田的则 以深沟 (4555 厘米) 为宜, 人工收获的麻园以浅沟 (4050 厘米) 为宜、 机械收获的则以深沟 (4050 厘米) 为宜, 但必须确保与。

39、麻园的厢沟 (沟深为 45 或 50 或 55 厘米) 、 腰沟 (沟深为 45 或 50 或 55 厘米) 等的排灌畅通。 0060 在确定栽植麻苗前 4 或 5 或 6 天内必须完成分厢起垄、 开沟整地等的麻园田间建 设任务, 并于整地结束后立即按下述标准施用土壤重金属钝化剂 : 腐熟枯饼 200 或 210 或 220 或 230 或 240 或 250 千克 / 亩、 钙镁磷肥 75 或 80 或 85 或 90 或 95 或 100 千克 / 亩、 生石灰 50 或 55 或 60 或 65 或 70 或 75 千克 / 亩。施用钝化剂的目的, 主要是降低土壤重 金属的活性, 确保麻。

40、苗移栽后的成活率, 同时也是为麻苗生长提供必要的养分 (施用钝化剂 取代了麻园基肥) 。钝化剂的具体用量, 视土壤的重金属含量和其肥力水平而定。总的原则 是 : 土壤重金属含量低、 肥力水平高, 钝化剂少施 ; 土壤重金属含量高、 肥力水平低, 钝化剂 多施。 0061 适时移栽与合理密植。 0062 用步骤培育出的麻苗于次年 4 月下旬或 5 月上旬择晴天移栽, 并立即浇足定 根水。 0063 大田麻园的栽植密度, 必须要根据选用品种的发蔸快慢、 分株能力强弱等基本特 性和考虑某些重金属元素 (尤其是镉) 在较高浓度对苎麻生长发育的抑制作用, 比新建常规 麻园的密度要增加 5% 或 6% 或。

41、 7% 或 8% 或 9% 或 10%。一般而言, 土壤重金属含量高, 其栽 植的密度大。根据申请人多年的实践经验 : 对于发蔸快、 分株能力强的苎麻特定品种 (如中 苎 1 号、 湘苎 3 号) , 每亩大田栽植麻苗的适宜密度为 2520 或 2545 或 2570 或 2590 或 2620 或 2640 蔸 ; 对于发蔸慢、 分株能力弱的苎麻特定品种 (如华苎 3 号、 川苎 5 号) , 每亩大田栽 植麻苗的适宜密度为 3150 或 3180 或 3210 或 3240 或 3270 或 3300 蔸。 说 明 书 CN 102919042 A 9 7/8 页 10 0064 科学追肥。

42、与适时破杆。 0065 对于移栽当年的破杆麻, 以促均衡生长为目的, 需追肥 3 或 4 次, 每亩施用的总氮 量 (以 N 计) 控制在 5.5 或 6.0 或 6.5 或 7.0 千克、 总磷量 (以 P2O5计) 控制在 0.3 或 0.4 或 0.5 或 0.6 千克、 总钾量 (以 K2O 计) 控制在 3.6 或 4.2 或 4.8 千克。具体施用次数和肥料用 量视苎麻群体长势而定, 总的原则是 : 麻园群体长势好, 施肥次数少。 0066 对于移栽当年的第二季麻以及往后 6 或 7 年内的二麻、 三麻, 每季追肥 2 次, 均需 在前季收获后的 5 或 6 或 7 或 8 天, 。

43、和 12 或 13 或 14 或 15 天的两个时段内完成, 每季每亩 N、 P2O5和 K2O 的施用控制数量与破杆麻的一致, 两次施用的比例为 0.6 : 0.4 或 0.5 : 0.5, 视 麻园的群体长势而定。 0067 无论是当年的破杆麻, 还是当年的第二季麻以及往后 6 或 7 年内二麻、 三麻的追 肥, 均禁用如氯化铵、 硫酸铵、 硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙之类的化学酸性磷 肥, 以免加剧土壤酸化, 增加重金属的活性。 0068 为确保麻园丰 (高) 产的有效株数, 重金属污染严重地区新植麻园的破杆时间必须 要比新建常规麻园的推迟 30 或 35 或 40 或 45 天。

44、, 以便使移栽的本苗有足够的发蔸、 分株 时间, 根据申请人多年的实践经验 : 重金属污染严重地区新植麻园的破杆时间可在移栽后 115 或 116 或 117 或 118 或 119 或 120 或 121 或 122 或 123 或 124 或 125 天时进行。 0069 及时防治病虫害与强化麻园冬培管理。 0070 苎麻最常见的病虫害主要是根腐线虫病、 花叶病、 夜蛾、 赤蛱蝶和黄蛱蝶。 0071 在重金属重度污染的土壤上种植苎麻, 采用化学药剂防治病虫害是一种最为直 接、 经济 (实惠) 的有效方法。 0072 每亩用 2 千克质量分数为 10% 的克线丹颗粒剂拌土 50 千克撒施, 。

45、可防治苎麻根腐 线虫病。 0073 每亩用40或80毫升质量分数为35%的叶蝉散800倍液在花叶蝉若虫盛发期喷雾, 可防治苎麻的花叶病。 0074 每亩用 40 或 80 毫升质量分数 2.5% 的溴氰菊酯兑水 45 千克在幼虫群聚或盛孵期 喷雾, 可防治苎麻的夜蛾、 赤蛱蝶和黄蛱蝶。 0075 每年收获完最后一季麻, 必须开展麻园中耕、 挖除伸向行间部分的跑马根、 厢面覆 土培肥、 清沟护蔸等的田间冬培管理工作, 以确保来年头麻即第一季麻的丰产。 0076 麻园冬培管理的技术要点, 可按 苎麻栽培技术规范 (DB/T384-2008) 的相关要求 进行, 但培肥过程中切忌施用如氯化铵、 硫酸。

46、铵、 硝酸铵之类的生理酸性氮肥和如过磷酸钙 之类的化学酸性磷肥。 0077 “一种在重金属重度污染土壤上种植苎麻的方法” 的中试试验与示范结果如附 表 1、 附表 2、 附表 3 所示。结果表明 : 严重污染地区 (嘉禾沙坪村、 浏阳湘和化工厂区原绿 化地和安化 715 矿区, )新植麻园的当年产量和次年头麻产量可分别达到 71.874.3 与 84.886.3 千克 / 亩, 与同期清洁土壤 (桃源盘塘镇) 新植麻园的基本一致, 且且原麻中的重 金属含量均控制在欧美关于纺织原料镉的含量标准 (20 毫克 / 千克) 的范围以内, 实现了重 度重金属污染土壤的农业安全与高效利用, 技术简便、 。

47、方法易行, 适于广大重金属污染严重 地区的农民与农技部门等的推广应用。值得说明的是, 桃源盘塘镇种植的苎麻品种为中苎 1 号, 而嘉禾沙坪村、 浏阳湘和化工厂区原绿化地和安化 715 矿区种植的是湘苎 3 号苎麻品 说 明 书 CN 102919042 A 10 8/8 页 11 种。 0078 附表 1中试试验与示范基地重金属污染与苎麻生产概况 0079 0080 附表 2中试试验与示范基地的产量概况 0081 0082 附表 3中试试验与示范基地原麻的重金属镉含量 (单位 : 毫克 / 千克) 0083 样品嘉禾沙坪村湘和工厂原绿地安化 715 矿区桃源盘塘镇 当年破杆麻17.13.3416.63.0615.42.221.340.22 次年头麻15.92.3315.02.8414.11.951.420.24 说 明 书 CN 102919042 A 11 。

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