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为了修复农田重金属污染,降低稻米中的镉含量,使稻米达到国家安全食品标准,以改变大众对湖南“镉大米”的污染现状,本文通过筛选的生物量大,且吸附能力强的几种植物与水稻进行轮作,以降低土壤中的重金属含量。本文利用早稻-水葱、鸢尾-晚稻、梭鱼草-晚稻、黎蒿-晚稻和烟草-晚稻,这五种轮作模式研究对土壤Cd污染的修复潜力,并通过对水葱、黎蒿单独种植并多次刈割的情况下,研究土壤镉含量的降低情况。目的是在于研究这些作物在低、中浓度Cd污染土壤的吸收情况,同时降低水稻对土壤中的Cd的吸收,并达到了美化环境的效果;该修复方法农民接受容易,能为轻、中度重金属污染土壤农田修复推广轮作种植提供技术性参考。研究主要结论如下:(1)通过对前茬植物Cd积累能力的实验结果分析表明,在郴州和株洲土壤中通过五种轮作模式的种植,Cd的积累能力最强的为烟草-晚稻;其次是黎蒿-晚稻;效果较差的为鸢尾-晚稻,其中烟草对郴州土壤中Cd的积累量最高,烟叶对Cd含量高达22.27mg/kg。黎蒿对土壤中的Cd的累积量仅次于烟草,黎蒿叶部的Cd的吸收量为13.53mg/kg;根部的Cd含量低于叶部为9.45 mg/kg。梭鱼草-晚稻轮作模式下,梭鱼草对Cd的吸收能力不高,但是梭鱼草具有较大的生物量,且可以美化环境。针对后茬植物进行Cd污染土壤修复能力实验结果的比较可以得出,国家规定的稻米镉标准为0.2mg/kg,但是未经植物修复的郴州土壤中,种植的稻米的Cd含量高达0.82mg/kg,经过烟草-晚稻轮作后的稻米中的Cd含量为0.42mg/kg,是五种轮作模式中的稻米中Cd含量的最低,其次为黎蒿-晚稻轮作模式下,稻米中的Cd含量为0.53mg/kg同样较空白稻米Cd含量降低较多。植物叶中Cd的转运系数由大到小的排列顺序为烟草-晚稻>黎蒿-晚稻>鸢尾-晚稻>梭鱼草-晚稻>早稻-水葱。(2)通过对五种轮作模式生物量的比较可知,前茬植物的生物量最高的是烟草,其次是鸢尾、梭鱼草,黎蒿和早稻的生物量较低。郴州土壤中烟草的生物量是黎蒿生物量的7.41倍,但是经过前茬植物的种植后,并未对晚稻的生物量有较大影响,且总的干物质量相差不多。在郴州土壤中经过五种植物轮作后,其中前茬植物中对土壤Cd的提取量最高烟草与黎蒿分别为22.59mg和2.14mg。两种土壤中的轮作模式下,植物对Cd的提取总量由高到底的顺序为:烟草-晚稻>黎蒿-晚稻>梭鱼草-晚稻>鸢尾-晚稻>早稻-水葱。土壤中的Cd含量都有相应的降低,烟草-晚稻模式中土壤中的Cd含量降低到0.97mg/kg,修复效率为32.64%,有效态的修复效率为32.88%,经过黎蒿-晚稻轮作后土壤中Cd的总含量降低了0.36mg/kg。五种轮作模式下Cd的去除率最好的是烟草-晚稻,其次是黎蒿-晚稻。早稻-水葱、鸢尾-晚稻和梭鱼草-晚稻是去除率较低的三种轮作模式。(3)水葱与黎蒿单独种植并且多次刈割的实验结果表明:两种单独刈割的植物黎蒿的地上部分对Cd的积累能力远远高于水葱,在郴州土壤中,第一次对黎蒿和水葱进行刈割,两种植物的富集系数分别为10.76和0.52,第四次刈割时黎蒿的富集系数为16.60是水葱第二次刈割时的25.93倍,显示了黎蒿巨大的修复潜力。郴州土壤中种植黎蒿的土壤Cd浓度为1.01mg/kg,修复效率为29.86%,土壤中的Cd的有效态的修复效率为28,77%。且黎蒿是湖南本土植物,更容易被环境接纳,对污染土壤的净化能力较强。实验结果可知经过一段时间的种植采样,能较早的使土壤达到国家标准,对土壤修复起到促进作用。