成果名称: 桑树种植在矿区重金属污染地的农业生态整治与安全高效利用模式
完成单位: 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所
主要人员: 吴剑安,唐翠明,王振江,罗国庆,戴凡炜,钟建武,刘新涛,肖阳,李庆荣,黄港
介绍:

    1 课题来源与背景:本成果受到省科技厅社会发展领域科技计划项目审批项目的资助。2014年立项。目前对重金属污染土壤的修复技术有物理化学修复技术和植物修复技术,物修复技术是将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,利用该种植物对土壤中污染元素的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后可将重金属移出土壤,达到治理污染与恢复生态的目的。植物修复技术具有廉价、安全、不破坏土壤结构、环境友好等优点,是今后重金属污染土壤修复技术的主要发展方向。桑树是一种适应性广、速生快长、生物量大、具有多金属耐性的多年生木本植物,桑叶是饲养蚕儿的饲料,可用于养蚕生产蚕茧,蚕茧则用于生产蚕丝,蚕丝生产丝绸产品,不进入食物链。桑树由于生物量大、一年可收获条桑5次,且对多种重金属元素耐性强,因此重金属迁移总量是可观的。总之,利用桑树进行重金属污染土壤修复具有效率高、能产生良好生态效益、社会效益和经济效益等优势,可充分利用大部分重金属污染土壤发展蚕桑业,从而促进我省粤北、粤西和粤东北石灰岩地区的经济发展。开展桑树在重金属污染土壤修复上的应用研究具有重要的社会意义,研究结果还将对今后重金属污染土壤的大生物量非超富集修复植物品种的选择具有指导意义。

     2 项目技术原理及性能指标:长期以来,有关重金属污染治理的策略,多以改造和净化污染环境、恢复土地原有质量为宗旨,植物修复研究的主要内容是利用植物吸收净化土壤重金属的生物措施,筛选出的富集植物多为野生草本植物,但由于这些措施存在投资大、周期长、效果不稳定等问题,尤其是在修复期间产生经济效益较少,农民种植热情较少,实践中推广应用并取得成功的实例尚不多见。本项目在研究桑树种植对矿区重金属污染地生态修复的同时,将污染农田作为一种特殊资源,研究污染耕地种桑养蚕利用模式的可行性,替代现在的粮作生产模式,使污染土地在农业领域重新获得安全而高效的利用,环境改造和净化寓于土地利用过程之中,有效地缓解工矿污染与区域农业发展之间的矛盾。桑树种植在修复污染土壤的同时,产生经济效益且不进入食物链,生态、经济和社会效益显著。

     3 技术的创造性与先进性:项目通过一年的实施,主要在以下几个方面取得了进步:(1)通过对矿区重金属污染地种植的桑树的叶、枝、根等部位进行不同季节的重金属含量测定,评价了桑树种植对矿区重金属污染土壤的生态修复利用,明析了不同重金属元素在桑树体内的吸收积累和分布规律,为桑树修复重金属污染土壤的推广应用提供依据。(2)研究矿区重金属污染地对桑树的桑叶产量等生长发育及桑叶品质的影响。(3)研究了矿区重金属污染地对家蚕发育和茧质、蚕蛹和蚕粪利用的影响。(3)总结出了矿区重金属污染地种桑养蚕可行性模式1个,并制定出了矿区重金属污染地桑树种植配套技术1个。

    4 技术的成熟程度,适用范围和安全性:该技术成熟度较好,我省的粤北、粤西和粤东北的矿区周边地区存在比较严重的土壤重金属污染问题,甚至出现了由于土壤重金属污染危及人体健康的情况,在耕地面积日益紧张的今天,安全有效的对重金属污染土壤进行修复是一项紧迫的任务。桑树是一种适应性广、速生快长、对多金属元素具有较强耐性的大生物量多年生植物品种,以往主要作为家蚕饲料应用,但近年来桑树在生态环境治理方面的优势不断显现出来,已在水土保持、沙漠治理、风沙防护等方面发挥作用。本项目开展了桑树在重金属污染土壤修复上的应用研究,进一步拓宽了桑树学科的发展。筛选出的矿区重金属污染修复桑树品种,在矿区重金属污染地种植,在修复污染地重金属含量、恢复绿色植被的同时,可以利用桑叶生产蚕茧,增加当地农民经济收入,达到了经济效益、生态效益、社会效益“多赢”的目的。

    5 应用情况及存在的问题:(1)重金属污染耕地种利用桑养蚕利用模式替代现在的粮作生产模式,可使污染土地在农业领域重新获得安全而高效的利用,环境改造和净化寓于土地利用过程之中,有效地缓解工矿污染与区域农业发展之间的矛盾。桑树种植在修复污染土壤的同时,产生经济效益且不进入食物链,生态、经济和社会效益显著。本项目的实施在修复土壤的过程中可以利用桑叶生产蚕茧,增加当地农民经济收入。目前该技术已在韶关翁源县、仁化县等重金属污染地进行了应用,达到了经济效益、生态效益、社会效益“多赢”的目的。(2)存在问题: 由于项目经费较少,限制了该项目的进一步深入,对矿区重金属污染修复效果评价仅在3个品种资源中进行种植示范,且示范应用面积较少,我省粤北地区重金属污染严重,是我省主要的矿区重金属污染亟待修复集中地区,通过进一步的试验研究,在多个地点建立示范基地进行种桑养蚕推广示范,在修复污染地重金属含量、恢复绿色植被的同时,可以利用桑叶生产蚕茧,增加当地农民经济收入,改变当地种植结构。

批准登记号:
登记日期: 2019-08-05
研究起止时间: 2014-01-01至2016-12-31
所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2017-05-04