专利名称：一种改良玉米或大豆吸收重金属锌的方法粮食的安全生产是全世界广为关注的焦点问题，对农业的可持续发展和人类的健 康具有重大意义。而据资料显示，由于工业的发展，土壤重金属污染日益严重，尤其是镉、 铅、锌、铜、锌等重金属。如在四川雅安，通过对大兴镇及其周围农田土壤的检测，重金属锌 已经对农田造成了不同程度的污染。这不但影响了作物产量和品质，还会通过食物链危害 人畜健康，造成不可估量的影响。因此，被重金属锌污染的土壤急需治理。但是，常规的土壤 修复技术需要较长时间且操作复杂，在修复过程中土壤可能无法种植作物，造成资源浪费。间作在农业上是指在同一田地上于同一季节内，把生育季节相近、生育期基本相 同的两种或两种以上的作物，成行或成带(多行)地相间种植。与传统的单一种植方式相 比，间作具有生产产量优势和生态学优势。而禾本科与豆科作物间作是中国传统农业生产 方式，如玉米与大豆间作，玉米与花生间作，玉米与豇豆间作，小麦与大豆间作等，这是提高 土地利用率，促进农作物高产、高效、持续增产的重要技术措施。从目前的研究进展来看，作物间作研究重点主要集中在以下三个方面，一是间作 系统地上部结构及其光能利用效率与产量优势；二是地下部土壤养分和水分利用；三是作 物的产量情况。有关不同作物间作对土壤重金属吸收的影响研究还较少，且主要是关于对 土壤重金属镉、铅吸收的研究，作物间作条件下由于作物根系间的交互作用，土壤中重金属 含量有所降低，从而减少了作物对重金属的吸收在体内的积累，其原因一方面可能是由于 间作作物间根系间相互作用，根系分泌物、有机酸、微生物等数量和种类增加，根系分泌物 可和重金属形成稳定的螯合体，降低了重金属在土壤中的移动性，起到固定和钝化作用；二 是根际的微生物及酶活性系统数量和代谢能力增强，提高了对重金属污染物的降解能力； 三是根系间作用分泌的有机酸、氨基酸等有机物含有羟基和羧基等功能基团，对土壤中的 富余重金属离子有较强的络合能力，有效降低重金属对作物的毒害。锌与镉、铅虽然都是二 价态的重金属元素，但由于现有对根系分泌物在土壤-作物系统的修复作用研究较少，且 选种的作物种类不同，根系分泌物种类不同，其修复机制就有所差异。同时，两作物间作时，间作作物和主栽作物在重金属吸收、积累中可能存在交互作 用，即一种作物的重金属累积量减少，而另一作物的累积量增加，造成一定的浪费。如在重 金属镉污染土壤中进行豆科植物与玉米间作，则会出现豆科植物的镉积累量降低，但却促 进了玉米对镉的吸收(李凝玉、李志安、丁永桢、邹碧、庄萍，《不同作物与玉米间作对玉米吸 收积累镉的影响》，《应用生态学报》，2008年6月，第19卷，第6期)。在重金属锌污染严重的土壤上单作玉米或大豆时，玉米、大豆全植株都存在重金 属锌累积量超标的问题，因此急需寻找一种成本低、可操作性强的改良玉米或大豆吸收重 金属锌的方法。
本发明的目的是提供一种成本低、可操作性强、环境友好的改良玉米或大豆吸收 重金属锌的方法。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种改良玉米或大豆吸收重金属锌的方法，其特征在于，在重金属锌污染土壤中 进行玉米、大豆间作。作为本发明的优选方案，一种改良玉米或大豆吸收重金属锌的方法，其特征在于， 所述的玉米、大豆间作株数比为1 2。玉米、大豆间作后，在作物盛花期都能同时有效降低玉米、大豆的根、茎和叶中锌 的积累量，进而降低了作物籽粒中锌的积累量，并达到了国家粮食安全限量标准。玉米、大 豆间作株数比除1 2夕卜，还可以有2 4、4 4和4 6。本发明的有益效果是(1)与现有技术相比，本发明所采用的在重金属锌污染土壤中进行玉米、大豆间作 方法，是中国目前普遍实施的一种重要的种植模式，而且方法简单、成本低、可操作性强、效 果明显、环境友好，便于在农业生产中应用和推广。(2)玉米、大豆间作可同时有效降低玉米、大豆中的锌积累量，并在生物量总和上 体现了间作优势，具有经济优势。对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上 述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括 在本发明的范围内。实施例1试验地点设在四川农业大学教学科研农场气象站。采用盆栽模拟土壤重金属污染的方法，按玉米单作、大豆单作和玉米Il大豆(表 示玉米、大豆间作)种植于按国家土壤环境质量(GB15618-1995) 二级标准(pH :7. 72，旱 地Zn :300mg/kg)加入重金属锌的盆栽土壤中。国家土壤环境质量(GB15618-1995) 二级 标准中旱地的锌浓度为250mg/kg，即每千克污染土壤中含有锌250mg，该浓度是为保证农 业生产、作物正常生长、维护人体健康的土壤质量限制值。其中玉米单作每盆种植2棵，大 豆单作每盆种植4棵；玉米Il大豆数量均比相应的单作数量减半，按株数比1 2间作。试验于初夏开始，当作物盛花期及作物成熟期时，分别对作物进行全植株采集，然 后对作物根、茎(鞘)、叶、籽实(成熟期)中的锌含量及其生物量进行测定。试验共设3个处理，即重金属锌污染土壤上，玉米单作、大豆单作和玉米Il大豆。试验结果如下表1结果表明，在不同种植方式下，玉米和大豆的根、茎、叶及籽实 的锌含量均表现为单作>间作。与单作玉米相比，玉米Il大豆中的玉米根、茎、叶及籽实的 锌含量均显著下降，降低幅度在15%-25%之间。玉米Il大豆中的大豆根、茎、叶及籽实的 锌含量比单作大豆也有下降，降低幅度在9% 19%之间。表2结果表明，玉米Il大豆中的玉米生物量均大于单作玉米，但间作的大豆的生 物量却均小于相应的单作大豆。但是，间作作物的生物量总和均大于各单作作物生物量总 和，即玉米Il大豆中玉米和大豆的生物量之和>单作玉米和单作大豆的生物量之和，这说 明了间作总体上还是显示出了间作优势。表1作物盛花期、成熟期锌含量表处理名称全锌含量(mg/kg)盛花期成熟期根茎叶籽实单作玉米174.98151.19131.0195.4单作大豆156.85150.47112.2693.26玉米Il大豆(玉米)131.95120.39102.7281.16玉米Il大豆(大豆)128.47121.98102.182.28表2作物盛花期和成熟期生物量表
处理名称作物盛花期作物成熟期作物干重(g/株)作物干重(g/株)根干 重茎干重叶干重根干 重茎干重叶干重籽实产量甲-作玉米2.115.103.793.018.225.34314.06甲·作大S0.291.030.550.411.540.7862.21玉米Il大豆(玉米)3.046.333.954.289.735.48348.93玉米Il大豆(大豆)0.171.030.440.241.450.6250.92 综合以上说明，玉米、大豆间作可有效降低玉米、大豆作物植株重金属锌的累积， 且同时未影响其间作优势。玉米、大豆间作比例还可以有2 4、4 4禾Π4 6。


本发明公开了一种改良玉米或大豆吸收重金属锌的方法，涉及环境中重金属污染的修复技术领域。为解决土壤中重金属锌污染影响玉米、大豆品质和产量的问题，本发明提供了一种改良玉米或大豆吸收重金属锌的方法，具体为，在重金属锌污染土壤中进行玉米、大豆间作，优选的玉米、大豆间作株数比为1:2。本发明的方法简单、成本低、可操作性强、效果明显、环境友好，便于在农业生产中应用和推广。