摘 要：本发明提供一种工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法，涉及工业大麻种植修复土壤技术领域。所述种植管理方法为设置木霉菌和黑座克雷伯氏菌发酵液为溶剂，添加木瓜蛋白酶、蜡样芽胞杆菌、木醋液、硼酸、硫酸锌、高锰酸钾制备营养菌剂辅助种植，对工业大麻种子采用木醋液和发酵液浸泡，设置氮磷钾、发酵料、生物炭作为底肥。本发明克服了现有技术的不足，采用工业大麻为土壤重金属修复植物，结合对工业大麻种子的处理和后续菌剂的施用，综合提升对土壤重金属的去除效率，并且保证工业大麻的正常生长。
技术要点
1.工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法，其特征在于，所述种植管理方法包括以下步骤：
（1）营养菌剂的制备：以发酵液为溶剂，添加木瓜蛋白酶15-20mg/L、蜡样芽胞杆菌40-50mg/L、木醋液80-120mL/L、硼酸10-20mg/L，硫酸锌15-30mg/L，高锰酸钾10-20mg/L；其中发酵液的制备方法为将木霉菌和黑座克雷伯氏菌接种至秸秆、松针等比例混合后粉碎的浆料中进行发酵，后过滤得滤液和滤渣，其中滤液为发酵液，滤渣为发酵料；
（2）工业大麻种子预处理：将工业大麻种子洗净，浸泡木醋液和上述发酵液的混合液，取出自然干燥为预处理种子；
（3）种植地预处理：将种植地翻耕晾晒备用，播种前施加底肥肥为氮磷钾肥、发酵料、生物炭，质量比为10-12∶1-2∶1-2；
（4）播种：将预处理种子在4-5月土壤墒情适宜时进行播种，待出苗后喷施一次营养菌剂，2-3对真叶时进行间苗和定苗；
（5）追肥：在间苗后4-5对真叶时进行追肥。
2.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述发酵液的制备方法包括以下步骤：
S1-1、将秸秆和松针等比例混合后粉碎得粉碎料，将粉碎料加2-5倍体积清水搅拌成浆，得混合浆料备用；
S1-2、分别将木霉菌、黑座克雷伯氏菌接种至液体马铃薯培养基上，培养活化后制备活菌数为106-108个/mL的木霉菌活化液、活菌数为108-109个/mL的黑座克雷伯氏菌活化液；
S1-3、将混合浆料总质量1-3%的木霉菌活化液和黑座克雷伯氏菌活化液接种至混合浆料中，发酵处理20-60d，后压榨过滤，分离滤液也滤渣，其中滤液为发酵液。
3.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述步骤（1）中木瓜蛋白酶的酶活力为105-106U/g。
4.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述蜡样芽胞杆菌的活菌数为108-1010个/g。
5.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述步骤（2）中木醋液和发酵液的混合液中木醋液和发酵液的质量比为1∶7-10，且浸泡时间为15-20min。
6.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述步骤（3）中氮磷钾肥为20-15-15的N、P、K肥。
7.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述步骤（3）中底肥的施用量为500-600kg/公顷。
8.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述步骤（4）中间苗的原则为拔高去低留中间的均匀一致的幼苗，并且控植株之间的间距在4-5cm。
9.根据权利要求1所述的种植管理方法，其特征在于：所述步骤（5）中追肥为N肥，且用量为120-150kg/公顷。
技术领域
本发明涉及工业大麻种植修复土壤技术领域，具体涉及工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法。
背景技术
土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，是农业生产的基本生产资料。如何减轻日益严重的重金属对土壤污染，进而修复还原利用的问题已迫在眉睫，亟待研究。
土壤修复方法主要有物理修复和化学修复，其中常见的物理修复方法有换土、去表士土、客土以及深耕翻土法。采用物理化学的方式将土壤中的重金属进行分离，这样可以降低和减少土壤中重金属的含量。这种方法虽然彻底、稳定。但是投入量比较大，成本较高，在小范围的土壤中效果明显。而化学修复也会一定程度造成污染，不仅成本高，且造成土壤的二次污染。
现阶段为了提升土壤修复的环保性和低成本性，植物修复逐渐成为研究的主流，植物修复技术是指利用植物吸收、提取、分解、转化或固定等作用将土壤、沉积物、污泥、地表或地下水中的有毒有害物质去除或降低其毒性的技术总称。相对于其他的常规治理方法，植物修复以其廉价、清洁、不破坏环境、不会造成二次污染等优良特性已日益引起了学术界和政府部门的广泛重视。
植物修复的前提采用具有富集能力强的植物种进行，如大麻、芥菜、亚麻、玉米、大麦等农作物，其中工业大麻修复重金属土壤已经拥有广泛的研究，但现有技术中工业大麻修复重金属土壤过程中，由于重金属成分的胁迫一定程度上会影响大麻的生长，并且整个土壤的修复周期也较长。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法，采用工业大麻为土壤重金属修复的种植植物，结合对工业大麻种子的处理和后续菌剂的施用，综合提升对土壤重金属的去除效率，且不影响工业大麻的正常生长，综合减少土壤修复成本，提高工业大麻的经济价值和修复潜力。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法，所述种植管理方法包括以下步骤：
（1）营养菌剂的制备：以发酵液为溶剂，添加木瓜蛋白酶15-20mg/L、蜡样芽胞杆菌40-50mg/L、木醋液80-120mL/L、硼酸10-20mg/L，硫酸锌15-30mg/L，高锰酸钾10-20mg/L；其中发酵液的制备方法为将木霉菌和黑座克雷伯氏菌接种至工业大麻秸秆、松针等比例混合后粉碎的浆料中进行发酵，后过滤得滤液和滤渣，其中滤液为发酵液，滤渣为发酵料；
（2）工业大麻种子预处理：将工业大麻种子洗净，浸泡木醋液和上述发酵液的混合液，取出自然干燥为预处理种子；
（3）种植地预处理：将种植地翻耕晾晒备用，播种前施加底肥肥为氮磷钾肥、发酵料、生物炭，质量比为10-12∶1-2∶1-2；
（4）播种：将预处理种子在4-5月土壤墒情适宜时进行播种，待出苗后喷施一次营养菌剂，2-3对真叶时进行间苗和定苗；
（5）追肥：在间苗后4-5对真叶时进行追肥。
优选的，所述发酵液的制备方法包括以下步骤：
S1-1、将秸秆和松针等比例混合后粉碎得粉碎料，将粉碎料加2-5倍体积清水搅拌成浆，得混合浆料备用；
S1-2、分别将木霉菌、黑座克雷伯氏菌接种至液体马铃薯培养基上，培养活化后制备活菌数为106-108个/mL的木霉菌活化液、活菌数为108-109个/mL的黑座克雷伯氏菌活化液；
S1-3、将混合浆料总质量1-3%的木霉菌活化液和黑座克雷伯氏菌活化液接种至混合浆料中，发酵处理20-60d，后压榨过滤，分离滤液也滤渣，其中滤液为发酵液。
优选的，所述步骤（1）中木瓜蛋白酶的酶活力为105-106U/g。
优选的，所述蜡样芽胞杆菌的活菌数为108-1010个/g。
优选的，所述步骤（2）中木醋液和发酵液的混合液中木醋液和发酵液的质量比为1∶7-10，且浸泡时间为15-20min。
优选的，所述步骤（3）中氮磷钾肥为20-15-15的N、P、K肥。
优选的，所述步骤（3）中底肥的施用量为500-600kg/公顷。
优选的，所述步骤（4）中间苗的原则为拔高去低留中间的均匀一致的幼苗，并且控植株之间的间距在4-5cm。
优选的，所述步骤（5）中追肥为N肥，且用量为120-150kg/公顷。
本发明提供一种工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法，与现有技术相比优点在于：
本发明选用工业大麻作为土壤重金属修复植物，其本身就具有较高的土壤重金属修复效果，对于工业大麻种子在前期采用木醋液和发酵液金牌处理，便于提升前期工业大麻种子在重金属土壤的发芽率，并且促进工业大麻的营养生长，同时本发明采用木瓜蛋白酶、蜡样芽胞杆菌、木霉菌和黑座克雷伯氏菌发酵液作为主要营养菌剂成分，能够显著改善突然的重金属环境，有效降低土壤重金属含量的同时进一步促进工业大麻的正常生长，综合降低土壤修复的成本，并且实现绿色环保的修复效果。
附图说明
图1为本发明实施例2中盆栽工业大麻种植40d的生长情况，图中左侧一排为对照组的盆栽工业大麻，右侧一排为实验组1的盆栽工业大麻，中间一排为实验组6的盆栽工业大麻；
图 1
图2为本发明实施例2中实验组1盆栽工业大麻种植80d的生长情况示意图；
图2
图3为本发明实施例3中种植地处理的示意图；
图3
图4为本发明实施例3中各个种植地中作物的生长状况示意图。
图4
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中使用的木霉菌购买于云南大学，且保藏编号为：CGMCC No.21023；黑座克雷伯氏菌购买于江南大学，保藏编号为：CCTCC NO：M2012108；蜡样芽胞杆菌购买于江西理工大学，保藏编号为GDMCC NO：60778，活菌数为108-1010个/g；
木瓜蛋白酶购买于杭州科田生物技术有限公司，且木瓜蛋白酶的酶活力为105-106U/g。
实施例1：
1、原料预处理：
1.1、发酵液1和发酵料1的制备：
（1）取玉米秸秆和思茅松松针等质量混合后粉碎，再加入5倍体积的清水，搅拌均匀得混合浆料；
（2）分别将木霉菌、黑座克雷伯氏菌接种至液体马铃薯培养基上，培养活化后制备活菌数为106-108个/mL的木霉菌活化液、活菌数为108-109个/mL的黑座克雷伯氏菌活化液备用；
（3）分别将混合浆料总质量1%的木霉菌活化液和黑座克雷伯氏菌活化液接种至混合浆料中，发酵处理60d，后压榨过滤，分离滤液也滤渣，其中滤液为发酵液1，滤渣为发酵料1备用。
1.2、发酵液2和发酵料2的制备：
（1）取玉米秸秆和思茅松松针等质量混合后粉碎，再加入2倍体积的清水，搅拌均匀得混合浆料；
（2）分别将木霉菌、黑座克雷伯氏菌接种至液体马铃薯培养基上，培养活化后制备活菌数为106-108个/mL的木霉菌活化液、活菌数为108-109个/mL的黑座克雷伯氏菌活化液备用；
（3）分别将混合浆料总质量3%的木霉菌活化液和黑座克雷伯氏菌活化液接种至混合浆料中，发酵处理20d，后压榨过滤，分离滤液也滤渣，其中滤液为发酵液2，滤渣为发酵料2备用。
1.3、发酵液3和发酵料3的制备：
（1）取玉米秸秆粉碎，再加入2倍体积的清水，搅拌均匀得秸秆浆料；
（2）分别将木霉菌、黑座克雷伯氏菌接种至液体马铃薯培养基上，培养活化后制备活菌数为106-108个/mL的木霉菌活化液、活菌数为108-109个/mL的黑座克雷伯氏菌活化液备用；
（3）分别将混合浆料总质量3%的木霉菌活化液和黑座克雷伯氏菌活化液接种至秸秆浆料中，发酵处理20d，后压榨过滤，分离滤液也滤渣，其中滤液为发酵液3，滤渣为发酵料3备用。
1.4、发酵液4和发酵料4的制备：
（1）取玉米秸秆和思茅松松针等质量混合后粉碎再加入2倍体积的清水，搅拌均匀得混合浆料；
（2）分别将木霉菌接种至液体马铃薯培养基上，培养活化后制备活菌数为106-108个/mL的木霉菌活化液备用；
（3）分别将混合浆料总质量3%的木霉菌活化液接种至混合浆料中，发酵处理20d，后压榨过滤，分离滤液也滤渣，其中滤液为发酵液4，滤渣为发酵料4备用。
2、营养菌剂的制备：
2.1、营养菌剂A的制备：
以发酵液1为溶剂，添加木瓜蛋白酶15mg/L、蜡样芽胞杆菌40mg/L、木醋液80mL/L、硼酸10mg/L，硫酸锌15mg/L，高锰酸钾10mg/L；
2.2、营养菌剂B的制备：
以发酵液2为溶剂，添加木瓜蛋白酶20mg/L、蜡样芽胞杆菌50mg/L、木醋液120mL/L、硼酸20mg/L，硫酸锌30mg/L，高锰酸钾20mg/L。
2.3、营养菌剂C的制备：
以发酵液3为溶剂，添加木瓜蛋白酶20mg/L、蜡样芽胞杆菌50mg/L、木醋液120mL/L、硼酸20mg/L，硫酸锌30mg/L，高锰酸钾20mg/L。
2.4、营养菌剂D的制备：
以发酵液4为溶剂，添加木瓜蛋白酶20mg/L、蜡样芽胞杆菌50mg/L、木醋液120mL/L、硼酸20mg/L，硫酸锌30mg/L，高锰酸钾20mg/L。
2.5、营养菌剂E的制备：
以发酵液2为溶剂，添加蜡样芽胞杆菌50mg/L、木醋液120mL/L、硼酸20mg/L，硫酸锌30mg/L，高锰酸钾20mg/L。
3、底肥的制备：
3.1、底肥A的制备：
20 15 15的氮磷钾肥、发酵料1、稻壳生物炭质量比10∶1∶1混合得到；
3.2、底肥B的制备：
20 15 15的氮磷钾肥、发酵料2、稻壳生物炭质量比12∶2∶2混合得到；
3.3、底肥C的制备：
20 15 15的氮磷钾肥、发酵料3、稻壳生物炭质量比12∶2∶2混合得到；
3.4、底肥D的制备：
20 15 15的氮磷钾肥、发酵料4、稻壳生物炭质量比12∶2∶2混合得到
4、浸种液的制备：
浸种液A：木醋液和发酵液1质量比为1∶7混合制得；
浸种液B：木醋液和发酵液2质量比为1∶10混合制得；
浸种液C：木醋液和发酵液3质量比为1∶7混合制得；
浸种液D：木醋液和发酵液4质量比为1∶7混合制得。
实施例2：
工业大麻盆栽实验：
选取云麻1号的种子为实验材料，设置花盆（规格为底直径30cm×口直径45cm×高40cm，底部设计2cm小孔）作为栽培容器，平均分为7组，每组30盆。
其中6组作为实验组，种植基质选取重金属污染土地的土壤，且该土壤的检测结果如下表1：
表1
另一组设为对照组，种植基质采用普通土壤，物重金属污染，土壤中有机质含量为52.71mg/kg，有效磷含量为60.35mg/kg，速效钾含量为224.31mg/kg，总氮含量为0.81g/kg。
（1）大麻种子晾晒1d后采用清水洗净，后采用浸种液浸泡处理20min，再取出备用；
（2）花盆中填入种植基质后再每盆加入25g基肥，与基质混匀，再将处理后的种植按照每盆5-8颗进行播种，后浇透清水，保证含水量在60-70%，并在每盆种子开始出芽时浇淋一次营养菌剂，具体参照下表2：
表2
检测各组工业大麻种子7d的发芽率，以及发芽后继续种植40d、80d的工业大麻生长情况，具体结果如下表3所示：
表3
由上表可知，采用实验组1和实验组2的处理方式能够有效促进大麻的种子萌发并促进后续大麻的生长。
实施例3：
田间修复土壤重金属实验：
选取同一片受重金属污染的土壤作为种植地，划分成7个种植区，检测该土壤中各重金属含量为Zn273.21mg/kg、Cd101.33mg/kg、Cr85.62mg/kg、Pb94.75mg/kg；
选取云麻1号的大麻种子（播种前按照上述实验组1所示的方法进行预处理）和SBS902的玉米种子作为实验材料；
（1）种植地预处理：
将种植地翻耕后施加550kg/公顷的基肥（如图3所示），后分别在2023年4月5日播种工业大麻种子和玉米种子；
（2）将播种后浇淋清水，待出苗后喷施一次营养菌剂，待2-3对真叶时进行间苗和除草，按照拔高去低留中间原则进行间苗，留均匀一致的幼苗，并且植株之间的间距在4-5cm，玉米种植期间的管理方法参照《玉米全程标准化栽培管理技术》；
（3）在工业大麻生长至4-5对真叶时进行一次追肥，且追肥为N肥（尿素），且用量为120-150kg/公顷。
且各个种植区的种植情况如下表4：
表4
在种植100d后收获各个种植区的作物，并收集各个种植区中心处土壤，进行检测，记录各个种植区土壤的重金属含量如下表5：
表5
由上表可知，种植区1和种植区2中土壤的重金属修复效果最佳。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
文章摘自国家发明专利，工业大麻修复重金属污染土壤的种植管理方法，发明人：许艳萍，陈贾永，谭泰忠，吕品，字雪靖，张园，张庆滢，杨明，郭孟璧，申请号：202411311129.4，申请日：2024.09.20
