[發明專利]一種農田鎘污染鈍化治理后維持作物微量元素供應的方法

有效

• 申請號: 201510399072.2
• 申請日: 2015-07-08
• 公開（公告）號: CN104956802B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 吳靖滔;李志安;夏漢平;莊萍;李應文;鄒碧;盧煥萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院華南植物園
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;A01B79/02;C09K17/06;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 劉明星

技術領域：

本發明屬于農田鎘污染治理領域，具體涉及一種農田鎘污染鈍化治理后維持作物微量元素供應的方法。

背景技術：

針對我國面積廣闊的鎘污染農田，一個可行的治理技術方案是土壤重金屬鈍化(殷飛等2015)，就是向土壤中添加鈍化材料，使重金屬活性顯著下降，作物難于吸收，從而生產出合格的農產品。農田土壤重金屬鈍化技術應用前景非常廣闊，它有多方面的優勢，一是不影響農業生產，可在耕種過程中使用，二是成本較低，一些鈍化材料還有明顯的增產增收效果，極易推廣應用，三是應用技術簡單，易于被農民接受。

添加鈍化劑可有效減少作物對重金屬的吸收，但是許多微量元素如銅、鋅、鐵、錳也被同步鈍化了(殷飛等2015，Tan 2009)，導致作物對銅、鋅、鐵、錳的吸收量下降，使得作物生長遲緩，植株矮小，葉黃枯萎，或生物量減少等(范美蓉2011)。有些材料沒有使作物產量明顯下降，但體內營養元素水平有明顯的下降，包括本試驗的結果亦是如此。針對這一問題，并沒有其他人提出相應的解決辦法，原因一是多數研究只專注于鈍化效果本身，對作物產量下降問題采取回避態度，對造成產量下降的鈍化材料棄之不用，而轉向其它材料的尋找，許多關于鈍化的論文甚至不提作物產量下降的問題(李劍睿2014)，二是多數研究對鈍化造成作物產量下降的原因沒有全面的理解，以致無法提出應對措施。因而，當前沒有針對鈍化處置造成作物產量下降的應對技術，無相關報導或可用專利。

發明內容：

本發明的目的是提供一種農田鎘污染鈍化治理后維持作物微量元素供應的方法，利用該方法能使鈍化處置農田上種植的農作物能吸收到正常水平的微量元素，確保作物產量與品質。

本發明的農田鎘污染鈍化治理后維持作物微量元素供應的方法，其特征在于，包括以下步驟：

在維持農田鎘污染土壤含水量于田間持水量水平的條件下，對農田鎘污染土壤應用硅灰石進行鈍化處理，此時可實現土壤重金屬鎘的有效鈍化，待鈍化材料硅灰石失效后；再測定此鈍化材料硅灰石失效后的土壤中有效態微量元素含量水平，評估微量元素鈍化程度，并依據中國農業土壤微量元素分級標準進行分級(奚振邦2008)，再依據微量元素常規施用水平，計算補充微量元素的用量；以水溶液形態施用微量元素肥料至該鈍化材料硅灰石失效后的土壤中，補充微量元素，使土壤中的微量元素供應達到或超過正常土壤水平。

所述的待鈍化材料硅灰石失效后，一般自鈍化處置1周后，鈍化材料自身老化而失去進一步鈍化效能，此時就可得到鈍化材料硅灰石失效后的土壤。

一般施用微量元素肥料肥料后，3天后就可以種植植物，此時土壤中的微量元素供應達到或超過正常土壤的水平，從而促進作物生長。

優選，所述的微量元素肥料是以硫酸鋅與硫酸錳補充鋅與錳，其它微量元素被鈍化的程度較弱，可以不作補充。

本發明的第二個目的是提供一種提高農田鎘污染鈍化治理后的土壤栽種作物產量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

在維持農田鎘污染土壤含水量于田間持水量水平的條件下，對農田鎘污染土壤應用硅灰石進行鈍化處理，待鈍化材料硅灰石失效后；再測定此鈍化材料硅灰石失效后的土壤中有效態微量元素含量水平，評估微量元素鈍化程度，并依據中國農業土壤微量元素分級標準進行分級，再依據微量元素常規施用水平，計算補充微量元素的用量；以水溶液形態施用微量元素肥料至該鈍化材料硅灰石失效后的土壤中，補充微量元素，使土壤中的微量元素供應達到或超過正常土壤水平，然后栽種作物于該補充微量元素的土壤上。

本發明采用的鈍化劑為硅灰石，理論化學成分為CaO 48.25％、SiO₂ 51.75％，結構式為Ca₃[Si₃O9]，屬于一種鏈狀偏硅酸鹽，來源廣泛，價格低廉。由于硅酸根離子可以與土壤中鎘離子形成難溶性硅酸鹽沉淀，提升pH值，促使鎘形態向難溶性惰性形態轉變，增加土壤表面負電荷，加強對鎘離子吸附，從而降低土壤中鎘離子的有效性。同時硅灰石中的鈣離子能對作物吸收鎘離子時起拮抗作用，對作物生長也有促進作用。而鎘污染土壤添加常規的鈍化劑如硅酸鈉、硅酸鉀、石灰等，雖然能有效降低土壤中鎘的有效性，降低對植物吸收，但是土壤往往會出現板結情況，作物生長遲緩，蜘蛛矮小。因此添加硅灰石能有效減少作物對鎘離子的吸收，同時不影響土壤原有結構，促進植物生長。對農田鎘污染土壤應用硅灰石進行鈍化處理，本領域技術人員可以根據農田鎘污染土壤中鎘的含量通過常規試驗得知硅灰石的用量。