[發明專利]一種利用重金屬污染農田作物秸稈制備植物促生劑的方法及其應用

在審

• 申請號: 201710830307.8
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107867951A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 卞榮軍;李璐;潘根興;李戀卿
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/00;C09K17/40;A01C21/00;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 曹翠珍

技術領域

本發明涉及制備促生劑的制備技術領域，具體涉及一種利用重金屬污染農田作物秸稈制備植物促生劑的方法及其應用。

背景技術

我國是秸稈生產大國，秸稈綜合利用對提高土壤肥力、減輕大氣污染和節約能源起到非常重要的作用。在農田生態系統中，作物秸稈還田是增加土壤有機質和提高土壤生產力的重要途徑和措施，有利于農業的可持續發展。據估算，我國當前每稻麥秸稈產生量達到3.1億噸，其中還田比例已達到20％以上。根據環境保護部和國土資源部于2014年發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示我國約19.4％的農田受到重金屬污染，其中Cd、Pb污染農田約占7％和1.5％，且南方土壤污染重于北方。由于我國南方稻田土壤普遍酸化和秈稻、超級稻的種植更加重了水稻重金屬的吸收。但受污染耕地中絕大多數農田仍然種植作物，生產糧食。一般認為，作物根系和莖桿對重金屬的富集遠高于籽粒，大量的土壤重金屬被固定在作物的根和莖桿部分。因此重金屬污染農田作物秸稈還田向土壤輸入了有機碳的同時也將作物吸收的大部分重金屬歸還了農田，導致土壤中重金屬元素消減緩慢，不利于土壤環境質量的改善。

因此，重金屬污染農田作物秸稈如何處理，成為當前急需解決的問題。傳統的秸稈還田模式可將作物吸收的重金屬又歸還于農田，使得受污染農田土壤重金屬含量降低緩慢。因此，重金屬污染農田作物秸稈需離田處理，從而不斷帶出秸稈中吸收的重金屬，減少土壤中重金屬的富集。但污染農田作物秸稈離田處理，可能存在隨意堆放問題，引起二次環境污染。同時，離田后的作物秸稈成為真正的廢棄物，利用價值較低。然而，我國目前有關輕度重金屬污染農田作物秸稈利用的研究鮮有報道。因此，如何有效利用輕度污染農田作物秸稈，提升其利用價值，變廢為寶，變廢為肥，是關系到輕度重金屬污染農田土壤環境質量快速提升的關鍵。

近年來利用農業生物質廢棄物熱裂解技術和產業化工藝已經成熟，且得到了國家支持。秸稈熱裂解后產生的炭質產物含有較多的生物活性小分子有機物具有抑菌及促生的作用如水楊酸，3,5-二羥基甲苯，對羥基苯甲醛，吡哆辛等。據申請人檢索發現公開號“CN104370595A”公開了利用清潔作物秸稈炭化后制備成葉面肥噴施后，能夠刺激作物的生長。目前尚未有研究可以表明來源于重金屬污染農田作物秸稈熱裂解后是否含有生物生長促進物質，并且制備成液體促生肥。

公開號CN104256057A，名稱為一種利用酒精廢液和作物秸稈制備飼料蛋白的方法，具體公開了利用清潔秸稈采用固態發酵的工藝制得飼料的方法。公開號CN104876655A，名稱為腐植酸的制備方法、水溶性番茄葉面肥及其制備和應用，具體公開采用畜禽糞便與作物秸稈堆肥后提取處理滲濾液制備富含腐殖酸的溶液。公開號CN103193547A，名稱為一種環境友好型植物源抗病促生劑及其制備方法，具體公開了利用蒲公英、銀杏葉、牛蒡等中藥材的提取物制備植物抗病促生劑。公開號CN101948360A，名稱為多功能植物源促生液及其制備方法，具體公開了從中藥材作物中萃取活性物質的方法制備促生液。從上述專利中可以看出，來源于重金屬污染農田的作物秸稈利用的研究和發明專利目前仍然是空白，且許多制備工藝復雜且制備原料昂貴，造成了植物源促生肥的制造成本居高不下。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種利用重金屬污染農田作物秸稈制備植物促生劑的方法及其應用，該方法簡單，生產成本低，可促進蔬菜作物生長改善農作物的產量和品質。

為解決現有技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種利用重金屬污染農田作物秸稈制備植物促生劑的方法，包括以下步驟：

步驟1，收集重金屬污染的農田作物秸稈，晾干至含水量低于25％，再將晾干的秸稈切成小于5cm的小段后，無氧環境下熱裂解得固體炭質，保溫0.5-1.5h后，自然冷卻備用；

步驟2，將固體炭質粉碎得到細粉，與水或稀堿溶液按照固液比為1：20-40混合，在50-100℃下攪拌2-4h得混合液；

步驟3，將炭質的提取液離心得pH值為8-11、總有機碳含量為0.6-3.0g/L、總氮含量為18-90mg/L、總磷含量為15-50mg/L，總鉀含量為0.5-1.0g/L，總鎘、鉛、銅或鋅含量均小于1.0mg/L的濾液，即植物促生劑。