[發明專利]利用紅薯淀粉酸漿廢水改良稻田土壤并降低稻米重金屬含量的方法

在審

• 申請號: 201710872783.6
• 申請日: 2017-09-17
• 公開（公告）號: CN109831952A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 催譯丹;周子恒;王艷龍;趙益萌;周佳;周寶龍;王昌緯;周艷平
• 申請（專利權）人: 洋縣朱鹮有機產業科技咨詢有限公司
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02;A01G22/22
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本發明利用紅薯淀粉酸漿廢水改良稻田土壤并降低稻米重金屬含量的方法，屬于農業技術領域，其特征包括廢水改良土壤、定期澆灌、稻田管理步驟，采用紅薯淀粉生產的酸漿廢水調節稻田土壤pH值以及改良土壤有機質的方法，抑制土壤中重金屬的活化，達到降低稻米重金屬含量的目的。該發明用于稻田改良土壤及土壤重金屬污染修復技術，具有成本低、操作簡單、綠色環保等優點。

技術領域

本發明屬于農業技術領域，具體涉及利用紅薯淀粉酸漿廢水改良稻田土壤并降低稻米重金屬含量的方法。

背景技術

環境污染方面所涉及的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷，還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等。環境一旦受到重金屬污染就難以治理，重金屬進入環境后會在生物鏈中累積和富集，可長期潛伏在環境中，并伴隨食物鏈進入人體嚴重危害生命健康。因而，近年來對重金屬污染的修復技術一直是治理重金屬污染領域內的研究熱點。水稻是我國最重要的糧食作物之一，養活了我國約65％的人口，在國家糧食安全中的地位舉是輕重。目前，我國稻田土壤重金屬污染程度和范圍日益嚴峻，而土壤中的重金屬可以通過大米食物鏈在人體內積累，并對人體健康產生極大危害。因此，修復稻田重金屬污染土壤并降低稻米重金屬含量迫在眉睫。

稻米生長的土壤環境最佳pH值為6.0-7.0，有利于水稻發芽出苗及幼苗生長。水稻幼苗在微酸性的土壤生長，種子吸水發芽快，生理機能旺盛，可抑制立枯病菌的發展，增強幼苗抗性；當土壤pH值超過7時，水稻發芽、出苗生長顯著變弱，因此，種植稻米的大部分地區都需要進行土壤酸性改良，通常使用硫磺粉、硫酸亞鐵進行土壤改良。一般土壤pH大于7時就需施硫磺粉、硫酸亞鐵降低pH。使用硫磺粉、硫酸亞鐵降低土壤pH值作用是一個持續緩慢過程，如暗棕色森林土壤，每平方米15cm厚土層要降低1個pH需施硫磺粉130g。使用硫磺粉、硫酸亞鐵降低土壤pH是稻米種植中最主要的成本投入。

關于降低稻米重金屬含量的研究進展，在一些公開文獻中已有一些相關報道。現在摘錄代表性文章如下：

張振興等，水稻不同生育期施用生石灰對稻米鎘含量的影響，農業環境科學學報，2016，35(10)：1867-1872，該實驗分別在水稻插秧前、分蘗期、孕穗期、灌漿期進行生石灰施加處理均可顯著提高土壤pH值，降低土壤有效態鎘及根系鎘含量，同時顯著降低糙米鎘含量(P＜0.05)。但是，該方法的關鍵技術特征是處理后的土壤pH值為7.18達到降低土壤有效態鎘及根系鎘含量，因此，其方法給水稻生長所造成的環境影響等也值得研究。

張敬鎖等，有機酸對水稻鎘吸收的影響，農業環境保護，1999，18(6)：278～280，試驗了EDTA、檸檬酸、草酸作為調控物質對水稻吸收Pb的影響，認為檸檬酸和革酸抑制了土壤中Pb的活化，使有效態Pb含量下降，檸檬酸使水稻籽實中的Pb含量下降53％-66％，而草酸使水稻籽實中的Pb含量下降64％-72％。其方法同樣存在成本高的問題。

秦巴地區是紅薯的主產區，紅薯淀粉加工過程中的酸漿廢水污染環境嚴重。目前，紅薯淀粉生產的主要方法是：從粉碎紅薯渣中過濾出紅薯淀粉，在淀粉中加入乳酸菌酸漿、水，調整淀粉乳的酸度和濃度，進行淀粉乳酸菌發酵，使淀粉中蛋白、膠體、纖維及可溶性的糖分與淀粉分離，起到凈化淀粉的作用。一般1噸淀粉產生廢水20-30噸，廢水中主要成分為乳酸、蛋白質、膠體、可溶性糖分等有機物以及乳酸菌、酵母等微生物，pH值在4.0以下，由于目前技術條件所限，常用的方法有物理化學預處理技術與生物化、中和-厭氧生物處理(UASB)-好氧生物處理(SBR)、兩相厭氧+好氧組合工藝、吸收生物降解法(AB法)、序批式活性污泥法(SBR)等，但是將紅薯淀粉廢水視為一種資源，進行開發利用的尚未見諸報道。

從以上文獻中了解到，通過向土壤中添加調控物質來改變重金屬的化學活性，可以抑制水稻對重金屬的吸收，但以上研究主要集中在單元素上，其方法過分酸化或堿化土壤給水稻生長環境所造成的影響也無法克服；如何將調控物質組裝配套使用，較單一措施可以提高對稻谷生長環境并達到降低稻米重金屬含量的目的，這依然是亟需解決的技術問題。