[發明專利]有效降低稻米鎘砷積累的土壤調理劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110370374.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113088291A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 官迪;紀雄輝;吳家梅;謝運河;陳山;田發祥;陳錦
• 申請（專利權）人: 湖南省農業環境生態研究所
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C09K101/00
• 代理公司: 北京遠創理想知識產權代理事務所(普通合伙) 11513
• 代理人: 張素妍

本發明提供了一種有效降低稻米鎘砷積累的土壤調理劑，其包括如下組分：硝酸鐵80～120份、金屬硫化物15～25份、活化硅酸鹽水泥60～80份、GLDA?Zn/Mn1～2份、鈣源35～60份。本發明可以顯著的降低土壤中有效鎘和砷，對土壤有效鎘砷降幅可達40％和39％；同時，本發明可以顯著降低水稻莖葉中鎘砷積累，在較小的施用量下鎘和砷降幅可達42％和44％，并使得中輕度復合污染稻米中的鎘積累低于國家安全閾值。本發明土壤調理劑的配方簡單，能適用于不同范圍酸堿度的土壤，具有較廣泛的應用價值。

技術領域

本發明屬于土壤治理領域，具體涉及一種有效降低鎘砷復合污染土壤中稻米鎘砷積累的土壤調理劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著現代工業化和城市化的發展，人類活動導致土壤環境中重金屬污染日益嚴重。我國的土壤受重金屬污染嚴重，據2008年國家環保部提供數據顯示，受到Cd、As、Pb等重金屬污染的耕地面積近2.0*10⁷hm²，約占總耕地面積的1/5，其中“工業三廢”污染的耕地有1.0*10⁷hm²，使用污水灌溉的農田有3.3*10⁶hm²，每年被重金屬污染的糧食多達1.2*10⁷t，造成的直接經濟損失超過200億元。環境中的重金屬具有生物毒性強、持久、化學活性大，較易被植物吸收殘留于體內，降低農產品品質，并經食物鏈富集最終積累于人類體內，給人體健康帶來潛在的危害。

常見的土壤修復方法有工程物理技術、化學鈍化技術以及生物修復技術。其中物理修復技術只適用于小面積嚴重污染土壤的修復，生物修復的目標生物量低、修復周期長、植物后續處置困難，而化學鈍化技術是通過添加化學改良劑，改變土壤理化性質，從而直接或者間接降低重金屬形態及其生物有效性，以抑制或降低植物對重金屬的吸收，是一種低投入、見效快的重金屬污染修復治理技術。鎘、砷在土壤中存在形式多樣，主要包括可交換離子態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態殘渣態，其中可交換態活性較高，易被植物吸收利用，有機結合態金屬離子可以在一定條件下轉化為活性離子態，反之亦然，即土壤中有效態鎘砷和結合殘渣態鎘砷保持著一種動態的平衡。在土壤中施用調理劑，旨在一定程度上降低土壤活性鎘砷的含量，從而降低稻米鎘砷積累。

在本領域的現有技術中，主要以生石灰、硅鈣肥等為主進行土壤鎘的鈍化，以及使用硫酸鐵、氧化鐵類的鈍化劑進行土壤砷的鈍化。目前，對于鎘砷同步鈍化的調理劑不多，且同步鈍化效果不穩定，或者是不顯著。主要原因是由于鎘、砷相左的化學性質(比如土壤增加土壤ph，土壤鎘活性降低，砷活性增加。降低土壤ph，土壤砷活性降低，鎘活性增加)，往往對于鎘砷同步鈍化效果難以把握。如果簡單的將其兩種原料進行混合，對于鎘砷同步鈍化效果不穩定，也不好控制，且不合理的配施會導致作物產量降低。

綜上所述，本領域亟需一種能同時有效降低鎘砷復合污染土壤中稻米鎘砷積累的土壤調理劑。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的之一在于提供一種有效降低降低鎘砷復合污染土壤中稻米鎘砷積累的土壤調理劑。該土壤調理劑需配方簡單，并可在較低的施用量下，顯著的降低土壤中有效鎘和有效砷含量，以有效降低稻米鎘砷的積累。

為了實現上述目的，本發明提供了一種有效降低稻米鎘砷積累的土壤調理劑，所述土壤調理劑按重量份計，包括如下組分：

硝酸鐵80～120份、金屬硫化物15～25份、活化硅酸鹽水泥60～80份、GLDA-Zn/Mn1～2份、鈣源35～60份；

所述鈣源為氧化鈣和/或碳酸鈣；

所述活化硅酸鹽水泥為硅酸鹽通過高溫煅燒和水浴熏蒸后所得物。

作為本發明的優選技術方案，所述土壤調理劑還包括填料。更優選的，所述填料包括草木灰和/或木屑。最佳的方案為所述填料的重量份為20～30份。