一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法技術

本發明專利技術提供一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，屬于重金屬污染修復技術領域。本發明專利技術采用的技術方案：在農作物種植前，使用堿性物質石灰和粘土礦物鈉基蒙脫石改良土壤，對土壤和改良物質進行翻耕混勻，陳化3-5天后添加N、P、K無機肥和牛糞有機肥作為底肥，然后移栽農作物進行種植，在農作物生長的中后期進行葉面追施有機硒肥，以降低重金屬的生物有效性、改善土壤的理化性質和增加土壤肥效，從而促進農作物生長、提高農作物產量和品質，實現在中輕度重金屬污染農田上安全、持續種植農作物。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于重金屬污染修復
，具體涉及一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法。
技術介紹
土壤作為生態系統的組成部分，其重要性已經受到人們廣泛關注。但隨著大氣沉降、農藥化肥的不合理使用、污水灌溉等使農田遭受不同程度的重金屬污染。據國家農業部對全國土壤污染狀況調查結果顯示耕地土壤點位超標率到達19.4％，其中輕微、輕度和中度污染點位比例分別為13.7％、2.8％和1.8％，重度污染占1.3％，主要污染物包括Pb、Cd、As等重金屬和少量有機物。土壤重金屬嚴重影響農作物的產量和質量，阻斷農民的正常經濟來源，更為嚴重的是重金屬通過作物進入食物鏈，對人類健康產生威脅。隨著人們對農田土壤重金屬污染危害性認識的提高，大家都在積極探索治理農田土壤重金屬的優良方法，目前常見的處理土壤重金屬的方法包括：(1)生物修復技術，已經應用于工程的多為植物修復技術，通過種植植物的方式，利用植物對重金屬的超富集/富集作用將土壤重金屬除去；(2)物理修復技術，常見的為客換土和電動修復技術；(3)化學修復技術，通過化學藥劑增加重金屬的活性或降低重金屬的活性將重金屬富集除去或將重金屬固定在土壤中；(4)生態措施，通過改變耕作制度和合理施肥等措施降低重金屬對農作物的污染風險。但在實際應用中，這些技術都顯示其局限性，如植物修復技術，雖然對重度重金屬污染有較好的修復效果，但是在修復期間需要完全或者部分停止農業
生產活動，影響修復的積極性；物理修復技術對小面積污染土壤有顯著效果，但對大面積農田，由于成本很高而難以推廣；化學螯合劑能強化植物修復，但因降解性差對土壤存在二次污染風險，固化劑對重金屬有較好的固定作用，但固定重金屬的同時也降低了土壤中有益物質的活性，使土壤貧瘠；改變耕作制度和合理施肥能很好降低目標農作物的重金屬含量，但是僅憑該單一措施，農作物體內重金屬含量往往依然會超過安全食用范圍。針對農田土壤重金屬污染特點，聯合兩種或兩種以上的修復技術是必然選擇。目前，中國人均耕地少、中輕度重金屬污染農田土壤面積大，實行“邊修復邊生產”，實現污染農田資源化利用，是潮流所趨。針對中輕度重金屬污染農田，考慮聯合化學修復和生態修復措施，通過添加改良劑和肥料等，改善土壤的結構、理化性質，通過吸附、離子交換和元素拮抗降低土壤重金屬的活性和遷移性，提高土壤肥力、減少農作物體內重金屬的積累量，以實現在中輕度重金屬污染農田持續種植安全、高品質農作物。
技術實現思路
本專利技術提供一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，利用土壤改良劑配施肥料，降低重金屬的生物有效性、改善土壤的理化性質和增加土壤肥效，從而促進作物生長、提高作物產量和品質，實現在中輕度重金屬污染農田上安全、持續種植農作物。本專利技術的技術方案如下：一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，在農作物種植前，使用堿性物質和土壤調理劑改良土壤，對土壤和改良物質進行翻耕混勻，陳化3～5天，添加底肥、移栽農作物進行種植，在農作物生長的中后期進行葉面追
肥。上述一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，所述的重金屬為Pb、Cd或其中的一種。上述一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，所述的堿性物質為石灰，石灰的添加量為每千克土壤添加3～6g，依據土壤酸堿度進行適當調整。上述一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，所述的土壤調理劑為粘土礦物鈉基蒙脫石，粘土礦物的添加量為每千克土壤添加10g鈉基蒙脫石。上述一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，所述的底肥包括無機肥和有機肥，無機肥為N、P和K肥，無機肥添加量根據農作物類型不同進行適當調整，糧食類作物無機肥按每千克土壤添加N∶P∶K＝0.25∶0.1∶0.1mg，蔬菜類作物無機肥按每千克土壤添加N∶P∶K＝0.25∶0.1∶0.15mg，有機肥為牛糞有機肥，有機肥的添加量為每千克土壤添加8g牛糞。上述一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，所述的葉面肥為有機硒肥，噴施量為50ml/畝，使用時按500倍水量稀釋。本專利技術的技術方案主要基于以下原理：(1)通過向酸性土壤添加石灰，調節土壤的pH成為中性或弱堿性，降低土壤重金屬Pb、Cd的生物有效性。(2)添加天然粘土礦物鈉基蒙脫石作為土壤調理劑，一定程度提高土壤的pH，同時利用粘土礦物的表面吸附和離子交換能力降低重金屬的遷移性。(3)農作物種植之前添加無機復合肥、有機動物肥作為底肥，改善土壤肥力狀況，促進植物生長，同時動物肥本身的物理結構和特性決定其對重金屬有
很好的吸附固定作用，降低土壤重金屬的生物有效性，減少作物對重金屬的吸收。(4)農作物種植后噴施有機硒肥，一方面通過提高肥效促進農作物生長、提高農作物生物量，另一方面通過Se與Pb、Cd的拮抗作用，抑制作物對Pb、Cd的吸收，收獲富硒作物。本專利技術的優點在于：所添加的土壤調節物質和有機肥均屬易降解物質，不會帶來二次污染，能有效降低土壤重金屬Pb、Cd的生物有效性，改善土壤的結構、理化性質，并提高土壤肥力，減少作物體內重金屬的積累量，提高作物體內硒含量，收獲富硒健康作物；種植方法可操作性強，對受到重金屬Pb、Cd或其中一種污染的農田持續種植健康、富硒作物具有綜合性效果。具體實施方式下面結合具體實施例來進一步說明本專利技術。實施例1選取Pb污染土壤作為本次試驗土壤，Pb的濃度為825.63mg/kg，土壤pH為5.61，采取盆栽實驗，每盆裝土2.5kg，供試作物為油菜和大豆，每盆分別留苗5株和4株，實驗設置不添加任何改良劑處理為對照組，每個處理組設置4個重復。每盆土壤按照5g/kg量添加石灰、10g/kg量添加鈉基蒙脫石，將石灰、鈉基蒙脫石與土壤混勻，陳化5天，按照油菜N∶P∶K＝0.25∶0.1∶0.15mg/kg、大豆N∶P∶K＝0.25∶0.1∶0.1mg/kg添加無機肥、8g/kg添加牛糞有機肥至土壤作為底肥，分別移栽油菜和大豆，每日用去離子水澆灌，使得土壤水分在田間持水量的60-70％，油菜每2周噴一次有機硒肥，大豆在花前、花后及采收前16天各噴施一次，每次噴施以葉、莖均有滴珠為宜，分別在第55天和第90收獲油菜和大
豆。按照上述方法分別將各作物在對應盆栽中連續種植2季，第3季只添加肥料處理。每季的管理方式一致，分別測定各處理組作物可食部位Pb、Se含量及地上部分生物量。不同種植處理油菜和大豆可食部位Pb、Se含量和地上部分干重的影響見表1。由表1可知，改良劑配施肥料可明顯降低油菜和大豆可食部位Pb含量、提高油菜和大豆可食部位Se含量和地上部分生物量。作物中Pb、Se含量分別在食品安全國家標準污染物限量(GB2762-2012)(豆類Pb含量≤0.2mg/kg，葉菜蔬菜Pb含量≤0.3mg/kg)、食品中硒限量衛生標準(GB13105-1991)(豆類Se含量≤0.3mg/kg，蔬菜類Se含量≤0.1mg/kg)范圍內；第一、二、三季油菜可食部位Pb含量與對照組相比分別下降55.15％、58.94％和57.41％，第一、二、三季大豆可食部位Pb含量與對照組相比分別下降48.60％、53.33％和52.77％；第一、二、三季油菜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，其特征在于：在農作物種植前，使用堿性物質和土壤調理劑改良土壤，對土壤和改良物質進行翻耕混勻，陳化3～5天，添加底肥、移栽農作物進行種植，在農作物生長的中后期進行葉面追肥。

【技術特征摘要】
1.一種減少弱酸性土壤中重金屬在農作物體內積累的方法，其特征在于：在農作物種植前，使用堿性物質和土壤調理劑改良土壤，對土壤和改良物質進行翻耕混勻，陳化3～5天，添加底肥、移栽農作物進行種植，在農作物生長的中后期進行葉面追肥。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重金屬為Pb、Cd或其中的一種。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的堿性物質為石灰，石灰的添加量為每千克土壤添加3～6g，依據土壤酸堿度進行適當調整。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的土壤調理劑為粘土礦物鈉基蒙...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔宇陽，李東明，龔永歡，穆成華，
申請(專利權)人：中環循北京環境技術中心，
類型：發明
國別省市：北京;11