基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑及其篩選方法和使用方法技術

本發明專利技術公開了一種基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑及其篩選方法和使用方法，以硫磺30kg/hm2和硅酸鈉1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土與硅酸鈉用量1.0g/kg土配施最佳。本發明專利技術的硫、硅肥的施用可以降低水稻幼苗對銅的生物富集，減少銅在莖、葉、糙米中的吸收累積，抑制土壤中銅向水稻各器官的遷移、轉運，使銅污染農田稻米衛生品質符合中國食品安全標準；硫、硅是水稻正常生長所需要的營養元素，硫、硅營養元素的供應狀況影響植物對環境的抗逆能力。本發明專利技術提高了銅污染農田作物產量，降低了農產品中重金屬含量，對銅污染土壤的修復具有重要的理論意義和實用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于土壤重金屬修復
，尤其涉及一種基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑及其篩選方法和使用方法。
技術介紹
隨著社會經濟的快速發展，我國土壤重金屬污染問題也越來越嚴重。而重金屬開采、冶煉和加工等工礦業活動是土壤的重要銅污染源，農田土壤銅污染是導致農產品銅超標的重要原因。因此采取有效的應對措施修復銅污染土壤，有利于提高耕地質量和保障農產品質量安全。水稻是中國重要的糧食作物之一，解決中國稻米重金屬銅含量超標的問題及銅礦附近糧食安全具有重要的意義。目前，有關土壤銅污染治理的措施有很多報道，但有些技術存在土壤結構破壞或修復周期長等問題，不適宜農田土壤的修復。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑及其篩選方法和使用方法，旨在解決目前，有關土壤銅污染治理的措施存在破壞土壤結構或修復周期長，不適宜農田土壤修復的問題。本專利技術是這樣實現的，一種基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑，所述基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑為硫磺(含S99.99％)30kg/hm2和硅酸鈉(含SiO221％)1.0g/kg土配施，或者硫磺(含S99.99％)用量0.013g/kg土與硅酸鈉(含SiO221％)用量1.0g/kg土配施。本專利技術的另一目的在于提供一種篩選方法，所述篩選方法通過早、晚稻盆栽試驗，設置9個處理，其中硫磺設3水平，分別為0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分別表示為S0、S1、S2；硅酸鈉設3水平，分別為0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分別表示為Si0、Si1、Si2；重復10次，共計90盆；盆栽土壤供肥N、P2O5、K2O水平相同；通過對早晚稻試驗結果分析，得出處理S1Si2即硫磺30kg/hm2和硅酸鈉1.0g/kg土配施效果最佳。進一步，所述基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑的盆栽使用方法包括：在水稻移栽前一天，將硅肥施入后與盆中土攪拌均勻，灌水，保持淹水狀態，水稻移栽時將硫肥與少量土壤攪拌均勻，全部沾秧根移栽，硫磺、硅酸鈉用量分別為0.013g/kg和1.0g/kg土配施。進一步，所述大田使用方法在水稻移栽前一天，將硫、硅肥施用于耕作層土壤或硫肥施用同盆栽沾秧根后移栽，與土壤充分混勻，灌水，保持淹水狀態，次日移栽水稻，硫磺用量30kg/hm2土與硅酸鈉用量1.0g/kg土配施。本專利技術提供的基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑及其篩選方法和使用方法，針對現有重金屬污染農田修復技術存在的不足，提供一種直接利用硫硅肥互作效應修復銅污染農田土壤抑制水稻吸收重金屬并提高其產量的有效方法。本專利技術在銅污染的農田中施用硫、硅肥能降低土壤中酸可提取態Cu含量，提高殘渣態Cu的含量，減少土壤有效態Cu的含量；在銅污染農田中施用硫、硅肥可明顯提高水稻幼苗素質，加快出葉速度、莖基部更加寬扁、根冠比及生物量明顯提高，水稻幼苗抵抗銅害能力顯著增強；硫、硅肥的施用可以降低水稻對銅的生物富集，減少銅在莖、葉、糙米中的吸收累積，抑制土壤中銅向水稻各器官的遷移、轉運，從而使銅污染農田[國家農田土壤環境質量三級標準全銅量(以純Cu計算)達400mg/kg]稻米衛生品質符合中國食品安全標準；在銅污染區的土壤以硫磺30kg/hm2和硅酸鈉1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土與硅酸鈉用量1.0g/kg土配施，治理效果最佳。硫、硅是水稻正常生長所需要的營養元素，硫、硅營養元素的供應狀況影響植物對環境的抗逆能力。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：1.本專利技術所用改良劑為硅酸鈉和硫磺，價格便宜，購買方便。利用硫硅互作改良銅污染土壤，施用方法簡單易行，操作簡便，使用不破壞土壤結構。2.硫在植物生長過程中參與半胱氨酸、甲硫氨基酸、谷胱甘肽(GSH)，植物螯合肽(PC)及類金屬硫蛋白(MT)等有機化合物的合成。大量GSH和Cys等小分子巰基化合物螯合細胞內重金屬并清除活性氧，減輕重金屬對植物的毒害。硅能通過與水稻體內的重金屬形成硅-金屬復合物，降低水稻體內重金屬活性，緩解其對水稻的毒害。本專利技術所用的改良劑均為水稻正常生長發育所需的營養元素，一方面能降低銅污染土壤中有效態銅的含量，與對照相比降幅為1.85％～13.16％；另一方面還可以補充水稻硫、硅素營養，促進水稻正常生長，提高水稻抗逆性能，尤其硫、硅肥配施早、晚稻生物產量和經濟產量均高于對照，早、晚稻生物產量增幅分別為22.89％～54.97％和71.87％～126.90％、經濟產量增幅分別為24.43％～91.81％和351.21％～412.61％，與對照差異均顯著，其中早、晚稻增產效應最佳均為處理S1Si2；處理S1Si1和S1Si2糙米中銅含量比對照降低了2.65％～7.16％，且處理S1Si2與對照差異顯著。3.本專利技術所提供的方法既適用于缺硫缺硅土壤，也適合硫硅較為豐富的土壤及水稻等喜硅、喜硫作物。附圖說明圖1是本專利技術實施例提供的基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑的篩選方法流程圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。下面結合附圖對本專利技術的應用原理作詳細的描述。本專利技術實施例的基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑為以硫30kg/hm2和硅1.0g/kg土配施，或者硫肥用量0.013g/kg土與硅用量1.0g/kg土配施。如圖1所示，本專利技術實施例的基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑的篩選方法包括以下步驟：S101：供試土壤是通過加入化學純氯化銅，使土壤全銅含量(以純Cu計算)達到400mg/kg(國家農田土壤環境質量三級標準全銅量)，施入后與盆中土攪拌均勻，盆缽土面上保持水層，使土壤與外源銅平衡；S102：供試早稻品種為中早25、晚稻品種為豐華占，硫肥采用硫磺，其中含S99.99％；硅肥用分析純硅酸鈉(Na2SiO3·9H2O)，其中含SiO221％。早、晚稻試驗設計完全相同；S103：硫磺設3水平，分別為0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分別表示為S0、S1、S2；硅酸鈉設3水平，分別為0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分別表示為Si0、Si1、Si2，共組成9個處理(見表)。試驗為完全隨機設計，重復10次，共計90盆。試驗盆栽土壤供肥(N、P2O5、K2O)水平相同。下面結合試驗對本專利技術的應用原理作進一步的描述。本實施例供試土壤是通過加入化學純氯化銅，使土壤全銅含量(以純Cu計算)達到400mg/kg(國家農田土壤環境質量三級標準全銅量)，施入后與盆中土攪拌均勻，盆缽土面上保持水層，使土壤與外源銅平衡。供試早稻品種為中早25、晚稻品種為豐華占，硫肥采用硫磺，其中含S99.99％；硅肥用分析純硅酸鈉(Na2SiO3·9H2O)，其中含SiO221％。早、晚稻試驗設計完全相同。硫磺設3水平，分別為0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分別表示為S0、S1、S2；硅酸鈉設3水平，分別為0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分別表示為Si0、Si1、Si2，共組成9個處理(見表1)。試驗為完全隨機設計，重復10次，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑，其特征在于，所述基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑為以硫磺30kg/hm2和硅酸鈉1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土與硅酸鈉用量1.0g/kg土配施。

【技術特征摘要】
1.一種基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑，其特征在于，所述基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑為以硫磺30kg/hm2和硅酸鈉1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土與硅酸鈉用量1.0g/kg土配施。2.一種如權利要求1所述基于硫硅肥的銅污染土壤改良劑的篩選方法，其特征在于，所述篩選方法通過早、晚稻盆栽試驗，設置9個處理，其中硫磺設3水平，分別為0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分別表示為S0、S1、S2；硅酸鈉設3水平，分別為0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分別表示為Si0、Si1、Si2；重復10次，共計90盆；盆栽土壤供肥N、P2O5、K2O水平相同；通過對早晚稻試驗結果分析，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧志紅，吳建富，倪國榮，魏宗強，石慶華，潘曉華，
申請(專利權)人：江西農業大學，
類型：發明
國別省市：江西;36