一種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，所述土壤改良劑為蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰、硅鈣肥的混合體，所述各組分重量分?jǐn)?shù)比例為1：2：2：1；所述土壤改良劑的前處理方法為：將蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰的天然混合物收集后堆放在陰涼避雨的地方，堆放5-6個(gè)月，風(fēng)干，粉碎，粒徑<2mm，按所述比例混合。本方法采用土壤改良劑對(duì)小白菜種植使用的污染土壤進(jìn)行改良，改良后的土壤種植小白菜，其地上部砷鋅含量降低明顯，使小白菜的砷含量合格，同時(shí)減少了砷鋅對(duì)小白菜的毒害，大大促進(jìn)了小白菜的生長(zhǎng)，使小白菜獲得高產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】—種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開(kāi)了一種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)重金屬污染農(nóng)田面積達(dá)2000萬(wàn)公頃，占耕地面積的1/5。每年因土壤污染而減少的糧食產(chǎn)量高達(dá)1000萬(wàn)t，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100多億元。砷和含砷金屬的開(kāi)采、冶煉，用砷或砷化合物作原料的玻璃、顏料、原藥、紙張的生產(chǎn)以及煤的燃燒等過(guò)程產(chǎn)生的含砷廢水、廢氣和廢渣，以及含砷農(nóng)藥的使用，都會(huì)污染農(nóng)田土壤。砷在農(nóng)田土壤中累積，一方面對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生毒害，造成減產(chǎn)，另一方面被農(nóng)作物吸收后，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，導(dǎo)致人體砷中毒。鋅雖然是農(nóng)作物的必須元素，但土壤中鋅含量過(guò)高時(shí)也會(huì)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。因此對(duì)重金屬砷和鋅污染土壤的治理已引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，其治理工作刻不容緩。
[0003]施用土壤改良劑，是通過(guò)改善土壤質(zhì)量、降低植物對(duì)重金屬的吸收，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，保證重金屬污染農(nóng)田農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的一種十分有效的措施。土壤改良劑的種類很多，常見(jiàn)的有石灰、赤泥、粉煤灰、沸石、海泡石、澎潤(rùn)土、鈣鎂磷肥、硅鈣肥等。Geebelen等及Castaldi等研究表明，改良劑的投加能沉淀重金屬或提高土壤對(duì)重金屬的吸附，從而降低重金屬有效態(tài)的含量，減少植物對(duì)重金屬的吸收和富集。但現(xiàn)有的土壤改良劑，如海泡石、沸石、煤灰、赤泥、骨粉等，在實(shí)際應(yīng)用中存在 某些局限，主要表現(xiàn)在成本高、易產(chǎn)生二次污染、效用期短、破壞土壤原有結(jié)構(gòu)等。因此篩選一種低成本、長(zhǎng)效、環(huán)保的土壤改良劑具有重要的意義。
[0004]蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰混合物是廣西地區(qū)種桑養(yǎng)蠶的廢棄物，也是當(dāng)?shù)氐囊环N天然有機(jī)肥。前期的報(bào)道發(fā)現(xiàn)單施蠶沙能有效提高土壤pH、電導(dǎo)率和土壤有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)能有效降低土壤有效態(tài)鉛、鎘的含量，在酸性土中，對(duì)鉛鈍化效果最好的是6%的泥炭，降幅達(dá)59.38%，對(duì)鎘鈍化效果最好的是6%的蠶沙，降幅達(dá)59.65%。但前期研究?jī)H提到單施蠶沙對(duì)鉛、鎘污染土壤本身的影響，沒(méi)有提供對(duì)農(nóng)作物的影響，改良劑最后的效果要看農(nóng)作物重金屬含量的變化。同時(shí)蠶沙從蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰天然混合物中分離出來(lái)需要費(fèi)工費(fèi)力，還產(chǎn)生一定的廢棄物。同時(shí)硅鈣肥也是砷污染土壤上很好的改良劑，在控制植物吸收砷方面起到很重要的作用。本專利申請(qǐng)首次將蠶沙應(yīng)用到砷和鋅復(fù)合污染的土壤上，并首次使用蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰的天然混合物聯(lián)合硅鈣肥的土壤改良劑來(lái)控制小白菜對(duì)砷和鋅的吸收。該土壤改良劑具有低成本、環(huán)境友好等特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，本方法采用土壤改良劑對(duì)小白菜種植使用的污染的土壤進(jìn)行改良，改良后的土壤種植小白菜，其地上部砷鋅含量降低明顯，使小白菜的砷含量合格，同時(shí)減少了砷鋅對(duì)小白菜的毒害，大大促進(jìn)了小白的生長(zhǎng)，使小白菜獲得高產(chǎn)。[0006]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)以上目的，采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，所述土壤改良劑為蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰、硅鈣肥的混合體，所述各組分重量分?jǐn)?shù)比例為1:2:2:1 ；
[0008]所述土壤改良劑的前處理方法為:將蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰的天然混合物收集后堆放在陰涼避雨的地方，堆放5-6個(gè)月，風(fēng)干，粉碎，粒徑<2mm ；
[0009]而且，按干土重量施土壤改良劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1.0wt %,每畝用量為750-1500kgo
[0010]而且，在耕地前，將土壤改良劑均勻撒在土壤表面，然后通過(guò)人工或者旋耕機(jī)將土壤改良劑與土壤表層土 0-20cm充分混勻后平衡一周，然后再種植農(nóng)作物。
[0011]而且，所述硅鈣肥:含Si022 2%、Ca028%、Mn0215%、S0313%、Mg09%，重量百分比。
[0012]而且，制備方法為:將堆放后的蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰混合物與硅鈣肥按所述比例混合即可。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以及有益效果如下:
[0014]1、本方法采用蠶沙、土壤改良劑對(duì)小白菜種植使用的污染土壤進(jìn)行改良，改良后的土壤種植小白菜，其地上部砷鋅含量顯著降低，使小白菜的砷含量合格，同時(shí)減少了砷鋅對(duì)小白菜的毒害，大大促進(jìn)了小白的生長(zhǎng)，使小白菜獲得高產(chǎn)。
[0015]2、本發(fā)明使用的土壤改良劑為蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰、硅鈣肥的混合體，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選各組分的含量，最終獲得有效降低小白菜砷鋅含量的最佳改良劑，污染土壤經(jīng)過(guò)改良后可以連續(xù)三年種植出合格的小白菜，提高土地利用率。
[0016]3、本發(fā)明的土壤改良劑還對(duì)水稻、大豆進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定，以證實(shí)本改良劑的有益效果，能夠顯著降低水稻和大豆籽粒中的砷鋅的含量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)小白菜地上部生物量的影響；
[0018]圖2為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)小白菜地下部生物量的影響；
[0019]圖3為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)小白菜地上部砷含量的影響；
[0020]圖4為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)小白菜地下部砷含量的影響；
[0021]圖5為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)小白菜地上部鋅含量的影響；
[0022]圖6為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)小白菜地下部鋅含量的影響；
[0023]圖7為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)土壤pH含量的影響；
[0024]圖8為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)土壤有效態(tài)鋅含量的影響；
[0025]圖9為本發(fā)明施用土壤改良劑對(duì)土壤有效態(tài)砷含量的影響；
[0026]上述附圖的所有橫坐標(biāo)為土壤改良劑的用量。
【具體實(shí)施方式】[0027]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]本發(fā)明以下的百分比均為重量百分比，特殊標(biāo)明的除外。
[0029]一種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑及施用方法，包括[0030]蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰、硅鈣肥的混合體，重量分?jǐn)?shù)比例為1:2:2:1，
[0031]其中蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰天然混合物在蠶桑主產(chǎn)區(qū)為農(nóng)業(yè)廢氣物，一般作有機(jī)肥用，使用傳統(tǒng)堆肥方法，將蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰天然混合物收集后堆放在陰涼避雨的地方，堆放5-6個(gè)月，風(fēng)干，粉碎，粒徑<2mm。然后與粉狀硅鈣肥(含Si0222 %、Ca028 %、Mn0215%,S0313%,Mg09% )按所述比例混合。
[0032]調(diào)理劑施用范圍:
[0033]酸性(ρΗ5.0-6.0)，重金屬砷、鋅污染土壤；
[0034]調(diào)理劑施用量及施用方法:
[0035]按干土重量施土壤改良劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1.0%，每畝用量為750_1500kg 土壤改良劑。
[0036]在耕地前，將土壤改良劑均勻撒在土壤表面，然后通過(guò)人工或者旋耕機(jī)將土壤改良劑與土壤表層土(0-20cm)充分混勻后平衡一周，然后再種植農(nóng)作物。
[0037]本發(fā)明的改良劑的改良原理是: [0038]蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰天然混合物在5-6個(gè)月的堆放過(guò)程中進(jìn)行了發(fā)酵，堆放發(fā)酵后施入土壤，蠶沙、桑葉殘?bào)w和生石灰的天然混合物顯著提高了土壤的pH和有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)了小白菜快速生長(zhǎng)，從而對(duì)小白菜體內(nèi)的砷鋅含量起到了稀釋作用。另外，鋅含量的降低還與施用土壤改良劑導(dǎo)致土壤中鋅有效態(tài)的降低有關(guān)。但是三者結(jié)合施加提高PH的同時(shí)也促使了土壤中的有效砷的小幅增加，而施加硅鈣肥可以部分抑制小白菜對(duì)砷的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，通過(guò)相關(guān)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蠶沙、桑葉殘?bào)w和生石灰的天然混合物與其他種類土壤改良劑(如赤泥、粉煤灰、鈣鎂磷肥、生物炭)結(jié)合后對(duì)小白菜的累積砷的抑制效果不如硅鈣肥好，因此本申請(qǐng)通過(guò)提高小白菜的生長(zhǎng)速度以及抑制砷吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)兩個(gè)方面來(lái)達(dá)到降低小白菜中重金屬As含量，與現(xiàn)有技術(shù)中的方法差異較大。
[0039]相關(guān)數(shù)據(jù)檢測(cè)
[0040]土壤改良劑施用效果(盆栽試驗(yàn)):
[0041]如圖1-6所示，施用土壤改良劑后小白菜地上部和地下部生物量顯著增加，砷、鋅含量均顯著下降。小白菜的地上部生物量在施用0.5,1.0和2.0%三個(gè)濃度的土壤改良劑之間沒(méi)有顯著變化，但施用2.0%的土壤改良劑對(duì)小白菜地下部的促進(jìn)作用明顯低于
0.5%和1.0%的施用量；這些結(jié)果表明，施用土壤改良劑后能顯著促進(jìn)小白菜的生長(zhǎng)和降低小白菜體中的重金屬含量，且以0.5-1.0%的施用量最佳。
[0042]另外，施用土壤改良劑對(duì)小白菜的促生作用與施用改良劑提高土壤pH值和緩解小白菜的重金屬毒性有關(guān)。而施用土壤改良劑能降低小白菜體中的重金屬砷富集主要與施用土壤改良劑促進(jìn)生長(zhǎng)而引起的稀釋作用有關(guān)，其中鋅含量的降低還與施用土壤改良劑導(dǎo)致土壤中鋅有效態(tài)的降低有關(guān)(見(jiàn)圖7-9)。
【權(quán)利要求】
1.一種阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，其特征在于: 所述土壤改良劑為蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰、硅鈣肥的混合體，所述各組分重量分?jǐn)?shù)比例為 1:2:2:1 ； 所述土壤改良劑的前處理方法為:將蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰的天然混合物收集后堆放在陰涼避雨的地方，堆放5-6個(gè)月，風(fēng)干，粉碎，粒徑<2mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻控小白菜重金屬砷累積的土壤改良劑及施用方法，其特征在于:按干土重量施土壤改良劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-1.0wt%,每畝用量為750-1500kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，其特征在于:在耕地前，將土壤改良劑均勻撒在土壤表面，然后通過(guò)人工或者旋耕機(jī)將土壤改良劑與土壤表層土 0-20cm充分混勻后平衡一周，然后再種植農(nóng)作物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，其特征在于:所述硅鈣肥:含 Si0222%、Ca028%、MnO215%、S0313%、Mg%09%，重量百分比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻控小白菜重金屬砷鋅累積的土壤改良劑，其特征在于:制備方法為:將堆放后的蠶沙、桑葉殘?bào)w、生石灰混合物與硅鈣肥按所述比例混合即可。
【文檔編號(hào)】C09K101/00GK104031649SQ201410230381
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】王瑞剛, 郭軍康, 馮人偉, 丁永禎, 徐應(yīng)明, 沈躍 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所