基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂及其筛选方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂及其筛选方法和使用方法，以硫磺30kg/hm2和硅酸钠1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土与硅酸钠用量1.0g/kg土配施最佳。本发明专利技术的硫、硅肥的施用可以降低水稻幼苗对铜的生物富集，减少铜在茎、叶、糙米中的吸收累积，抑制土壤中铜向水稻各器官的迁移、转运，使铜污染农田稻米卫生品质符合中国食品安全标准；硫、硅是水稻正常生长所需要的营养元素，硫、硅营养元素的供应状况影响植物对环境的抗逆能力。本发明专利技术提高了铜污染农田作物产量，降低了农产品中重金属含量，对铜污染土壤的修复具有重要的理论意义和实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土壤重金属修复
，尤其涉及一种基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂及其筛选方法和使用方法。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，我国土壤重金属污染问题也越来越严重。而重金属开采、冶炼和加工等工矿业活动是土壤的重要铜污染源，农田土壤铜污染是导致农产品铜超标的重要原因。因此采取有效的应对措施修复铜污染土壤，有利于提高耕地质量和保障农产品质量安全。水稻是中国重要的粮食作物之一，解决中国稻米重金属铜含量超标的问题及铜矿附近粮食安全具有重要的意义。目前，有关土壤铜污染治理的措施有很多报道，但有些技术存在土壤结构破坏或修复周期长等问题，不适宜农田土壤的修复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂及其筛选方法和使用方法，旨在解决目前，有关土壤铜污染治理的措施存在破坏土壤结构或修复周期长，不适宜农田土壤修复的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂，所述基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂为硫磺(含S99.99％)30kg/hm2和硅酸钠(含SiO221％)1.0g/kg土配施，或者硫磺(含S99.99％)用量0.013g/kg土与硅酸钠(含SiO221％)用量1.0g/kg土配施。本专利技术的另一目的在于提供一种筛选方法，所述筛选方法通过早、晚稻盆栽试验，设置9个处理，其中硫磺设3水平，分别为0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分别表示为S0、S1、S2；硅酸钠设3水平，分别为0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分别表示为Si0、Si1、Si2；重复10次，共计90盆；盆栽土壤供肥N、P2O5、K2O水平相同；通过对早晚稻试验结果分析，得出处理S1Si2即硫磺30kg/hm2和硅酸钠1.0g/kg土配施效果最佳。进一步，所述基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂的盆栽使用方法包括：在水稻移栽前一天，将硅肥施入后与盆中土搅拌均匀，灌水，保持淹水状态，水稻移栽时将硫肥与少量土壤搅拌均匀，全部沾秧根移栽，硫磺、硅酸钠用量分别为0.013g/kg和1.0g/kg土配施。进一步，所述大田使用方法在水稻移栽前一天，将硫、硅肥施用于耕作层土壤或硫肥施用同盆栽沾秧根后移栽，与土壤充分混匀，灌水，保持淹水状态，次日移栽水稻，硫磺用量30kg/hm2土与硅酸钠用量1.0g/kg土配施。本专利技术提供的基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂及其筛选方法和使用方法，针对现有重金属污染农田修复技术存在的不足，提供一种直接利用硫硅肥互作效应修复铜污染农田土壤抑制水稻吸收重金属并提高其产量的有效方法。本专利技术在铜污染的农田中施用硫、硅肥能降低土壤中酸可提取态Cu含量，提高残渣态Cu的含量，减少土壤有效态Cu的含量；在铜污染农田中施用硫、硅肥可明显提高水稻幼苗素质，加快出叶速度、茎基部更加宽扁、根冠比及生物量明显提高，水稻幼苗抵抗铜害能力显著增强；硫、硅肥的施用可以降低水稻对铜的生物富集，减少铜在茎、叶、糙米中的吸收累积，抑制土壤中铜向水稻各器官的迁移、转运，从而使铜污染农田[国家农田土壤环境质量三级标准全铜量(以纯Cu计算)达400mg/kg]稻米卫生品质符合中国食品安全标准；在铜污染区的土壤以硫磺30kg/hm2和硅酸钠1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土与硅酸钠用量1.0g/kg土配施，治理效果最佳。硫、硅是水稻正常生长所需要的营养元素，硫、硅营养元素的供应状况影响植物对环境的抗逆能力。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1.本专利技术所用改良剂为硅酸钠和硫磺，价格便宜，购买方便。利用硫硅互作改良铜污染土壤，施用方法简单易行，操作简便，使用不破坏土壤结构。2.硫在植物生长过程中参与半胱氨酸、甲硫氨基酸、谷胱甘肽(GSH)，植物螯合肽(PC)及类金属硫蛋白(MT)等有机化合物的合成。大量GSH和Cys等小分子巯基化合物螯合细胞内重金属并清除活性氧，减轻重金属对植物的毒害。硅能通过与水稻体内的重金属形成硅-金属复合物，降低水稻体内重金属活性，缓解其对水稻的毒害。本专利技术所用的改良剂均为水稻正常生长发育所需的营养元素，一方面能降低铜污染土壤中有效态铜的含量，与对照相比降幅为1.85％～13.16％；另一方面还可以补充水稻硫、硅素营养，促进水稻正常生长，提高水稻抗逆性能，尤其硫、硅肥配施早、晚稻生物产量和经济产量均高于对照，早、晚稻生物产量增幅分别为22.89％～54.97％和71.87％～126.90％、经济产量增幅分别为24.43％～91.81％和351.21％～412.61％，与对照差异均显著，其中早、晚稻增产效应最佳均为处理S1Si2；处理S1Si1和S1Si2糙米中铜含量比对照降低了2.65％～7.16％，且处理S1Si2与对照差异显著。3.本专利技术所提供的方法既适用于缺硫缺硅土壤，也适合硫硅较为丰富的土壤及水稻等喜硅、喜硫作物。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂的筛选方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。本专利技术实施例的基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂为以硫30kg/hm2和硅1.0g/kg土配施，或者硫肥用量0.013g/kg土与硅用量1.0g/kg土配施。如图1所示，本专利技术实施例的基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂的筛选方法包括以下步骤：S101：供试土壤是通过加入化学纯氯化铜，使土壤全铜含量(以纯Cu计算)达到400mg/kg(国家农田土壤环境质量三级标准全铜量)，施入后与盆中土搅拌均匀，盆钵土面上保持水层，使土壤与外源铜平衡；S102：供试早稻品种为中早25、晚稻品种为丰华占，硫肥采用硫磺，其中含S99.99％；硅肥用分析纯硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)，其中含SiO221％。早、晚稻试验设计完全相同；S103：硫磺设3水平，分别为0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分别表示为S0、S1、S2；硅酸钠设3水平，分别为0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分别表示为Si0、Si1、Si2，共组成9个处理(见表)。试验为完全随机设计，重复10次，共计90盆。试验盆栽土壤供肥(N、P2O5、K2O)水平相同。下面结合试验对本专利技术的应用原理作进一步的描述。本实施例供试土壤是通过加入化学纯氯化铜，使土壤全铜含量(以纯Cu计算)达到400mg/kg(国家农田土壤环境质量三级标准全铜量)，施入后与盆中土搅拌均匀，盆钵土面上保持水层，使土壤与外源铜平衡。供试早稻品种为中早25、晚稻品种为丰华占，硫肥采用硫磺，其中含S99.99％；硅肥用分析纯硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)，其中含SiO221％。早、晚稻试验设计完全相同。硫磺设3水平，分别为0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分别表示为S0、S1、S2；硅酸钠设3水平，分别为0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分别表示为Si0、Si1、Si2，共组成9个处理(见表1)。试验为完全随机设计，重复10次，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂，其特征在于，所述基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂为以硫磺30kg/hm2和硅酸钠1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土与硅酸钠用量1.0g/kg土配施。

【技术特征摘要】
1.一种基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂，其特征在于，所述基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂为以硫磺30kg/hm2和硅酸钠1.0g/kg土配施，或者硫磺用量0.013g/kg土与硅酸钠用量1.0g/kg土配施。2.一种如权利要求1所述基于硫硅肥的铜污染土壤改良剂的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法通过早、晚稻盆栽试验，设置9个处理，其中硫磺设3水平，分别为0kg/hm2、30kg/hm2、60kg/hm2，分别表示为S0、S1、S2；硅酸钠设3水平，分别为0g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg，分别表示为Si0、Si1、Si2；重复10次，共计90盆；盆栽土壤供肥N、P2O5、K2O水平相同；通过对早晚稻试验结果分析，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢志红，吴建富，倪国荣，魏宗强，石庆华，潘晓华，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：江西;36