一种降低作物镉吸收积累的海藻肥及其制备、使用方法技术

本发明专利技术涉及一种降低作物镉吸收积累的海藻肥及其制备、使用方法；所述海藻肥的制备方法包括如下步骤：称取海藻粉通过蒸汽加热的方式进行调制处理；然后进行挤压膨化处理；最后依次进行烘干、造粒处理，最终得到所述海藻肥；其一种使用方法如下：将海藻肥以底肥形式均匀施入镉污染土壤，充分拌匀后进行灌溉，保持土壤水分含量约为60‑80％的最大田间持水量1周‑1个月后，进行作物播种或移栽，其它均按照正常田间管理进行作物的种植。该海藻肥可以显著降低镉在土壤‑作物系统中的迁移，提高作物产量，对降低我国农田土壤Cd污染、改善土壤营养、减少化肥的施用、提高农产品产量有着优秀的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种降低作物镉吸收积累的海藻肥及其制备、使用方法
本专利技术属于提高作物产量、降低作物重金属危害的安全生产
，具体涉及一种降低作物镉吸收积累的海藻肥及其制备、使用方法。
技术介绍
近30年来，由于我国耕地的高强度集约化生产，大量的化肥投入品及高强度作物连作导致土壤酸化和土壤物理结构严重退化；与此同时，工业“三废”、污水灌溉及农业投入品等导致农田土壤大面积重金属污染。在土壤重金属污染中，Cd以超标率7.0％而位于农田重金属污染的首位。由于镉的生物毒性、化学毒性均较强，是所有有毒金属元素中对人体健康危害最大的一种。镉被植物根系吸收后较其他金属更易向植物体地上部分迁移，可与植物细胞质膜等膜上蛋白结合，改变蛋白构型，影响其活性。当植物组织中镉浓度达到1μmol/L时，会对植物质膜渗透性、水分代谢、光合作用、呼吸作用、碳水化合物代谢、碳素代谢、核酸代谢、酶活性等生理生化过程产生危害，强烈抑制植株和细胞的生长。镉通过食物链传递摄入人体内会对肾、肺、肝、脑、骨骼、血液等产生严重毒性。目前，降低土壤中重金属活性和重金属向作物迁移富集是我国农田重金属污染土壤修复研究的主要方向之一，基于此发展出的污染土壤修复技术包括重金属污染土壤的原位化学钝化及低吸收作物品种的筛选与应用技术等。原位钝化修复由于能快速、简便、大幅降低土壤重金属的植物有效性，对于大面积的中、轻度污染土壤，原位钝化结合农艺修复治理方式更适宜中国国情、农情。国内外针对重金属污染土壤的原位钝化技术已研究多年，但纵观已有的研究成果，原位钝化修复材料主要局限于以提高土壤pH、增加土壤重金属化学吸附或沉淀的材料为主，而此类材料的施用对土壤结构和肥力有一定负面效应。因此，需要开发一种降低Cd植物毒性、减少化肥施用、满足作物养分需求的新型肥料。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种降低作物镉吸收积累的海藻肥及其制备、使用方法，不但能够高效降低作物对污染土壤中Cd吸收、而且还能提高作物产量。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种降低作物镉吸收积累的海藻肥，所述海藻肥的制备方法包括如下步骤：步骤一，称取海藻粉通过蒸汽加热的方式进行调制处理；步骤二，对经步骤一处理后得到的海藻进行挤压膨化处理；步骤三，对经步骤二处理后得到的海藻依次进行烘干、造粒处理，最终得到所述海藻肥。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述海藻粉可以是褐藻粉、红藻粉、绿藻粉、硅藻粉、马尾藻粉、墨角藻粉等其中的一种或多种的混合物；申请人发现单独使用某种海藻粉也有一定的降镉效果，但效果不如混合物，因各种海藻粉的化学组成分不同，选择合适的配比后可以提高藻肥的有效性，优选地，所述海藻粉为褐藻粉、红藻粉、绿藻粉的混合物；更优选地，所述褐藻粉、红藻粉、绿藻粉的质量比为1-2.5:0.5-2:1，最佳配比为质量比2.5:1.5:1；或者，优选地，所述海藻粉为褐藻粉、硅藻粉和绿藻粉的混合物；更优选地，所述褐藻粉、硅藻粉和绿藻粉的质量比为1-2.5:0.5-2:1，最佳配比为质量比2.5:1.5:1。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤一中，所述调制处理是为了使海藻原料达到挤压膨化的入口温度和水分的要求，即经步骤一处理后得到的海藻的温度为80-90℃(比如81℃、82℃、83℃、85℃、87℃、89℃)，水分含量为15-24wt％(比如16wt％、18wt％、20wt％、22wt％、23wt％)。专利技术人发现，如果海藻温度过高，甚至超过100℃，则水分蒸发过多，会喷出来糊状粉末，影响细胞内有效成分；如果低于上述温度范围下限，则水分还达不到蒸发的程度，细胞不会膨化，也就不会破碎；水分含量过高则细胞不易破碎，水分含量过低则细胞容易糊了即得到不可用的糊状粉末。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤二中，所述挤压膨化处理过程中的蒸汽压力为0.6-1.0MPa(比如0.62MPa、0.65MPa、0.7MPa、0.75MPa、0.8MPa、0.85MPa、0.9MPa、0.95MPa)。挤压膨化处理时不需要额外通入蒸汽，蒸汽压力是因挤压膨化过程中机械能转化为热能而产生的，这个过程产生的蒸汽压力过高或过低藻类细胞挤压膨化的膨化程度会受影响，细胞破碎会不完全，控制该蒸汽压力在上述范围能够获得较好的效果。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤二中，所述挤压膨化处理温度为110-140℃(比如112℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、138℃)，停留时间为80-120s(比如85s、90s、95s、100s、105s、110s、115s)。在上述工艺参数范围内能更好地控制挤压膨化处理过程中的蒸汽压力，从而取得较好的膨化效果。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤二中，所述挤压膨化处理采用螺杆挤压膨化机，如单螺杆挤压膨化机和双螺杆挤压膨化机，螺杆转速为300-450rpm(比如310rpm、320rpm、340rpm、360rpm、380rpm、400rpm、420rpm、430rpm、440rpm)。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤三中，所述烘干处理的温度为60-80℃(比如62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃)。温度过高则会影响细胞成分的有效性，过低则不能烘干。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤三中，所述造粒处理，得到的海藻肥颗粒的直径为5-8mm(比如5.2mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、7.8mm)。如粒径大，则作物难吸收，影响肥效；如粒径太小，则徒增制备成本。上述降低作物镉吸收积累的海藻肥，作为一种优选实施方式，所述步骤三中，得到所述海藻肥于常温下保存备用。上述海藻肥的使用方法，将所述海藻肥以底肥形式均匀施入镉污染土壤，充分拌匀后进行灌溉，保持土壤水分含量约为60-80％(比如62％、65％、70％、75％、78％)的最大田间持水量1周-1个月(优选10-20天)后，进行作物播种或移栽。土壤水分含量指土壤绝对含水量，即100g烘干土中含有若干克水分；最大田间持水量是土壤所能稳定保持的最高土壤水分含量。“保持土壤水分含量约为60-80％的最大田间持水量1周-1个月”是指，通过灌溉的方式，补给每天蒸发掉的水量，使土壤水分含量保持在60-80％的最大田间持水量，这个时候土壤微生物、动物活性最大，有利于肥料产生肥效，利于作物吸收营养成分。保持这种状态达1周-1个月，让藻肥里面的有效成分充分释放到土壤中，经过土壤动物微生物的作用，转化为作物可直接吸收的有效形式，提高肥效；生产实践中施肥后两周左右肥效和效率达到一个较好的平衡。上述海藻肥的使用方法中，作为一种优选实施方式，田间种植时，所述海藻肥是以底肥形式均匀施入土壤耕层中，所述土壤耕层厚度为0-20cm(比如5cm、10cm、15cm、18cm)；优选地，上述海藻肥的施用量为每亩150-200kg(比如155kg、160kg、170kg、180kg、190kg、195kg)。上述海藻肥的使用方法中，作为一种优选实施方式，盆栽种植时，上述海藻肥在盆栽状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低作物镉吸收积累的海藻肥，其特征在于，所述海藻肥的制备方法包括如下步骤：步骤一，称取海藻粉通过蒸汽加热的方式进行调制处理；步骤二，对经步骤一处理后得到的海藻进行挤压膨化处理；步骤三，对经步骤二处理后得到的海藻依次进行烘干、造粒处理，最终得到所述海藻肥。

【技术特征摘要】
1.一种降低作物镉吸收积累的海藻肥，其特征在于，所述海藻肥的制备方法包括如下步骤：步骤一，称取海藻粉通过蒸汽加热的方式进行调制处理；步骤二，对经步骤一处理后得到的海藻进行挤压膨化处理；步骤三，对经步骤二处理后得到的海藻依次进行烘干、造粒处理，最终得到所述海藻肥。2.根据权利要求1所述的海藻肥，其特征在于，所述海藻粉是褐藻粉、红藻粉、绿藻粉、硅藻粉、马尾藻粉、墨角藻粉其中的一种或混合物；优选地，所述海藻粉为褐藻粉、红藻粉、绿藻粉的混合物；更优选地，所述褐藻粉、红藻粉、绿藻粉的质量比为1-2.5:0.5-2:1，最佳配比为质量比2.5:1.5:1；或者，优选地，所述海藻粉为褐藻粉、硅藻粉和绿藻粉的混合物；更优选地，所述褐藻粉、硅藻粉和绿藻粉的质量比为1-2.5:0.5-2:1，最佳配比为质量比2.5:1.5:1。3.根据权利要求1或2所述的海藻肥，其特征在于，所述步骤一中，经步骤一处理后得到的海藻的温度为80-90℃，水分含量为15-24wt％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的海藻肥，其特征在于，所述步骤二中，所述挤压膨化处理过程中的蒸汽压力为0.6-1.0MPa。5.根据权利要求4所述的海藻肥，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萌，陈世宝，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11