一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂、基肥及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂、基肥及其制备方法和应用，属于土壤改良技术领域。本发明专利技术提供的基肥助剂，包括以下重量份组分：280～320份棉秸秆腐解液、12～17份硝酸钾、2～4份聚乙烯亚胺、80～120份木霉素分散液和8～12份活性硅酸钾混合液；所述基肥助剂的pH值为7.0～8.0。本发明专利技术提供的基肥助剂减少了土壤中重金属的剂量，达到既能保证正常的田间棉花种植，又能有效抵制重金属的在种植的作物中的累积，实现正常的无害化，从而达到治理与修复的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂、基肥及其制备方法和应用
本专利技术属于土壤改良
，具体涉及一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂、基肥及其制备方法和应用。
技术介绍
在我国工业化\城镇化的发展过程中，由于早期的工业活动和生产控制力不够，或者是过多不合理的农业过程，大量废品、废弃物和尾气进入生活环境和农业环境，导致时至今日我国部分农田土壤重金属污染超标。据资料显示，污染的土壤的重金属主要包括铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)和类似金属性的砷(As)等元素，污染源主要来自工厂废水废气废品排放、农田中各种杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂等农药化肥的残留、养殖业中饲料添加物的残留和大气沉降等。由于一些重金属在农田土壤中迁移性小，又不为土壤微生物降解，致害浓度低，导致毒性大，不仅对农作物的生长影响，同时，还能随食用农产品进入人体，危害极大。一些南方水稻田由于发现土壤中金属铅(Pb)超标，导致水稻不能种植，不仅由于产量大幅度降低，更是由于子粒中存在残留风险，不得不改种其他作物，比如棉花、苎麻等非饲料、非食材的作物，但是往往会引起减产，不利于农业生产的高产高效和可持续发展。我国两熟旱地的棉区土壤存在日益加重的镉铅等重金属积累和富集过程，特别是处于温带以南一些近郊的多熟棉田，发生土壤重金属污染并残留超过了警戒阈值，加之我国棉田多采用基施底肥方式进行养分管理，一般田间投入每亩50千克复合肥或1000千克农家肥，由于有机肥来源于动物粪便，其生产过程缺乏统一和科学的管理，产品质量多不可控制，容易带入重金属化合物，从而进一步被带进田间，引起棉田重金属被动输入。研究表明，棉田重金属Pb含量达到200mg/kg时，棉花受害症状主要表现为：植株矮小，生长量小，引起毒害；一旦超过1500mg/kg，棉花生长停止，成铃率低，甚至绝收或死亡。如不及时治理和修复，导致重金属在田间继续污染和富集，不利于棉花产量形成，也不利于农田的环境安全和农产品质量安全。对农田重金属污染的土壤治理和修复方法主要有物理方法、化学方法、生物方法以及综合方法等，其中生物方法不失为一项经济实用而环保高效的方法，尤其对于一些超标处于警戒线附近，又存在一定风险的农田，采用一边生产种植，一边实施土壤治理和修复，例如采用种植一定的作物，在作物生长过程中加入某种土壤改良剂或土壤活化剂，降低土壤中重金属的毒害性，或者提高土壤相关微生物群落的活性，促进重金属元素在非经济作物中富集或在土壤中定向集中以便处理，从而达到治理和改善的作用。例如，中国专利申请号201610326002.9公开了一种钙镁硅钾生物活性肥的土壤改良方法，利用有机水溶化肥、堆料成分(组分为茶叶废弃物，牛粪，草木灰，豆科作物秸秆，氢氧化钙等)、土壤改良剂(组分为复硝酚钠、磷矿粉、氯化钙、天然硫酸钾镁肥、海洋贝矿粉、尿素、钼酸铵、乙二胺四乙酸、己酸二乙氨基乙醇酯)、土壤调理剂(腐植酸，钙镁磷肥，草木灰，磷酸氢二钾、硝酸钾或碳酸钾或硅酸钾，氰胺化钙、多聚磷酸钠、EM复合微生物菌剂)等进行组合。通过多轮回混合和施入，达到对田间土壤进行改良的目的；但是涉及到的物质繁多，主要物质不明晰，替换物质多，往往导致有效成分变化大，不利于实际操作，同时也增加了制造成本。再如，中国专利CN106478287A，公开了一种土壤改良剂，采取400～600℃下制成的松木生物炭、秸秆、有机肥、磷矿粉、沸石等制成100目到1mm的颗粒组成的改良剂，形成具有孔道结构、过滤功能和离子交换性能的钝化物质和有机肥组合的物质，利用化学钝化的方法通过吸附作用减低重金属在土壤中的生物有效性和可迁移性，达到降低重金属污染活性的作用。但是添加的改良剂分散在土壤中，并不能将重金属彻底从土壤中去除，产生再次污染土壤的隐患，而且该方法主要原料来自采矿作业，需要高温，同时不利于环境保护。虽然现有技术中采用种植非经济作物的方法依靠植物富集重金属达到降低土壤中重金属的含量，达到改良土壤的目的，但是由于植物本身富集有重金属造成植物后续利用困难，对棉田及其他作物农田不适用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂、基肥及其制备方法和应用，所述基肥助剂一方面提高棉花根系对土壤离子或有害物质的吸收量，又能将土壤中重金属合理控制或隔离在植物运输器官中，而不继续向植株叶或生殖器官转移，保证了植物功能叶和经济产量不受太大的危害和影响，实现将重金属富集在植物根系中彻底从土壤中去除。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂，包括以下重量份组分：280～320份棉秸秆腐解液、12～17份硝酸钾、2～4份聚乙烯亚胺、80～120份木霉素分散液和8～12份活性硅酸钾混合液；所述基肥助剂的pH值为7.0～8.0；所述棉秸秆腐解液的制备方法，包括以下步骤：将棉花茎段用浸提液浸提，过筛，得到棉秸秆腐解液；所述浸提液为包括质量浓度3％～6％硝酸铵、质量浓度2～3％磷酸二氢钾、质量浓度0.004％～0.006％萘乙酸和质量浓度0.01％～0.02％N,N-二甲基琥珀酰肼酸的水溶液；所述木霉素分散液的质量浓度为8％～12％；所述活性硅酸钾混合液的制备方法，包括以下步骤：波美度40的硅酸钾溶液和质量浓度5％柠檬酸钠溶液按质量比为10:1的比例混合搅拌，得到活性硅酸钾混合液。优选的，所述棉花茎段的质量和浸提液的体积比为800～1200g：800～1200ml；所述棉花茎段的长度为25～35cm。优选的，所述浸提的时间为15～30d。优选的，所述过筛包括依次过粗筛和细筛；所述粗筛的孔径5mm；所述细筛的孔径为1mm。优选的，包括以下重量份组分：300份棉秸秆腐解液、15份硝酸钾、3份聚乙烯亚胺、100份木霉素分散液和10份活性硅酸钾混合液。本专利技术提供了所述的基肥助剂的制备方法，包括以下步骤：将棉秸秆腐解液和硝酸钾混合搅拌至硝酸钾溶解，再依次加入聚乙烯亚胺、木霉素分散液和活性硅酸钾混合液，得到的混合溶液经减压过滤，对收集的滤液调节pH值，得到基肥助剂。优选的，减压过滤用滤膜孔径为0.4～0.8mm。本专利技术提供了一种治理棉田土壤铅污染的基肥，包括所述的基肥助剂或所述制备方法制备的基肥助剂。优选的，所述基肥助剂的液体质量体积占基肥质量百分比为0.75～1.25％。本专利技术提供了所述的基肥助剂、所述制备方法制备的基肥助剂或所述的基肥在改良棉田土壤重金属污染中的应用。本专利技术提供了一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂，包括如下质量份的组分：280～320份棉秸秆腐解液、12～17份硝酸钾、2～4份聚乙烯亚胺、80～120份木霉素分散液和8～12份活性硅酸钾混合液。本专利技术提供基肥助剂能增加棉花根系生物量，提高棉花根系对土壤离子或有害物质的吸收量，同时将吸收的土壤重金属合理控制或隔离在植物运输器官(如根、茎、枝内维管束组织)中，而不继续向植株叶或生殖器官转移，从而保证了植物功能叶和经济产量不受重金属的危害和影响，既减少了土壤中Pb等重金属的剂量，达到保证正常的田间棉花种植，又能有效抵制Pb重金属的累积，逐步降低到合理水平，实现正常的无害化，从而达到治理与修复的目的，同时还不会影响种植的农作物的生长和产量。实验表明：所述助剂添加和使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂，其特征在于，包括以下重量份组分：280～320份棉秸秆腐解液、12～17份硝酸钾、2～4份聚乙烯亚胺、80～120份木霉素分散液和8～12份活性硅酸钾混合液；所述基肥助剂的pH值为7.0～8.0；所述木霉素分散液的质量浓度为8％～12％；所述棉秸秆腐解液的制备方法，包括以下步骤：将棉花茎段用浸提液浸提，过筛，得到棉秸秆腐解液；所述浸提液为包括质量浓度3％～6％硝酸铵、质量浓度2～3％磷酸二氢钾、质量浓度0.004％～0.006％萘乙酸和质量浓度0.01％～0.02％N,N‑二甲基琥珀酰肼酸的水溶液；所述活性硅酸钾混合液的制备方法，包括以下步骤：波美度40的硅酸钾溶液和质量浓度5％柠檬酸钠溶液按质量比为10:1的比例混合搅拌，得到活性硅酸钾混合液。

【技术特征摘要】
1.一种治理棉田土壤铅污染的基肥助剂，其特征在于，包括以下重量份组分：280～320份棉秸秆腐解液、12～17份硝酸钾、2～4份聚乙烯亚胺、80～120份木霉素分散液和8～12份活性硅酸钾混合液；所述基肥助剂的pH值为7.0～8.0；所述木霉素分散液的质量浓度为8％～12％；所述棉秸秆腐解液的制备方法，包括以下步骤：将棉花茎段用浸提液浸提，过筛，得到棉秸秆腐解液；所述浸提液为包括质量浓度3％～6％硝酸铵、质量浓度2～3％磷酸二氢钾、质量浓度0.004％～0.006％萘乙酸和质量浓度0.01％～0.02％N,N-二甲基琥珀酰肼酸的水溶液；所述活性硅酸钾混合液的制备方法，包括以下步骤：波美度40的硅酸钾溶液和质量浓度5％柠檬酸钠溶液按质量比为10:1的比例混合搅拌，得到活性硅酸钾混合液。2.根据权利要求1所述的基肥助剂，其特征在于，所述棉花茎段的质量和浸提液的体积比为800～1200g：800～1200ml；所述棉花茎段的长度为25～35cm。3.根据权利要求1所述的基肥助剂，其特征在于，所述浸提的时间为15～30d。4.根据权利要求1～3任意一项所述的基肥助剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国平，熊世武，李亚兵，李存东，韩迎春，冯璐，雷亚平，杨北方，王占彪，李小飞，邢芳，范正义，辛明华，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41