稻田综合种养技术生态修复土壤重金属污染治理方法技术

稻田综合种养技术生态修复土壤重金属污染治理方法发明专利技术涉及土壤重金属污染治理领域里的重要技术创新，它是利用稻田综合种养技术的稻田改造、施肥、消毒、田间管理等生产环节的实施过程使土壤重金属污染治理的生态修复达到满意效果，是稻田综合种养技术在土壤重金属污染治理领域的科学运用，解决了目前土壤重金属污染治理方法成本高、无产出、不可持续、不可复制、公众参与度低甚至顾此失彼而无法实施的问题，是真正的环保节能、修复效果持久、修复土地产出提升、便于推广、易于操作的理想修复模式。

Ecological remediation of heavy metal contamination in paddy field by comprehensive cultivation technology

【技术实现步骤摘要】
稻田综合种养技术生态修复土壤重金属污染治理方法
本技术专利技术涉及土壤重金属污染治理领域里的重要技术创新，是农业生产领域的综合技术应用。通过科学利用农业生产领域综合种养技术，达到解决稻田土壤重金属污染治理生态修复的效果，同时解决目前面临的重金属污染修复治理成本高、顾此失彼、不可持续、模式难推广、修复土地产出等一系列问题，是重金属污染治理方法的一次重大变革，也是综合环境治理定向思维的突破。
技术介绍
目前采用的土壤重金属污染治理修复法有很多，其中物理修复法有客土法、换土法和深耕翻土法，电热修复法、玻璃化技术、电动力修复等；化学修复法有化学固定、土壤淋洗、植物修复(包括植物稳定或固化、植物吸收、植物挥发、植物降解)等，虽然都进行了一定程度的研究，试验效果也有，但因为有些费用昂贵而无法推广，有些是局限性太强而推广面有限，有些是试验室效果和中试差距太大而无法推广。就目前在普遍推广应用的深翻耕、休耕、优化水分管控、土壤调节剂、稻草移除等方法虽然有一定的效果，但每种方法单一使用的结果由于农户看不到土地同期因治理修复方法的使用而带来的收益在修复治理的过程中打折达不到应有的效果。深翻耕、客土法和、换土法，这些工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大，投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理，因此不是一种理想的污染土壤修复方法；化学固定法是在土壤中加入化学试剂或化学材料，利用它们与重金属之间形成不溶性或移动性差、毒性小的物质而降低其在土壤中的生物有效性，减少其向水体和植物及其他环境单元的迁移，实现污染土壤的化学修复，此法的关键在于成功地选择一种经济而有效的固化剂，到目前为止，已有大量的改良材料被应用，应用最广的就是石灰或碳酸钙，能起到提高土壤PH值，与重金属元素形成难溶性沉淀的磷酸、轻磷矿石、三过磷酸钙、硅酸盐等化合物，阳离子吸附量高的海泡石、坡缕石、沸石、蒙脱石等矿物、腐殖酸等有机物及一些对人体无害或有益并对重金属有拮抗作用的金属元素。化学固定法简单易行，但并不是一种永久的修复措施，因为它只改变了重金属在土壤中存在的形态，金属元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物，另外，改良剂的使用将在一定程度上改变土壤结构，同时对土壤微生物也可能产生一定影响；植物修复法是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称，将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊吸收富集能力，将植物收获并妥善处理后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的。因其在原位进行处理，成本低廉、效果永久且兼顾了美学效应而迅速得到了公众和学术界的广泛认可，但若大面积在稻田推广也会带来粮食安全隐患。由于土壤结构的复杂性和类型的差异性，重金属污染的土壤往往具有多种重金属，并且还伴有有机物等其他方面的污染。在修复过程中需要多种方法组合使用，故应该完善相应的修复体系，单一的土壤重金属污染治理方法往往都由于成本高、不可持续、甚至顾此失彼而无法实施。有权威材料表明，全国每年受重金属污染的粮食高达1200万吨，直接经济损失超过200亿元。中科院南京土壤研究所研究员，博士生导师土壤重金属污染修复专家周静曾指出：土壤重金属污染修复治理过程中，在降低土壤重金属生物有效活性(如降低米镉含量)、减存土壤重金属总量等方面取得一定成效。但是也存在诸多的问题有待进一步解决。比如，如何维持持久的修复效果提高修复土地的产出降低修复的成本修复模式的复制推广提高公众参与的能力等等。
技术实现思路
专利技术稻田综合种养技术生态修复土壤重金属污染治理方法是针对上述不足而创新的一种既可保证修复效果的持久性，又提高了修复土地的产出，还降低了修复成本、修复模式既可复制推广又提高了公众的参与力度，一举多得的生态修复治理方法。实现本技术专利技术目标的实施方案：通过对稻田因地制宜的适当改造，采取稻田综合种养结合模式形成优势互补的稻田生态灶，生态修复稻田土壤重金属面源污染，提高农产品质量和综合效益，在稻田种植水稻的基础上适当配养一些适养品种(如鱼、虾、蛙、鳅、鳝、龟、鳖、蟹、鸭、田螺等)，充分利用稻田内的自然生物饵料(如：水草、浮游生物、腐殖质等)，达到既保证粮食产量，又增加稻田经济收入，还进行了土壤重金属面源污染治理，稻田生态综合种养是真正的稳粮增效、环境污染治理生态效益双赢的产业。1、深翻耕：结合稻田综合种养的开渔沟(深60cm以上)、鱼坑(100cm以上)对耕地稻田耕作层进行深翻耕(20cm以上)-有效减少耕作层重金属污染物含量，改善稻田土壤耕作层厚度和结构，提升耕地质量。在进行稻田渔沟鱼坑及种养耕作时达到或超过了专项稻田土壤重金属污染修复治理“深翻耕(15-20cm)”要求和效果的同时节约了大量稻田土壤重金属污染修复治理“深翻耕”专项经费；2、施用生石灰：结合稻田综合种养前稻田消毒清野施用生石灰(100公斤/亩以上)-调节土壤PH值、固化土壤中重金属元素以降低其活性而达到治理土壤重金属污染修复治理效果，由于其使用目的是消毒清野，不能敷衍，所以采用稻田综合生态种养使用的“生石灰”达到的治理效果更好的同时还节约了土壤重金属污染治理“生石灰”专项费用；3、优化水分管理：稻田综合种养田内水位必须保证养殖品种的生存空间，水位除晒田外长期保持在10cm深以上，长时间有效隔绝了田土与空气的接触，达到了土壤重金属污染治理控制土壤水分管理降低土壤重金属污染的实际效果，由于保持稻田养殖水位是生产过程必须的，所以节约了专项治理经费的开支；4、生物调节剂：是通过微生物与重金属元素的生理化学反应等将重金属元素氧化、还原分离或降低其毒性，达到治理污染的目的。稻田生态综合种养的过程中施用发酵有机肥，增加稻田土壤中有机质、养殖水产品的粪便都是很好的土壤生物调节剂，而且由于养殖品种的钻泥、打洞的特性，均匀的改善了土壤耕作层，比人工和机械施用土壤调节剂更均匀，土壤调节效果更好。5、植物移除：利用植物吸收的原理把吸收澄集了大量重金属元素的植物根、茎、叶(稻草等)移除掉。稻田生态综合种养作为生产环节可以更彻底的做到，效果当然也更好。目前使用的稻田土壤重金属污染治理修复方法单项成本高，效果不理想。稻田综合种养技术集土壤重金属污染治理生态修复方法于一体，综合治理效果优于各单项治理之和。推广稻田综合种养技术就是土壤重金属污染治理生态修复工作，且其效果更好，同时不需要另外对稻田投入土壤重金属污染治理修复专项经费。具体实施方式稻田综合种养技术修复土壤重金属污染治理方法具体实施方式如下：1、稻田改造，土壤深耕：在稻田周边三方开围沟(留一方便于机械化耕种进出)，围沟深100-150cm，款200-300CM，坡比1∶2.5，6亩以上稻田中间可开深60-80cm、宽50-60cm一字沟、十字沟或者井字沟与围沟联通，控制鱼沟总面积不超过稻田面积的15-20％，对种植区深翻耕15-20cm，加固田埂。开挖环形沟的泥土可以垒在外围建设田埂并夯实、加高、加宽、加固，确保田埂高于田面0.6～0.8米，顶部宽约2米，在田埂上可种植瓜、豆、葫芦等，待藤蔓上架后，在炎热的夏季起到遮荫避暑的作用；2、稻田施用生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以稻田综合种养技术为土壤重金属污染治理生态修复的方法，其特征在于采用 稻田综合种养技术对土壤重金属污染治理生态修复包括利用稻田改造深翻耕、用生石灰消 毒除野调节土壤、优化水分管理隔绝田土与空气接触、施用有机肥生态调节土壤耕作层、植 物移除综合应用方法。

【技术特征摘要】
1.一种以稻田综合种养技术为土壤重金属污染治理生态修复的方法，其特征在于采用稻田综合种养技术对土壤重金属污染治理生态修复包括利用稻田改造深翻耕、用生石灰消毒除野调节土壤、优化水分管理隔绝田土与空气接触、施用有机肥生态调节土壤耕作层、植物移除综合应用方法。2.如权利要求书1所述的土壤重金属污染治理生态修复方法，其特征在于采用水稻+鱼综合种养技术对土壤重金属污染治理生态修复包括利用稻田改造深翻耕、用生石灰消毒除野调节土壤、优化水分管理隔绝田土与空气接触、施用有机肥生态调节土壤耕作层、植物移除综合应用方法。3.如权利要求书1所述的土壤重金属污染治理生态修复方法，其特征在于采用水稻+虾综合种养对土壤重金属污染治理生态修复包括利用稻田改造深翻耕、用生石灰消毒除野调节土壤、优化水分管理隔绝田土与空气接触、施用有机肥生态调节土壤耕作层、植物移除综合应用方法。4.如权利要求书1所述的土壤重金属污染治理生态修复方法，其特征在于采用水稻+鳅综合种养对土壤重金属污染治理生态修复包括利用稻田改造深翻耕、用生石灰消毒除野调节土壤、优化水分管理隔绝田土与空气接触、施用有机肥生态调节土壤耕作层、植物移除综合应用方法。5.如权利要求书1所述的土壤重金属污染治理生态修复方法，其特征在于采用水稻+蛙综合种养对土壤重金属污染治理生态修复包括利用稻田改造深翻耕、用生石灰消毒除野调节土壤、优化水分管理隔绝田土与空气接触、施用有机肥生态调节土壤耕作层、植物移除综合应用方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利华，
申请(专利权)人：南京师大环境科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32