用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂及方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂及方法和应用，该复合改良剂包括堆肥产品(鸡粪堆肥)和无机钝化材料(石灰和钙镁磷肥)。该有机肥的制作步骤为：首先将好氧发酵成品肥适度风干，破碎至20目备用，然后加入一定量的石灰和钙镁磷肥，充分混合，再以一定比例施入污染土壤中即可。我国有着丰富的堆肥资源，因此本发明专利技术的原材料价格低廉，而且操作步骤简单易行，这有利于大范围推广，符合我国农用地重金属微污染的情况。本发明专利技术不仅对土壤中的重金属Pb有着良好的钝化作用，还可以改善土壤的理化性质，增加土壤肥力，提高作物产量，增加堆肥的附加价值，有利于解决我国堆肥产品的资源化问题。堆肥产品的资源化问题。堆肥产品的资源化问题。

【技术实现步骤摘要】
用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂及方法和应用


[0001]本专利技术属于土壤改良
，具体为一种用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂及方法和应用。

技术介绍

[0002]土壤重金属污染是指由于人类活动或者自然因素而导致的土壤中重金属元素超过土壤背景值和土壤环境质量标准并威胁到人们的生产生活的现象。
[0003]堆肥是指畜禽粪便、秸秆、农副产品和食品加工的固体废物、有机垃圾以及城市污泥等经过微生物发酵、除臭和腐熟后加工而制成的有机堆肥。堆肥还田是堆肥资源化的途径之一，研究表明施入土壤，经过腐熟后的堆肥富含营养丰富的腐殖质，不仅可以降低其自身的重金属的活性，同时还可以作为土壤重金属污染修复的固化剂，在降低污染土壤重金属活性的同时，可以改善土壤的理化性质，增加土壤肥力。
[0004]作为世界上畜禽养殖和农业大国，中国的畜禽粪便和秸秆资源尤为丰富，并成逐年增长趋势。而堆肥化是处理有机垃圾的有效方式之一。若将堆肥用作钝化修复土壤Pb污染的钝化材料，则既可以钝化修复Pb污染土壤，又可以为土壤提供营养，改善土壤的理化性质，同时还能消纳过多的农业废弃物，具有废物利用和生态修复的双重意义。
[0005]但是，也有研究发现，堆肥施入土壤会增加土壤中重金属的含量，增强重金属的迁移性、生物有效性和植物毒性。同时堆肥产品品质不高、成分复杂和钝化效率不高也限制了堆肥作为钝化剂的使用。
[0006]因此，亟需提供一种用于Pb污染土壤的堆肥复合改良剂。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对上述存在的问题，考虑在现有堆肥产品的基础上，加入其他重金属钝化材料，以此开发高效、持久的复合改良剂，提供了一种用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂及方法和应用，以达到提高土壤肥力，增加作物产量的目的。
[0008]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0009]本专利技术的第一目的在于提供一种用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂，其包括质量占比分别为74％～87％的堆肥产品、5％～10％的石灰和8％～16％的钙镁磷肥。
[0010]作为优选，所述堆肥产品是采用鸡粪堆肥所得。
[0011]作为优选，所述堆肥产品是质量占比分别为50％的鸡粪和50％的木屑混合堆制而成。
[0012]进一步的，所述堆肥产品中以烘干基计的有机质质量占比在50％以上，以烘干基计的总养分质量占比在5％以上，水分质量占比为15％～20％，pH值为6～7。
[0013]进一步的，所述总养分包括氮、五氧化二磷和氧化钾，且总养分中以烘干基计的N、P和K的质量占比均不低于2％。
[0014]作为优选，所述石灰中CaO的质量占比>90％，钙镁磷肥中P的质量占比>12％。
[0015]本专利技术的第二目的在于提供一种根据上述任一所述堆肥复合改良剂的制备方法，其具体如下：
[0016]将堆肥产品在避免暴晒的条件下自然风干，随后破碎过筛，按照74％～87％、5％～10％和8％～16％的质量占比将堆肥产品、石灰和钙镁磷肥混合均匀，在室温下稳定2～3天，得到堆肥复合改良剂。
[0017]作为优选，所述自然风干指的是将堆肥产品置于阴凉处自然风干，直至堆肥产品的水分质量占比为15％～20％。
[0018]作为优选，所述过筛指的是过20目筛。
[0019]本专利技术的第三目的在于提供一种基于上述任一所述堆肥复合改良剂钝化修复Pb污染土壤的应用，其具体如下：
[0020]向待修复土壤中添加所述堆肥复合改良剂，并混合均匀；添加的堆肥复合改良剂的质量为以干基计的待修复土壤质量的2.5％～10％。
[0021]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0022]1)本专利技术所使用的原材料来源广泛易得，且价格低廉，操作方便，可规模化生产，适合大多数Pb微污染农田土壤。
[0023]2)本专利技术将堆肥产品与石灰和钙镁磷肥相结合，兼具了有机和无机钝化剂的钝化作用，可以使钝化效果更高效、更稳定和更持久。
[0024]3)本专利技术是在堆肥产品的基础上进行的改进，在对Pb污染土壤进行修复的同时，还可以提高土壤肥力，改善土壤的理化性质，提高作物的产量，尤其是针对微污染的贫瘠土壤，其效果更加显著。
[0025]4)本专利技术采用鸡粪堆肥，得到的堆肥复合改良剂的pH值接近土壤本底值，因此加入土壤后对土壤的扰动少。
[0026]5)本专利技术针对Pb微污染农田土壤，将堆肥产品与一些其他钝化材料相结合，提供了一种基于堆肥的高效复合改良剂，能够显著降低土壤中重金属Pb的活性，减少Pb对作物生长的影响。
附图说明
[0027]图1为实施例2中室内培养实验各处理土壤中有效态Pb含量及其相对空白对照组的钝化效率；图中，CK、CC、L、F和CLF分别代表空白对照、鸡粪堆肥、石灰、钙镁磷肥和复合改良剂，a～e表示差异显著(P<0.05)，E表示钝化率；
[0028]图2为实施例2中室内培养实验各处理土壤中Pb的赋存形态；图中，F1～F4分别表示重金属Pb的酸可提取态、可还原态、可氧化态和残渣态；
[0029]图3为实施例3中盆栽实验各处理小白菜地上部分鲜重；
[0030]图4为实施例3中盆栽实验各处理小白菜地上部分组织中Pb含量及其相对空白对照组的降幅(以鲜重计)。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0032]实施例1
[0033]供试土壤为水稻土，采自浙江省杭州市余杭区某实验基地表层(0～20cm)，在剔除大颗粒杂物后，经自然风干、研磨，过10目筛后保存备用，得到干净土。按照《土壤环境质量农用地土壤风险管控标准》(GB 15618—2018)中铅的风险管制值，将Pb(NO3)2以溶液的形式加入到上述土壤中进行染毒，并加水至田间持水量的70％，在室温下稳定老化三个月，然后风干、研磨过10目筛后保存备用，得到污染土。该污染土的基本理化性质见表1。
[0034]表1污染土的基本理化性质
[0035][0036]制备堆肥复合改良剂，具体如下：
[0037]取好氧发酵完成后的鸡粪堆肥产品置于阴凉处自然风干，直至堆肥产品的水分质量占比为15％～20％(方便破碎研磨)，随后破碎过20目筛，得到备用堆肥产品。其中，鸡粪堆肥产品是采用质量占比分别为50％的鸡粪和50％的木屑混合堆制而成的。堆肥产品中以烘干基计的有机质质量占比在50％以上，以烘干基计的总养分质量占比在5％以上，水分质量占比为15％～20％，pH值为6～7。此外，总养分包括氮、五氧化二磷和氧化钾，且总养分中以烘干基计的N、P和K的质量占比均不低于2％。
[0038]按照87％、5％和8％的质量占比将备用堆肥产品、石灰(CaO的质量占比>90％)和钙镁磷肥(P的质量占比&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于Pb污染土壤钝化修复的堆肥复合改良剂，其特征在于，包括质量占比分别为74％～87％的堆肥产品、5％～10％的石灰和8％～16％的钙镁磷肥。2.根据权利要求1所述的堆肥复合改良剂，其特征在于，所述堆肥产品是采用鸡粪堆肥所得。3.根据权利要求1所述的堆肥复合改良剂，其特征在于，所述堆肥产品是质量占比分别为50％的鸡粪和50％的木屑混合堆制而成。4.根据权利要求2或3所述的堆肥复合改良剂，其特征在于，所述堆肥产品中以烘干基计的有机质质量占比在50％以上，以烘干基计的总养分质量占比在5％以上，水分质量占比为15％～20％，pH值为6～7。5.根据权利要求4所述的堆肥复合改良剂，其特征在于，所述总养分包括氮、五氧化二磷和氧化钾，且总养分中以烘干基计的N、P和K的质量占比均不低于2％。6.根据权利要求1所述的堆肥复合改良剂，其特征在于，所述石灰中CaO的质量占比>90...

【专利技术属性】
技术研发人员：田光明，曾凡健，王凯迪，高毛，徐欣韵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：