一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法技术

本发明专利技术公开了一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，包括以下步骤：S1、水稻种植前，将调理剂以总量300

【技术实现步骤摘要】
一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法


[0001]本专利技术涉及重金属污染农田治理，特别是一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，主要包括秸秆碳化利用，降低稻米重金属含量，提高土壤碳库容量，轮作固碳植物协同增强土壤固碳能力，增加土壤碳汇。

技术介绍

[0002]中国力争到2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和(“双碳”目标)。农业减碳增汇，需从农业生态系统的角度出发，从种植制度、物质循环、耕作模式、生产过程管理等全过程兼顾，形成绿色循环系统。具体有以下路径：(1)通过物质循环实现土壤增汇减排。从农业生产来看，除了源头投入的减量控制，还要重视末端物质的循环利用，如农作物秸秆等。通过发展生态循环农业模式与技术，既可以减少部分投入，也可提高土壤固碳能力，减少废弃物污染和排放。(2)通过调整种植制度实现固碳、减碳。发展绿色低碳种植制度，通过作物与其他功能性植物合理的轮作、间作、套作等多种种植模式，有效地固定CO2，并减少碳排放。目前针对农业生产各个环节的研究很多，而着眼于整个农业绿色循环的技术模式还较为少见。
[0003]另外，土壤重金属污染也是农业生产较为突出的环境问题。重金属镉是我国受污染农田中常见的无机污染物之一，它可以通过食物链在生物体内富集，从而威胁食品安全以及人类健康。据不完全统计，我国农田重金属镉污染已达到2万hm2，年产量镉含量超标的农产品达14.6亿kg，且有日益加重的趋势。土壤钝化修复技术是通过吸附、络合、稳定等作用，降低土壤镉的生物活性，减少其在稻米中的含量，从而达到食品的安全生产，且操作简单、经济有效，成为目前较为主流的农田修复技术。但在“双碳”战略的新要求下，势必要在农田修复领域寻求新的技术模式，既能满足农业减碳增汇的需求，又能保证食品的安全生产，这就给农业生产领域提出了新的发展研究方向。
[0004]公开号为CN106083377A的中国专利公开了一种水稻降镉生物炭基多元复配土壤调理剂及其应用，土壤调理剂包括稻壳炭、稻壳提取液、细胞分裂素生产菌菌剂、腐殖酸原粉和海泡石；该专利技术单独采用土壤调理剂对农田进行原位钝化修复。其中采用海泡石为普通海泡石，主要作用是粘合剂，通过该土壤调理剂虽然能降低水稻籽粒中的镉元素含量，从而提高稻米品质，但是其主要是通过添加稻壳炭来提高土壤碳含量，而不是从调理剂特殊结构方面进行增强固碳，因此需要研发一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，在降镉的同时能明显提高农田固碳效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，降低土壤重金属活性，降低稻谷镉含量，增强土壤固碳能力。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、水稻种植前，将调理剂以300
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800kg/亩的用量均匀施入土壤表层后，种植水稻，所述调理剂包括按重量份计的海泡石30
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40份、生物质炭50
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70份、生物菌剂0.2
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0.5份，所述海泡石经高温活化，冷却、干燥得到；
[0008]S2、在水稻收割前种植得固碳植物；
[0009]S3、下季水稻种植前将固碳植物浅耕还田。
[0010]本专利技术将生物质炭结合高温活化后的海泡石、生物菌剂复配施入土壤，增加土壤碳封存能力，降低土壤重金属活性，降低稻谷镉含量；复配调理剂和轮作固碳植物对土壤碳的协同固定作用，增强了土壤固碳能力，也促进植物(包括水稻和固碳植物)生长吸收空气中的CO2，碳素通过根系汇入土壤碳库中；此外，固碳植物还田后增加土壤肥力，提高水稻产量，进一步增加土壤碳汇，是一种修复成本低、修复效果好且经济价值高的固碳降镉且绿色循环的方法。
[0011]种植固碳植物吸收空气中的CO2，固定到植物体内，还田后增加土壤肥力，同时将固定的碳汇入土壤碳库中。
[0012]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述海泡石高温活化的温度为160
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200℃，时间为4
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6小时。此温度下活化，更大程度的增加海泡石的孔隙度，增加比表面积，从而提高其吸附性能，固碳效果更好。
[0013]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述调理剂中海泡石和生物质炭的重量比为40：60。该比例下稻米降镉率值显著增加，且土壤有机碳增加率值显著增加。
[0014]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述调理剂的用量为200
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600kg/亩，优选地，所述调理剂的用量为400
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600kg/亩。该用量可明显提高稻米降镉率值和土壤有机碳增加率值。
[0015]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述调理剂的制备方法包括以下步骤：
[0016]将生物质炭和生物菌剂按照重量比混合均匀，于28
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30℃腐熟2
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3天，制得被菌剂固定的生物质炭备用；
[0017]将所述被菌剂固定的生物质炭与海泡石混合均匀即得。
[0018]先将生物炭和微生物一起腐熟后再与海泡石混合，主要是生物炭的孔隙结构和海泡石的层链状结构能最大程度的保证微生物的活性，为后续固碳生长提供更大潜力。
[0019]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述生物质炭的制备方法为将水稻秸秆粉碎，置于碳化炉中300
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600℃缺氧条件下碳化，在再经研磨、筛分得到。该温度范围下，生物炭的含碳量损失不明显，温度过高碳含量会大大降低，减弱生物炭的固碳能力。
[0020]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述生物菌剂包括固碳菌、固氮菌和根瘤菌其中的一种或多种。这些微生物能与所选固碳植物形成很好的协同作用，既能促进植物生长，同时又能把土壤中和根际分泌物中的碳固定下来，提高土壤碳汇能力。
[0021]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述固碳植物包括紫花苜蓿、紫云英中的一种或两种。此种植物易于生长，常做绿肥及牧草使用，固碳能力强，还田后能增加土壤肥力和土壤碳汇。
[0022]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述轻中度重金属污染农田中重金属的含量为0.3
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1.5mg/kg。本专利技术在此污染程度下能达到很好的降镉效果，基本可以生产出安全的稻米，如超出此范围，稻米的安全性无法得到保障。
[0023]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述的固碳植物种子用量为1
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3kg/亩。此用量下，植物的生物量能达到最大。
[0024]在本专利技术的一个优选的实施例中，S2中在水稻收割前7天向田中撒下固碳植物种子。
[0025]在本专利技术的一个优选的实施例中，S3中下季水稻种植前10
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15天将固碳植物浅耕还田。
[0026]在本专利技术的一个优选的实施例中，所述浅耕还田的深度为8
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15cm；优选地，所述浅耕还田的深度在9
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11cm，浅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，其特征在于包括以下步骤：S1、水稻种植前，将调理剂以300
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800kg/亩的用量均匀施入土壤表层后，种植水稻，所述调理剂包括按重量份计的海泡石30
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40份、生物质炭50
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70份、生物菌剂0.2
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0.5份，所述海泡石经高温活化，冷却、干燥得到；S2、在水稻收割前种植得固碳植物；S3、下季水稻种植前将固碳植物浅耕还田。2.根据权利要求1所述的轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，其特征在于，所述海泡石高温活化的温度为160
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200℃，时间为4
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6小时。3.根据权利要求1所述的轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，其特征在于，所述调理剂中海泡石和生物质炭的重量比为40：60。4.根据权利要求1所述的轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，其特征在于，所述调理剂的用量为200
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600kg/亩，优选地，所述调理剂的用量为400
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600kg/亩。5.根据权利要求1所述的轻中度重金属污染农田固碳降镉的方法，其特征在于，所述调...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂娟，常海伟，符云聪，刘代欢，聂兵，戴青云，邓林，
申请(专利权)人：永清环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：