一种基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法技术

本发明专利技术属于环境领域，提供了一种基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法，针对我国北方黄淮海地区常规粳稻品种，在不同镉污染水平，施用合适的土壤调理剂(矿源腐植酸钾)，降低对土壤中的重金属镉的有效性；其次，本发明专利技术所述方法在水稻种植关键生育期施用土壤调理剂(矿源腐植酸钾)，能够有效阻控土壤中重金属镉向水稻籽粒中的累积，降低其有效性，进一步减缓水稻对重金属镉的吸附和积累，保证粮食安全。因为不需要调整当地的作物品种，在保证不影响作物区域适配性的基础，通过土壤调理剂的添加，就能够在中轻度污染土壤上实现边修复边生产，具有重要的推广应用价值。具有重要的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法


[0001]本专利技术属于环境领域，具体涉及一种基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]镉是土壤中最具毒性和广泛存在的一种重金属。随着经济社会的发展，由于采矿、冶金、化工等工业产生的“三废”，以及城市交通、大气沉降、畜禽粪便、城市污泥及农药化肥等污染源的影响，土壤重金属污染问题已成为人类面临的严重的环境问题。有统计表明：镉的点位超标率列第1位，是需要重点关注的重金属污染物。有些地区农田土壤重金属污染多为轻中度污染水平，在有色金属开采和工矿企业周边区域，农田土壤重金属点位超标率超过10％，其中镉的污染最为突出，已严重威胁人体健康和生态系统安全。
[0004]水稻(Oryza sativa L.)是世界大多数人口最重要的主食之一。然而，大米已被证明是全球与人类镉摄入最相关的来源。据统计，人体摄入的镉约有90％来自食物，其中又有70％的镉来自于植物性食源。因此，减少土壤中的镉经食物链进入人体是农产品安全生产的最终目的。目前耕地资源短缺，如何采取措施在高效利用土地资源的同时保证作物可食部达到安全实用的标准，是目前解决粮食安全与土壤污染治理缓慢尖锐矛盾的最佳方法。
[0005]目前，重金属镉污染土壤的治理途径主要包括：
[0006](1)工程治理措施。工程处理措施包括：客土法、改土法、电化法等。改土法是在被污染的土壤上替换或覆盖一层健康无污染的土壤，该方法立竿见影，切实有效，但工程量大，需要花费大量人力与财力，并且在换土过程中，存在占用土地、渗漏及污染环境等不良因素的影响，目前仅用于小面积的重度重金属污染的修复。而电化法是污染土壤中重金属离子在外源电极的作用下，通过电泳、电迁移及电渗透等方式向电极移动并富集，从而达到清除重金属的目的。由于土壤组分和结构复杂，单纯的电动修复效率低、应用效果低于预期。
[0007](2)植物修复措施。植物修复措施是指利用具有超积累能力的植物吸收土壤中重金属镉。植物修复技术属于原位修复技术，具有成本低、易操作的优势，但目前植物存在生物量少、地域性强导致修复能力弱，且对于吸附重金属后的植物残体如果不处置或处置不当极易造成土壤二次污染等问题。
[0008](3)农艺调控措施。通过提高土壤pH、调节土壤氧化还原电位、增施有机肥和科学施肥，实现离子拮抗的方式可以有效降低土壤中镉的生物有效性。此外，不同作物品种对镉的吸收效果不同。如何在保证常规种植的基础上，通过调控农艺措施降低土壤中可被植物利用的镉的活性，增加土壤对重金属的吸附能力，减少镉在植物可食部的累积，阻碍其进入食物链，实现边生产边修复安全利用模式仍有待研究。
[0009]目前，南方地区重金属镉污染范围广、浓度高，根据土壤呈酸性的特性，可以采取施用石灰等手段，来提高土壤pH值，从而使重金属镉发生沉淀，降低污染土壤中重金属的有效性。然而由于北方地区大部分土壤呈现中性或是弱碱性，导致这种技术在北方地区土壤上难以应用。
[0010]因此，在北方碱性稻田土壤中存在的镉污染，导致种植水稻籽粒中镉含量富集，存在超过限量标准的风险。
[0011]论文《腐植酸对土壤镉污染修复作用研究》公开了新疆腐植酸和腐植酸钾对镉胁迫下土壤中全量镉，有效态镉和油菜中镉含量的变化规律。结果表明：与对照相比，施加新疆腐植酸和腐植酸钾明显降低了土壤全量镉，有效态镉和油菜中镉含量，且Cd浓度低于40mg/kg时，使用新疆腐植酸修复效果较好；Cd浓度高于40mg/kg时，用腐植酸钾修复效果最佳。
[0012]该论文是采用盆栽模式对油菜等叶菜类蔬菜进行的短期钝化效果验证，没有明确数据表明对油菜中可食用部分生物有效性镉能否降低到食品安全国家标准限量值。此外，蔬菜类作物叶片为可食部分，Cd会通过运输作用累积到叶片中。但由于作物器官根、茎叶、籽粒的累积和迁移重金属的机制不同，该模式无法适用于田间种植、生育期长的粮食作物水稻。

技术实现思路

[0013]为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于矿源腐植酸钾的碱性镉污染稻田安全利用方法。本专利技术针对我国北方黄淮海地区常规粳稻品种，在不同镉污染水平，施用合适的土壤调理剂，降低对土壤中的重金属镉的有效性；其次，本专利技术的方法在水稻种植关键生育期施用土壤调理剂，能够有效阻控土壤中重金属镉向糙米中的累积，降低其有效性，进一步减缓水稻对重金属镉的吸附和积累。因为不需要调整当地的作物品种，在保证不影响作物区域适配性的基础，通过土壤调理剂的添加，就能够在中轻度污染土壤上实现边修复边生产，具有重要的推广应用价值。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0015]本专利技术的第一个方面，提供了一种基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法，包括：
[0016]对具有中轻度镉污染的碱性稻田土壤在种植之前，进行翻松土壤、平整土壤，开肥料沟；
[0017]根据当地土壤养分特性，按照N
‑
P2O5‑
K2O比例为3.5～2:1:1～1.5，复合肥用量为30
‑
100kg/亩，作为基肥施用，与此同时，土壤调理剂用量为10
‑
50kg/亩，与肥料混匀，同时施入并平整土壤，作为基肥施用；
[0018]进行土壤灌水，建立浅水层，淹水5
‑
10d后，进行水稻种植；将培育好的水稻幼苗进行移栽种植，保持淹水状态，水层厚度2
‑
3cm；
[0019]在收获前1星期停止灌水，进行收获，即得；
[0020]其中，所述土壤调理剂选用矿物腐植酸钾，钾≥10％，水中溶解度≥98％，pH 10.54
±
0.015，电导率2.76
±
0.012mS/cm。
[0021]需要说明的是：相较于盆栽试验，田间试验是在自然土壤、气候条件下进行，与大
田生产条件最为相似，其试验结果对大田示范推广意义更大。因此，为了实现稻田中碱性镉污染的阻控，本专利技术进行了系统的研究和长期的摸索，提出了上述基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法，通过土壤调理剂等农艺调控措施，降低作物对土壤中Cd等重金属的吸收，从而实现边修复边生产，具有重要的推广应用价值。
[0022]本专利技术的第二个方面，提供了上述的方法收获的大米。
[0023]本专利技术的第三个方面，提供了矿源腐植酸钾在阻控碱性镉污染稻田中水稻籽粒中镉含量富集中的应用。
[0024]本专利技术的有益效果
[0025](1)本专利技术能够在本身具有高镉积累特性水稻作物的基础上，根据土壤镉的污染水平，调整矿源腐植酸的用量和施用时期，来减少水稻籽粒中重金属Cd的吸收。
[0026](2)本专利技术采用的矿源腐植酸钾表面有明显的空隙和许多具有多孔结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法，其特征在于，包括：对具有中轻度镉污染的碱性稻田土壤在种植之前，进行翻松土壤、平整土壤，开肥料沟；根据当地土壤养分特性，按照N
‑
P2O5‑
K2O比例为3.5～2:1:1～1.5，复合肥用量为30
‑
100kg/亩，作为基肥施用，与此同时，土壤调理剂用量为10
‑
50kg/亩，与肥料混匀，同时施入并平整土壤，作为基肥施用；进行土壤灌水，建立浅水层，淹水5
‑
10d后，进行水稻种植；将培育好的水稻幼苗进行移栽种植，保持淹水状态，水层厚度2
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3cm；在收获前1星期停止灌水，进行收获，即得；其中，所述土壤调理剂选用矿物腐植酸钾，钾≥10％，水中溶解度≥98％，pH 10.54
±
0.015，电导率2.76
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0.012mS/cm。2.如权利要求1所述的基于矿源腐植酸钾阻控碱性镉污染稻田安全利用方法，其特征在于，肥料沟深10
‑
20c...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴九兰，于小晶，李双双，张淑娟，张付新，李广贤，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：