一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法技术

本发明专利技术公开了一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法


[0001]本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法
。

技术介绍

[0002]随着工农业的迅速发展，耕地及其农产品受镉
(Cd)
等重金属污染的问题日趋严重
。2014
年全国土壤环境调查公报显示，全国土壤镉的点位超标率为
7.0
％
。
重金属污染物在土壤中移动性很小，也不为微生物降解，土壤中过量的镉不仅能降低作物产量与品质，还会通过食物链迁移，引起人体病变，危害人类健康
。
因此，对农田土壤重金属污染的治理尤为重要
。
[0003]当前，农田重金属镉污染土壤的修复技术较多，主要包括了物理
、
化学
、
生物
、
农艺修复技术等，而其中的水稻全生育期淹水的技术措施，是实现重金属镉污染稻田达标生产与安全利用最经济
、
最简便的技术措施
。
但长期淹水，使稻田土壤一直处于强还原的状态，极易诱发土壤次生潜育化的风险
。
很多研究表明，潜育化水稻土有机质及全量养分贮量丰富，但土壤矿化度低，有效养分偏少
。
而且，由于长期积水，水土温度低，生物活性较差，加之还原性有害物质的积累，对水稻生长极为不利，特别是移栽后，返青慢
、
分蘖少的现象常发，严重影响了水稻的生长发育
。
目前，潜育化稻田的改良技术主要集中在开挖排水沟或埋设暗沟
、
暗管等工程措施上，这些措施虽然对减轻土壤潜育化有明显作用，但是成本投入较大，维护难度高
。
[0004]中国专利申请号为
201610268272.9
公开了一种高效降镉土壤修复剂及其应用，以重量份计，土壤修复剂由改性水辉石
40
‑
610
份，有机肥
20
‑
30
份，腐植酸5‑
38
份以及微生物菌剂1‑5份混合而成，改性水辉石通过将水辉石进行煅烧，然后加入多硫化钙搅拌反应，最后研磨成颗粒或粉末状得到
。
该土壤修复剂适合用于对镉污染土壤进行修复，然后在修复后的土壤上种植水稻，具有成本低，修复周期短，降镉效果好，水稻产量高等明显优势
。
但该专利中的土壤修复剂对淹水环境下稻田的次生潜育化没有阻控效果，影响稻田养分利用率的提高
。
中国专利申请号为
201610901379.2
公开了一种用于潜育化土壤的复合改良剂，包括如下重量份的组分：生石灰5‑
10
份；粉煤灰
20
‑
30
份；发酵腐熟的牛粪
50
‑
60
份；发酵腐熟的油菜籽枯饼
10
‑
15
份
。
本专利技术还提供了一种上述复合改良剂在改良潜育化土壤中的应用方法
。
本专利技术的复合改良剂应用于潜育化稻田，改良了土壤的理化性质，增加了土壤孔隙度，提高了土壤通透气性，降低了土壤容重，改善了土壤团聚体结构，减轻了土壤酸化程度，提高了土壤氧化还原电位，降低了土壤还原性物质总量，减轻了土壤毒性，增加了土壤速效养分含量，促进水稻增产
10
％以上，改良效果非常显著
。
但该复合改良剂对土壤中镉的吸附钝化能力有限，还有待继续进行改进
。
[0005]基于此，本领域亟需一种能在淹水环境下降低土壤有效镉的方法，该方法既可阻控水稻田诱发土壤次生潜育化的风险，又可对土壤中镉离子进行钝化，从而保证了在镉污染稻田上生产出更为安全的稻米
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法，该方法通过施放以过氧化钙为核心的长效缓释阻控剂，在淹水状态下缓慢释放出
HO
‑
和活性氧，既可通过提高土壤
pH
以降低土壤中镉有效性，又可通过释氧以阻控土壤次生潜育化，最终达到淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的目的
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法，包括以下步骤：
[0009](1)
长效缓释阻控剂处理镉污染稻田土壤：先把长效缓释阻控剂均匀撒施在镉污染稻田土壤表层，然后进行翻耕或旋耕，翻耕深度
15
‑
20cm
，将长效缓释阻控剂与稻田土壤充分混合，再施入化肥，耙平稻田，平衡1‑2天；
[0010](2)
移栽水稻，水分管理：土壤平衡好后移栽水稻，水稻生长过程中土壤采用长期淹水管理模式
。
[0011]优选的，步骤
(1)
中所述长效缓释阻控剂的施用量为
0.03
‑
0.15kg/m2；所述镉污染稻田土壤中总镉量为
0.6
‑
1.0mg/kg。
[0012]优选的，步骤
(1)
中所述长效缓释阻控剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1、
过氧化钙造粒；
[0014]S2、
将凹凸棒土加入去离子水中，接着加入生物质粉末
、
高锰酸钾
、
氯化铁，搅拌均匀后，进行水热碳化反应，反应完成后过滤
、
洗涤
、
干燥，在惰性气氛下煅烧，得到改性凹凸棒土；
[0015]S3、
将膨润土加入去离子水中，经超声分散后，加入改性液中浸泡，浸泡完成后过滤
、
干燥，得到预处理膨润土；随后将预处理膨润土加入去离子水中，接着加入羧甲基壳聚糖
、
步骤
S2
中的改性凹凸棒土，搅拌均匀后，进行加热反应，反应完成后过滤
、
洗涤
、
干燥
、
研磨，得到改性复合材料；
[0016]S4、
长效缓释阻控剂的制备：将圆鼓造粒机圆盘倾斜角调整至
55
‑
60
°
，加温装置调至
45
‑
50℃
，将步骤
S1
中的过氧化钙颗粒置于圆鼓造粒机，将步骤
S3
中的改性复合材料做包膜，并置于振动给料机中，匀速投入粉料，用水雾喷枪不断在颗粒的上升处喷水雾，直至包膜完毕，干燥后即得所述长效缓释阻控剂
。
[0017]优选的，步骤
S1
中所述过氧化钙造粒的具体方法为：将圆盘造粒机圆盘倾斜角调整至
50
‑
65
°
，加温装置调至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种淹水环境下稻田潜育化阻控及协同降镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
长效缓释阻控剂处理镉污染稻田土壤：先把长效缓释阻控剂均匀撒施在镉污染稻田土壤表层，然后进行翻耕或旋耕，翻耕深度
15
‑
20cm
，将长效缓释阻控剂与稻田土壤充分混合，再施入化肥，耙平稻田，平衡1‑2天；
(2)
移栽水稻，水分管理：土壤平衡好后移栽水稻，水稻生长过程中土壤采用长期淹水管理模式
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述长效缓释阻控剂的施用量为
0.03
‑
0.15kg/m2；所述镉污染稻田土壤中总镉量为
0.6
‑
1.0mg/kg。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述长效缓释阻控剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、
过氧化钙造粒；
S2、
将凹凸棒土加入去离子水中，接着加入生物质粉末
、
高锰酸钾
、
氯化铁，搅拌均匀后，进行水热碳化反应，反应完成后过滤
、
洗涤
、
干燥，在惰性气氛下煅烧，得到改性凹凸棒土；
S3、
将膨润土加入去离子水中，经超声分散后，加入改性液中浸泡，浸泡完成后过滤
、
干燥，得到预处理膨润土；随后将预处理膨润土加入去离子水中，接着加入羧甲基壳聚糖
、
步骤
S2
中的改性凹凸棒土，搅拌均匀后，进行加热反应，反应完成后过滤
、
洗涤
、
干燥
、
研磨，得到改性复合材料；
S4、
长效缓释阻控剂的制备：将圆鼓造粒机圆盘倾斜角调整至
55
‑
60
°
，加温装置调至
45
‑
50℃
，将步骤
S1
中的过氧化钙颗粒置于圆鼓造粒机，将步骤
S3
中的改性复合材料做包膜，并置于振动给料机中，匀速投入粉料，用水雾喷枪不断在颗粒的上升处喷水雾，直至包膜完毕，干燥后即得所述长效缓释阻控剂
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤
S1
中所述过氧化钙造粒的具体方法为：将圆盘造粒机圆盘倾斜角调整至
50
‑
65
°
，加温装置调至
40
‑
55℃
；将过氧化钙粉末放至圆盘造粒机的圆盘内，把圆盘造粒机转速调至
20
‑
40r/min
，根据成粒情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：董春华，周旋，李海露，饶中秀，
申请(专利权)人：湖南省土壤肥料研究所，
类型：发明
国别省市：