中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法技术

本发明专利技术公开了一种中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法，包括以下步骤：在对中轻度镉污染土壤进行翻耕施肥前，将土壤钝化剂均匀撒施在中轻度镉污染土壤表面，然后充分拌匀，平衡3天以上再施用基肥，移栽低镉吸收水稻于施用基肥后的土壤上，在低镉吸收水稻的全生育期采用淹水灌溉管理措施，完成对稻米镉超标的组合防治。本发明专利技术的方法具有低成本、环境友好、资源节约、操作简单等优势，且能有效降低酸性重金属污染土壤中镉生物有效性，降低稻米的镉累积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农作物食品安全控制
，尤其涉及一种采用组合模式防治农作物重金属超标的方法。
技术介绍
20世纪50年代以来，随着人口数量的大幅度增加，采矿、冶金和制造等工业的快速发展，农用化学品的大量使用以及城市污水、废弃物的大量排放，导致重金属污染呈加剧态势，其中镉(Cd)污染所引发的环境问题倍受关注。据调查，全国镉污染耕地已达1. 33万hm2 (参见崔力拓、耿世刚等“我国农田土壤镉污染现状及防治对策”，《现代农业科技》，2006,11S),铺(Cd)的生物毒极强(参见Colborn T, Vom saal F S, SotoAM !“Developmentaleffectsof endocrine-disrupting chemicals in wildlife and humans”，《Environmental Health Prospectives》，1993,101 [5]),使其成为导致日本当年“骨痛病” 事件的罪魁祸首。镉具有较强的迁移性和植物吸收的隐蔽性(参见王慎强、陈怀满等“我国土壤环境保护研究的回顾与展望”，《土壤》，1999，31[5])。水稻的吸镉能力较强(参见Chaney R L, Reeves P G,Ryan J A, Simmons R W7Welch R M, Scott Angle J:“An improvedunderstanding of soil Cd risk to humans and low costmethods to phytoextract Cdfrom contaminated soils to prevent soil Cd risks，，，〈〈Biometals〉〉，2004，17 [5]),每年因农田镉污染而生产的“镉米”达5. OX 107kg (参见王凯荣“我国农田镉污染现状及其治理利用对策”，《农业环境保护》，1997，16[6])，而中国是稻米生产和消费大国，约有60%的人口以稻米作为主食，因而“镉米”的潜在危害后果极其严峻。在土壤-植物-人的特殊传递途径中，土壤的作用极其重要，而土壤一旦遭受重金属污染，具有长期性和不可逆性。因此，如何有效切断重金属传递的食物链途径，污染土壤的治理是关键。大面积调查分析表明，耕地土壤平均全镉含量变化幅度为O. 06mg/kg 2. 95mg/kg，大部分污染土壤镉含量处于轻度污染水平(污染指数为I 2)，所生产的稻米镉含量大多数低于国家质量标准，针对这一现状，采取快速有效的土壤修复技术，可以在确保粮食质量安全的前提下继续维持生产，这对于缓解我国当前的人口 -耕地资源矛盾、保障粮食安全具有重要的现实意义。然而，现有单项土壤修复技术的应用难以保障稻米的质量安全，因而探索高效治理土壤镉污染的组合技术模式是今后的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种低成本、环境友好、资源节约、操作简单且能有效降低酸性重金属污染土壤中镉生物有效性、降低稻米镉累积的。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种，包括以下步骤在对中轻度镉污染土壤进行翻耕施肥前，将土壤钝化剂均匀撒施在中轻度镉污染土壤表面，然后充分拌匀，平衡3天以上再施用基肥，移栽低镉吸收水稻于施用基肥后的土壤上，在低镉吸收水稻的全生育期采用淹水灌溉管理措施，完成对稻米镉超标的组合防治。上述的，所述土壤钝化剂优选为熟石灰或赤泥(还可采用滤泥)。上述的，当所述中轻度镉污染土壤中镉含量为O. 3mg/kg以下时，所述土壤钝化剂的施用量优选为750kg/hm2以下；当所述中轻度镉污染土壤中镉含量为O. 3mg/kg O. 9mg/kg时(轻度污染),所述熟石灰的施用量优选为750kg/hm2 1500kg/hm2,所述赤泥的施用量为1500kg/hm2 3000kg/hm2 ;当所述中轻度镉污染土壤中镉含量为O. 9mg/kg 1. 5mg/kg时(中度污染)，所述熟石灰的施用量优选为 1500kg/hm2 2250kg/hm2,所述赤泥的施用量为 3000kg/hm2 4500kg/hm2。上述的，所述低镉吸收水稻为低镉 吸收早稻或低镉吸收晚稻，所述低镉吸收早稻优选为湘早籼45号、金优974或株两优211，所述低镉吸收晚稻优选为湘晚籼12号、创丰3号或金优207。上述的，所述淹水灌溉管理过程中控制灌溉水中的镉含量优选低于O. 005mg/L。上述的，在撒施土壤钝化剂的过程中，优选同时撒施土壤调理剂亚硫酸盐；所述淹水灌溉管理过程使土壤处于低电化学势的还原环境，土壤Eh调控在-1OOmV -250mV，直至生成的还原产物对土壤中的镉开始进行有效的吸附。上述的，所述土壤调理剂亚硫酸盐优选为亚硫酸钠。当所述中轻度镉污染土壤中全量镉含量为O. 3mg/kg O. 9mg/kg时,所述亚硫酸钠的施用量优选为1125kg/hm2 2250kg/hm2 ;当所述中轻度镉污染土壤中全量镉含量为O. 9mg/kg 1. 5mg/kg时,所述亚硫酸钠的施用量优选为2250kg/hm2 3375kg/hm2。上述的中，通过施用土壤钝化剂、土壤调理剂，并配合种植低镉吸收水稻品种及淹水管理措施，对降低水稻糙米中镉积累具有很好的防治效果，正常情况下能使水稻糙米中的镉含量控制在国家安全标准以内。上述本专利技术的技术方案主要基于以下原理( I)通过添加呈碱性的土壤钝化剂(例如熟石灰)，使酸性中轻度镉污染土壤的pH值显著提高，从而促使土壤中的活性镉向难溶态转化，最终降低镉的生物有效性，其离子反应方程式主要为α2+1- 20Η- <^> OI(OH),;另外，所述优选的土壤钝化剂中(例如熟石灰)因含有大量钙离子，施入稻田土壤后因钙离子与土壤中镉离子竞争水稻根际吸收位点，理论上可进一步降低水稻对镉的吸收累积；(2)在对土壤进行钝化的前提中，进一步利用不同水稻品种对镉吸收累积的基因型差异，降低稻米的镉积累；(3)在本专利技术优选的技术方案中，通过加入土壤调理剂亚硫酸盐(优选亚硫酸钠)，可使土壤淹水后的氧化还原电位在一定程度上得到降低；由于土壤调理剂亚硫酸盐中含有亚硫酸根离子，在降低土壤氧化还原电位的同时，在还原条件下可进一步转化得到S2_，从而促使土壤中的活性镉向难溶态的CdS转化，最终降低镉的生物有效性，其离子反应方程式主要为Cd2+ + S1- O CdS'(4)在上述技术措施的基础上，还通过采取全生育期淹水的水分管理措施，使土壤处于低电化学势的还原环境，有利于还原物质的产生(例如淹水还原条件下有利于还原性硫和亚铁等的生成)，而此类物质易与镉生成沉淀或生成的胶状物质易吸附土壤溶液中的镉离子，有利于进一步降低土壤中镉的生物有效性，从而降低镉的迁移性。与现有技术相比，本专利技术的优点在于首先，本专利技术的方法中采用碱性物质作为酸性土壤镉的钝化剂，采用亚硫酸盐作为土壤调理剂，该土壤钝化剂和调理剂不仅来源广泛、成本低，而且能有效降低酸性镉污染稻田土壤中镉的生物有效性；其次，本专利技术方法中所使用的镉低吸收水稻品种，属于可降低稻米镉暴露风险的绿色技术，对保护生态环境具有重要意义；而土壤淹水管理是一项简单易行的农艺措施，可操作性强，其与前述的各项技术措施能形成有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法，包括以下步骤：在对中轻度镉污染土壤进行翻耕施肥前，将土壤钝化剂均匀撒施在中轻度镉污染土壤表面，然后充分拌匀，平衡3天以上再施用基肥，移栽低镉吸收水稻于施用基肥后的土壤上，在低镉吸收水稻的全生育期采用淹水灌溉管理措施，完成对稻米镉超标的组合防治。

【技术特征摘要】
1.一种中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法，包括以下步骤在对中轻度镉污染土壤进行翻耕施肥前，将土壤钝化剂均匀撒施在中轻度镉污染土壤表面，然后充分拌匀，平衡3天以上再施用基肥，移栽低镉吸收水稻于施用基肥后的土壤上，在低镉吸收水稻的全生育期采用淹水灌溉管理措施，完成对稻米镉超标的组合防治。2.根据权利要求1所述的中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法，其特征在于所述土壤钝化剂为熟石灰或赤泥。3.根据权利要求2所述的中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法，其特征在于当所述中轻度镉污染土壤中镉含量为O. 3mg/kg O. 9mg/kg时,所述熟石灰的施用量为750kg/hm2 1500kg/hm2,所述赤泥的施用量为1500kg/hm2 3000kg/hm2 ;当所述中轻度镉污染土壤中镉含量为O. 9mg/kg 1. 5mg/kg时,所述熟石灰的施用量为1500kg/hm2 2250kg/hm2,所述赤泥的施用量为 3000kg/hm2 4500kg/hm2。4.根据权利要求1 3中任一项所述的中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法，其特征在于所述低镉吸收水稻为低镉吸收早稻或低镉吸收晚稻，所述低镉...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪雄辉，刘昭兵，谢运河，彭华，
申请(专利权)人：湖南省土壤肥料研究所，
类型：发明
国别省市：