[发明专利]一种具有修复土壤重金属污染功能的调理剂

说明书

本发明提供一种土壤重金属污染调理剂，该调理剂主要包含纳米二氧化硅、蒙脱石、聚天冬氨酸三种成分。本发明所制备的复合土壤重金属污染调理剂对缓解土壤重金属污染，降低土壤重金属毒性，提升植物重金属抗逆性具有显著功效，可以有效改善农田土壤重金属污染状况，同时促进作物生长。本发明还提供了该土壤重金属污染调理剂的施用方法，及其在重金属Cd、Pb污染农田土壤中的应用。

技术领域

本发明属于土壤调理技术领域，特别涉及一种高效重金属污染土壤调理剂。具体涉及一种运用于重金属污染土壤修复的复合土壤调理剂，包含其主要成分、制备方法及其施用方法。

背景技术

近年来，我国工业高速发展，农业化学产品种类、使用数量急剧增长，随之而来的是我国土壤重金属污染程度日趋严重，污染面积呈现逐年扩大之势，湖南、河南“镉米”“镉麦”等由于重金属污染引起的农产品安全事件更成为民众关注的热点、焦点。目前，土壤重金属污染的治理成为农业安全生产领域备受社会关注，同时也是亟待解决的重大科学、社会问题。

矿物土壤调理剂是以天然矿物(泥炭、蛭石、石灰石、含钾页岩等)为主要原料，经过高温煅烧、萃取加工等合成的产品，对土壤调理有着十分突出的“透气、保水、增肥”性能。可以治理土壤板结、改善水渗透性、提高透气性、增加土壤疏松程度、降低重金属污染程度，促进土壤微生物活性、增强土壤肥力；具有改善土壤结构，减少植物根部疾病，增强作物抗病能力，提高产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，对于荒漠治理、保水抗旱、恢复农林产品的天然风貌具有一定的帮助。

纳米材料由于其比表面积大、灵活的表面功能化和固有的理化性质在改善环境方面已经被美国纳米技术行动列为8个交叉领域之一，其在环境保护与修复领域有巨大的应用潜力。

土壤调理剂是世界范围内新型的绿色健康可持续生产资料，其在缓解土壤中重金属污染对植物的毒理作用、增强植物重金属抗性方面有着巨大的利用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有修复土壤重金属污染功能的复合调理剂，包含其主要成分、制备方法及其施用方法。

本发明涉及到的新型土壤调理剂的重要成分由纳米二氧化硅、聚天冬氨酸、蒙脱石三种成分构成。

纳米二氧化硅为无定形白色粉末，分子式SiO₂，不溶于水，因其独特的结构特征、低毒性而被广泛利用。研究表明纳米二氧化硅对植物没有显著的毒理效应，反而可以提升植物种子萌发率，促进植物幼苗的生长和品质的提升。在非生物应激条件下，纳米二氧化硅可以通过调剂增加叶绿素以及脯氨酸的合成而有效帮助植物抵抗来自外界的胁迫。研究还表明外源性添加纳米二氧化硅材料，能促进大豆等种子的萌发，主要是因为增加了硝酸还原酶的活性，同时提高种子的吸收水分和营养元素的能力，是本发明中缓解土壤重金属污染，降低土壤重金属植物毒性的重要组成部分。

蒙脱石是一种硅铝酸盐黏土矿物，其颗粒细小，比表面积较大，在土壤中分布较广，同时也是主要的活性组分之一，具有典型的2:1型层状晶体构造，层间含有水分及大量可交换的亲水性无机阳离子，有较高的离子交换容量。研究表明，蒙脱石加入土壤后可使弱酸性提取态重金属转化为更加稳定的可氧化态和残渣态，因此是一种良好的重金属无机钝化剂。