[发明专利]一种利用水稻修复镉污染土壤的方法

说明书

本发明公开了一种通过水分管理利用水稻修复镉污染土壤的一种方法与应用。本方法包括：（1）开始水分管理的时间；（2）水分管理的具体措施。本发明采用水分管理提高水稻地上部和稻米中Cd含量，从而达到修复镉污染土壤的作用。其中水分管理导致土壤氧化还原电位变化，从而可以降低土壤中Cd的移动性和生物有效性。同时，水分管理成本低廉，操作简单，易实现批量处理，有利于大规模的推广应用。

技术领域

本发明涉及土壤污染治理领域，尤其是一种利用水稻修复镉污染土壤的方法。

背景技术

随着我国工业和城市化的不断发展、大气沉降、污水农灌、农用物资的使用、固体废弃物堆放及处置造成的土壤重金属污染问题也日益严重。2014 年，国土资源部和环保部联合公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，中国耕地土壤环境质量不容乐观，点位超标率达19.4%，其中镉超标率为7.0%。重金属污染会造成土壤的组成、结构和功能的变化，同时会阻碍农作物根系生长和光合作用，农田重金属的富集达到一定程度不仅降低农作物的产量和质量，造成食品安全问题。而且还会通过食物链危害人体健康。近年来，媒体多次报道镉米重金属污染危害，土壤重金属污染已经成为土壤污染热点和难点问题。在主要农作物中，水稻对Cd的吸收能力最强，如何强化水稻对Cd的吸收从而达到利用水稻修复镉污染土壤具有现实意义。

目前，针对镉污染土壤主要通过向土壤中添加适当的调控物质来改变重金属的化学行为, 可以达到抑制植物吸收的目的 在镉污染土壤上施用石灰、硅肥、钙镁磷肥等能控制植物对镉的吸收。酸性土壤施用石灰对水稻吸收镉有一定抑制作用, 抑制效果随石灰施用量增加而增大, 但石灰用量增加到一定数量会影响水稻生长和产量。或通过某种植物对镉具有超累积吸收，从而将镉从土壤中去除。如：

专利1（申请号：201610594069.0）报道了一种土壤Cd修复剂其中包括高分子聚合物和填料，其中高分子聚合物能和重金属形成稳定的螯合物，有效的将土壤游离重金属离子吸附固定，降低重金属活性，阻止作物的吸收，同时通过填料的吸附作用控制其迁移。

专利2（申请号：201710128945.5）报道了一种降低水稻糙米中重金属Cd含量中土壤调理剂和方法，调理剂为生物炭基剂和碱化剂，生物炭基能够长效的稳定的钝化污染稻田中重金属Cd，而碱化剂能提供大量的[OH^-]根，使Cd²⁺沉淀，从而减少重金属Cd想水稻地上部吸收转移。

专利3（申请号：201010271453.X）报道了利用藤本植物金银花修复重金属镉污染土壤的方法，将金银花种植于重金属污染环境中，其根系能够估计大量污染环境中的镉，并向上转运到地上部。

上述报道中方法对于镉污染土壤修复均有一定的作用，但是从实用范围、实施效果、二次污染风险及成本等方面来看，上述或与上述类似的报道中还存在一些缺陷用：如修复剂多属于工业废弃物，成分复杂，处理成本高，还存在二次污染的风险，难以大规模推广应用，生物质炭的大田修复应用消耗量大，复杂改性无疑也增加了相应的修复成本。此外碱性物质容易引起土壤板结而破坏土壤的理化性质。植物修复耗时长。对于深层污染的修复有困难，由于气候及地质等因素使得植物的生长受到限制。

发明内容

本发明的目的是利用水分管理提高土壤中Cd的移动性和生物有效性，提高水稻对Cd的吸收，从而达到镉污染土壤修复的目的。具有低廉，操作简单，易实现大规模推广应用的特点；具体技术方案为：

一种利用水稻修复镉污染土壤的方法，包括以下步骤：

（1）育苗；

（2）在镉含量大于1 mg kg^-1的土壤插秧，保持水面高出土壤界面10 cm；

（3）等待水稻进入分蘖期开始进行水分管理，采用淹水3-6天和落干3-6天的水分管理模式，共计3个循环；

（4）水分管理结束后对水稻进行长期淹水，收获前一周进行烤田落干。