[发明专利]一种可降低污染农田稻米镉含量的复配土壤调理剂及应用

说明书

本发明提出了一种可降低污染农田稻米镉含量的复配土壤调理剂，复配土壤调理剂以质量份数计，包括生石灰6‑45份，海泡石50‑60份，氧化铁粉7‑12.6份，有机硒肥5份，氯化钾5份以及腐殖酸2‑4份。本发明通过调节土壤pH值、吸附、络合、拮抗等作用，降低土壤镉生物有效性，进而降低稻米镉含量，实现水稻安全生产，有机硒肥的存在增加了稻米硒含量，能够有效提高稻米品质，同时可降低水稻秸秆镉含量，降低秸秆还田时对农田土壤的二次污染风险。

技术领域

本发明涉及耕地污染治理技术领域，尤其涉及一种可降低污染农田稻米镉含量的复配土壤调理剂及应用。

背景技术

随着工业化的快速发展和农业生产活动中化学品的大量使用，农田土壤重金属污染问题日趋严重，其中Cd的污染最为突出(参见骆永明，滕应：“中国土壤污染与修复技术研究进展与展望”，《土壤学报》，2020，57[05])。与其他谷类作物相比，水稻根系更容易吸收Cd；在以稻米为主食的地区，人体摄入Cd总量超过一半来源于稻米，Cd过量积累可威胁人体健康(参见SONG Y,WANG Y B,MAO W F：“Dietary cadmium exposure assessment amongthe Chinese population”，《PLoS One》，2017，12[5])。因此，采取有效的措施实现Cd污染土壤上稻米的安全生产十分必要。

稳定修复是一种污染土壤原位治理技术，该技术通常因具有成本低、操作简单、边生产边修复的特点，而被广泛关注和应用。常见的土壤调理剂有石灰、磷酸盐、黏土矿物、生物质炭、有机肥等(参见李英，朱司航，商建英：“土壤镉和砷污染钝化修复材料及科学计量研究”，《农业环境科学学报》，2019，38[09])。已有研究表明，调理剂可以通过提高土壤pH和增加活性吸附位点来实现对重金属的吸附固定，如施加石灰可以提高土壤pH，促进土壤中的重金属吸持或沉淀以减少有效态Cd的浓度，降低作物对Cd的吸收量(参见刘勇，刘燕，朱光：“石灰对Cu、Cd、Pb、Zn复合污染土壤中重金属化学形态的影响”，《环境工程》，2019，37[02])。而黏土矿物或改性黏土矿物因其表面存在大量的负电荷和丰富的羟基等官能团，可与土壤中重金属发生吸附或络合等反应，降低重金属在土壤中的迁移性和生物有效性(参见李英，商建英，黄益宗：“镉砷复合污染土壤钝化材料研究进展”，《土壤学报》，2021，58[04])。近年来，以石灰和黏土矿物为主要成分的复合土壤调理剂已有较多的研究和应用，但仍存在一些不足。以石灰为主要成分的复合调理剂在酸性土壤中，外界环境条件的改变会导致土壤中稳定的重金属再次活化释放，并且有研究指出过量施用石灰会导致土壤板结甚至造成农作物死亡(参见赵莎莎，肖广全，陈玉成：“不同施用量石灰和生物炭对稻田镉污染钝化的延续效应”，《水土保持学报》，2021，35[01])。以凹凸棒和海泡石等黏土矿物为主的调理剂虽然能有效降低土壤Cd的生物有效性，但却因施用量大、成本高等因素的影响，在受污染农田土壤中应用时仍然较难推广(参见于春晓，张丽莉，杨立杰：“镉钝化剂与尿素配施对土壤镉钝化效果的影响”，《生态学杂志》，2017，36[07])。因此，探索研发施用量较小、成本较低、环境友好、稳定效果好的复配土壤调理剂，对于快速有效推广土壤修复技术、保障粮食安全具有重要而现实的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种可降低污染农田稻米镉含量的复配土壤调理剂及应用，提供一种施用量较小、成本较低、环境友好、可有效降低污染农田稻米镉含量的土壤调理剂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可降低污染农田稻米镉含量的复配土壤调理剂，复配土壤调理剂以质量份数计，包括生石灰6-45份，海泡石50-60份，氧化铁粉7-12.6份，有机硒肥5份，氯化钾5份以及腐殖酸2-4份。

进一步地，于所述可降低污染农田稻米镉含量的复配土壤调理剂中还包括硫酸锌，所述硫酸锌的质量份数为0-1份。

进一步地，复配土壤调理剂以质量份数计，包括生石灰30份，海泡石50份，氧化铁粉7份，硫酸锌1份，有机硒肥5份，氯化钾5份以及腐殖酸2份。