石灰性土壤重金属污染改良剂及改良方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种石灰性土壤重金属污染改良剂及改良方法。
【背景技术】
[0002]随着工业化和城市化进程的加快，我国越来越多的农田遭受到不同程度的重金属污染。重金属可以通过化石燃料的燃烧、汽车尾气以及工厂生产排放进入大气，然后经由自然沉降和雨水淋溶作用进入土壤和水体，产生交叉污染;也可以通过污水灌溉、农用物资包括农药、化肥、地膜等形式进入农田土壤。自2009年以来，我国土壤重金属污染事件保持“高发态势”，已连续发生30多起重特大污染，尤其是相继发生的多起血铅事件和镉米污染事件，粮食安全问题凸显，所生产的粮食产品一旦流入市场，将危及人们的生命安全。
[0003]针对日益严重的农田重金属污染问题，可以利用各种物理的、化学的、生物学的方法治理和修复，以期达到降低重金属污染风险，使污染土壤尽可能无害化。目前常用的方法包括物理修复、化学修复、生物修复和复合修复等，其中化学修复中的改良剂修复是一种有效的重金属污染农田中降低作物积累重金属的方法。改良剂修复技术的关键就在于选择一种经济有效的改良剂。目前改良剂种类繁多，按照改良剂的性质，大概可以分为无机改良剂和有机改良剂，无机改良剂主要包括碳粉煤灰、碳酸钙、石灰等碱性物质，羟基磷灰石、磷酸氢钙、磷矿粉等磷酸盐以及天然、天然改性或人工合成沸石、膨润土等矿物;有机改良剂包括农家肥、草炭、绿肥等有机肥料。因此，针对石灰性重金属污染土壤，施入何种改良剂，建立稳定有效的改良剂施用方法，是迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种石灰性土壤重金属污染改良剂及其施用方法。在轻度重金属污染土壤中，施用该改良剂既能降低土壤有效态重金属的含量，又能降低冬小麦、玉米籽粒重金属含量，同时还能提高冬小麦、玉米产量，使其达到国家规定的粮食卫生标准。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
设计一种石灰性土壤重金属污染改良剂，包括重量比为1: (4?6)的KH2PO4和鸡粪。
[0006]所述KH2PO4和鸡粪的重量比优选为1: 5。
[0007]所述鸡粪符合GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。
[0008]设计一种石灰性土壤重金属污染的改良方法，包括以下步骤:
(1)在小麦生长季，于播种前10?15天一次性施入全部磷肥和钾肥作为基肥，同时将氮肥总量的40wt%和上述改良剂32?40 g/kg土(可按20cm耕层土壤重量150000kg/666.7m2来折算成大田单位面积上的改良剂用量，下同)施入土壤，之后分别于返青期、拔节期、灌浆期按照总量20^%的比例追施氮肥，氮磷钾施肥总量及其它管理措施按当地高产小麦栽培措施进行； (2)在玉米生长季，于播种前10?15天一次性施入全部磷肥和钾肥作为基肥，同时将氮肥总量的40wt%和上述改良剂35?40 g/kg土施入土壤，之后分别于苗期和大喇叭口期按照总量30^%的比例追施氮肥，氮磷钾施肥总量及其它管理措施按当地高产玉米栽培措施进行。
[0009]上述各生长季的改良剂及肥料用量考虑了当季的土壤环境容量，不超出当季的土壤对养分的承载能力，有利土壤环境的改善。
[0010]本发明具有以下积极有益的技术效果:
1.本发明改良剂中的ΚΗ2Ρ04成分可与重金属离子结合形成溶度积很小的难溶性沉淀或通过表面吸附重金属，另一种成分鸡粪有机肥表面电荷的增加易与重金属离子的表面官能团相结合来降低重金属对植物的生物有效性；
2.本发明改良剂采用有机无机配合施用，增效显著，通过确定改良剂的原料、配比及施用时间，形成一套北方石灰性土壤重金属污染的改良方法，为安全再利用重金属污染土壤提供一条安全有效且成本低廉的途径。
【具体实施方式】
[0011 ]以下结合具体实施例进一步阐述本发明。下述实施例中所涉及的方法，如无特别说明均为常规方法，所涉及的原料无特别说明，则均为市售原料。
[0012]实施例1: 一种石灰性土壤重金属污染改良剂，由重量比为1: 5的ΚΗ2Ρ04和鸡奠组成。所用鸡粪符合GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。
[0013]改良试验于2011年9月?2012年6月和2012年6月?2012年10月在郑州市河南农业大学科教园区实验基地进行，土壤质地类型为壤质潮土。采用盆栽实验，小麦试验每盆装土10Kg，玉米试验每盆装土 15Kg。人为加入硫酸锦溶液，小麦试验调节Cd2+浓度至lmg/Kg 土，玉米试验调节Cd2+浓度至30mg/Kg 土，充分混合。稳定老化两周后，加入改良剂作为观察组，同时以不施改良剂作为对照。所用鸡粪主要营养成分含量:全氮36.6 g/Kg，全磷10.8 g/Kg，全钾16.2 g/Kg;重金属全镉含量为0.031 mg/Kgo
[0014]观察组的改良试验方法如下(对照组除不施改良剂外，与观察组试验方法相同):
(1)在小麦生长季，于播种前14天一次性施入全部磷肥和钾肥作为基肥，以磷酸二氢钙(分析纯)和氯化钾(分析纯)作为肥源，施用量以P2O5和K20计，分别为0.1 g /kg土和0.1g/kg土。氮肥以尿素(分析纯)作为肥源，施用量以N计，为0.15 g/kg土；先将氮肥总量的40wt%施入土壤作为基肥，之后分别于返青期、拔节期、灌浆期按照氮肥总量20wt%的比例追施氮肥。同时上述改良剂按照36 g/Kg土施入土壤，其它管理措施按当地高产小麦栽培措施进行。
[0015]试验结果:小麦整个生育时期长势良好，与对照相比，土壤有效态重金属降低62.63%，小麦增产149%，其籽粒重金属量降低75.00%。
[0016](2)在玉米生长季，于播种前14天一次性施入全部磷肥和钾肥作为基肥，以磷酸二氢I丐(分析纯)和氯化钾(分析纯)作为肥源，施用量以P2O5和K20计，分别为0.95 g /kg土和0.27 g/kg土。氮肥以尿素(分析纯)作为肥源，施用量以N计，为0.34 g/kg土;将氮肥总量的40wt%施入土壤作为基肥，之后分别于苗期和大喇叭口期按照总量30wt%的比例追施氮肥。同时上述改良剂按照36 g/Kg土施入土壤，其它管理措施按当地高产玉米栽培措施进行。
[0017]试验结果:夏玉米整个生育时期长势良好，与对照相比，土壤有效态重金属降低60.92%，夏玉米增产109%，其籽粒重金属量降低74.09%。
[0018]实施例2: 一种石灰性土壤重金属污染改良剂，由重量比为1: 4的KH2P04和鸡奠组成。所用鸡粪符合GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。
[0019]其改良方法与实施例1相同。
[0020]实施例3: 一种石灰性土壤重金属污染改良剂，由重量比为1:6的ΚΗ2Ρ04和鸡奠组成。所用鸡粪符合GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。
[0021]其改良方法与实施例1相同。
[0022]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种石灰性土壤重金属污染改良剂，其特征在于:包括重量比为1: (4?6)的1?2?04和鸡粪。2.根据权利要求1所述的石灰性土壤重金属污染改良剂，其特征在于:所述ΚΗ2Ρ04和鸡粪的重量比为1:5。3.根据权利要求1所述的石灰性土壤重金属污染改良剂，其特征在于:所述鸡粪符合GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。4.一种石灰性土壤重金属污染的改良方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在小麦生长季，于播种前10?15天一次性施入全部磷肥和钾肥作为基肥，同时将氮肥总量的40wt%和权利要求1所述改良剂32?40 g/kg土施入土壤，之后分别于返青期、拔节期、灌浆期按照氮肥总量的20被％的比例追施氮肥，氮磷钾施肥总量其它管理措施按当地高产小麦栽培措施进行； (2)在玉米生长季，于播种前10?15天一次性施入全部磷肥和钾肥作为基肥，同时将氮肥总量的40wt%和权利要求1所述改良剂35?40 g/kg土施入土壤，之后分别于苗期和大喇叭口期按照氮肥总量的30^%的比例追施氮肥，氮、磷、钾施肥总量其它管理措施按当地高产玉米栽培措施进行。
【专利摘要】本发明涉及一种石灰性土壤重金属污染改良剂，其含重量比为1：（4～6）的KH2PO4和鸡粪；本发明还涉及石灰性土壤重金属污染改良方法，包括两季：（1）小麦季，基施全部磷肥和钾肥，同时将氮肥总量的40wt%和改良剂36？g/kg土施入土壤，之后分三期按照总量20wt%的比例追施氮肥；（2）玉米季，基施全部磷肥和钾肥，同时将氮肥总量的40wt%和所述改良剂36？g/kg土施入土壤，之后分两期按照总量30wt%的比例追施氮肥。以本发明方法施用本发明改良剂既能降低土壤有效态重金属的含量，又能降低冬小麦、玉米籽粒重金属含量，同时还能提高冬小麦、玉米产量，使其达到国家规定的粮食卫生标准。
【IPC分类】C09K17/40, C09K101/00, B09C1/08, C05G3/04
【公开号】CN105441083
【申请号】CN201510936517
【发明人】赵鹏, 聂兆君, 睢福庆, 刘红恩, 高巍, 杨素勤, 王巧艳, 甘万祥
【申请人】河南农业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月16日