[发明专利]一种促进镉污染土壤植物修复的根际调控剂及其施用方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤污染的植物修复，特别是涉及一种促进镉污染土壤植物修复的根际调控剂及其施用方法。

背景技术

近年来，随着化工、电镀、印染工业的发展，我国土壤受镉、铅、铬、砷等重金属污染日益严重，目前受污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1000万公顷，污水灌溉的农田330多万公顷，由此引起的粮食减产超过1000万吨，受重金属污染的粮食每年达到1200多吨，经济损失超过200亿元（万云兵,仇荣亮,陈志良,张景书.重金属污染土壤中提高植物修复功效的探讨.环境污染治理技术与设备.2002,3(4):56～59）。重金属污染由于其不可逆性，重金属在土壤中滞留时间长，植物和微生物不能降解，因此治理起来非常困难。

镉是生物毒性很强的重金属元素之一，一旦进入土壤，由于其迁移性强，很容易被植物吸收并积累，进入食物链中，从而威胁人类健康。日本著名的“骨痛病”就是由于人们食用了镉含量超标的稻米而引起的。据不完全统计，我国受镉污染的农田面积已超过20万公顷，每年生产镉超标的食品达14.6亿千克（刘莉,钱琼秋.影响作物对镉吸收的因素分析及土壤镉污染的防治对策.浙江农业学报,2005,17(2):112～116)。

治理镉污染的方法与治理其它重金属污染的方法相同，主要为固化、玻璃化、热处理、土壤淋洗和电动修复，投资昂贵，经常需要扰乱土层结构，治理后的土壤由于失去活性，往往不适宜再种植农作物，对大面积的污染更是无可奈何。植物修复技术是一种新兴的治理重金属污染土壤的方法，它是利用绿色植物吸收、聚集、降解、固定环境中的污染物从而减少或者减轻污染物毒性的技术。其优点包括：治理效果永久、原位修复土壤、治理成本低廉、对环境友好、治理过程无二次污染、金属元素可回收利用等。农田土壤重金属污染多数为中低程度且污染土壤面积覆盖大，因此采用植物修复方法原位修复重金属污染土壤是非常适宜的方法。但植物修复技术一般采取种植超积累植物对重金属进行提取修复，然而由于超积累植物生物量小、生长速率慢、对生长环境要求比较严格等限制了超积累植物在大田上的推广应用。

目前，强化植物修复的方法主要是在土壤中添加EDTA等螯合剂，由于螯合剂的成本较高、降解较慢，同时可能污染地下水，不适宜推广应用，而重金属在土壤中的生物有效性低是制约植物修复效率的主要因素，因此发明一种能活化土壤中重金属（本发明主要针对镉）且对环境友好型的根际调控剂是非常必要的。

发明内容

为提高镉污染土壤进行植物修复的效率，本发明旨在提供一种促进镉污染土壤植物修复的根际调控剂。

本发明提供的一种促进镉污染土壤植物修复的根际调控剂，由以下重量份的原料混合制成：硫磺（以S计）4～5份、氮肥（以N计）5～7份、磷肥（以P₂O₅计）4～5份、钾肥（以K₂O计）4～5份。

其中，所述硫磺为粉状；所述氮肥优选为尿素和/或硫酸铵，所述磷肥优选为磷酸二氢钾和/或磷酸一铵，所述钾肥优选为氯化钾和/或硫酸钾。

其修复的原理如下：

硫磺施入土壤中后能氧化成SO₄^2-，酸化土壤，将土壤中的难溶态镉转化为易溶态镉，促进超积累植物对镉的吸收；同时，硫是作物生长必需元素，硫既是蛋白质的组成成分，又是酶或辅酶的活性物质，还可促进作物对氮、磷、钾的吸收，因此，施用硫肥的同时配合施用氮、磷、钾肥，能提高作物产量，从而提高植物的修复效率。

本发明还提供所述促进镉污染土壤植物修复的根际调控剂的施用方法，具体为在镉污染土壤上种植高积累镉油菜品种，每公顷施用200-400kg根际调控剂。

其中，所述高积累镉油菜品种，是指生物量大、吸收积累镉能力强的油菜品种，优选朱苍花籽、川油Ⅱ-10、白芥、绵羊蛮油菜。

本发明的有益效果在于：

1）本发明提供了一种稳定性好、环境友好型的能提高镉污染土壤植物修复效率的根际调控剂，促进植物原位修复镉污染农田土壤，修复效果好，同时不会对环境造成污染，适于大面积的示范推广。

2）本发明的根际调控剂成本低廉，设定硫磺粉的市场价为2000元/吨，除去农民按正常的施肥方法所需的花费，利用根际调控剂修复一公顷土地的成本约为90元。

3）本发明利用高积累镉油菜修复镉污染农田土壤，同时下茬可以种植低积累镉的作物品种，一边进行镉污染土壤的修复一边进行正常的农业生产活动，达到双重目的。