[发明专利]一种提高植物修复效率的根际调控剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种根际调控剂，尤其涉及一种提高植物修复效率的根际调控剂及其应用。

背景技术

环境问题成为当今全球越来越关注的问题。近年来，随着工业化、城市化的进程加快，含重金属的污水灌溉、污泥的利用、肥料的过度施用、汽车尾气的排放以及矿山的开采等导致大量重金属元素进入土壤、水体和大气环境中，致使我国农田土壤的重金属污染状况越来越严重，尤其重金属镉元素容易通过土壤-作物系统进入到食物链，从而威胁人类的身体健康。

目前治理重金属污染的方法包括固化、玻璃化、热处理、土壤淋洗和电动修复，用这些物理化学方法修复重金属污染土壤成本非常昂贵，而且需要扰乱土体，破坏土壤结构以及适宜植物生长的微生物区系，治理后的土壤往往不适宜再种植农作物。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，由于其成本低廉、不破坏环境、易于推广应用越来越受到人们的关注。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，涉及农产品质量安全，因此采用植物修复方法原位修复重金属污染土壤是非常可行的且适宜示范推广的方法。

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条件限制了超积累植物在大田上的推广应用。

植物修复效率的关键取决于重金属在土壤中的生物有效性，而土壤中重金属的生物有效性很低，限制了植物对重金属的吸收，影响了修复效果。目前对于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。

风化煤指接近或暴露于地表的褐煤、烟煤、无烟煤，经过空气、阳光、冰雪风沙、冷冻等的渗透风化作用而形成的产物。我国风化煤储量丰富，据不完全统计，约为1000亿吨。风化煤中腐殖酸含量很高，一般质量好的风化煤中腐殖酸含量可达50%以上。风化煤腐殖酸是由成煤物质经生物化学等复杂作用或经氧化（包含风化）而形成能溶于稀苛性碱（KOH、NaOH）溶液的多种缩合芳香烃基、羧酸基化合物的产物。它的组分没有热塑性，也没有弹性，既不溶化，又不结晶，是一种无定形的高分子胶体，多呈黑色或棕色的胶体状态（文雅,李东旭.风化煤腐殖酸在土壤改良中的应用.科技情报开发与经济,2010,20:148～149）。风化煤腐殖酸作为一种廉价的螯合剂，能活化土壤中的重金属。孙志梅等研究结果表明在北方石灰性土壤中施用风化煤，可以有效的提高土壤中的有效铁含量，降低土壤pH值，土壤有效铁提高幅度为1.17～3.13倍，土壤pH降低幅度为0.3～0.48个pH值单位，风化煤对土壤中有效铁含量的影响主要以风化煤中的腐殖酸与铁发生的络合或螯合反应为主。刘秀梅等（2005）研究表明选用风化煤腐殖酸作为胶结包膜材料的缓释复合肥，在碱性土壤中对磷有缓释效果，在酸性土壤中对氮有缓释效果，对于钾来说，在酸性或碱性土壤上均有缓释效果（刘秀梅,张夫道.风化煤腐殖酸对氮、磷、钾的吸附解吸特性.植物营养与肥料学报,2005,11(5):641～646）。说明风化煤腐殖酸与肥料混合施用，能有效的提高肥料的利用率。

经检索发现，利用风化煤腐殖酸来修复重金属污染土壤的研究很少，张丽洁等在土壤中添加糠醛渣、磷矿粉和风化煤于Cu、Zn、Pb复合污染的滨海轻盐渍土和旱地红壤中，施用三种添加剂30天和120天相比较，施用120天后三种土壤的有效态Cu、Zn、Pb的含量均较低，其中以风化煤修复滨海轻盐渍土的效果最佳（张丽洁,谈献和,韩静,王炳军,刘德辉.不同添加剂对重金属复合污染土壤的修复效果研究.土壤通报,2009,40(5):1176～1180）。

专利号02126644.1，发明名称：腐植酸复混肥，公开了以腐植酸为有效成分和氮素原料、磷素原料、钾素原料为化肥原料复混制备，其中腐植酸8-10%，氮14-16%，磷10-15%，钾10-14%，具有肥料作用，调节植物生长，提供植物生长所需的速效养分，并具有吸附络合土壤中的重金属离子、减轻土壤污染的功能，防止土壤和农产品污染的作用。

专利101823922A，发明名称：一种减少蔬菜重金属镉含量的土壤改良营养液，由腐殖酸盐、尿素、磷酸氢二钾、强碱和水组成，其腐植酸盐5-10%、尿素10-30%、磷酸二氢钾5-20%、强碱5-10%、水30-75%。有效调控土壤pH值，镉在碱性条件下易形成不溶性化合物，减少作物根系对镉离子的吸收量。