[发明专利]一种能够钝化蔬菜地土壤铜锌铅的有机改良剂

说明书

技术领域

本发明属于土壤改良剂技术领域，尤其涉及一种能够钝化蔬菜地土壤Cu、Zn、Pb的有机改良剂。

背景技术

随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，从工、农、生活中排放出来的重金属不断增多，土壤重金属污染日益严重。2014年国家环保部公布《全国土壤污染状况调查公报》，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地及部分城市郊区蔬菜地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1％，其中中、轻度污染点位比例为15.0％，重度污染点位为1.1％，部分城市郊区蔬菜地土壤大面积中、轻度污染；污染类型以无机型为主，主要为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物超标；南方土壤污染重于北方，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出。

针对重度污染土壤，应实行污染土壤修复措施以恢复土壤的正常农业生产功能，而对于大多数重金属中、轻度污染的农田土壤，可通过土壤重金属钝化技术，在正常的农业生产活动过程中降低农产品对重金属的吸收与积累，保证农产品的质量安全，同时严格控制重金属污染物的输入，逐渐将土壤重金属含量降下来。近年来，针对土壤中重金属的钝化处理技术逐渐成熟，常用的钝化剂包括Fe、Al、Mn氧化物、钙镁磷肥等无机材料，有机肥、活性污泥等有机材料，石灰等碱性材料，蒙脱石、沸石等粘土矿物等，其基本钝化原理都是通过氧化还原、离子交换、吸附、络合、螯合、沉淀等化学过程降低土壤重金属的活性，阻断重金属在土-植系统中的迁移，达到降低植物体内重金属含量、保证农产品质量安全的目的。

磷矿粉是一种常见的磷酸盐矿物。我国磷矿资源丰富，总计160余亿吨，但大多数为中低品位磷矿(含五氧化二磷小于30％，占全国磷矿资源88％)，因其含磷量低，工业利用成本高、能耗大，一直难以利用，但其还含有大量的钙、镁等有益矿物元素，且与进口高品位磷矿粉相比Cd含量很低。磷矿粉钝化重金属主要通过两种机制：一是磷矿粉所含的钙镁在一定程度上能与重金属产生拮抗作用，从而降低植物对重金属的吸收；二是磷矿粉释放出磷酸根与重金属形成难溶的磷酸盐沉淀，从而降低重金属的有效态含量。然而上述钝化剂在农用过程中施用往往会有一些问题，由于大部分钝化剂用量少，在土壤中难以充分混匀，钝化效果差，同时这些钝化剂养分含量低或养分配比不平衡，对促进植物生长效果差，还要增施各种肥料，费时费力。例如发明专利CN201010595856.X公开了一种酸化磷矿粉钝化土壤重金属的方法，只能起到钝化重金属与补充土壤磷数的效果，不能补充土壤氮钾素、且施用时难以与土壤充分混匀。

蚯蚓粪是一种黑色、均一、有自然泥土味的细碎类团聚体物质，由蚯蚓摄食各种有机废弃物包括畜禽粪便后形成。近年来随着集约化畜禽养殖业的快速发展及饲料添加剂的广泛使用，蔬菜地大量施用畜禽粪便等有机肥，畜禽粪便对土壤重金属的污染逐渐引起人们关注。中国科学院南京土壤研究所在全国11个省800多个畜禽粪便样品调查分析表明，目前畜禽粪便中Cu、Zn、As、Cd污染较重，对照国家有机肥料相关标准，畜禽粪便中Cu、Zn、As、Cd超标率分别达到了36.1％、27.0％、11.5％、7.8％，猪粪、鸡粪中超标率较高，牛粪相对安全，以牛粪为主要原料制成的蚯蚓粪重金属含量很低。蚯蚓粪不仅含有丰富的有机质、腐殖酸、氮磷钾等大中微量元素，还含有谷氨酸、天门冬氨酸、缬氨酸等10多种氨基酸，赤霉素、生长素、细胞分裂素等多种植物生长激素,蚯蚓粪中含有的腐殖酸可以改善土壤结构,有利于土壤的通气、保水、保肥、提高土壤的缓冲能力，是一种能够促进植物生长、克服土壤连作障碍的高效生物有机肥。蚯蚓粪还具有一定的重金属钝化效果，其机理主要是其含有酚羟基、羧基、羰基、氨基等多种官能团，能够吸附活性重金属离子。另外蚯蚓粪具有很大的表面积，富含细菌、放线菌和真菌等多种微生物类群，微生物本身以及微生物与各种有机、无机胶体的相互作用能够对重金属进行生物吸附、富集、沉淀等行为，短期内会降低重金属的生物有效性

发明内容

本发明针对大量城郊区蔬菜地土壤重金属中轻度污染的问题，提供了一种兼具能够有效钝化土壤中Cu、Zn、Pb和提供植物生长所需的大中微量元素、改善土壤结构与生物活性的有机改良剂，本发明运用天然无污染重金属钝化剂磷矿粉，混配具有改良土壤结构与提供各种养分和活性物质的蚯蚓粪，相互协同作用以达到钝化土壤重金属和改良土壤、促进植物生长的双重目的。

本发明的目的可以通过以下措施达到：