[发明专利]一种利用重金属污染农田作物秸秆制备植物促生剂的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及制备促生剂的制备技术领域，具体涉及一种利用重金属污染农田作物秸秆制备植物促生剂的方法及其应用。

背景技术

我国是秸秆生产大国，秸秆综合利用对提高土壤肥力、减轻大气污染和节约能源起到非常重要的作用。在农田生态系统中，作物秸秆还田是增加土壤有机质和提高土壤生产力的重要途径和措施，有利于农业的可持续发展。据估算，我国当前每稻麦秸秆产生量达到3.1亿吨，其中还田比例已达到20％以上。根据环境保护部和国土资源部于2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示我国约19.4％的农田受到重金属污染，其中Cd、Pb污染农田约占7％和1.5％，且南方土壤污染重于北方。由于我国南方稻田土壤普遍酸化和籼稻、超级稻的种植更加重了水稻重金属的吸收。但受污染耕地中绝大多数农田仍然种植作物，生产粮食。一般认为，作物根系和茎杆对重金属的富集远高于籽粒，大量的土壤重金属被固定在作物的根和茎杆部分。因此重金属污染农田作物秸秆还田向土壤输入了有机碳的同时也将作物吸收的大部分重金属归还了农田，导致土壤中重金属元素消减缓慢，不利于土壤环境质量的改善。

因此，重金属污染农田作物秸秆如何处理，成为当前急需解决的问题。传统的秸秆还田模式可将作物吸收的重金属又归还于农田，使得受污染农田土壤重金属含量降低缓慢。因此，重金属污染农田作物秸秆需离田处理，从而不断带出秸秆中吸收的重金属，减少土壤中重金属的富集。但污染农田作物秸秆离田处理，可能存在随意堆放问题，引起二次环境污染。同时，离田后的作物秸秆成为真正的废弃物，利用价值较低。然而，我国目前有关轻度重金属污染农田作物秸秆利用的研究鲜有报道。因此，如何有效利用轻度污染农田作物秸秆，提升其利用价值，变废为宝，变废为肥，是关系到轻度重金属污染农田土壤环境质量快速提升的关键。

近年来利用农业生物质废弃物热裂解技术和产业化工艺已经成熟，且得到了国家支持。秸秆热裂解后产生的炭质产物含有较多的生物活性小分子有机物具有抑菌及促生的作用如水杨酸，3,5-二羟基甲苯，对羟基苯甲醛，吡哆辛等。据申请人检索发现公开号“CN104370595A”公开了利用清洁作物秸秆炭化后制备成叶面肥喷施后，能够刺激作物的生长。目前尚未有研究可以表明来源于重金属污染农田作物秸秆热裂解后是否含有生物生长促进物质，并且制备成液体促生肥。

公开号CN104256057A，名称为一种利用酒精废液和作物秸秆制备饲料蛋白的方法，具体公开了利用清洁秸秆采用固态发酵的工艺制得饲料的方法。公开号CN104876655A，名称为腐植酸的制备方法、水溶性番茄叶面肥及其制备和应用，具体公开采用畜禽粪便与作物秸秆堆肥后提取处理渗滤液制备富含腐殖酸的溶液。公开号CN103193547A，名称为一种环境友好型植物源抗病促生剂及其制备方法，具体公开了利用蒲公英、银杏叶、牛蒡等中药材的提取物制备植物抗病促生剂。公开号CN101948360A，名称为多功能植物源促生液及其制备方法，具体公开了从中药材作物中萃取活性物质的方法制备促生液。从上述专利中可以看出，来源于重金属污染农田的作物秸秆利用的研究和发明专利目前仍然是空白，且许多制备工艺复杂且制备原料昂贵，造成了植物源促生肥的制造成本居高不下。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用重金属污染农田作物秸秆制备植物促生剂的方法及其应用，该方法简单，生产成本低，可促进蔬菜作物生长改善农作物的产量和品质。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种利用重金属污染农田作物秸秆制备植物促生剂的方法，包括以下步骤：

步骤1，收集重金属污染的农田作物秸秆，晾干至含水量低于25％，再将晾干的秸秆切成小于5cm的小段后，无氧环境下热裂解得固体炭质，保温0.5-1.5h后，自然冷却备用；

步骤2，将固体炭质粉碎得到细粉，与水或稀碱溶液按照固液比为1：20-40混合，在50-100℃下搅拌2-4h得混合液；

步骤3，将炭质的提取液离心得pH值为8-11、总有机碳含量为0.6-3.0g/L、总氮含量为18-90mg/L、总磷含量为15-50mg/L，总钾含量为0.5-1.0g/L，总镉、铅、铜或锌含量均小于1.0mg/L的滤液，即植物促生剂。