CN104193546B - 一种降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂及其制备和使用方法，组分包含腐熟鸡粪、腐熟统糠、草炭、硅钙镁钾肥、滑石粉、海泡石、甘蔗滤泥和微生物发酵液，各组分的重量百分比为：腐熟鸡粪5wt％～15wt％，统糠5wt％～15wt％，草炭5wt％～15wt％，硅钙镁钾肥10％～20wt％，滑石粉5％～15wt％，海泡石25wt％～35wt％，堆积发酵甘蔗滤泥10wt％～20wt％，微生物发酵液1.5％～2.5％。该复合土壤钝化剂可广泛应用于轻中度镉、铅污染稻田，可使重金属污染稻田的土壤活性态镉和铅分别下降51.5-51.6％与52.6-58.8％，精米镉和铅含量分别下降48.8-51.6％和52.7-56.0％，同时，还使土壤pH值提高0.97-1.04，该产品兼具修复酸化土壤、培肥地力和改善土壤理化特性等多种功能，具有巨大的推广应用价值。

Description

一种降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂及其制备和使用方法

技术领域

本发明属于重金属污染土壤修复的技术领域，具体涉及一种降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂及其制备和使用方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存的主要物质基础。但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、镉、汞等重金属进入大气、水和土壤中，引起严重的环境污染。据统计全世界每年向环境中释放的镉达3万吨左右，其中82％-94％的镉会进入到土壤中。据有关资料统计显示，全世界大约有40％的铅用于制造蓄电池，20％以烷基铅形式加入汽油作为防爆剂，12％用于建筑材料，6％用于电缆外防护层，5％用于制造弹药，剩下17％用于其他用途。仅有约1/4的铅被回收再利用，其余大部分以废气、废水、废渣等各种形式排放于环境中，造成大面积的大气、水体、土壤等环境铅污染。长期摄入被镉、铅严重污染的稻米、蔬菜、水果，饮用含镉、铅量超标的水，都会出现慢性中毒的症状，影响人体的神经系统、造血系统、消化系统以及生殖系统，危害人体健康。湖南省是全国粮食的主产区，自古便有“鱼米之乡”和“天下粮仓”的美誉，担负着保障国家粮食安全的重大责任，但同时湖南省也是重金属污染最严重的地区之一，严重威胁了“湘米”的品质，对当地居民的健康造成了巨大的危害。

目前重金属污染土壤修复技术主要有植物修复法、电动力修复法、淋滤法、热解吸法、玻璃化法和固定稳定化法等，在以上重金属污染土壤治理方法中，植物修复法需要相当长的时间(几十年甚至几百年)且存在植物的处理问题；电动力学修复只适用于小面积污染，而且现场不易操作；淋滤法需要添加表面活性剂，存在污染地下水的危险；热解吸法是利用加热回收气体的方法，该方法不适合现场操作且费用高，适用范围窄等问题；玻璃化法改变了土壤的性质，只适用于污染严重且面积小的情况；添加石灰的稳定化方法提高了土壤的pH值，会造成土壤板结，而且对碱性土壤效果不好。因此都不适合用来治理大面积的稻田重金属污染。

原位钝化修复方法从成本和时间上能较好的满足治理土壤中重金属污染的要求。原位钝化就是通过往土壤中加入钝化剂，调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质，使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化-还原等一系列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，可显著减少重金属进入食物链，可以实现环保与生产的协调发展以及确保社会与经济的持续发展。

原位修复技术，不占用耕地、不影响农业生产和收益，而且成本低、对环境影响小、不破坏土壤环境，非常适合用来处理大面积受到中轻度镉、铅污染的农田土壤，如果能够成功实现产业化和大面积应用，将在重金属污染原位修复领域实现重大突破，为我省稻田镉、铅污染土壤的修复、降低稻米中的重金属含量、实现农业增产、农民增收等都将起到巨大的推动作用。

现有修复技术大都采用单一的有机钝化剂或无机钝化剂，随着稻田土壤重金属污染风险的加大，单一的无机或有机钝化剂的修复效果往往不够理想，存在施用量大、效果不稳定或破坏土壤质量等问题，很难达到修复标准。联合使用多种钝化剂，找到一个合适的比例进行复合，相互间取长补短，可以发挥复合钝化剂的最佳效益，其钝化能力大于单一的无机或有机钝化剂，有效提高修复效果。

发明内容

本发明的目的是，提供一种兼有有机钝化剂、无机钝化剂、微生物钝化剂三者优点的复合土壤钝化剂及其制备和使用方法，该钝化剂操作简便、成本低廉、安全性好、实用性强，可将土壤中活性较高的离子态的镉、铅等重金属转变为活性较低的络合态或螯合态的重金属，从而降低农作物对重金属镉、铅的吸收，减少农产品中重金属镉、铅的含量，提高农产品的品质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，组分包含腐熟鸡粪、腐熟统糠、草炭、硅钙镁钾肥、滑石粉、海泡石、甘蔗滤泥和微生物发酵液，各组分的重量百分比为：腐熟鸡粪5wt％～15wt％，统糠5wt％～15wt％，草炭5wt％～15wt％，硅钙镁钾肥10％～20wt％，滑石粉5％～15wt％，海泡石25wt％～35wt％，堆积发酵甘蔗滤泥10wt％～20wt％，微生物发酵液1.5％～2.5％，所述的微生物发酵液中的微生物是保藏编号为CCTCCNO：M2014319的多粘芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)P1。

所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，各组分的重量百分比优选为：腐熟鸡粪8wt％～12wt％，腐熟统糠8wt％～12wt％，草炭6wt％～10wt％，硅钙镁钾肥12％～18wt％，滑石粉8wt％～12wt％，海泡石28wt％～32wt％，堆积发酵甘蔗滤泥12wt％～18wt％，微生物发酵液1.8％～2.2％。

所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，各组分的重量百分比进一步优选为：腐熟鸡粪10％，腐熟统糠10wt％，草炭8％，硅钙镁钾肥15％，滑石粉10％，海泡石30％，堆积发酵甘蔗滤泥15％，微生物发酵液2％。

微生物发酵液的制备如下：

a、菌种活化

将多粘芽孢杆菌接种于固体种子培养基斜面上，在28～35℃条件下活化培养24～36h；

固体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；琼脂2％；pH自然；

b、种子液制备

将多粘芽孢杆菌从固体种子培养基斜面上接种于液体种子培养基中，在28～35℃条件下震荡培养24～36h，制备种子液；

液体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；pH自然；

c、种子罐发酵

将步骤b得到的种子液以待接种培养基体积百分比5％-8％的接种量接种到种子罐；通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，得一级种子罐发酵菌液；将一级种子罐发酵液按培养基体积百分比5％～8％接种量接入二级种子罐，通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，得二级种子罐发酵菌液；

1L一级或二级种子罐培养基配方：牛肉膏0.3～0.8％，蛋白胨0.7～1.2％，葡萄糖0.1～0.6％，NaCl0.1～0.6％，MgSO₄·7H₂O0.01～0.06％，K₂HPO₄0.01％～0.06％，MnSO₄0.001％～0.008％，余为水，pH值消毒前7.0～7.8，消毒后pH6.8～7.5；所述培养基配方成分的百分比含量均为重量百分比；

d、生产发酵罐培养

28℃～35℃，按培养基体积百分比5％～8％的接种量将二级种子罐发酵液接入发酵罐，通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，发酵完毕后微生物发酵液中多粘芽孢杆菌含量：1×10⁶～1×10⁸个活菌/毫升；

1L发酵罐培养基配方：淀粉2％～3％，豆饼粉0.5～1.5％，酵母粉0.5～1.0％，KH₂PO₄0.08～0.22％，K₂HPO₄0.10～2.2％，CaCO₃0.1～2.20％,FeSO₄·7H₂O0.001～0.005％，余为水，pH值消毒前8.5～11.0，消毒后6.5～9.5；所述培养基配方成分的百分比含量均为重量百分比。

所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的制备方法，包括以下步骤：

A.烘干鸡粪和统糠分别经粉碎后备用；

B.将粉碎后的鸡粪和统糠加入有机物料腐熟剂，进行堆肥，得到腐熟的鸡粪和统糠组分；

C.草炭、硅钙镁钾肥、滑石粉、海泡石经粉碎后备用、甘蔗滤泥堆积发酵晒干粉碎后备用；

D.步骤C粉粹的草炭进行灭菌，然后和微生物发酵液混合均匀，即为菌剂产品；E.将步骤A、B、C、D制备的原料按比例混合均匀，即为复合土壤钝化剂。

上述方法中，烘干鸡粪经粉碎后过2mm筛备用；统糠经粉碎后过60目筛备用；草炭经粉碎后过3-5mm筛备用；滑石经机械破碎、细磨后过80-110目筛备用；海泡石经球磨过80-110目筛备用；甘蔗滤泥堆积发酵经晒干粉碎后过80目筛。

上述方法中步骤B的具体过程如下：将粉碎后的鸡粪和统糠按比例混合均匀，调节碳氮比至20～30，调节含水量至55wt％，加入3wt‰-5wt‰有机物料腐熟剂，进行堆肥，当堆温超过50℃时，开始翻堆通气，翻堆为每天2-3次，直到温度降至30℃以下时，停止翻堆，得到腐熟的鸡粪和统糠组分；

步骤C中甘蔗滤泥堆积发酵的具体过程如下：将甘蔗滤泥堆积于发酵场，自然发酵30d-40d，甘蔗滤泥自上而下腐化变熟；将腐熟的甘蔗滤泥摊开，使其厚度15cm，在阳光下晒1-2d；利用破碎机对晒干的滤泥进行破碎。

所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的使用方法，用于降低土壤中的镉、铅含量。

所述的复合土壤钝化剂用于降低水稻田中的镉、铅含量，整地前将所述的复合土壤钝化剂100-150kg/亩水稻全田均匀撒施，翻地，经耕耙整地后即可种植。

优选整地前将所述的复合土壤钝化剂100kg/亩水稻全田均匀撒施，翻地，经耕耙整地后即可种植。

本发明所述的腐熟鸡粪组分是一种优质的有机肥，其有机质含量30wt％～45wt％，其具有的活性基团(如：羧基，氨基和羟基等)很容易作为配位体与重金属元素Cd，Pb等络合或螯合，钝化土壤中的重金属。

本发明所述的统糠组分是稻麦等谷类粮食加工后的副产品，富含淀粉、粗蛋白、B族维生素及氮、磷、钾、镁、钙等营养物质，其粗纤维含量高达31％-35％；该组分能够改善土壤理化性质、改良土壤耕性，提高土壤的保蓄性和缓冲性，钝化土壤中的重金属。

本发明所述的草炭组分富含有机质(50wt％-80wt％)和腐殖质(20wt％-40wt％)，含氮、磷、钾总含量在3wt％以上，具有很大的内表面(孔隙率约为95％，比表面积约为200m²/g)和良好的胶体表面性质，如吸附力、黏结力和高度分散性等，含有大量的极性基团，包括醇类、醛类、羧酸、羟基等，可以络合或螯合土壤中的重金属，同时，可以增进土壤透气、透水性，改良土壤，提高肥料利用率。

本发明所述的硅钙镁钾肥组分是集硅钙肥、钾镁肥、微肥、稀土元素于一体的多功能高纯度环保型矿质肥料，其主要化学组成为：MgO≥8％，SiO₂≥12％，CaO≥30％，K₂O≥8％，(Cu+Fe+Zn+B+Mo)≥2％，可以提高土壤中有效钙、镁、硅的含量，提高土壤pH值，降低土壤中有效镉、铅含量，进而防止水稻吸收过多的重金属。

本发明所述的滑石粉组分是一种层状的含水硅酸镁矿物，其主要化学组成为：MgO31.72％，SiO₂63.52％，其结构内Mg-O、Si-O、OH^-等活性官能团具有很强的化学活性，与重金属离子结合组成可变电荷表面，发生配合反应，吸附土壤中的重金属。

本发明所述的海泡石组分是一种纤维状的含水硅酸镁矿物，其主要化学组成为：Mg₃Si₂(OH)₄O₅8％,CaCO₃65％,Si₃O₆·H₂O9％,CaMgSi₂O₆18％，对土壤中的重金属元素具有很强的吸附能力。

本发明所述的甘蔗滤泥组分是甘蔗制糖厂的副产品之一，富含有机质(214.6g/kg)，氮磷钾全量及速效氮磷钾含量均相当丰富，pH值呈弱碱性，可以明显增加土壤中的有机质、全氮和全磷含量，显著改善土壤中的速效养分状况，提高土壤pH值、降低土壤中有效镉、铅含量，培肥地力。

本发明所述的微生物发酵液组分是指多粘芽孢杆菌发酵液，该微生物主要依靠细胞壁上的羟基(-OH)、羰基(-CO-)、酰胺基(-CO-NH-)、磷酸基(-PO4^3-)等基团进行表面吸附、并通过其代谢产物进行胞外络合、胞外沉淀等络合和固定土壤中的重金属镉和铅，从而有效降低土壤中的有效镉、铅含量。本发明多粘芽孢杆菌来源于湘潭县河口镇镉污染稻田土壤，革兰氏染色阳性，兼性厌氧，杆状，产芽孢，经16SrDNA分子鉴定和系统发育分析初步鉴定为多粘芽孢杆菌。而且通过吸附试验表明，该多粘芽孢杆菌能够在镉浓度15mmol/L，铅浓度18mmol/L的培养基上生长，在溶液中对镉、铅的吸附率高达91.8％，冻干菌粉对镉、铅的吸附率高达98.5％。在土壤中，该菌株定植能力强，能够高效吸附土壤中的重金属，降低植物的吸收。所述多粘芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)P1于2014年7月3日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址：武汉珞珈山武汉大学内)，保藏编号为CCTCCNO：M2014319。

本发明产品可广泛应用于轻中度镉、铅污染稻田，可使重金属污染稻田的土壤活性态镉和铅分别下降51.5-51.6％与52.6-58.8％，精米镉和铅含量分别下降48.8-51.6％和52.7-56.0％，同时，还使土壤pH值提高0.97-1.04，该产品兼具修复酸化土壤、培肥地力和改善土壤理化特性等多种功能，具有巨大的推广应用价值。

本发明的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂与现有土壤钝化剂产品相比，有着以下优势：(1)本产品有提高土壤有机质含量的腐熟鸡粪、统糠和草炭，钝化土壤中重金属和提高土壤pH值的硅钙镁钾肥、甘蔗滤泥、滑石粉、海泡石和微生物高效吸附菌剂组成。研究表明，土壤有机物质不仅影响土壤重金属的积累，而且能与重金属元素形成络合物，影响各形态重金属的迁移转化，进而影响土壤重金属的有效性。本产品可以迅速提高土壤的有机质含量，最直接的作用是改良土壤结构，促进团粒状结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤保水、保肥能力和通透性；

另外，土壤中的有机质、甘蔗滤泥、硅钙镁钾肥、滑石粉和海泡石优势互补、协同增效，有效吸附、络合或螯合土壤中的重金属，对比试验结果表明，单施有机钝化剂(CK2)或单施无机矿物(CK3)或缺施菌液(CK4)或缺施滑石粉(CK5)或缺施硅钙镁钾肥(CK6)的钝化效果明显低于本产品(WY)，复合钝化剂间取长补短，进而有效降低了土壤中有效镉、铅含量，减少植物的吸收。中试试验和示范推广结果表明，施用本发明产品，可使重金属污染稻田的土壤活性态镉和铅分别下降51.5-51.6％与52.6-58.8％，精米镉和铅含量分别下降48.8-51.6％和52.7-56.0％。

(2)本产品所含甘蔗滤泥和硅钙镁钾肥使得本产品硅钙肥、钾镁肥、微肥、稀土元素、氮磷钾肥、有机质和提高土壤pH值于一体，因此，本产品既具有肥料的生产功能，又具有原位钝化土壤有效镉、铅的土壤修复功能，是一种多功能的环保型产品。水稻是需硅量较多的作物，在水稻优化配方施肥中，重视氮磷钾硅等大量元素合理施肥，硅元素在水稻生长发育过程中起到了很大的作用，不仅大幅度降低水稻对重金属的富集，而且使水稻植株产生一种较强硬的硅化细胞，使害虫不易咬噬，减少病虫危害。

(3)土壤酸化带来的直接影响是增加了重金属在土壤中的有效性，从而进一步加剧了重金属污染的危害。本产品兼具有酸性土壤改良的功能，能够大幅度提高酸性土壤的pH值，促进土壤中有效态重金属向难溶态及残渣态的转化，而且适用于各种不同成土母质的水稻土壤。中试试验和示范推广结果表明，施用本发明产品，稻田土壤的pH值比对照提高了0.97-1.04。

(4)本产品包含高定植力、高吸附性的微生物钝化剂，通过向污染土壤中添加镉、铅吸附性微生物，利用这些微生物对重金属的胞外络合、胞内积累、沉淀和氧化还原反应等作用，降低土壤中重金属的生物可利用率，进而降低农作物和农产品中镉、铅的含量。

(5)本产品治理修复过程属于原位修复，不占用耕地、不影响农业生产和收益，而且成本低、对环境影响小、不破坏土壤环境，非常适合用来处理大面积受到轻中度镉、铅污染的农田土壤。

(6)本发明的原材料来源广泛，成本低廉，制备工艺简单，方便易行，具有很广阔的应用前景。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，而不会形成对本发明的限制。

本发明降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂均按照：腐熟鸡粪5wt％～15wt％，统糠5wt％～15wt％，草炭5wt％～15wt％，硅钙镁钾肥10％～20wt％，滑石粉5％～15wt％，海泡石25wt％～35wt％，堆积发酵甘蔗滤泥10wt％～20wt％，微生物发酵液1.5％～2.5％混合制备。

但实施例优选：包含有腐熟鸡粪10wt％，腐熟统糠10wt％，草炭8wt％，硅钙镁钾肥15wt％，滑石粉10wt％，海泡石30wt％，堆积发酵甘蔗滤泥15wt％，微生物发酵液2wt％。

制备方法：

A.烘干鸡粪经粉碎后过2mm筛备用；统糠经粉碎后过60目筛备用；

B.将粉碎后的鸡粪和统糠按重量比1:1的比例混合均匀，调节碳氮比至20～30，调节含水量至55wt％，加入3wt‰-5wt‰有机物料腐熟剂(如“湘润邦”牌有机物料腐熟剂)，进行堆肥，当堆温超过50℃时，开始翻堆通气，翻堆为每天2-3次，直到温度降至30℃以下时，停止翻堆，得到腐熟的鸡粪和统糠组分；

C.草炭经粉碎后过3-5mm筛灭菌备用；滑石经机械破碎、细磨后过80-110目筛备用；海泡石经球磨过80-110目筛备用；

D.甘蔗滤泥堆积发酵过程：

a、将甘蔗滤泥堆积于发酵场，自然发酵30d-40d，甘蔗滤泥自上而下腐化变熟；

b、将腐熟的甘蔗滤泥摊开，使其厚度15cm左右，在阳光下晒1-2d；

c、利用破碎机对晒干的滤泥进行破碎过80目筛。

E.微生物发酵菌剂；

a、菌种活化

将多粘芽孢杆菌接种于固体种子培养基斜面上，在28～35℃条件下活化培养24～36h；

固体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；琼脂2％；pH自然；

b、种子液制备

将多粘芽孢杆菌从固体种子培养基斜面上接种于液体种子培养基中，在28～35℃条件下震荡培养24～36h，制备种子液；

液体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；pH自然；

c、种子罐发酵

将步骤b得到的种子液以待接种培养基体积百分比5％-8％的接种量接种到种子罐；通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，得一级种子罐发酵菌液；将一级种子罐发酵液按体积百分比5％～8％接种量接入二级种子罐，通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，得二级种子罐发酵菌液；

1L一级或二级种子罐培养基配方：牛肉膏0.3～0.8％，蛋白胨0.7～1.2％，葡萄糖0.1～0.6％，NaCl0.1～0.6％，MgSO₄·7H₂O0.01～0.06％，K₂HPO₄0.01％～0.06％，MnSO₄0.001％～0.008％，余为水，pH值消毒前7.0～7.8，消毒后pH6.8～7.5；所述培养基配方成分的百分比含量均为重量百分比；

d、生产发酵罐培养

28℃～35℃，按培养基体积百分比5％～8％的接种量将二级种子罐发酵液接入发酵罐，通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，发酵完毕后微生物发酵液中多粘芽孢杆菌含量：1×10⁶～1×10⁸个活菌/毫升；

1L发酵罐培养基配方：淀粉2％～3％，豆饼粉0.5～1.5％，酵母粉0.5～1.0％，KH₂PO₄0.08～0.22％，K₂HPO₄0.10～2.2％，CaCO₃0.1～2.20％,FeSO₄·7H₂O0.001～0.005％，余为水，pH值消毒前8.5～11.0，消毒后6.5～9.5；所述培养基配方成分的百分比含量均为重量百分比。

发酵完毕放罐后的功能菌菌液，与之前的无菌草炭进行混合，混合均匀，即为菌剂产品。

F.将步骤A、B、C、D、E制备的原料按比例混合均匀，即为复合土壤钝化剂。

大田肥效试验：

(1)试验设计：

2013年在湘潭县河口镇(土壤属于镉污染类型)和益阳市赫山区(土壤属镉污染类型)两地进行了田间中试试验，并开展了适度规模(10hm²/区)的示范推广。两地为湖南省农业资源与环境保护站与本发明申请人-湖南省微生物研究院联合建立的“降低水稻镉吸收综合调控技术示范基地”。

1.试验处理

试验田共分7个处理，设置不施用任何钝化剂CK1；每亩施用100kg有机钝化剂按照腐熟鸡粪10份、统糠10份、草炭8份和堆积发酵甘蔗滤泥15份的重量份混合(CK2)；每亩施用100.0kg无机钝化剂按照硅钙镁钾肥15份、海泡石30份和滑石粉10份的重量份混合(CK3)；每亩施用100.0kg的腐熟鸡粪+统糠+草炭+堆积发酵甘蔗滤泥+硅钙镁钾肥+海泡石+滑石粉，其中腐熟鸡粪10份，腐熟统糠10份，草炭8份，硅钙镁钾肥15份，滑石粉10份，海泡石30份，堆积发酵甘蔗滤泥15份的重量份(CK4)；每亩施用100.0kg的腐熟鸡粪+统糠+草炭+堆积发酵甘蔗滤泥+硅钙镁钾肥+海泡石+微生物发酵液，其中腐熟鸡粪10份，腐熟统糠10份，草炭8份，硅钙镁钾肥15份，海泡石30份，堆积发酵甘蔗滤泥15份，微生物发酵液2份的重量份(CK5)；每亩施用100.0kg的腐熟鸡粪+统糠+草炭+堆积发酵甘蔗滤泥+海泡石+滑石粉+微生物发酵液，其中腐熟鸡粪10份，腐熟统糠10份，草炭8份，滑石粉10份，海泡石30份，堆积发酵甘蔗滤泥15份，微生物发酵液2份的重量份(CK6)；和每亩施用100.0kg的本发明产品(WY)，每个处理3次重复，共21个小区，种植水稻的小区面积为30.0m²(5m×6m)，用0.2m宽的厚塑料膜包裹田埂(埋深0.4m)隔开。田间管理、追肥和病虫害防治：按当地农民种植常规方式进行。

2.各地均统一选用岳优9264作物品种。

3.施用方法

根据土壤营养条件和污染状况合理调整施用量，整地前全田均匀撒施(也可与基肥混合均匀后撒施)，经耕耙整地后即可种植。

4.检测项目

土壤pH值、土壤有效态镉含量、精米中镉含量；土壤有效铅含量、精米中铅含量。

5.主要结果

结果表明(见附表1-3)，施用本产品后，可使重金属污染稻田的土壤活性态镉和铅分别下降51.5-51.6％与52.6-58.8％，精米镉和铅含量分别下降48.8-51.6％和52.7-56.0％，同时，还使土壤pH值提高0.97-1.04，

附表-1产品在水稻上应用的降镉效果及对比试验

附表-2产品在水稻上应用的降铅效果及对比试验

附表-3产品增加土壤pH值的效果

Claims (9)

1.一种降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，其特征在于，组分包含腐熟鸡粪、腐熟统糠、草炭、硅钙镁钾肥、滑石粉、海泡石、甘蔗滤泥和微生物发酵液，各组分的重量百分比为：腐熟鸡粪5wt％～15wt％，统糠5wt％～15wt％，草炭5wt％～15wt％，硅钙镁钾肥10％～20wt％，滑石粉5％～15wt％，海泡石25wt％～35wt％，堆积发酵甘蔗滤泥10wt％～20wt％，微生物发酵液1.5％～2.5％，所述的微生物发酵液中的微生物是保藏编号为CCTCCNO：M2014319的多粘芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)P1。

2.根据权利要求1所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，其特征在于，各组分的重量百分比为：腐熟鸡粪8wt％～12wt％，腐熟统糠8wt％～12wt％，草炭6wt％～10wt％，硅钙镁钾肥12％～18wt％，滑石粉8wt％～12wt％，海泡石28wt％～32wt％，堆积发酵甘蔗滤泥12wt％～18wt％，微生物发酵液1.8％～2.2％。

3.根据权利要求2所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，其特征在于，各组分的重量百分比为：腐熟鸡粪10％，腐熟统糠10wt％，草炭8％，硅钙镁钾肥15％，滑石粉10％，海泡石30％，堆积发酵甘蔗滤泥15％，微生物发酵液2％。

4.根据权利要求1所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂，其特征在于，微生物发酵液的制备如下：

a、菌种活化

将多粘芽孢杆菌接种于固体种子培养基斜面上，在28～35℃条件下活化培养24～36h；

固体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；琼脂2％；pH自然；

b、种子液制备

将多粘芽孢杆菌从固体种子培养基斜面上接种于液体种子培养基中，在28～35℃条件下震荡培养24～36h，制备种子液；

液体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；pH自然；

c、种子罐发酵

将步骤b得到的种子液以待接种培养基体积百分比5％-8％的接种量接种到种子罐；通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，得一级种子罐发酵菌液；将一级种子罐发酵液按体积百分比5％～8％接种量接入二级种子罐，通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，得二级种子罐发酵菌液；

1L一级或二级种子罐培养基配方：牛肉膏0.3～0.8％，蛋白胨0.7～1.2％，葡萄糖0.1～0.6％，NaCl0.1～0.6％，MgSO₄·7H₂O0.01～0.06％，K₂HPO₄0.01％～0.06％，MnSO₄0.001％～0.008％，余为水，pH值消毒前7.0～7.8，消毒后pH6.8～7.5；所述培养基配方成分的百分比含量均为重量百分比；

d、生产发酵罐培养

28℃～35℃，按培养基体积百分比5％～8％的接种量将二级种子罐发酵液接入发酵罐，通入无菌空气和搅拌，在28～35℃条件下培养24～36h，通气量1～2Vols/vol·min，搅拌转速180-250rpm，发酵完毕后微生物发酵液中多粘芽孢杆菌含量：1×10⁶～1×10⁸个活菌/毫升；

1L发酵罐培养基配方：淀粉2％～3％，豆饼粉0.5～1.5％，酵母粉0.5～1.0％，KH₂PO₄0.08～0.22％，K₂HPO₄0.10～2.2％，CaCO₃0.1～2.20％,FeSO₄·7H₂O0.001～0.005％，余为水，pH值消毒前8.5～11.0，消毒后6.5～9.5；所述培养基配方成分的百分比含量均为重量百分比。

5.权利要求1-4任一项所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.烘干鸡粪和统糠分别经粉碎后备用；

B.将粉碎后的鸡粪和统糠加入有机物料腐熟剂，进行堆肥，得到腐熟的鸡粪和统糠组分；

C.草炭、硅钙镁钾肥、滑石粉、海泡石经粉碎后备用、甘蔗滤泥堆积发酵晒干粉碎后备用；

D.步骤C粉粹的草炭进行灭菌，然后和微生物发酵液混合均匀，即为菌剂产品；

E.将步骤A、B、C、D制备的原料按比例混合均匀，即为复合土壤钝化剂。

6.根据权利要求5所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的制备方法，其特征在于，烘干鸡粪经粉碎后过2mm筛备用；统糠经粉碎后过60目筛备用；草炭经粉碎后过3-5mm筛备用；滑石经机械破碎、细磨后过80-110目筛备用；海泡石经球磨过80-110目筛备用；甘蔗滤泥堆积发酵经晒干粉碎后过80目筛。

7.根据权利要求5所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的制备方法，其特征在于，

步骤B的具体过程如下：将粉碎后的鸡粪和统糠按比例混合均匀，调节碳氮比至20～30，调节含水量至55wt％，加入3wt‰-5wt‰有机物料腐熟剂，进行堆肥，当堆温超过50℃时，开始翻堆通气，翻堆为每天2-3次，直到温度降至30℃以下时，停止翻堆，得到腐熟的鸡粪和统糠组分；

步骤C中甘蔗滤泥堆积发酵的具体过程如下：将甘蔗滤泥堆积于发酵场，自然发酵30d-40d，甘蔗滤泥自上而下腐化变熟；将腐熟的甘蔗滤泥摊开，使其厚度15cm，在阳光下晒1-2d；利用破碎机对晒干的滤泥进行破碎。

8.权利要求1-4任一项所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的使用方法，其特征在于，所述的复合土壤钝化剂用于降低水稻田中的镉、铅含量，整地前将所述的复合土壤钝化剂100-150kg/亩水稻全田均匀撒施，翻地，经耕耙整地后即可种植。

9.根据权利要求8所述的降低镉、铅含量的复合土壤钝化剂的使用方法，其特征在于，整地前将所述的复合土壤钝化剂100kg/亩水稻全田均匀撒施，翻地，经耕耙整地后即可种植。