CN105348014A - 一种降低水稻镉含量的肥料 - Google Patents

Abstract

一种降低水稻镉含量的肥料，采用鸡粪、菜粕、稻糠、竹粉、腐殖酸、微生物菌剂作为原料，先将鸡粪，菜粕，稻糠、竹粉，腐殖酸原粉按比例加入加温搅拌机中搅拌均匀后加入微生物菌剂进行两端式发酵，经充分发酵腐熟后制得该肥料。本发明能快速与大面积的进入土壤抑制镉离子有效性、改变土壤团粒结构，增加土壤的吸附能力，从而提高水稻土壤的整体质量，降低种植的水稻的镉含量。

Description

一种降低水稻镉含量的肥料

技术领域

本发明涉及农作物栽培技术领域，具体涉及一种降低水稻镉含量的肥料。

背景技术

镉作为一种有毒重金属，其对农作物的污染日益严重，镉进入作物中被人体吸收后主要与含巯基的低相对分子质量血浆蛋白结合，形成金属巯蛋白，随血液选择性地储存于肝、肾、脾、胰腺、甲状腺、肾上腺和睾丸，且蓄积性很强，人体长期吸收或者过量吸收镉可导致骨痛病，同时镉元素还能对人体产生一系列的慢性损害，如高血压、睾丸损害、致癌作用、致畸作用、贫血、骨质疏松等等。

一般认为，在水稻种植中重金属镉含量超标有几种原因造成：

1、耕作土壤中镉含量超标，

2、土壤酸化，造成镉离子活性增强，更易在水稻生长过程中通过维管束吸附。

3、不正确水稻种植模式，如单质磷肥的大量使用增加土壤镉含量，化肥农药过量使用造成土壤酸化，增强镉离子的活性。

目前现有降镉技术大都存在著成本高，耗时，成效慢等问题，如传统的客土法（新土换旧土），需要耗费大量资金、人力和物力，且排出的污染土壤难于处理；而较为先进的化学与生物措施，虽然能将土壤中的镉含量降低到较低水平，但治理过程较为缓慢，且是否能将作物可食部分的隔含量降低到可接受的水平还需要考证。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种降低水稻镉含量的肥料，这种肥量能即时补充大量有机质与有益菌进入土壤，修复土壤团粒结构，对水稻根系进行保护并减少镉吸收量，且不影响水稻的正常耕作与产量。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种降低水稻镉含量的肥料，采用鸡粪、菜粕、稻糠、竹粉、腐殖酸、微生物菌剂作为原料，经充分发酵腐熟后制得，其制成成品肥料的技术参数为：有机质含量≥70%，总养分≥5%，腐殖酸≥10%，硅≥10%，钙≥10%，竹碳≥5%，有效活菌数≥2亿个/克，PH值=8～8.5。

一种降低水稻镉含量的肥料，由以下质量份的原料制成：

鸡粪30~50份

菜粕8~15份

稻糠25~33份

竹粉8~12份

草碳12~20份

腐殖酸原粉：3~7份

微生物菌剂1份；

其中，所述微生物菌剂中蜡状芽孢杆菌：酵母菌：光和菌的菌落数含量之比为6:3:1。

其制作方法如下：

1、将鸡粪，菜粕，稻糠、竹粉，腐殖酸原粉按上述质量份比例加入加温搅拌机的搅拌腔内进行均匀混合，混合均匀后将加温搅拌机静置；

2、在120℃的温度条件下保持2小时，然后将设备降温到70℃再投放微生物菌剂，并对搅拌机的搅拌腔进行充氧操作，使微生物菌剂在搅拌腔中进行第一阶段的好氧发酵，发酵时间为5小时；

3、好氧发酵完成后将搅拌机内的原物料泵送至发酵槽内进行第二次好氧发酵，好氧发酵系统腐熟完全后，并经过产品抽样检测，各项指标达标后即得到成品肥料。

在本发明中，好氧发酵系统腐熟充分的判断标准为：

1、物料在发酵的过程中会不断的上升温度直到60~70℃，并维持数天后开始降温，一直降到18~25℃并维持稳定时即完成好氧发酵的充分腐熟；

2、含水量从原先的45%降到25%。

在本发明中，所述发酵槽内配置吹氧管，透过高压风机每20分钟吹5分钟的规律对槽体内的半成品进行吹气发酵，以加速微生物的繁衍活性，大幅减少好氧发酵系统腐熟的操作时间。

一种降低水稻镉含量的肥料，其各原料的最优质量份为：

鸡粪40份

菜粕10份

稻糠30份

竹粉10份

草碳15份

腐殖酸原粉5份

微生物菌剂1份。

本发明作用原理在于：

所选材料均偏碱性，产品PH值8以上，施撒于水稻田中，能有效调高土壤PH值，降低镉离子活性。

有机质、草碳经微生物分解成腐殖质，此过程持续较长，本发明之产品施作于土壤中，有机质在逐步转化过程中，尤其在水稻生长后期，可产生植物所需之氮磷钾和其它中微量元素，持续提供养分给水稻吸收，达到有效抢占镉吸附通道，减少水稻对镉的吸附。

稻糠经腐熟碳化后，含丰富的硅，有利于被水稻吸收，达到有效抢占镉吸附通道，减少水稻对镉的吸附。

竹屑碳化后形成的竹碳其多孔结构特性，能有效吸附有害化学物质，其吸附性比水稻对金属离子的吸附性腔，用来辅助抑制水稻对镉的吸收。

微生物菌剂以蜡状芽孢杆菌、酵母菌、光和菌为主，这种比例的微生物菌剂中的微生物能迅速在土壤中定植生长并形成功能菌群，此功能菌群能直接吸附重金属镉离子，进到微生物细胞璧或细胞内中加以固化、钝化以降低重金属镉离子的移动性，达到大幅削减作物对重金属离子的吸收量的目的。

本发明的优点及有益效果在于：

1、肥料为高碱性产品，PH值达到8以上，使用于稻田能有效提高土壤PH值，使镉在碱性环境下降低有效性。

2、包含多种微生物菌群与高有益菌含量，提供土壤中微生物酶及腐殖质胶鳌合物，吸附镉离子，使其不能接触水稻根系，减少镉的根系吸收。因高有益菌含量，所以微生物能快速与大面积的进入土壤抑制镉离子有效性。

3、肥料的高有机质含量能有效改变土壤团粒结构，增加土壤的吸附能力，降低镉在土壤中的有效性。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

首先制备本发明的降镉肥：选取鸡粪40份、菜粕10份、稻糠30份、竹粉10份、草碳15份、腐殖酸原粉5份、微生物菌剂1份作为原料，将鸡粪、菜粕、稻糠、竹粉、腐殖酸原粉置入加温搅拌机内混合均匀，在120℃的温度条件下保持2小时，然后将设备降温到70℃再投放微生物菌剂，并对搅拌机的搅拌腔进行充氧操作，使微生物菌剂在搅拌腔中进行第一阶段的好氧发酵，发酵时间为5小时，好氧发酵完成后将搅拌机内的原物料泵送至发酵槽内进行第二次好氧发酵，好氧发酵系统腐熟完全后，并经过产品抽样检测，各项指标达标后即得到成品肥料。

湖南省益阳市农产品质量安全监督管理站，对实施例1中制备的降镉肥在水稻的降镉作用测试时所做的操作步骤以及数据分析如下：

试验地选择：试验地选择在益阳市赫山区某私田。土壤类型为四季纪红土母质发育的红黄泥田，稻田肥力数中等，经检测有机质3.7%，速效氮128mg/kg，速效磷25.4mg/kg，速效钾85mg/kg，镉0.527mg/kg，ph5.5，淹水后pH6.1。试验共设三个处理，三次重复共9个小区，小区面积为23m2，分区设梗，小区与小区间留1m保护行，每个小区单灌单排。

处理一为对照，不施肥区；

处理二为亩施复合肥（N+P+K≥45）50kg作基肥，晒田后亩施尿素7.5kg，作复水肥；

处理三是在处理二的基础上用50kg本发明的降镉肥作基肥，幼穗期用本发明的降镉肥25kg作追肥（本发明的降镉肥N+P+K≥5，有机质≥70%，pH8.5~8.7）。

试验选用品种为当第一季稻主要品种黄花粘，栽培方式为直播，每小区用种量为0.2kg谷芽，6月23日拨种，9月23日收获，试验田间管理水及并虫防治案常规进行。

试验检测结果分析：取样为收获前每小区分4点取稻穗200穗，脱粒、去稻壳，分别检测糙米中隔含量和稻草中隔含量，检测方法为GB/T5009.15-2003食品中隔的测定。检测结果如表1：

表1：实施例的试验组取样检测结果

以上表检测结果表明，不同施肥条件下对水稻降镉吸付有较为明显的影响。从三个不同的处理比较，常规施肥区稻米和糙米中镉含量>对照区稻米和糙米中镉含量>常规施肥区+施本发明的降镉肥区稻米和糙米中镉含量。但对照区与常规施肥区，稻草和糙米中镉含量差异不明显，而常规施肥与实施例中制备的降镉肥同施的专用肥区，稻草和糙米中镉含量差异显著，稻草中镉含量分别比对照区、常规施肥区降低35.1%和51.4，稻米中镉含量分别比对照区、常规施肥区降低50.6%和62.1%，说明本发明的降镉肥对水稻有较佳的降镉作用。

在另一实施例中，为了探明本实施例制备降镉肥对水稻米镉含量的影响，湖南农业大学农学院于2014年在湖南省岳阳市湘阴县农科所进行大田小区试验，供试品种早稻为湘早籼32号，晚稻为湘晚籼13号，供试土壤全镉含量为0.65mg/kg，pH为5.9，实施例二中共设置了3个处理：

1、即对照（不施用本发明的降镉肥）；

2、早季施用而晚季不施用；

3、早晚两季均施用；

每亩基施60kg，小区面积30㎡，3次重复，随机区组设计。早晚两记载同一试验田进行，并保持小区排列不变。成熟期取样测定糙米中镉的含量。糙米中的镉含量案国家标准测定方法进行。

成熟期的米镉含量结果显示如表2所示：

表2施用耕王降鎘專用肥后的早稻和晚稻的米镉含量（mg/kg）

试验结果说明：施用本发明的降镉肥后的早稻和晚稻米镉含量与对照相比，均有一定程度的下降。早稻的两个施用处理的米镉含量比对照处理降低了31%，并达到了5%的显著水平差异。

对于处理2即早稻施用而晚稻不施用的处理，期米镉含量比对照处理降低了13%，但没有达到5%的显著差异水平，但处理即早晚两季均施用的处理，其米镉含量比对照处理降低了34%，并达到了5%的显著差异水平，因而，施用本发明的降镉肥后，能降低稻米中镉含量30%左右。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。

Claims (6)

1.一种降低水稻镉含量的肥料，其特征在于，由以下质量份的原料制成：

鸡粪30~50份

菜粕8~15份

稻糠25~33份

竹粉8~12份

草碳12~20份

腐殖酸原粉：3~7份

微生物菌剂1份，且所述微生物菌剂中蜡状芽孢杆菌：酵母菌：光和菌的菌落数含量之比为6:3:1；

其制作方法如下：

①将鸡粪，菜粕，稻糠、竹粉，腐殖酸原粉按上述质量份比例加入加温搅拌机的搅拌腔内进行均匀混合，混合均匀后将加温搅拌机静置；

②在120℃的温度条件下保持2小时，然后将设备降温到70℃再投放微生物菌剂，并对搅拌机的搅拌腔进行充氧操作，使微生物菌剂在搅拌腔中进行第一阶段的好氧发酵，发酵时间为5小时；

③好氧发酵完成后将搅拌机内的原物料泵送至发酵槽内进行第二次好氧发酵，好氧发酵系统腐熟完全后，并经过产品抽样检测，各项指标达标后即得到成品肥料。

2.根据权利要求1所述的降低水稻镉含量的肥料，其特征在于，成品肥料的技术参数为：有机质含量≥70%，总养分≥5%，腐殖酸≥10%，硅≥10%，钙≥10%，竹碳≥5%，有效活菌数≥2亿个/克，PH值=8～8.5。

3.根据权利要求1所述的降低水稻镉含量的肥料，其特征在于，步骤③中好氧发酵系统腐熟充分的判断标准为：

A、物料在发酵的过程中会不断的上升温度直到60~70℃，并维持数天后开始降温，一直降到18~25℃并维持稳定时即完成好氧发酵的充分腐熟；

B、含水量从原先的45%降到25%。

4.根据权利要求1所述的降低水稻镉含量的肥料，其特征在于，步骤③中所述发酵槽内配置吹氧管，透过高压风机每20分钟吹5分钟的规律对槽体内的半成品进行吹气发酵，以加速微生物的繁衍活性，大幅减少好氧发酵系统腐熟的操作时间。

5.根据权利要求1所述的降低水稻镉含量的肥料，其特征在于，各原料的质量份为：

鸡粪40份

菜粕10份

稻糠30份

竹粉10份

草碳15份

腐殖酸原粉5份

微生物菌剂1份。

6.一种降低水稻镉含量的施肥方法，其特征在于，使用权利要求1~4中任一一种降低水稻镉含量的肥料与市售亩施复合肥按1:1的比例混合作基肥，幼穗期用占基肥总质量1/4的权利要求1~4中任一一种降低水稻镉含量的肥料作追肥进行施加。