CN107337566A - 一种可修复重金属污染土壤的生物肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业肥料技术领域,尤其涉及一种可修复重金属污染土壤的生物肥料及其制备方法。其原料按重量百分比配比如下:海藻有机肥10‑50%、伊利石粉10‑50%、腐植酸粉为10‑50%。所述的可修复重金属污染土壤的生物肥料可以添加氮、磷、钾肥或其它中微量元素肥等肥料,可粉碎添加本技术领域常用的粘合剂进行常规的造粒成为多功能的颗粒肥料;本发明原料来源广泛、生产工艺简单、设备投资小、成本低,且具有修复重金属污染土壤,效果显著的功能性生物有机肥料,在正常施用有机肥料提供养分的同时,具有钝化土壤中重金属,修复污染土壤的功能,适合各种类型的土壤,效果显著,可长期施用。
Description
技术领域
本发明属于农业肥料技术领域,尤其涉及一种可修复重金属污染土壤的生物肥料及其制备方法。
背景技术
土壤重金属污染(heavy metal pollution of the soil)是指由于人类活动,土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,统称为土壤重金属污染;其中,重金属是指比重等于或大于5.0的金属,如Fe、Mn、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等;As是一种准金属,由于其化学性质和环境行为与重金属多有相似之处,故将其包括在重金属范围内;重金属危害主要包括影响植物根和叶的发育;破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等。土壤重金属污染的主要来源有不同工矿企业工业生产对土壤重金属的额外输入、农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响。
现阶段,随着我国社会经济的迅速发展,我国部分地区的土壤重金属污染已严重威胁到粮食及人体健康。广东省韶关市上坝村是一个闻名的重金属污染村,由于自然条件优越,上坝村早年间曾物产富饶,但受附近大宝山矿场重金属污染,农田土质变差,作物重金属含量超标,粮食减产乃至农田无法耕种;患皮肤病、肝病、癌症的村民也越来越多;这里渐渐从鱼米之乡变成有名的癌症村、贫困村。江西省乐平市洛口镇戴村是污染的另一样本,在邻近村庄的乐安河上游,江西铜业集团兴建多家矿山,包括中国最大的露天矿山——德兴铜矿;据乐平市政府的调查,自20世纪70年代开始,由于上游有色矿山企业的生产,乐安河流域每年接纳的“三废”污水排放总量达6000多万吨,废水中包括镉、铅等重金属在内的污染物种类有20余种;长期污染已造成数千亩土地歉收或绝收。类似的重金属污染案例还在湖南省湘江流域、广西自治区龙江流域不断出现。虽然这些案例多见于乡村,但不代表城镇居民就远离了威胁。重金属污染土壤与水源后,通过多种食物链逼近所有人。另外,据南京农业大学专家调查研究表明,我们经常施用的禽畜粪便制作的有机肥中重金属超标比较普遍。猪粪、牛粪、鸡粪、混合粪便有机肥春季样品中重金属合格率分别为34.88%、85.00%、78.57%、53.85%。不同原料中以猪粪有机肥重金属超标最为严重,重金属元素中又以As元素超标最为严重。试验结果表明,随着有机肥施用量的增加,耕作层土壤中Cu、Zn和Hg含量有明显增加,造成土壤重金属污染。
此外,随着我国交通运输业的迅速发展,交通污染是公路两侧土壤重金属污染的主要来源;Pb是汽车尾气微粒中的主要重金属,经汽车尾气排放到环境中,对人类健康造成影响;汽车运行中轮胎与地面的摩擦扬尘中的Cd、Cr、Ni也是土壤污染的主要来源,这些污染物经自然沉降或雨淋沉降后严重污染土壤。
研究发现,与其他有机化合物的污染不同,重金属污染很难自然降解。不少有机化合物可以通过自然界本身的物理、化学或生物净化,降低或解除有害性。但重金属具有富集性,长期蓄积并破坏土壤的自净能力,使土壤成为污染物的“储存库”。在这类土地上种植农作物,重金属能被植物根系吸收,造成农作物减产或产出重金属“毒粮食”、“毒蔬菜”。
随着土壤重金属污染的越来越严重,污染土壤的修复工作已经十分迫切。据调查,现在市场上研发生产了一些具有钝化土壤中重金属活性功效的土壤调理剂,现有的钝化重金属活性、修复土壤重金属污染的技术产品分两种,并且两种方法与技术均具有一定的缺陷,具体叙述如下:(1)选定据有吸附富集重金属功能的作物进行种植:有些土壤耕地或当地气候可能不适合吸附富集重金属的作物品种;此外富集了大量重金属的作物也无法正常使用;(2)具有吸附钝化重金属功效的土壤调理剂,虽然有一定的效果,但一般情况下每一类土壤调理剂只适用于某些特定的土壤,且不能长期依赖施用,否则会导致过度矫正而不利于作物生长;此外,一般的土壤调理剂基本不具有肥料功效,使用的物料虽具有钝化重金属的功效,但部分物料大量使用会对土壤造成另一种危害。例如:(1)专利201510014441.1一种土壤重金属稳定剂,该发明组分制成:活化生物炭和二硫代氨基甲酸钠衍生物溶液,但是活性炭活化工艺繁琐,成本高;二硫代氨基甲酸钠衍生物为化学物质,成本高,长时间施用会造成土壤的另外一种污染,不具备肥料功效;(2)专利201310366731.3一种重金属污染土壤修复材料的制备方法,该发明制备方法是将秸秆改性,具体工艺包括秸秆洗净、粉碎、有机酸处理及有机胺处理等,该专利技术工艺复杂,设备投入大,在生产过程中易产生其它的污染,成本高,有机酸、有机胺处理后的废液处理不当会造成环境污染。不具备肥料功效;(3)专利200910300416.4一种设施菜田土壤重金属钝化剂及其制备方法,该发明具有制备工艺比较简单,设备投资小,原料来源广泛的优点;但该钝化剂为单纯的改良剂,大部份原料为无机物质,且只是机械混合,钝化效果有限,且没有提供养分和有机质的功效;(4)专利201610363037.X重金属污染土壤修复的污泥生物炭及其制备方法,该技术设备工艺复杂,高温热解需要特定的设备和燃料,消耗大量能源,且主要是处理市政污泥,原料来源有限制;(5)专利201410097947.9一种异位钝化土壤中镉、铅、铬等多种重金属的技术,本发明采用的腐殖活性污泥来源受限制,处理不当易有难闻的气味并且易造成污染;研究发现,目前市场上尚无适合大多数土壤,具有显著降低重金属活性功效,减少重金属对土壤与作物的污染,可修复被重金属污染土壤的功能,且提供养分的肥料产品。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种可修复重金属污染土壤的生物肥料及其制备方法,本发明原料来源广泛、生产工艺简单、设备投资小、成本低,且具有修复重金属污染土壤,效果显著的功能性生物有机肥料,在正常施用有机肥料提供养分的同时,具有钝化土壤中重金属,修复污染土壤的功能,适合各种类型的土壤,效果显著,可长期施用。
为了实现上述目的,本发明可修复重金属污染土壤的生物肥料,其原料按重量百分比配比如下:海藻有机肥10-50%、伊利石粉10-50%、腐植酸粉为10-50%。
优选的,所述的海藻有机肥采购于青岛明月蓝海生物科技有限公司,所述的伊利石粉采购于河北省灵寿县顺源矿业粉体厂,所述的腐植酸粉采购于黑龙江聚丰腐植酸开发有限公司。
为了实现上述目的,本发明可修复重金属污染土壤的生物肥料的制备方法,具体包括以下步骤。
步骤1、将海藻有机肥、伊利石粉、腐植酸粉按需要的重量比例进行计量并充分混匀,备用;所述的各原料的粒径为海藻有机肥:5-20目、伊利石粉:200-400目、腐植酸粉:100-200目。
步骤2、BM菌剂处理:BM菌剂与玉米粉、小麦麸皮进行充分混合,备用;所述的上述三种原料的混合重量比例为BM发酵菌剂:玉米粉:小麦麸皮为1:25:25。
步骤3、玉米秸秆处理:玉米秸秆揉搓粉碎或切断至长度1-3厘米为宜;玉米秸秆粉碎或切断后,加入其重量(以干重计)5%的磷酸二铵并混合均匀,用水将混合物料浇湿、渗透,并使水分均匀,浇水后玉米秸秆混合物料含水量为65-70%,备用。
步骤4、物料混合发酵;将步骤3制备的秸秆粉处理物料、步骤1制备的混合物料、豆饼粉、步骤2处理后的BM菌剂按重量比例为(800-1200):(100-300):(20-100):(1-10)并混合均匀。
将混拌好的物料起堆,堆成长方体物料堆;用塑料薄膜封盖,进行发酵腐化过程;所述的封盖具体为塑料薄膜只覆盖在物料堆上面,下面可以留15-30公分的空隙。
混合物料发酵腐化过程具体包括:(1)升温阶段:时间为1-2天,温度由常温升到50℃;(2)高温阶段:时间为1-2天,温度升高至50℃后开始进行翻堆,每天翻堆1-2次,料堆温度上升,由50℃升到70℃;(3)降温阶段:时间为2-3天,从70℃缓慢降温,降到45℃以下;此升温降温过程反复处理2-3次,此时发酵好的物料蓬松状,褐色或黑褐色,带泥土香味,用手握之柔软有弹性,干燥时很脆易破碎。
步骤5、物料混合干燥计量包装:将发酵好的生物有机肥的水分降到水分≤25%(如果造粒,则控制颗粒状生物有机肥水分≤15%),检测各种指标合格后(本发明肥料执行生物有机肥标准:主要指标:有机质≥40%,有益活菌0.2亿/克。其它指标执行NY884-2012(生物有机肥)标准),经计量包装成为粉末状功能性生物有机肥。
优选的,所述的BM发酵菌剂采购于河南宝融生物科技有限公司生产的BM有机肥发酵菌剂。
所述的可修复重金属污染土壤的生物肥料可以添加氮、磷、钾肥或其它中微量元素肥等肥料,可粉碎添加本技术领域常用的粘合剂进行常规的造粒成为多功能的颗粒肥料;所述的粘合剂为膨润土、凹凸棒土、粘土或高岭土等。
所述的可修复重金属污染土壤的生物有机肥,可以单独施用,也可以与氮、磷、钾大量元素或中微量元素肥混配,形成新的具有修复重金属污染土壤功效的复合生物肥料;为方便农作施用,复合生物肥料也可以添加本领域常用的粘合剂(如:膨润土、凹凸棒、粘土、高岭土等),混合后进行常规造粒,形成具有修复重金属污染土壤功效的颗粒肥料。
本发明的显著效果。
本发明所选的海藻肥、腐植酸、伊利石三种原料均具有吸附、螯合、钝化重金属的功效。研究发现,将三种原料混合,再与秸秆物料混合发酵,则会产生更显著得螯合钝化重金属的效果。腐植酸与伊利石混合秸秆粉后,再经微生物几次高温低温的发酵过程,使腐植酸能更好的吸附在伊利石的表面上,形成对重金属离子更强的交换中心;另外,腐植酸易离解,离解后与重金属离子络合,其络合物与伊利石也有一定的结合能力;此外,海藻肥不但具有较好的重金属吸附钝化能力,且其中主要活性物质是海藻多糖,具有较强的亲水性,可以吸附更多的肥料周边的水分,使溶于水的重金属离子更好的被吸收钝化。
本发明采用的海藻有机肥是多种活性营养成分的混合物,除了具有钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、硼(B)等营养元素,还保留了有利于作物生长发育的天然海藻活性成分,例如海藻多糖、甘露醇、海藻多酚、氨基酸、甜菜碱和赤霉素、细胞分裂素、天然生长素等天然生长调节剂;海藻肥不但具有显著的增加作物产量、提高作物品质、增强作物的抗旱、耐寒、抗病性等功效;还可以增加土壤的透气能力,使土壤不易被侵蚀流失的功效;另外,其极强的吸附作用还能吸附土壤中的重金属离子等有害物质;所以海藻肥是集植物营养物质、生物活性物质、植物抗逆因子于一体,且具有吸附钝化土壤中重金属等有害物质的一种理想的全功能的功能性肥;具有营养全、用量小、效果好等优点。
本发明采用的伊利石是常见的一种黏土矿物,常由白云母、钾长石风化而成,产于泥质岩中,或由其他矿物蚀变形成。伊利石是我国的一种新矿种,在国内多处发现伊利石矿,资源非常丰富,仅吉林省安图县就已探明储量在1.4亿吨以上,远景储量超2亿吨;伊利石具有富钾、高铝、低铁及光滑、明亮、细腻、耐热等优越的化学、物理性能;伊利石还可自由释放负离子和远红外线;伊利石含有较高的钾,一般K2O在6%-9%,经处理是一种很好的肥料,而且伊利石还是一种天然优质的土壤改良剂,在农业生产中可降低传统肥料用量,使作物产量增加;同时可以补偿土壤中的中微量元素;提高土壤有机质;改善土壤物理性状,加速有害物质降解;伊利石由于其比表面积大、孔隙率高、极性强等特性,对Pb(铅)、Zn(锌)、Cd(镉)、Cr(铬)、Hg(汞)等重金属有害污染物质具有较强的吸附能力,是去除废重金属有害元素较为理想的低成本吸附剂,应用前景广阔。
本发明采用的腐植酸原粉中有机质≥70%、腐植酸≥50%、水分≤25%、细度80目;腐植酸是一种带有负电荷、呈弱酸性的胶体,但腐植酸边棱是带正电荷的,土壤中粘土晶体表面带有负电荷,所以土壤能够吸附腐植酸胶体;腐殖酸中的羧基、羟基、羰基和氨基等均能与重金属发生络合、螯合反应,使土壤中水溶态和交换态的重金属含量降低;腐植酸还能与一些重金属形成难溶性的盐类,抑制重金属的迁移,使重金属在土壤中的稳定性增强;由于大部分金属离子带有正电荷,腐植酸与土壤胶体结合,能够增强对土壤中重金属的吸附;腐植酸具有很大的比表面积,约为2000m2/g,比粘土和金属氧化物的比表面积都大;腐植酸是土壤有机质的主要成分,呈弱酸性,且含有多种功能基团,能够与土壤溶液中的重金属离子发生离子交换反应,降低土壤溶液中重金属离子的含量。
本发明物料混合发酵用塑料薄膜封盖,以防止水分蒸发、堆温扩散和养分损失,本发明肥料发酵为有氧发酵,所以不必完全密封;翻堆操作是为了保障发酵温度和发酵菌的供氧;相对于现有相同功能的产品,在成本提高幅度不大的情况下,本发明不仅能够提供养分,同时具有有效降低土壤中重金属的污染,并且属于可以长期施用的功能性肥料产品,各种组分具有肥料功效,各种土壤均可长期施用,又可以显著钝化土壤中的重金属修复土壤的功能性生物有机肥料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
实施例1。
可修复重金属污染土壤的生物肥料的制备方法,具体包括以下步骤。
步骤1、将海藻肥、伊利石粉、腐植酸粉分别占混合物料总重的30%、30%、40%进行计量并充分混匀,备用。
步骤2、BM菌剂处理:采用河南宝融生物科技有限公司提供的BM有机肥发酵菌剂,每100gBM发酵菌剂与2.5kg玉米粉和2.5kg小麦麸皮进行充分混合,备用。
步骤3、玉米秸秆处理:玉米秸秆用粉碎揉搓机粉碎,长度1-3厘米;把粉碎后的玉米秸秆与秸秆干重的5%的磷酸二铵粉末混合均匀后,用水浇湿、渗透,并将水分混拌均匀,使玉米秸秆粉含水量为70%,备用。
步骤4、物料混合发酵:每1000kg步骤3制备的秸秆粉处理物料添加步骤1制备的混合物料100kg、豆饼粉30kg、步骤2制备的BM菌剂混合物5公斤,混合均匀。
将混拌好的物料起堆,堆成宽2米、高1.5米、长度不限的长条料堆;用塑料薄膜封盖,以防止水分蒸发、堆温扩散和养分损失,本发明肥料发酵为有氧发酵,所以不必完全密封。
混合物料发酵腐化过程条件。
(1)升温阶段:1天的时间温度从常温升到50℃。
(2)高温阶段:开始进行翻堆,保障发酵温度和发酵菌的供氧,每天翻堆2次,料堆温度上升,由50℃升到70℃,时间为2天。
(3)降温阶段:从高温度70℃缓慢降温,2天后降到45℃以下。
此升温降温过程反复2次,此种混合物料制肥过程基本完成;此时发酵好的物料蓬松状,褐色或黑褐色,带泥土香味,用手握之柔软有弹性,干时很脆易破碎。
步骤5、物料混合干燥计量包装。
将发酵好的生物有机肥的水分降到需要的水分≤25%,检测各种指标合格后,经计量包装成为粉末状功能性生物有机肥。
1、试验材料。
1.1试验用生物有机肥料(粉末)。
配方1、本发明实施例1制备的肥料混合发酵有机肥。
配方2、秸秆发酵有机肥与海藻肥、伊利石、腐植酸的常规混合物(添加量与混合发酵添加量相同,即每1000公斤秸秆发酵有机肥添加100公斤海藻肥、伊利石粉、腐植酸粉按重量比1:1:1比例混合的物料)。
配方3、秸秆发酵有机肥与海藻肥、伊利石的常规混合物(添加量与混合发酵添加量相同,即每1000公斤秸秆发酵有机肥添加100公斤海藻肥、伊利石粉按重量比1:1的比例混合的物料)。
配方4、秸秆发酵有机肥与伊利石、腐植酸混合物(添加量与混合发酵添加量相同,即每1000公斤秸秆发酵有机肥添加100公斤伊利石粉、腐植酸粉按重量比1:1的比例混合的物料)。
配方5、秸秆发酵有机肥与海藻肥、腐植酸混合物(添加量与混合发酵添加量相同,即每1000公斤秸秆发酵有机肥添加100公斤海藻肥、腐植酸粉按重量比1:1的比例混合的物料)。
配方6、秸秆发酵有机肥。
秸秆发酵有机肥制备过程中除不添加实施例1中的步骤1制备的混合物料外,其余的物料制备及添加量比例均按实施例1中的各步骤进行,并按步骤4发酵方法发酵。
1.2试验用土制备。
在普通菜园土中添加各种重金属的水溶性化合物的水溶液,按土壤中的重金属元素Hg、As、Pb、Cd含量为《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T18407.1-2001)相应的标准限量值的5倍左右。用重金属化合物的水溶液与菜园土充分混匀后,放置一周后进行检测重金属的含量,PH6.85,重金属检测结果如表1。
表1重金属检测结果(mg/kg)。
项目 | Hg | As | Cr | Pb | Cd |
检测结果 | 2.311 | 108.025 | 623.563 | 263.224 | 1.960 |
1.3试验用菜盆与种子。
菜盆:市售,30厘米×60厘米;种子:小白菜,市售。
1.4试验时间:2017年4月15日-2017年5月25日。
2、试验方法。
采用盆栽方法,菜盆装土深度15公分;5个处理方法,每个处理5次重复。
处理1:施用按配方1配制的本发明生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
处理2:施用按配方2配制的生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
处理3:施用按配方3配制的生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
处理4:施用按配方4配制的生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
处理5:施用按配方5配制的生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
处理6:施用按配方6配制的生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
对照1:CK对照。
上述七种处理均按同种方法种植,即播种后浇透水,覆膜保持水分湿润,待出苗后根据土壤情况适当浇水,可用小喷壶喷雾以湿润植株及土壤为主,以见干见湿为宜,不要浇水过量。
3、调查检测项目。
播种后35天统一采摘,对土壤及小白菜按《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T18407.1-2001)及《农产品质量安全无公害蔬菜安全要求》(GB18406.1-2001)的标准中的重金属检测方法检测土壤和小白菜中重金属的含量。
4、调查检测结果,见表2-3。
表2不同处理的土壤中游离的重金属含量检测(mg/kg)。
表3不同处理的小白菜中重金属含量检测(mg/kg)。
处理 | Hg | As | Cr | Pb | Cd |
处理1 | 0.0013 | 0.015 | 0.132 | 0.024 | 0.030 |
处理2 | 0.0022 | 0.021 | 0.388 | 0.031 | 0.032 |
处理3 | 0.0072 | 0.033 | 0.987 | 0.058 | 0.075 |
处理4 | 0.0068 | 0.058 | 1.259 | 0.071 | 0.066 |
处理5 | 0.0077 | 0.062 | 1.766 | 0.065 | 0.069 |
处理6 | 0.014 | 0.095 | 3.217 | 0.096 | 0.112 |
CK对照 | 0.026 | 0.226 | 5.268 | 0.132 | 0.156 |
处理1与CK对比 | -95.00% | -93.36% | -97.49% | -81.82% | -80.77% |
处理2与CK对比 | -91.54% | -90.71% | -92.63% | -76.52% | -81.04% |
处理3与CK对比 | -72.31% | -85.40% | -81.26% | -56.06% | -51.92% |
处理4与CK对比 | -73.85% | -74.34% | -76.10% | -46.21% | -57.69% |
处理5与CK对比 | -70.38% | -72.57% | -66.48% | -50.76% | -55.77% |
处理6与CK对比 | -46.15% | -57.96% | -38.93% | -27.27% | -28.20% |
处理1与2对比 | -40.91% | -28.57% | -65.98% | -22.58% | 6.67% |
5、试验结论。
从表2和表3中我们可以看出:在所有的处理中,施用配方1肥料的处理不论是土壤中的有效重金属含量还是小白菜中的重金属含量都是最低的,吸附钝化效果极其显著;配方2中的原料品种及用量虽然与配方1相同,但配方2中的伊利石、海藻肥和腐植酸与秸秆发酵有机肥只是简单的混合,没经过混合发酵,效果不如配方1的效果,说明微生物发酵具有改善几种物料吸附钝化重金属的功效;由处理3、4、5所测得的结果看,配方3、4、5中,缺少伊利石、海藻肥和腐植酸中的一种,效果明显不如三种原料混合显著;由处理6的检测结果和其它结果对比来看,秸秆发酵肥料具有一定的吸附钝化土壤中重金属的效果,但添加伊利石、海藻肥和腐植酸后效果更加显著。
实施例2。
1、试验材料。
1.1试验用生物有机肥料(粉末):本发明生物有机肥和市售普通的土壤调理剂(具有吸附重金属功效)。
1.2试验用土制备。
在普通菜园土中添加各种重金属的水溶性化合物的水溶液,使土壤中的重金属元素Hg、As、Pb、Cd含量为《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T18407.1-2001)相应的标准限量值的5倍左右。用重金属水溶性化合物的水溶液与菜园土充分混匀后放置一周后进行检测重金属的含量,PH6.85,重金属检测结果见表4。
表4重金属检测结果(mg/kg)。
项目 | Hg | As | Cr | Pb | Cd |
检测结果 | 2.311 | 108.025 | 623.563 | 263.224 | 1.960 |
1.3试验用菜盆与种子:菜盆:市售,30厘米×60厘米;种子:小白菜,市售。
1.4试验时间:2017年4月15日-2017年5月25日。
2、试验方法:采用盆栽方法,菜盆装土深度15公分;2个处理方法,每个处理5次重复。
处理1:施用本发明生物有机肥,按每平方米200克施入,均匀与土壤混合。
处理2:施用市售土壤调理剂,按该产品说明每平方米60克添加140克普通秸秆有机肥施入,均匀与土壤混合。
对照1:CK对照。
上述三种处理均按同种方法种植,即播种后浇透水,覆膜保持水分湿润,待出苗后根据土壤情况适当浇水,可用小喷壶喷雾以湿润植株及土壤为主,以见干见湿为宜,不要浇大水。
3、调查检测项目
播种后35天统一采摘,对土壤及小白菜按《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T18407.1-2001)及《农产品质量安全无公害蔬菜安全要求》(GB18406.1-2001)的标准中的重金属检测方法检测土壤和小白菜中重金属的含量。
4、调查检测结果,见表5和表6。
表5不同处理的土壤中游离的重金属含量检测(mg/kg)。
处理 | Hg | As | Cr | Pb | Cd |
处理1 | 0.0042 | 1.257 | 2.286 | 11.059 | 0.033 |
处理2 | 0.0056 | 1.486 | 2.667 | 18.217 | 0.034 |
CK对照 | 0.045 | 9.254 | 42.793 | 62.372 | 0.825 |
处理1和CK对比 | -90.67% | -86.42% | -94.66% | -82.23% | -96.00% |
处理2和CK对比 | -87.56% | -83.94% | -93.77% | -70.79% | -95.88% |
处理1和2对比 | -25.00% | -15.41% | -14.29% | -39.29% | -2.94% |
表6不同处理的小白菜中重金属含量检测(mg/kg)。
处理 | Hg | As | Cr | Pb | Cd |
处理1 | 0.0022 | 0.024 | 0.157 | 0.035 | 0.041 |
处理2 | 0.0032 | 0.036 | 0.388 | 0.069 | 0.077 |
CK对照 | 0.026 | 0.226 | 5.268 | 0.132 | 0.156 |
处理1和CK对比 | -91.54% | -89.38% | -97.02% | -73.48% | -73.72% |
处理2和CK对比 | -87.69% | -84.07% | -92.63% | -47.73% | -50.64% |
处理1和2对比 | -31.25% | -33.33% | -59.54% | -49.28% | -46.75% |
5、试验结论。
从表5和表6中的数据可以看出,本发明肥料吸附钝化重金属得能力比市售的具有吸附重金属功效的土壤调理剂效果要显著。
Claims (4)
1.一种可修复重金属污染土壤的生物肥料,其特征在于,其原料按重量百分比配比如下:海藻有机肥10-50%、伊利石粉10-50%、腐值酸粉为10-50%。
2.如权利要求1所述的可修复重金属污染土壤的生物肥料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1、将海藻有机肥、伊利石粉、腐植酸粉按需要的重量比例进行计量并充分混匀,备用;所述的各原料的粒径为海藻有机肥:5-20mm、伊利石粉:200-400mm、腐植酸粉:100-200mm;
步骤2、BM菌剂处理:BM菌剂与玉米粉、小麦麸皮进行充分混合,备用;所述的上述三种原料的混合重量比例为BM发酵菌剂:玉米粉:小麦麸皮为1:25:25;
步骤3、玉米秸秆处理:玉米秸秆揉搓粉碎或切断至长度1-3厘米为宜;玉米秸秆粉碎或切断后,加入其重量(以干重计)5%的磷酸二铵并混合均匀,用水将混合物料浇湿、渗透,并使水分均匀,浇水后玉米秸秆混合物料含水量为65-70%,备用;
步骤4、物料混合发酵;将步骤3制备的秸秆粉处理物料、步骤1制备的混合物料、豆饼粉、步骤2处理后的BM菌剂按比例为(800-1200):(100-300):(20-100):(1-10)并混合均匀;
将混拌好的物料起堆,堆成长方体物料堆;用塑料薄膜封盖,进行发酵腐化过程;所述的封盖具体为塑料薄膜只覆盖在物料堆上面,下面可以留15-30公分的空隙;
步骤5、物料混合干燥计量包装:将发酵好的生物有机肥的水分降到水分≤25%(如果造粒,则控制颗粒状生物有机肥水分≤15%),检测各种指标合格后(本发明肥料执行生物有机肥标准:主要指标:有机质≥40%,有益活菌0.2亿/克。其它指标执行NY884-2012(生物有机肥)标准),经计量包装成为粉末状功能性生物有机肥。
3.如权利要求1所述的可修复重金属污染土壤的生物肥料的制备方法,其特征在于,混合物料发酵腐化过程具体包括:(1)升温阶段:时间为1-2天,温度由常温升到50℃;(2)高温阶段:时间为1-2天,温度升高至50℃后开始进行翻堆,每天翻堆1-2次,料堆温度上升,由50℃升到70℃;(3)降温阶段:时间为2-3天,从70℃缓慢降温,降到45℃以下;此升温降温过程反复处理2-3次,此时发酵好的物料蓬松状,褐色或黑褐色,带泥土香味,用手握之柔软有弹性,干燥时很脆易破碎。
4.如权利要求1所述的可修复重金属污染土壤的生物有机肥的应用,其特征在于,所述的生物有机肥可以单独施用,也可以与氮、磷、钾大量元素和中微量元素肥混配,形成新的具有修复重金属污染土壤功效的复合生物肥料。
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