CN110116133A

CN110116133A - 一种土壤微环境诱导方法

Info

Publication number: CN110116133A
Application number: CN201910392936.6A
Authority: CN
Inventors: 乔冬梅; 陆红飞; 齐学斌; 胡超; 李中阳; 赵志娟
Original assignee: Farmland Irrigation Research Institute of CAAS
Current assignee: Farmland Irrigation Research Institute of CAAS
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2019-08-13
Anticipated expiration: 2039-05-13
Also published as: CN110116133B

Abstract

本发明公开了一种土壤微环境诱导方法，该方法即能达到修复重金属污染土壤的目的，同时可以保证食用性农作物到高产以及无害的目的。低分子有机酸可改变根际土壤理化性状，促进植物对养分的吸收等，在土壤环境中具有重要的生态功能。土壤采用有机酸均能促进植株地上部对重金属的吸收，起到强化修复的效果。植物与外源有机酸联合能充分利用植物体内或根际的有益微生物，增强植物对环境污染物和其他逆境的耐受性，从而有效地增强共生体系对环境的修复能力，也能通过调节根际pH值、螯合作用等途径影响土壤中重金属的溶解。

Description

一种土壤微环境诱导方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，特别是涉及一种土壤微环境诱导方法。

背景技术

土壤是植物生长、繁育的主要基质。想要搞好种植，植物生长的好坏、产量高低、农产品质量对经济效益都有重要的影响。作物的产量、质量与土壤微环境有着密切关系。由于不同成土因素的影响，不同的土壤具有不同的理化性状和特征。各类型的土壤相应地具有其微生物区系的特征。但是值得指出的是，在同一土壤中存在许多不同的微环境。这些微环境对生物的生存和发展具有明显影响。极少量的土壤或一段根面都有很多微环境。这些微环境并不完全相同或很不相同。一个微环境适合某些微生物生活，不一定适合另一类微生物生活。正因为土壤中有众多的微环境，构成了许多不同的生态窝，对环境条件不同要求的各种微生物类群也就可以在同一土壤实体的不同微环境中生活。

土壤酶参与土壤中各种生物化学反应，在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演着重要角色。例如，过氧化氢酶能分解H₂O₂，保护植物根系，减少H₂O₂对植物根系的损伤，蔗糖酶的存在能增加土壤中可溶性养分的量。土壤中的重金属离子易对土壤中酶的活性产生影响，诸多研究表明重金属污染程度和土壤酶活性存在一定的相关性。

当前中国的土壤重金属污染形势非常严峻，已经成为我国“餐桌污染”的主要元凶之一，引起了政府和社会的共同关注和充分重视。目前修复重金属污染的方法包括物理法、化学法、生物法、客土法以及综合方法等。单纯的物理或化学方法不足以解决大面积的重金属污染问题，客土法同样也存在成本、人力等限制。申请号：201310462462.0专利文献中记载的“镉污染土壤的植物修复方法”中采用有机酸对金属镉进行治理取得了良好的效果，但是该专利文献中提供的方法中植物采用的是黑麦草，黑麦草为可以吸收提取重金属的非食用性农作物。如何提供一种种植食用性农作物实现对土壤重金属治理的同时，又能保证食用性农作物达到高产以及无害的方法，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种土壤微环境诱导方法。

本发明提供了如下方案：

一种土壤微环境诱导方法，包括：

施肥：向待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的底肥以及生物腐植酸缓控掺混肥，所述底肥用于提供食用性农作物所需的多种营养元素；所述生物腐植酸缓控掺混肥用于实现缓控肥料的测土配方施肥；

播种，向所述待种植食用性农作物的土壤中播种所述食用性农作物的种子；

有机酸第一次添加，待所述食用性农作物种子出苗后的28～32天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸；

有机酸第二次添加，有机酸第一次添加完成后的42～48天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。

优选的:所述多种营养元素至少包括氮、磷、钾。

优选的:所述底肥中包含的营养元素标准为N：≥150mg/kg，P₂O₅≥100 mg/kg，K₂O≥300mg/kg。

优选的:所述底肥包括尿素、KH₂PO₄、KNO₃。

优选的:所述有机酸为草酸、乙酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸中的任意一种。

优选的:所述有机酸第一次添加的用量以及所述有机酸第二次添加的用量为根据所述待种植食用性农作物的土壤中重金属含量所确定。

优选的:所述重金属含量的质量分数与有机酸摩尔分数比为4mg/kg:1～ 6mmol/kg。

优选的:所述食用性农作物为油菜。

优选的:待所述油菜种子出苗后的30天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。

优选的:有机酸第一次添加完成后的45天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种土壤微环境诱导方法，在一种实现方式下，该方法可以包括施肥：向待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的底肥以及生物腐植酸缓控掺混肥，所述底肥用于提供食用性农作物所需的多种营养元素；所述生物腐植酸缓控掺混肥用于实现缓控肥料的测土配方施肥；播种，向所述待种植食用性农作物的土壤中播种所述食用性农作物的种子；有机酸第一次添加，待所述食用性农作物种子出苗后的28～32天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸；有机酸第二次添加，有机酸第一次添加完成后的42～48天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。本申请提供的方法，即能达到修复重金属污染土壤的目的，同时可以保证食用性农作物到高产以及无害的目的。低分子有机酸可改变根际土壤理化性状，促进植物对养分的吸收等，在土壤环境中具有重要的生态功能。土壤采用有机酸均能促进植株地上部对重金属的吸收，起到强化修复的效果。植物与外源有机酸联合能充分利用植物体内或根际的有益微生物，增强植物对环境污染物和其他逆境的耐受性，从而有效地增强共生体系对环境的修复能力，也能通过调节根际 pH值、螯合作用等途径影响土壤中重金属的溶解。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种土壤微环境诱导方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的不同有机酸处理下油菜地上部干物质量示意图；

图3是本发明实施例提供的不同有机酸处理下油菜根部干物质量示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1，为本发明实施例提供的一种土壤微环境诱导方法，如图1所示，该方法包括施肥：向待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的底肥以及生物腐植酸缓控掺混肥，所述底肥用于提供食用性农作物所需的多种营养元素；所述生物腐植酸缓控掺混肥用于实现缓控肥料的测土配方施肥；具体的，所述多种营养元素至少包括氮、磷、钾。所述底肥中包含的营养元素标准为N：≥150 mg/kg，P₂O₅≥100mg/kg，K₂O≥300mg/kg。所述底肥包括尿素、KH₂PO₄、KNO₃。可以想到的是，该底肥也可以采用市售的复合肥。添加生物腐植酸缓控掺混肥。生物腐植酸缓控掺混肥不会给土壤带来二次污染，实现了缓控肥料的测土配方施肥。该生物腐植酸缓控掺混肥即能在植物生长初期为其提供所需“速效”养分，又能对肥料中的N、P₂O₅、K₂O在植物生长过程中起到缓释、控释作用。

有机酸第一次添加，待所述食用性农作物种子出苗后的28～32天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸；有机酸第一次添加可以促进植物对重金属的吸收。达到促进油菜在根和茎叶累积Cd和Pb。

有机酸第二次添加，有机酸第一次添加完成后的42～48天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。有机酸第二次添加用于诱导土壤酶活性和调节土壤的pH值，达到为食用性农作物提供良好的生长微环境的目的。

进一步的，所述有机酸为草酸、乙酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸中的任意一种。所述有机酸第一次添加的用量以及所述有机酸第二次添加的用量为根据所述待种植食用性农作物的土壤中重金属含量所确定。所述重金属含量的质量分数与有机酸摩尔分数比为4mg/kg:1～6mmol/kg。

进一步的，所述食用性农作物为油菜。待所述油菜种子出苗后的30天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。有机酸第一次添加完成后的45天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。

当前中国的土壤重金属污染形势非常严峻，已经成为我国“餐桌污染”的主要元凶之一，引起了政府和社会的共同关注和充分重视。目前修复重金属污染的方法包括物理法、化学法、生物法、客土法以及综合方法等。单纯的物理或化学方法不足以解决大面积的重金属污染问题，客土法同样也存在成本、人力等限制，2种或2种以上的方法结合起来治理重金属污染，能够充分发挥不同方法的优点，相互之间能够起到促进作用。例如，不同螯合剂的使用可不同程度地增加土壤中的具有生物可利用性的水溶态的重金属，并增强不同植物对不同重金属的富集；施用生物炭后郴州和龙岩土壤上油菜可食部分中Cd质量分数均出现下降趋势。

土壤低分子量有机酸是具有一至数个羧基的小分子碳水化合物，主要来源于有机质分解、微生物代谢、根系分泌等，其中以柠檬酸、苹果酸、草酸、乙酸最为常见，在根分泌物的有机物中占据较高比例。低分子有机酸可改变根际土壤理化性状，促进植物对养分的吸收等，在土壤环境中具有重要的生态功能。近年来，有机酸修复土壤重金属污染得到越来越多地重视。土壤采用醋酸、 EDTA、柠檬酸、乳酸、草酸、苹果酸等有机酸均能促进植株地上部对重金属的吸收，起到强化修复的效果。植物与外源有机酸联合能充分利用植物体内或根际的有益微生物，增强植物对环境污染物和其他逆境的耐受性，从而有效地增强共生体系对环境的修复能力，也能通过调节根际pH值、螯合作用等途径影响土壤中重金属的溶解。

土壤酶参与土壤中各种生物化学反应，在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演着重要角色。过氧化氢酶能分解H₂O₂，保护植物根系，减少H₂O₂对植物根系的损伤，蔗糖酶的存在能增加土壤中可溶性养分的量。在土壤中添加有机酸也会对土壤酶活性和pH值产生影响。根际土壤有机酸量与土壤酶活性之间有明显相关关系。土壤中的重金属离子易对土壤中酶的活性产生影响，诸多研究表明重金属污染程度和土壤酶活性存在一定的相关性，土壤酶活性可以用来指示土壤重金属污染状况。土壤脲酶活性与土壤Cd浓度显著相关，受 Cd污染的土壤经过植物修复后脲酶活性得到恢复，因此可根据脲酶活性恢复状况判断植物的修复效果。过氧化氢酶活性和脲酶活性可以反映重金属铜、锌、铬、镍、铅5种重金属元素的污染程度，蔗糖酶活性能反映锌、铬、镍、铅4 种重金属元素的污染程度。低浓度的Cd对土壤脲酶活性有一定的促进作用，高浓度的Cd对土壤脲酶存在抑制作用，土壤蔗糖酶和过氧化氢酶的活性随着 Cd处理浓度的升高逐渐降低。不同比例施污土壤中蔗糖酶活性、脲酶活性和碱性磷酸酶活性均随着Cd胁迫水平的增加呈现先升高后降低的趋势。对酶活性起促进作用的主要为可交换态和碳酸盐结合态，起抑制作用的主要为铁锰氧化态。土壤pH值与土壤有效Cd、Cu量呈显著负相关，土壤脲酶活性与有效 Cd、Cu呈显著负相关，酸性磷酸酶活性与有效Cu量呈显著负相关。土壤中施用改良剂可改善土壤理化性状，有效降低土壤有效态重金属量，提高土壤酶活性。

在治理农田重金属污染时，采用一些生物量较大、符合当地种植条件的、有较强重金属耐受能力、又可以吸收提取重金属的非食用性农作物来进行修复，比野外的一些超富集植物在应用和修复潜力上有明显的优势，在修复重金属污染的同时又可能带来一定的经济效益。油菜是油料作物中唯一的越冬作物，一种用地养地的经济作物，有助于增加土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷量，又是非常好的观赏植物。李明锐等研究发现油菜主要在根和茎叶累积 Cd和Pb。近年华北部分地区也出现了较为严重的Cd污染事件，综合当地实际情况，提出以种植油菜、施加一定量的有机酸来修复污染Cd污染的方法，通过研究不同有机酸对土壤理化指标和油菜干物质量的影响，分析土壤理化指标与土壤Cd形态和干物质中的Cd量的关系，探索低成本、低耗水、低肥的土壤生化修复途径。

下面通过具体实验对本申请提供的方案进行详细介绍。

供试土壤为砂壤土，取自中国农业科学院农田灌溉研究所洪门试验站农田表层(0～20cm)。土壤粒径小于0.002mm的占11.53％，粒径在0.002～0.05 mm之间的占75.37％，粒径大于0.05mm的占13.10％。土壤体积质量为1.39 g/cm³，田间持水率(质量)为24％，土壤全Cd量为0.838mg/kg，TN量为1.14 g/kg，TP量为0.63g/kg，含K量为0.086g/kg。

试验方法

采用盆栽试验，在中国农业科学院农田灌溉研究所洪门试验站(N35°15’， E113°55’)温室中进行。每盆装土3kg，土样风干后过2mm筛，施加尿素、 KH₂PO₄、KNO₃均作为底肥，施肥标准为N：150mg/kg，P₂O₅：100mg/kg，K₂O： 300mg/kg。除底肥外，添加生物腐植酸缓控掺混肥。生物腐植酸缓控掺混肥不会给土壤带来二次污染，实现了缓控肥料的测土配方施肥。混合均匀后，放置平衡一周，通风处晾干。2013年5月10日播油菜种子，每盆播种10颗，留5颗；5月13日出苗，5月17日介苗，10月11日收割油菜，期间喷水。 6月14日加有机酸；7月30日加有机酸。试验设计重金属Cd质量分数为4 mg/kg，加入有机酸类型为草酸、乙酸、酒石酸、苹果酸和柠檬酸，有机酸摩尔分数为1、2、3、4、5和6mmol/kg。

测试内容和分析方法

收获后，将油菜根和地上部分别用自来水充分冲洗后，再用去离子水洗净， 105℃下杀青30min，然后在75℃下烘至恒质量，分别称质量；将烘干的样品磨碎过60目筛后，采用HNO₃-HClO₄(体积比为5∶1)法消化测定植株含Cd量。土壤在室内自然风干，然后研磨，过200目尼龙筛；采用AA-6300FG 型原子吸收光谱仪测定土壤含Cd量，其中可交换态、铁锰结合态、碳酸盐结合态、有机态、残渣态镉采用Tessier同步提取法测定。采用3,5-二硝基水杨酸比色法、高锰酸钾滴定法、比色法分别测定土壤蔗糖酶、淀粉酶和过氧化氢酶。

采用Excel 2010和SPSS19.0统计和分析数据，采用Duncan’s新复极差法进行方差分析，采用皮尔逊双侧检验进行相关性分析。

结果与分析

pH值和土壤酶活性

不同有机酸处理下土壤pH值和酶活性见表1。由表1可知，与CK相比，施加1、3、4、5、6mmol/kg乙酸可以显著提高土壤pH值，其中6mmol/kg 处理提高了2.57％；添加不同浓度草酸对土壤pH值无显著影响；施加4、5、6 mmol/kg柠檬酸的处理pH值显著高于CK和1、2、3mmol/kg柠檬酸的处理，其中5mmol/kg处理提升幅度最大；施加3mmol/kg苹果酸的处理显著提高了土壤pH值，其他浓度的苹果酸处理与CK无显著差异；施加6mmol/kg酒石酸的处理pH值较CK显著提高了2.34％，其他浓度酒石酸处理pH值提升效果不明显。6mmol/kg乙酸处理有利于提高土壤过氧化氢酶活性，较CK增加了 0.46％；其他处理均与CK无显著差异。2mmol/kg乙酸处理有利于提高土壤淀粉酶活性，较CK增加了38.46％；6mmol/kg苹果酸处理则显著降低了淀粉酶活性，降幅为15.38％；3mmol/kg草酸处理、6mmol/kg柠檬酸处理、2mmol/kg 苹果酸处理、4mmol/kg酒石酸处理土壤淀粉酶活性较CK增加幅度均超过 38％，但差异不显著。与CK相比，6mmol/kg柠檬酸处理蔗糖酶显著提高了 2.51，2mmol/kg酒石酸处理蔗糖酶活性显著降低了1.57，其余处理与CK无显著差异；1mmol/kg草酸处理蔗糖酶活性显著高于3mmol/kg草酸处理的。

表1不同有机酸处理下土壤pH值和酶活性

地上部和根干质量

不同有机酸处理下油菜地上部和根干质量如图1、图2所示。从图1、图 2可以看出，与CK相比，施加1、4、6mmol/kg乙酸处理油菜地上部干质量分别显著提高了27.47％、12.71％、15.36％；2、4、5、6mmol/kg草酸处理油菜地上部干质量高于CK，1、3mmol/kg草酸处理油菜地上部干质量则低于CK，但各处理差异均不显著；1、2、3、5、6mmol/kg柠檬酸处理地上部干质量较 CK分别增加了9.73％、3.92％、15.11％、13.43％、16.25％，但差异不显著；1、 5、6mmol/kg苹果酸处理地上部干质量高于CK，二2、3、4mmol/kg则低于CK；与柠檬酸处理相似，1、2、3、5、6mmol/kg酒石酸处理地上部干质量也高于 CK，而4mmol/kg处理低于CK，除6mmol/kg处理显著高于4mmol/kg处理外，其余处理间差异不显著。

与CK相比，1～6mmol/kg乙酸处理均提高了油菜根干质量，其中，1、 6mmol/kg较CK显著增加了1倍以上；2、4、5、6mmol/kg草酸处理油菜根干质量较CK提高了66.86％、12.74％、38.47％、8.25％，而1、3草酸处理则低于 CK，但处理间差异不显著；1～6mmol/kg柠檬酸处理油菜根干质量较CK提升了3.31％～30.60％，差异不显著；4、6mmol/kg苹果酸处理油菜根干质量较CK 显著增加了77.13％、88.30％，1、2、3、5mmol/kg处理虽高于CK，但差异不显著；1、2、4、5、6mmol/kg酒石酸处理油菜根干质量分别较CK增加了18.84％、77.39％、21.57％、7.15％、20.53％，而3mmol/kg则降低了31.77％，各处理间差异不显著。

土壤pH值、土壤酶活性对土壤Cd形态和干物质中Cd量的影响

由表2可知，添加乙酸(0～6mmol/kg)时，乙酸施量与碳酸盐结合态 Cd、铁锰结合态Cd和土壤Cd总量显著负相关，r分别为-0.484、-0.534和 -0.475，同时与地上部Cd极显著负相关；土壤pH值与铁锰结合态Cd和土壤 Cd总量显著负相关，r分别为-0.447和-0.469；过氧化氢酶与土壤和植株中的Cd均呈弱负相关关系；淀粉酶与残渣态Cd显著正相关(r＝0.458)，蔗糖酶与有机态Cd显著负相关(r＝-0.460)。添加草酸时，草酸施量与可交换态Cd显著正相关(r＝0.617)，土壤pH值与土壤和植株中的Cd均呈弱负相关关系，过氧化氢酶与铁锰结合态Cd呈显著负相关(r＝-0.436)，淀粉酶与地上部Cd 显著正相关(r＝0.513)；除残渣态外，蔗糖酶与其余形态的Cd和植株中Cd 呈弱负相关。添加柠檬酸时，柠檬酸施量与碳酸盐结合态Cd、铁锰结合态Cd 显著正相关，r分别为0.494、0.445；土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和土壤 Cd总量显著正相关，r分别为0.474、0.448；过氧化氢酶、淀粉酶和蔗糖酶与土壤和植株中的Cd相关关系不明显。添加苹果酸时，苹果酸施量和pH值与可交换态Cd显著正相关，r分别为0.487、0.454；过氧化氢酶与碳酸盐结合态Cd显著正相关(r＝0.437)；淀粉酶与铁锰结合态Cd和地上部Cd极显著正相关，与残渣态Cd极显著负相关，r分别为0.596、0.608、-0.549；蔗糖酶与土壤和植株中的Cd相关关系不明显。添加酒石酸时，酒石酸施量与地上部 Cd显著负相关(r＝-0.571)，其余指标间相关关系不明显。

表2土壤pH值、土壤酶活性与土壤Cd形态和干物质中Cd量的相关性结果

从表3可以看出，乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸施量与地上部和根干质量均正相关，其中苹果酸施量与根干质量极显著正相关(r＝0.655)；酒石酸施量与地上部干质量正相关，与根干质量关系较弱。

表3有机酸施量与地上部和根干质量的相关性结果

注m1和m2分别表示地上部干质量和根干质量；**表示相关性在0.01水平上显著。

土壤pH值和酶活性易受到外界环境的影响，同时也会对土壤养分等产生作用。除草酸外，不同摩尔分数的乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸对土壤pH 值产生了不同程度的影响；不同有机酸对土壤过氧化氢酶活性的影响较弱，仅 6mmol/kg乙酸显著增加了土壤过氧化氢酶活性；出2mmol/kg乙酸和6 mmol/kg苹果酸外，其余有机酸处理淀粉酶活性与CK无显著差异。6mmol/kg 柠檬酸和2mmol/kg酒石酸处理蔗糖酶活性与CK差异显著，其余处理差异不显著。这与赵鹏志等研究结果存在较大差异，主要是因为本申请的土样取自收获期，土壤理化性质在施加有机酸之后经历了较长时间的演变，而赵鹏志等研究则是短期的培养性试验，且未种植作物。

1、4、6mmol/kg乙酸处理油菜地上部干质量与CK差异显著，其余处理则不显著。除3mmol/kg草酸、2mmol/kg苹果酸、3mmol/kg酒石酸处理外，其余处理根干质量均高于CK，其中1和6mmol/kg乙酸、2和5mmol/kg草酸、 4和6mmol/kg苹果酸、2mmol/kg酒石酸根干质量增幅较大。说明添加有机酸有利于提高作物生物量。而有研究表明在土壤中投加EDTA导致植物生物量降低，可能是因为柠檬酸、苹果酸、草酸、乙酸等是根分泌物的主要有机物，适当增加这些有机酸能够进一步促进植株吸收水分和养分，增加干物质积累。除酒石酸处理的根干质量外，不同有机酸施量均与油菜的干物质量呈一定程度的正相关，也证明了添加有机酸有利于提高作物的干物质量。

乙酸条件下，土壤pH值与铁锰结合态Cd和土壤总Cd显著负相关；而淀粉酶与残渣态Cd显著正相关，蔗糖酶与有机态Cd显著负相关，同时不同摩尔分数乙酸均提高了土壤pH值，但对淀粉酶和蔗糖酶的影响较弱，说明pH值的增加是乙酸处理降低土壤Cd量的原因。草酸条件下，过氧化氢酶与铁锰结合态Cd显著负相关，但不同施量草酸对过氧化氢酶活性无显著影响。柠檬酸条件下，土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和土壤总Cd显著正相关，而较高摩尔分数的柠檬酸则增加了土壤pH值，说明不宜增加柠檬酸施量。苹果酸条件下，土壤pH值与可交换态Cd显著正相关，淀粉酶与铁锰结合态Cd和地上部Cd 显著正相关，与残渣态Cd显著负相关，说明淀粉酶能够更多地参与重金属Cd 在土壤的物理化学变化。酒石酸条件下，土壤pH值、过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶与土壤和作物干物质中的Cd关系不明显。从有机酸施量角度来看，乙酸与碳酸盐结合态Cd、铁锰结合态Cd和土壤Cd总量显著负相关，草酸、苹果酸与可交换态Cd显著正相关，柠檬酸与碳酸盐结合态Cd显著正相关，酒石酸与地上部Cd极显著负相关。综上可知，乙酸对土壤中Cd的迁移及其形态变化影响更大。

本申请仅分析pH值、过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶4个土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系，前人研究表明不同有机酸对脲酶的影响更为明显，且脲酶可以反映土壤重金属污染状况，尤其与Cd显著相关。

1)1、3、4、5、6mmol/kg乙酸，4、5、6mmol/kg柠檬酸，3mmol/kg苹果酸，6mmol/kg酒石酸可显著提高土壤pH值；有机酸对过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶的影响较弱。

2)施加乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸均有利于提高油菜干物质量。施加 1、4、6mmol/kg乙酸处理显著提高油菜地上部干质量，其他有机酸与CK差异不显著。1、6mmol/kg乙酸处理根干质量较CK显著增加了1倍以上，4、6 mmol/kg苹果酸处理油菜根干质量较CK显著增加了77.13％、88.30％，其余有机酸与CK差异不显著。

3)乙酸条件下，土壤pH值与铁锰结合态Cd和土壤总Cd显著负相关，乙酸均提高了土壤pH值，pH值的增加是乙酸处理降低土壤Cd量的原因。

总之，本申请提供的方法，即能达到修复重金属污染土壤的目的，同时可以保证食用性农作物到高产以及无害的目的。低分子有机酸可改变根际土壤理化性状，促进植物对养分的吸收等，在土壤环境中具有重要的生态功能。土壤采用有机酸均能促进植株地上部对重金属的吸收，起到强化修复的效果。植物与外源有机酸联合能充分利用植物体内或根际的有益微生物，增强植物对环境污染物和其他逆境的耐受性，从而有效地增强共生体系对环境的修复能力，也能通过调节根际pH值、螯合作用等途径影响土壤中重金属的溶解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述多种营养元素至少包括氮、磷、钾。

3.根据权利要求2所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述底肥中包含的营养元素标准为N：≥150mg/kg，P₂O₅≥100mg/kg，K₂O≥300mg/kg。

4.根据权利要求3所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述底肥包括尿素、KH₂PO₄、KNO₃。

5.根据权利要求1所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述有机酸为草酸、乙酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述有机酸第一次添加的用量以及所述有机酸第二次添加的用量为根据所述待种植食用性农作物的土壤中重金属含量所确定。

7.根据权利要求6所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述重金属含量的质量分数与有机酸摩尔分数比为4mg/kg:1～6mmol/kg。

8.根据权利要求1所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，所述食用性农作物为油菜。

9.根据权利要求8所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，待所述油菜种子出苗后的30天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。

10.根据权利要求9所述的土壤微环境诱导方法，其特征在于，有机酸第一次添加完成后的45天向所述待种植食用性农作物的土壤中添加一定量的有机酸。