CN112645766A

CN112645766A - 一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥

Info

Publication number: CN112645766A
Application number: CN202110141466.3A
Authority: CN
Inventors: 李祥
Original assignee: Hunan Airbluer Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Airbluer Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-04-13

Abstract

本发明提供一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，所述有机水溶肥料各组份质量份为：氨基酸5‑6份、二氧化硅13‑15份、腐殖酸5‑7.5份、硫酸锌7‑9份、硫酸镁5‑7份、过磷酸钙15‑17份、表面活性剂1‑1.5份、螯合剂0.5‑1份、pH调节剂0.5％～1％。本发明的肥料溶化形成有机水溶肥料，可以直接喷施在水稻叶面，通过阻隔、拮抗等降低镉向稻米的迁移，进一步实现在镉污染耕地安全生产的目的，其具有安全、高效、成本低、营养丰富、易吸收、操作简单等优点。

Description

一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥

技术领域

本发明涉及有机水溶肥料技术领域，特别是一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥。

背景技术

土壤重金属污染十分严峻，尤其是耕地Cd污染，对粮食安全和人体健康存在巨大威胁。2014年《全国土壤污染状况调查公报》表明，无机污染以重金属为主，总超标率为16.1%，其中Cd超标率达到7%。水稻是我国乃至世界的主要粮食作物之一，也是毒性重金属Cd的富集植物。有研究者收集南方典型产地(江西、湖南、安徽和广东)大米检测显示，供试大米Cd含量主要集中在0.2~0.5 mg/kg范围，平均值为0.33 mg/kg，76.0%样品Cd含量超过我国食品污染物限最标准(GB2762-2017)中对Cd含量低于0.2 mg/kg的限制。因此，稻米重金属污染问题十分突出。

重金属Cd污染不仅影响植物生长，导致农作物减产，品质下降，还可以通过食物链进入人体，并对人体健康造成危害。食用被Cd污染的大米后，会影响人体对铁、钙、维生素C等营养元素的吸收和利用；还可以与体内部分分子相互作用，进一步地影响体内蛋白质的表达，降低酶活性。镉还是肾毒性物质，滞留在人体中会引发肾结石、肾功能衰竭等病症，也会增添癌症风险。因而，降低稻米吸收累积Cd成为迫切需要解决的问题。

目前，治理镉污染耕地，尤其是农田镉污染的治理技术主要有低积累品种推广、农田重金属钝化、水分管理等技术。这三种技术有以下缺点：

（1）现在市场上有多种低积累镉的水稻品种，但在推广过程中存在农户不接受、企业对新培育的品种没有自主产权等多种因素，导致现在镉低积累品种难以推广；

（2）农田重金属钝化主要是通过添加土壤调理剂来降低土壤中有效态镉，进一步减少水稻根部对环境中镉的迁移转化，但现有的许多土壤调理剂对土壤结构、土壤微生物群落结构影响较大，难以得到政府以及专家的认可；

（3）在许多复合污染的农田，尤其是镉砷复合污染农田，水分管理难以推广，因为在降低镉有效态浓度的同时会激活砷向有效态的转变，同时当地自然条件对水分管理也有很大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、高效、用于治理镉污染耕地的有机水溶肥料，其能够减少水稻在孕穗期后水稻茎叶中的镉向水稻籽粒中的迁移转化，且提高稻米品质。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，所述有机水溶肥料各组份质量份为：氨基酸 5-6份、二氧化硅 13-15份、腐殖酸 5-7.5份、硫酸锌 7-9份、硫酸镁5-7份、过磷酸钙 15-17份、表面活性剂 1-1.5份、螯合剂0.5-1份、pH调节剂 0.5％～1％。

所述氨基酸由半胱氨酸、天冬氨酸、组氨酸、谷氨酸中的一种或多种组合形成。

所述表面活性剂由三硅氧烷表面活性剂、JFC中的一种或多种组合形成。

所述螯合剂由乙二胺四乙酸、甘氨酸、丙氨酸中的一种或多种组合形成。

所述pH调节剂为柠檬酸。

在制备时，按重量百分称取氨基酸 5%~6%、二氧化硅 13%~15%、腐殖酸 5%~7.5%、硫酸锌 7%~9%、硫酸镁5%~7%、过磷酸钙 15%~17%、表面活性剂 1%~1.5%、螯合剂 0.5%~1%，加水混合均匀，同时使用柠檬酸调节pH至3~6，在30~50℃的温度下溶解，即可得到有机水溶肥料。该有机水溶肥料具有安全、成本低、营养丰富、全水溶的优势；将其喷施于水稻叶面，不仅可以降低重金属镉向稻米中的迁移转运，而且可以作为肥料促进水稻的生长同时提供钙、硅、铁、镁和锰等中微量营养元素。

本发明的肥料溶化形成有机水溶肥料，可以直接喷施在水稻叶面，通过阻隔、拮抗等降低镉向稻米的迁移，进一步实现在镉污染耕地安全生产的目的，其具有安全、高效、成本低、营养丰富、易吸收、操作简单等优点，因此，本方案具有较广泛的市场前景和现实应用意义。

附图说明

图1为本发明的图表1。

具体实施方式

下面结合所有附图对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为：除非另有特别说明，本发明使用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到。

1、制备有机水溶肥料：

将3%半胱氨酸、3%天冬氨酸、14%二氧化硅、6%腐殖酸、7%硫酸锌、5%硫酸镁、15%过磷酸钙、1%三硅氧烷表面活性剂、0.5%乙二胺四乙酸混合后加入45.5%水中，加热35℃搅拌均匀，使之溶解，期间用柠檬酸调节pH至5，得到有机水溶肥料。

2、田间试验

本实施例制备用于治理镉污染耕地的有机水溶肥料在湖南省浏阳市蕉溪乡Cd污染稻田进行中试（中试面积为667 m²），该试验区种植单季稻（中稻，品种为玉针香），栽种前土壤全Cd为0.88 mg/kg，pH值为5.49。共设2个处理,每个处理重复三次。水稻全生育期按照当地习惯进行田间管理,只有在水稻孕穗期、灌浆期将该有机水溶肥料稀释500倍，喷施在水稻叶面上。

在水稻成熟期，按梅花五点法采集水稻样品。水稻样品用自来水洗干净后再用去离水洗3次后装入牛皮纸信封中烘干，去壳、粉碎过筛后备用。按照国家标准方法，分析土壤pH值(NY/T 1121.2-2006)、稻米Cd含量(GB 5009.15-2014)。

3、试验结果分析

田间中试数据如表1所示。施用本实施例有机水溶肥料的处理稻米Cd含量为0.18mg/kg，低于食品中污染物的限量标准（GB2762-2017）中＜0.2 mg/kg的限量。说明喷该水溶肥料可以降低重金属Cd从茎叶向稻米的迁移转运。

不同处理成熟期土壤pH值、稻米Cd含量数据（参见附图1）。

与现有技术相比，本发明的有点在于：

（1）本发明的有机水溶肥料制备方法简单，机械化操作程度高，耗时短，原材料的利用率高，生产成本低，具有较广泛的市场前景。

（2）本发明的有机水溶肥料使用方法简单，且具有易于叶面吸收、高效补充营养元素等优点，在水稻孕穗期、灌浆期用水稀释后喷施在水稻叶面上即可。

（3）本发明的有机水溶肥料营养全面且丰富，包含水稻生长所需的钙、硅、铁、镁、锌、锰和硫等中微量营养元素，与重金属镉形成拮抗作用，不仅能降低稻米镉含量，且能提高稻米的品质与产量。

（4）本发明的有机水溶肥料对稻米降镉效果好，配方中氨基酸含有最易与金属离子形成配位结合的巯基（-SH），将重金属镉阻隔在水稻叶面中，加之营养元素与重金属镉的拮抗作用，所以降镉效果优于市面多种水溶肥料。

（5）本发明的有机水溶肥料对水稻叶面的渗透效果好、原材料利用率高，配方中表面活性剂可以提高其渗透性、润湿性和铺展性；螯合剂作为Fe²⁺、Zn²⁺等阳离子的载体，提高原材料的利用率和拮抗作用。

以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，其特征在于：所述有机水溶肥料各组份质量份为：氨基酸 5-6份、二氧化硅 13-15份、腐殖酸 5-7.5份、硫酸锌 7-9份、硫酸镁5-7份、过磷酸钙 15-17份、表面活性剂 1-1.5份、螯合剂 0.5-1份、pH调节剂 0.5％～1％。

2.根据权利要求1所述的一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，其特征在于：所述氨基酸由半胱氨酸、天冬氨酸、组氨酸、谷氨酸中的一种或多种组合形成。

3.根据权利要求1所述的一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，其特征在于：所述表面活性剂由三硅氧烷表面活性剂、JFC中的一种或多种组合形成。

4.根据权利要求1所述的一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，其特征在于：所述螯合剂由乙二胺四乙酸、甘氨酸、丙氨酸中的一种或多种组合形成。

5.根据权利要求1所述的一种用于镉污染耕地修复的有机水溶肥，其特征在于：所述pH调节剂为柠檬酸。