CN113369296A - 一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，实现就地对土壤进行改良，减少运输土壤改良成本。通过化学生物改良和植物改良对污染农田土壤进行改良，两次土壤改良，工艺简单，能改善土壤理化性质和结构，增加农田的有机质，提高农产品产量，改良效果明显。在化学生物改良过程中，第一改良剂和第二改良剂的加入，影响土壤中pH，改善土壤的酸碱性和土壤黏性，减少养分流失，提高土壤生产力，确保土壤结构稳定。在植物改良过程中，刈割超富集植物和低累积植物后，将超富集植物和低累积植物进行无害化处理，实现利用超富集植物和低累积植物累积污染农田的重金属，转移土壤中的重金属，减少重金属对农田环境的危害。

Description

一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法。

背景技术

《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国污染土壤面积大。在全国土壤调查点位中，超过16％的土壤受到污染。而全国耕地面积约1.33亿公顷，其中仅重金属污染耕地约0.25亿公顷，超过全国耕地面积的19.4％。随着《污染地块土壤环境管理办法(试行)》和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》的发布，规范了污染土壤修复行业，有利于土壤的改良。

农田土壤重金属污染指由于人类生产和生活，酸、碱、盐、重金属等无机物和农药、氰化物及洗涤剂等有机物进入土壤，其浓度超过土壤背景值，影响土壤理化性质、质地结构，造成土壤浸出液浓度超标，污染环境；降低作物产量，制约现代化农业的发展。重金属污染土壤改良已经成为污染土壤领域的重点问题。

近年来，通过土壤水利改良、物理化学消毒改良、异地改良等方法进行污染土壤改良。地下渗管排盐、灌溉洗盐排水等水利工程具有成本高；物理化学消毒改良具有限制性大、影响正常土壤生物群落，选择性差，二次污染风险大等缺点；异地改良具有投资成本高等不足。因此，随着污染土壤治理工作的开展，以及国家对农田耕地土壤的政策保护和监管力度的提升，怎样形成投资成本低；改良效果明显；二次污染风险小的工艺方法，是当前急需解决的的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提出一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，以解决现有改良方案成本高以及二次污染风险大。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，包括以下步骤：

步骤S1：对需改良土壤施用第一改良剂，所述第一改良剂包括：10-70kg/ 亩生物质灰，0.2-10kg/亩松土精和30-150L/亩的微生物菌剂；

步骤S2：对需改良土壤进行翻土，使第一改良剂与需改良土壤混合；

步骤S3：对需改良土壤投放100-600只/亩可疏松土壤的无脊椎小动物；

步骤S4：在需改良土壤上进行植物种植，植物种植的种类包括绿肥作物、超富集植物和低累积植物；

步骤S5：每隔20-40天投放第二改良剂，所述第二改良剂包括：5-30kg/ 亩生物质灰，0.2-5kg/亩松土精、30-100L/亩微生物菌剂和30-400只/亩可疏松土壤的无脊椎小动物；

步骤S6：刈割绿肥作物的叶茎花果和刈割超富集植物和低累积植物，将刈割后的超富集植物和低累积植物进行无害化处理，然后进行翻土，使刈割后的绿肥作物掺杂在土壤里。

本发明的一个可选的实施例，所述生物质灰包括水稻灰、玉米芯灰、麦秸灰、松木灰、油菜秸秆灰、棉秆灰、花生壳灰和树叶灰中的一种或多种。

本发明的一个可选的实施例，所述微生物菌种为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌和真菌的复合菌种。

本发明的一个可选的实施例，所述步骤S2中，翻土厚度为25-60cm。

本发明的一个可选的实施例，所述绿肥作物包括紫红豇豆、紫云英、紫穗槐、毛苕子、田菁、草木樨、三草、叶绿豆、扁蓿豆、麦草、沙打旺的一种或多种，所述超富集植物包括天蓝遏蓝菜、蜈蚣草、东南景天一种或多种，低累积植物包括小白菜和玉米的一种或多种。

本发明的一个可选的实施例，植株间隔为20-120cm。

本发明的一个可选的实施例，所述可松土的无脊椎小动物可以是蚯蚓和白蚁中的一种或多种。

本发明的一个可选的实施例，施用第一改良剂时，若在下雨天，则将松土精溶于10-100公斤水，再随水喷洒到土壤上；若在晴天，则将松土精与10-100 kg细土混匀后，撒于土壤表面。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、实现就地对土壤进行改良，减少运输土壤改良成本。

2、通过化学生物改良和植物改良对污染农田土壤进行改良，两次土壤改良，工艺简单，能改善土壤理化性质和结构，增加农田的有机质，提高农产品产量，改良效果明显。

3、在化学生物改良过程中，第一改良剂和第二改良剂的加入，影响土壤中 pH，改善土壤的酸碱性和土壤黏性，减少养分流失，提高土壤生产力，确保土壤结构稳定。微生物菌剂的加入，增加土壤中微生物含量，改善土壤板结，促进微量元素释放。

4、在植物改良过程中，绿肥作物收割后，直接翻土掺杂在田地中，沤制土肥施用，增加土壤有机质，利于土壤改良。刈割超富集植物和低累积植物后，将超富集植物和低累积植物进行无害化处理，实现利用超富集植物和低累积植物累积污染农田的重金属，转移土壤中的重金属，减少重金属对农田环境的危害。

5、在植物生长期间，每隔20-40天投加第二改良剂，利于植物生长，维持土壤环境结构稳定，促进农田污染土壤改良效率。

6、在本方法中，第一改良剂和第二改良剂使用的材料大部分是生物，化学药剂占比少，且严格控制使用量，对土壤周围环境带来的二次污染风险小。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1，描述本发明实施例的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，包括以下步骤：

步骤S1：对需改良土壤施用第一改良剂，所述第一改良剂包括：10-70kg/ 亩生物质灰，0.2-10kg/亩松土精和30-150L/亩的微生物菌剂。

步骤S2：对需改良土壤进行翻土，使第一改良剂与需改良土壤混合，且增加土壤含氧量，利于后续作物生长。

步骤S3：对需改良土壤投放100-600只/亩可疏松土壤的无脊椎小动物。

步骤S4：在需改良土壤上进行植物种植，植物种植的种类包括绿肥作物、超富集植物和低累积植物。

步骤S5：每隔20-40天投放第二改良剂，所述第二改良剂包括：5-30kg/ 亩生物质灰，0.2-5kg/亩松土精、30-100L/亩微生物菌剂和30-400只/亩可疏松土壤的无脊椎小动物。

步骤S6：刈割绿肥作物的叶茎花果和刈割超富集植物和低累积植物，将刈割后的超富集植物和低累积植物进行无害化处理，然后进行翻土，使刈割后的绿肥作物掺杂在土壤里。

在本发明的实施例中，实现就地对土壤进行改良，减少运输土壤改良成本。通过化学生物改良和植物改良对污染农田土壤进行改良，两次土壤改良，工艺简单，能改善土壤理化性质和结构，增加农田的有机质，提高农产品产量，改良效果明显。在化学生物改良过程中，第一改良剂和第二改良剂的加入，影响土壤中pH，改善土壤的酸碱性和土壤黏性，减少养分流失，提高土壤生产力，确保土壤结构稳定。微生物菌剂的加入，增加土壤中微生物含量，改善土壤板结，促进微量元素释放。在植物改良过程中，绿肥作物收割后，直接翻土掺杂在田地中，沤制土肥施用，增加土壤有机质，利于土壤改良。刈割超富集植物和低累积植物后，将超富集植物和低累积植物进行无害化处理，实现利用超富集植物和低累积植物累积污染农田的重金属，转移土壤中的重金属，减少重金属对农田环境的危害。在植物生长期间，每隔20-40天投加第二改良剂，利于植物生长，维持土壤环境结构稳定，促进农田污染土壤改良效率。此外，在本方法中，第一改良剂和第二改良剂使用的材料大部分是生物，化学药剂占比少，且严格控制使用量，对土壤周围环境带来的二次污染风险小。

具体地，所述生物质灰包括水稻灰、玉米芯灰、麦秸灰、松木灰、油菜秸秆灰、棉秆灰、花生壳灰和树叶灰中的一种或多种。水稻灰、玉米芯灰、麦秸灰、松木灰、油菜秸秆灰、棉秆灰、花生壳灰、树叶灰等生物灰，容易获取且价格低廉，细小轻质，比表面积大，疏松多孔，有一定的酸碱性，能改善土壤理化性质，调节土壤pH，利于土壤改良。实现了废弃物资源化，节省土壤改良成本。

优选地，所述微生物菌种为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌和真菌的复合菌种。如此，以含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌和真菌的复合菌种作为改良剂中的微生物菌种，菌种丰富，利于促进农作物生长，提高农产品品质，抑制土传病害，改良土壤。

值得说明的是，所述步骤S2中，翻土厚度为25-60cm。通过限定翻土厚度在25-60cm，利于提高翻土厚度内土壤含氧量，从而提高植被的根系生长，以利于植物吸收土壤中的重金属，同时确保第一改良剂和第二改良剂能渗入至土壤内。若翻土厚底低于25cm，则不利于第一改良剂和第二改良剂渗入土壤内，同时还不利于植物根系的生长，进而导致土壤改良效率低。若翻土厚度大于60cm，翻土难度大，增加土壤改良成本。

优选地，所述绿肥作物包括紫红豇豆、紫云英、紫穗槐、毛苕子、田菁、草木樨、三草、叶绿豆、扁蓿豆、麦草、沙打旺的一种或多种，所述超富集植物包括天蓝遏蓝菜、蜈蚣草、东南景天一种或多种，低累积植物包括小白菜和玉米的一种或多种。值得说明的是，在碱性土壤中，绿肥作物可种植酸性植物，如绿豆、扁蓿豆和麦草等。若是沙地瘠薄土壤，绿肥作物可种植沙打旺，实现改善土壤的理化性质和结构。如此，通过种植超富集植物和低累积植物累积污染农田的重金属，实现转移土壤中的重金属，减少重金属对农田环境的危害。

具体地，植株间隔为20-120cm。通过限定植株之间的间隔大小，以利于植株合理生长，提高土壤改良效果。若植株之间的间隔小于20cm，则容易出现植株密集生长，相互遮挡，阳光照射面小，不利于植株生长，从而不利于植株转移土壤中重金属，土壤改良效果差。若植株之间的间隔大于120cm，则会出现植株之间的间距过大，土壤利用率低，植株数少，导致转移土壤中重金属的量少，土壤改良效果差。

值得说明的是，所述可松土的无脊椎小动物可以是蚯蚓和白蚁中的一种或多种。利用蚯蚓和白蚁的无脊椎小动物疏松土壤，利于提高土壤的含氧量，提高植物的根系生长，以利于植物吸收土壤中的重金属，同时能增加土壤的有机物，提高土壤肥力，以利于植物生长，也利于植物吸收土壤中的重金属。

一些实施例中，施用第一改良剂时，若在下雨天，则将松土精溶于10-100 公斤水，再随水喷洒到土壤上。若在晴天，则将松土精与10-100kg细土混匀后，撒于土壤表面。具体地，松土精的施用方法可以是溶于水中并随水冲施以及与细土混合后撒施。在下雨天时，采用随水冲施的方式，将松土精溶于10-100 公斤水，再随水喷洒到土壤上，相对于正常情况下的随水冲施的方式，下雨天采用随水冲施的方式利用降水量达到减少溶解松土精的用水量。在晴天时，将松土精与10-100kg细土混匀后，撒于土壤表面，可避免松土精裸露暴晒在土壤表面。如此，能有效地调理、改善土壤团粒结构，消除土壤板结，增强土壤渗透能力，从而提高水分入渗性，有效维持土壤水环境稳定。

以下根据上述的任一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，改良轻度重金属污染农田土地，并在改良过的农田土地上种植农作物，根据农作物的存活率或产量测出土壤改良效果。

【1】实施例一

在待改良的轻度重金属污染农田土地，选择1亩平坦的污染土壤。进行化学生物改良和植被改良。(1)化学生物改良。施用40kg水稻灰，1kg松土精和70L的微生物菌剂，该微生物菌剂为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌、真菌等复合菌种。施用结束后，进行翻土，厚度为30cm，并投放200只蚯蚓和100只白蚁。将松土精溶于300公斤水，随水喷洒到土壤上。(2)植被改良。经化学生物改良后的土壤，5天后，种植紫云英绿肥作物，植株间隔为50cm。从播种到开花，每30天再施用20kg水稻灰，1kg松土精，50L的微生物菌剂和50只蚯蚓，该微生物菌剂为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌、真菌等复合菌种。紫云英开花后，将叶茎花切割，直接翻土掺杂在田地中。

分别在0.5亩重金属污染农田改良前和改良后的土壤种植水稻，观察水稻生长情况和成活率。从表1可以看出，经改良后的土壤水稻成活率优于改良前，水稻生长状况良好，成活率提高30.3％。

表1水稻成活率

项目	土壤改良前	土壤改良后	提高率
				成活率(％)	50.1	80.4	30.3

【2】实施例二

在待改良的轻度重金属污染农田土地，选择2亩平坦的污染土壤。进行化学生物改良和植被改良。(1)化学生物改良。施用100kg玉米芯灰，3kg松土精和120L的微生物菌剂，该微生物菌剂为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌、真菌等复合菌种。施用结束后，进行翻土，厚度为45cm，并投放 500只蚯蚓。将松土精与50kg细土混匀后，撒于土壤表面。(2)植被改良。经化学生物改良后的土壤，7天后，种植毛苕子植物和天蓝遏蓝菜。种植方式为间种，植株间隔为60cm。从播种到开花，每30天再次加入施用70kg水稻灰， 1.5kg松土精，80L的微生物菌剂和100只蚯蚓，该微生物菌剂为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌、真菌等复合菌种。毛苕子开花后，将叶茎花切割，直接翻土掺杂在田地中。

分别在1亩重金属污染农田改良前和改良后的土壤种植小麦，观察小麦产量。从表2可以看出，经改良后的土壤小麦产量明显高于改良前，产量提高 42.59％。

表2小麦产量

项目	土壤改良前	土壤改良后	提高率(％)
				产量(公斤)	270	385	42.59

【3】实施例三

在待改良的轻度重金属污染农田土地，选择3亩崎岖的污染土壤。进行化学生物改良和植被改良。(1)化学生物改良。施用150kg水稻灰，5kg松土精和240L的微生物菌剂，该微生物菌剂为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌、真菌等复合菌种。施用结束后，进行翻土，厚度为47cm，并投放500只蚯蚓和300只白蚁。将松土精与65kg细土混匀后，撒于土壤表面。(2)植被改良。经化学生物改良后的土壤，6天后，种植田菁和猪屎豆。种植方式为间种，植株间隔为50cm。从播种到开花，每35天再次加入施用100kg水稻灰，2.5kg 松土精，180L的微生物菌剂和140只蚯蚓，该微生物菌剂为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌、真菌等复合菌种。田菁和猪屎豆开花结果后，将叶茎花果切割，直接翻土掺杂在田地中。

分别在1亩重金属污染农田改良前和改良后的土壤种植高粱，观察高粱生长状况和成活率。从表3可以看出，经改良后的高粱成活率优于改良前，提高 33.85％。

表3高粱成活率

项目	土壤改良前	土壤改良后	提高率
				成活率(％)	65	87	33.85

从实施例一、实施例二和实施例三中，可清晰看出，采用本发明提供的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法对轻度重金属污染土壤进行改良后，能有效提高农作物的存活率和产量，土壤改良效果明显。

根据本发明实施例的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：对需改良土壤施用第一改良剂，所述第一改良剂包括：10-70kg/亩生物质灰，0.2-10kg/亩松土精和30-150L/亩的微生物菌剂；

步骤S2：对需改良土壤进行翻土，使第一改良剂与需改良土壤混合；

步骤S3：对需改良土壤投放100-600只/亩可疏松土壤的无脊椎小动物；

步骤S4：在需改良土壤上进行植物种植，植物种植的种类包括绿肥作物、超富集植物和低累积植物；

步骤S5：每隔20-40天投放第二改良剂，所述第二改良剂包括：5-30kg/亩生物质灰，0.2-5kg/亩松土精、30-100L/亩微生物菌剂和30-400只/亩可疏松土壤的无脊椎小动物；

步骤S6：刈割绿肥作物的叶茎花果和刈割超富集植物和低累积植物，将刈割后的超富集植物和低累积植物进行无害化处理，然后进行翻土，使刈割后的绿肥作物掺杂在土壤里。

2.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：所述生物质灰包括水稻灰、玉米芯灰、麦秸灰、松木灰、油菜秸秆灰、棉秆灰、花生壳灰和树叶灰中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：所述微生物菌种为含有放线菌种、乳酸菌、光合菌种、细菌和真菌的复合菌种。

4.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：所述步骤S2中，翻土厚度为25-60cm。

5.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：所述绿肥作物包括紫红豇豆、紫云英、紫穗槐、毛苕子、田菁、草木樨、三草、叶绿豆、扁蓿豆、麦草、沙打旺的一种或多种，所述超富集植物包括天蓝遏蓝菜、蜈蚣草、东南景天一种或多种，低累积植物包括小白菜和玉米的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：植株间隔为20-120cm。

7.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：所述可松土的无脊椎小动物可以是蚯蚓和白蚁中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种轻度重金属污染农田污染土壤改良方法，其特征在于：施用第一改良剂时，若在下雨天，则将松土精溶于10-100公斤水，再随水喷洒到土壤上；若在晴天，则将松土精与10-100kg细土混匀后，撒于土壤表面。

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