CN105482827A - 一种具有重金属污染土壤修复功能的土壤调理剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有重金属土壤修复功效的土壤调理剂，产品具有生物有机肥料有机、环保、高效的特点，富含天然有机质成分（富含羟基、酚基、酮基、酚羟基活性官能团）、微生物活性成分和大量益生菌，能有效吸附污染土壤中重金属离子，调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，减轻因环境污染造成的土壤重金属富集和作物毒害等现象，有效改善土壤物理结构和化学组分，改善农产品品质，是一种优良的重金属污染土壤修复剂。

Description

一种具有重金属污染土壤修复功能的土壤调理剂

技术领域

本发明涉及一种具有重金属吸附作用的土壤调理剂，属肥料加工领域。

背景技术

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着全球经济的快速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤中相应重金属元素的富集。土壤污染不但影响农产品产量与品质，而且涉及大气和水环境质量，并可通过食物链危害动物和人类的生命和健康。

目前我国遭受重金属污染的耕地约有0.1亿公顷，约占耕地总面积的10%，全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨，因受重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨，直接经济损失200多亿元。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%，其中以Hg和Cd污染面积最大。据国家环保总局调查显示，珠三角、长三角、环渤海等经济发达地区，都面临着严重的土壤重金属污染问题。土壤重金属污染可引起植物生理功能紊乱，营养失调，而且通过食物链进入人体后，潜在危害极大。在这种情势下，土壤重金属污染越来越受到人们的关注,已成为全球面临的重要环境问题。

目前修复重金属污染土壤的方法有物理修复、化学修复、植物修复等，常用的物理化学修复包括土壤淋洗和电动修复、化学固化等，例如加入石灰、磷灰石、沸石等，通过对重金属离子的吸附或（共）沉淀作用改变其在土壤中的存在形态，从而降低其生物有效性和迁移性。植物修复是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。目前在实际应用中物理化学法或植物修复法改良重金属污染土地仍存在操作不方便、效果缓慢等弊端，显著提高了土壤修复成本。

生物有机肥料产品是目前新兴的土壤改良产品,在改良土壤环境、重金属污染土壤修复等领域具有较好的应用前景，具有使用效果好、无二次污染等优点，正在逐步实现规模化推广应用。

发明内容

为弥补现有土壤改良产品在改良农田土壤重金属污染功能上的不足，本发明提供了一种具有重金属吸附作用的土壤调理剂，目的在于改善农田土壤理化性状，利用有机物料所含的活性官能团吸附土壤重金属离子，利用微生物促进土壤中养分的释放，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤孔隙度，恢复土壤肥力，提高重金属污染土壤农田的粮食增产潜力。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种具有重金属吸附作用的土壤调理剂，其特征具体包括以下步骤：

（1）生物发酵剂制备：取5～10份枯草芽孢杆菌、2～5份地衣芽孢杆菌、1～2份巨大芽孢杆菌、10～15份活性炭、10～15份草炭、3～5份酵母粉、15～20份氨基酸粉、2～3份磷酸氢二钾、5～8份味精渣，混合搅拌均匀；然后用含有3%的糖蜜发酵液将混合物水分调整为15～25%，20℃条件下密封厌氧发酵3～5d，制备生物发酵剂；

（2）混合配料：按3～5份生物发酵剂、20～30份糖渣、30～45份糠醛渣、10～15份棉粕、5～10份粉碎秸秆、1～2份纤维素酶的比例混合均匀，用含3%的糖蜜发酵液调整混合物水分至15～25%；

（3）二次发酵：将混合后的混合物控温20～30℃条件下腐熟3～5d，定期翻堆；

（4）配料：堆肥腐熟结束后，加入20～30份腐植酸、35～50份麦饭石粉、10～15份凹凸棒粉，混合均匀；

（5）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到30～50目；

（6）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至滚筒造粒机进行滚筒造粒；

（7）烘干：将造粒后的颗粒进行烘干处理，含水量在10～15%即得土壤调理剂成品。

本发明提供了一种具有重金属土壤修复功效的土壤调理剂，产品利用糖渣、糠醛渣、棉粕、作物秸秆为主要原料通过微生物发酵工艺，辅以腐植酸、麦饭石粉、凹凸棒粉等制得，产品质量符合生物有机肥NY884-2012的要求，产品中有机质含量≥40%，生物活菌数≥0.2亿/g，重金属指标符合标准要求。

本发明提供了一种具有重金属土壤修复功效的土壤调理剂，产品具有生物有机肥料有机、环保、高效的特点，富含天然有机质成分（富含羟基、酚基、酮基、酚羟基活性官能团）、微生物活性成分和大量益生菌，能有效吸附污染土壤中重金属离子，调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，减轻因环境污染造成的土壤重金属富集和作物毒害等现象，有效改善土壤物理结构和化学组分，改善农产品品质，是一种优良的重金属污染土壤修复剂。

本发明的有益效果：一是以糖渣、糠醛渣、棉粕、秸秆为原料通过复合微生物发酵工艺制备，产品具备生物有机肥的功效，具有较高的重金属离子吸附功能，施肥6个月后土壤中Cd含量下降5.5%～8.5%，与对照组（施用市场上矿物源土壤调理剂、有机肥料等）差异性显著（p<0.01)；二是本发明中充分利用糖渣、糠醛渣、秸秆等生物有机原料的协同作用，通过微生物腐熟菌剂整合枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，显著提升了本发明的技术效果，试验结果表明改变糖渣、糠醛渣和棉粕的原料组成或微生物菌剂组成会显著降低产品的功效（P<0.01)。

大田试验结果表明：将本发明产品应用于重度重金属污染的南方水稻田，施用本发明产品的实验组较施用市售矿物源土壤调理剂产品的对照组相比，施肥3个月后土壤中Cd含量下降3.5%～5.0%，Cr含量下降1.2%～2.8%，水稻亩均产量提高6.25%，差异达到显著水平（P<0.01），表明本发明产品具有较好的重金属污染土壤修复功能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

一种具有重金属污染土壤修复功能的土壤调理剂，通过以下步骤制备：

（1）生物发酵剂制备：取5份枯草芽孢杆菌、3份地衣芽孢杆菌、2份巨大芽孢杆菌、12份活性炭、15份草炭、3份酵母粉、18份氨基酸粉、2份磷酸氢二钾、6份味精渣，混合搅拌均匀；然后用含有3%的糖蜜发酵液将混合物水分调整为15～25%，20℃条件下密封厌氧发酵3～5d，制备生物发酵剂；

（2）混合配料：按3份生物发酵剂、25份糖渣、45份糠醛渣、12份棉粕、12份粉碎秸秆、2份纤维素酶的比例混合均匀，用含3%的糖蜜发酵液调整混合物水分至15～25%；

（3）二次发酵：将混合后的混合物控温20～30℃条件下腐熟3～5d，定期翻堆；

（4）配料：堆肥腐熟结束后，加入30份腐植酸、35份麦饭石粉、12份凹凸棒粉，混合均匀；

（5）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到30～50目；

（6）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至滚筒造粒机进行滚筒造粒；

（7）烘干：将造粒后的颗粒进行烘干处理，含水量在10～15%即得土壤调理剂成品。

实施例2：

一种具有重金属污染土壤修复功能的土壤调理剂，通过以下步骤制备：

（1）生物发酵剂制备：取8份枯草芽孢杆菌、3份地衣芽孢杆菌、2份巨大芽孢杆菌、12份活性炭、12份草炭、4份酵母粉、16份氨基酸粉、3份磷酸氢二钾、6份味精渣，混合搅拌均匀；然后用含有3%的糖蜜发酵液将混合物水分调整为15～25%，20℃条件下密封厌氧发酵3～5d，制备生物发酵剂；

（2）混合配料：按5份生物发酵剂、25份糖渣、35份糠醛渣、10份棉粕、6份粉碎秸秆、2份纤维素酶的比例混合均匀，用含3%的糖蜜发酵液调整混合物水分至15～25%；

（3）二次发酵：将混合后的混合物控温20～30℃条件下腐熟3～5d，定期翻堆；

（4）配料：堆肥腐熟结束后，加入20份腐植酸、50份麦饭石粉、10份凹凸棒粉，混合均匀；

（5）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到30～50目；

（6）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至滚筒造粒机进行滚筒造粒；

（7）烘干：将造粒后的颗粒进行烘干处理，含水量在10～15%即得土壤调理剂成品。

实施例3：

一种具有重金属污染土壤修复功能的土壤调理剂，通过以下步骤制备：

（1）生物发酵剂制备：取10份枯草芽孢杆菌、5份地衣芽孢杆菌、2份巨大芽孢杆菌、12份活性炭、15份草炭、4份酵母粉、18份氨基酸粉、2份磷酸氢二钾、5份味精渣，混合搅拌均匀；然后用含有3%的糖蜜发酵液将混合物水分调整为15～25%，20℃条件下密封厌氧发酵3～5d，制备生物发酵剂；

（2）混合配料：按3份生物发酵剂、24份糖渣、36份糠醛渣、12份棉粕、8份粉碎秸秆、2份纤维素酶的比例混合均匀，用含3%的糖蜜发酵液调整混合物水分至15～25%；

（3）二次发酵：将混合后的混合物控温20～30℃条件下腐熟3～5d，定期翻堆；

（4）配料：堆肥腐熟结束后，加入24份腐植酸、40份麦饭石粉、12份凹凸棒粉，混合均匀；

（5）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到30～50目；

（6）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至滚筒造粒机进行滚筒造粒；

（7）烘干：将造粒后的颗粒进行烘干处理，含水量在10～15%即得土壤调理剂成品。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种具有重金属吸附作用的土壤调理剂，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）生物发酵剂制备：取5～10份枯草芽孢杆菌、2～5份地衣芽孢杆菌、1～2份巨大芽孢杆菌、10～15份活性炭、10～15份草炭、3～5份酵母粉、15～20份氨基酸粉、2～3份磷酸氢二钾、5～8份味精渣，混合搅拌均匀；然后用含有3%的糖蜜发酵液将混合物水分调整为15～25%，20℃条件下密封厌氧发酵3～5d，制备生物发酵剂；

（2）混合配料：按3～5份生物发酵剂、20～30份糖渣、30～45份糠醛渣、10～15份棉粕、5～10份粉碎秸秆、1～2份纤维素酶的比例混合均匀，用含3%的糖蜜发酵液调整混合物水分至15～25%；

（3）二次发酵：将混合后的混合物控温20～30℃条件下腐熟3～5d，定期翻堆；

（4）配料：堆肥腐熟结束后，加入20～30份腐植酸、35～50份麦饭石粉、10～15份凹凸棒粉，混合均匀；

（5）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到30～50目；

（6）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至滚筒造粒机进行滚筒造粒；

（7）烘干：将造粒后的颗粒进行烘干处理，含水量在10～15%即得土壤调理剂成品。