一种降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥及施用方法与流程

本发明涉及的是农业化肥技术领域，具体的说是一种降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥及施用方法。

背景技术：

资源和环境问题是当代人类面临的重大问题。而生产力高度发达的现代工业产生的数量巨大、种类繁多的固体废物，特别是农林业废弃物。中国是以秸秆、木材等废弃物生产的大国，而且在今后相当长的时期内不会改变。利用农业、林业废弃物生产生物炭，降低所造成的环境污染，同时提高土壤肥力引起了人们的普遍关注。

我国土壤重金属污染问题已日趋严重，对人们的身体健康已产生很大的威胁。据统计，目前中国受污染的耕地面积近1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上，其中多数集中在经济较发达的地区。每年因土壤污染而减少的粮食产量高达1200万吨，直接经济损失达200多亿元。蔬菜是人们日常生活中不可缺少的副食品.也是十分重要的经济作物。它对重金属具有一定的富集能力，其体内累积的重金属通过食物链进人人体后，会给人类身体健康带来潜在的危害。目前，可用于修复土壤镉金属污染的技术很多，但成本廉价的方法却并不多见。

生物炭是指以自然界广泛存在的生物质资源(作物秸秆、林果木枝条、动物粪便等)为基础，在缺氧条件下通过热裂解产生的炭质材料。生物炭的含碳量为40％‐75％，而且还有少量的矿物质和挥发性有机化合物，生物炭呈碱性，且不易被环境微生物分解。另外，生物炭为多孔物质，具有极为丰富的空隙结构和巨大的比表面积，这些特性赋予了生物炭具有强大的吸附性能，故生物炭具有较强的阳离子交换性能(大的阳离子交换量)，因此，生物炭能够吸附土壤中的重金属元素，可有效减缓土壤重金属污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥及施用方法，通过将农林废弃物变成生物炭，该生物炭基肥能降低土壤重金属镉活性，有效降低蔬菜对重金属的吸收，提高蔬菜品质。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥，将生物炭与牛粪、膨润土、淀粉按照质量份数100：10～20：2.5～5：1混匀，加水搅拌至含水量20％～30％，然后造粒，造粒后进行烘干至水分低于20％。

进一步，所述的生物炭是将农林业废弃物(生物质)晾干并粉碎，在隔绝空气条件下，升温至300℃～800℃，保持此温度4～10小时，制得生物炭。

进一步，所述的降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥，其粒径为3-5mm。

一种降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥，其施用方法是：先将降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥按照每亩200～500kg的施用量施入待种植蔬菜的重金属镉污染土壤表层，然后施入氮磷钾肥，对土壤深翻、耙匀，使生物炭基肥料与土壤混匀，深翻的深度为20-30cm，保持田间正常水分平衡一周后即可种植蔬菜农作物，其他田间管理与正常的农业生产相一致。

本发明的有益效果为：通过将农林废弃物变成生物炭，将其与牛粪、膨润土、淀粉按一定量混合，制备得到降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥。该生物炭基肥能降低土壤重金属镉活性，有效降低蔬菜对重金属的吸收，提高蔬菜品质，不但解决了农林废弃物变废为宝，而且解决了农业生产中抑制农作物吸收重金属的问题，具有重要的实际应用价值，可广泛用于重金属污染土壤的农业生产。

附图说明

图1是施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对0-30cm土壤有效镉含量表；

图2是施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对小白菜吸收重金属镉含量表；

图3是施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对0-30cm土壤有效镉含量表；

图4是施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对胡萝卜吸收重金属镉含量表。

图5是施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对土壤有效镉及抑制苦瓜吸收重金属镉的参照表。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对叶菜类蔬菜抑制重金属吸收的影响

供试土壤：重金属镉轻度污染的褐土土壤。测定0-30cm土壤重金属，其重金属镉元素含量为0.42mg/Kg，有效镉含量0.08mg/Kg。

供试作物：叶菜类蔬菜(小白菜)。

实施操作步骤：首先把果园枝条晾干、粉碎，在隔绝空气条件下升温至300℃，保持此温度4小时，制得生物炭；将上述制备的生物炭经研磨过筛，取粒径40目生物炭与牛粪、膨润土、淀粉按照质量份数100：10：2.5：1混匀，加水搅拌至含水量20％，然后采用圆盘式造粒机进行造粒，造粒后干燥至含水量至20％，制得降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥，其粒径为3mm；将上述制备的降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥施入上述镉污染的土壤，施用量为每亩200kg；将降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥均匀撒施在土壤表层，然后施入一定量尿素(含N46％)、磷酸二铵(P₂O₅含量为44％)、硫酸钾(K₂O含量50％)，通过旋耕机对土壤深翻(20cm)、耙匀，使降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥与土壤混匀，保持田间正常水分平衡一周后即可种植蔬菜农作物，其他田间管理与正常的农业生产相一致。结果表明：施用本实施例的降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥比不施用生物炭基肥时土壤镉的有效性显著降低(参看图1)，小白菜对Cd重金属的吸收量降低72.8％(参看图2)，地上部生物量提高8％。

实施例2：施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对根茎类蔬菜抑制重金属吸收的影响

供试土壤：重金属镉中度污染的褐土土壤。测定0-30cm土壤重金属，其重金属镉元素含量为0.65mg/Kg，有效镉含量0.16mg/Kg。

供试作物：根茎类蔬菜(胡萝卜)。

实施操作步骤：首先把果园粗树干晾干、粉碎，在隔绝空气条件下升温至800℃，保持此温度10小时，制得生物炭；将上述制备的生物炭经研磨过筛，取粒径100目生物炭与牛粪、膨润土、淀粉按照质量份数100：20：5：1混匀，加水搅拌至含水量30％，然后采用圆盘式造粒机进行造粒，造粒后干燥至含水量至20％，得到降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥，其粒径为5mm；将上述制备的降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥施入上述镉污染的土壤，施用量为每亩500kg；将降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥均匀撒施在土壤表层，然后施入一定量尿素(含N46％)、磷酸二铵(P₂O₅含量为44％)、硫酸钾(K₂O含量50％)，通过旋耕机对土壤深翻(30cm)、耙匀，使降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥与土壤混匀，保持田间正常水分平衡一周后即可种植蔬菜农作物，其他田间管理与正常的农业生产相一致。结果表明：施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥比不施用生物炭基肥时土壤镉的有效性显著降低(参看图3)，小白菜对Cd重金属的吸收量降低66.2％(参看图4)，地上部生物量提高10.5％。

实施例3：施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥对瓜果类蔬菜抑制重金属吸收的影响

供试土壤：重金属镉中度污染的褐土土壤。测定0-30cm土壤重金属，其重金属镉元素含量为0.63mg/Kg，有效镉含量0.15mg/Kg。

供试作物：苦瓜(瓜果类)。

实施操作步骤：首先把花生壳晾干、粉碎，在隔绝空气条件下升温至400℃，保持此温度5小时，制得生物炭；将上述制备的生物炭经研磨过筛，取粒径60目生物炭与牛粪、膨润土、淀粉按照质量份数100：20：5：1混匀，加水搅拌至含水量20％，然后采用圆盘式造粒机进行造粒，造粒后干燥至含水量至20％，制得降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥，其粒径为3mm；将上述制备的降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥施入上述镉污染的土壤，施用量为每亩200kg、300kg、400kg、500kg；将降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥均匀撒施在土壤表层，然后施入一定量尿素(含N46％)、磷酸二铵(P₂O₅含量为44％)、硫酸钾(K₂O含量50％)，通过旋耕机对土壤深翻(25cm)、耙匀，使降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥与土壤混匀，保持田间正常水分平衡一周后即可种植蔬菜农作物，其他田间管理与正常的农业生产相一致。结果表明：苦瓜第一次收获时，施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥比不施用降低蔬菜重金属镉吸收的生物炭基肥时土壤镉的有效性显著降低(表1)，在每亩施用量200-500kg范围内，随着施用量增加土壤有效镉含量有降低趋势；而且显著降低了苦瓜(瓜果类蔬菜)对Cd重金属吸收量，没超过限量标准(参看图5)。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。