重金属镉中轻度污染农田安全利用技术
  • 发布单位:农业资源与环境研究所
  • 2023-05-09 16:29:08
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       一、农艺调控技术

       主要包括石灰调节、优化施肥、品种调整、水分调控、叶面阻控和深翻耕等技术。

       1、石灰调节:在酸性土壤中适量施用石灰提高土壤pH值,促使土壤中重金属镉形成氢氧化物或碳酸盐发生共沉淀作用,降低土壤中重金属镉的活性以及镉在农作物中的累积,还可以为农作物提供钙素营养。 根据土壤不同质地、不同酸度确定石灰施用量。对pH<5.0的镉超标区,每亩当年施用石灰100-150公斤;对pH5.0-6.0的镉超标区,每亩当年施用石灰50-100公斤;土壤质地越粘,石灰施用量越多。石灰施用频率为1次/年,且农田土壤pH值达到7.0后,需停施1年。连年过量施用石灰容易破坏土壤团粒结构,导致土壤出现板结现象。

       2、优化施肥:施肥是满足农作物生长所需要养分的重要途径,同时可对重金属活性产生较大影响,比如有机肥替代、施用碱性肥料等。

       3、品种调整:不同作物种类或同一种类作物的不同品种间对重金属镉的积累有较大差异,在中轻度重金属镉污染土壤上种植可食部位重金属镉富集能力较弱但产量和品质基本不受影响的农作物品种,可以抑制重金属镉进入食物链,有效降低农产品的重金属镉污染风险。

       4、水分调控:酸性土壤在淹水条件下,土壤环境呈还原状态,土壤pH值显著升高,镉容易形成硫化物沉淀,活性也随之降低,从而减少作物对镉的吸收。淹水灌溉期间,应加强灌溉水质监测,确保灌溉水中重金属含量达到农田灌溉水质标准要求,同时要在日常巡查时加强水稻病虫害的观察和防控。

       5、叶面阻控:通过叶面喷施含硅、硒、锌、锰等元素肥料,既可提高农作物抗逆性,也可抑制农作物体内的镉向可食部位转运,降低可食部位镉的含量。该技术操作简便,可选用可溶性硅、锌、硒等原料,根据农作物种类、土壤中有效硅、锌的含量优化组合。

       6、深翻耕:通过深翻耕,将重金属镉含量较高的耕层土壤与镉含量较低的犁底层甚至是母质层的土壤充分混合,稀释耕层土壤重金属镉的含量。

       二、土壤改良技术

       通过施用钝化剂、土壤调理剂等,降低重金属在土壤中的活性,阻控作物对土壤重金属的吸收。

       1、原位钝化:通过向土壤中添加钝化材料,将土壤中镉由有效态转化为化学性质不活泼形态,降低其在土壤环境中的迁移、植物有效性和生物毒性。

       2、定向调控:基于土壤化学或微生物原理,通过调节土壤中的氧化还原、吸附、沉淀等过程,促进镉由高有效性向低有效性转化,定向控制土壤中镉的迁移以及农作物的富集。

       三、生物技术

       利用天然或人工改造的生物生命代谢活动来降低土壤中镉的浓度或者使镉达到无害化的技术,主要包括微生物修复和植物提取等。

       1、微生物修复:利用天然或人工驯化培养的功能微生物(藻类、细菌、真菌等),通过生物代谢功能,降低镉的活性,防控生态风险。

       2、植物提取:是当前受镉污染耕地土壤治理修复主要采用的一类植物修复技术,利用超富集植物或络合诱导植物高效吸收污染土壤中的镉并在地上部积累,收割植物地上部分从而达到去除土壤中镉污染物的目的。

       四、综合技术

       结合农产品产地土壤重金属镉污染类型、污染程度,集成优化物理-化学-生物联合技术措施,建立适合当地实际情况的农用地安全利用模式。主要是“VIP”综合治理技术:“VIP”或“VIP+n”是一种重金属镉污染农田综合治理技术,是指在低镉水稻品种、淹水灌溉、施用石灰等调节土壤酸度的基础上增施土壤调理剂、钝化剂、叶面阻控剂、有机肥等降镉产品或技术。