耕地土壤重金属污染钝化调理技术
发布时间：2021-06-15
技术领域：资环技术
技术概述：（一）技术基本情况 当前，我国耕地土壤污染形势总体不容乐观，特别是重金属污染已对部分地区农产品质量安全构成严重威胁。海南省土壤环境虽总体状况良好，但部分金属矿山周边土壤受到不同程度的污染，北部地区土壤重金属背景值较高，经过前期调查，海南砖红壤重金属中Pb、Cu、Ni风险筛值比率较高，分别为15.48%、10.71%、3.57%；而Cd和Cr全量超过风险筛选值的点位比率最高，分别达到了20.93%和36.90%，存在一定的污染土壤风险。 海南省为贯彻落实2016年国务院印发的《土壤污染防治行动计划》，2017年发布《海南省土壤污染防治行动计划实施方案》提出到2030年海南土壤生态系统实现良性循环，受污染耕地安全利用率、污染地安全利用率均达到95%以上。为了进一步贯彻落实农业农村部、生态环境部《关于进一步做好受污染耕地安全利用工作的通知》（农办科 [2019] 13号）文件要求，海南省近年来一直大力推进受污染耕地安全利用工作，2020年本技术作为受污染耕地安全利用与pH值提升的重要措施积极投入到海口市龙华区和白沙黎族自治县土壤防治工作中，总推广面积超4万亩。 本技术以面向人民生命健康为根本导向，从农业之根本土壤做起，根据海南省耕地土壤酸性强、重金属活性高的污染特点，研发了重金属污染的钝化修复技术，筛选适宜当地气候、污染特征、不同作物的配套修复技术，开展了酸性土壤改良技术，配合优化施肥、调理剂及叶面调控的集成技术对污染耕地土壤重金属的阻隔技术应用示范，形成了一套海南热区行之有效的耕地土壤重金属阻控技术，解决了土壤重金属污染中“卡脖子”技术问题，实现了农产品的安全生产。 （二）技术示范推广情况 自2009年以来，本技术在热区（海南、湖南、湖北、福建、广东、广西、四川、云南等）多省市累计示范作物超过20种，示范作物包括了水稻、树仔菜、辣椒、藜蒿、芒果、哈密瓜、番茄、柚子、草莓等典型作物，实施应用10余年以上，技术成熟，累计推广面积超过10万亩。本技术不仅可以钝化重金属，还可以改良酸性土壤促进产地环境健康，具有对作物壮根促苗、增强抗逆性、减施农药的效果，提升了作物的品质，保证农产品质量安全，产生了良好的社会效益和经济效益。截至目前，肥料创收累计超过160万，为种植户新增创收累计超过1000万元。 （三）提质增效情况 1、水稻土壤重金属砷镉阻控技术示范效果 在海南、湖南和福建等市县，针对不同土壤砷镉污染情况形成相应的改良方案，在中轻度污染的土壤环境，开展稻米降镉砷试验与示范，采用自主研发的酸性土壤改良肥和砷镉钝化产品、配合叶面调控+优化施肥的综合措施，稻米中砷镉含量均低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB2762-2017）中规定的限量值，可满足食品安全标准要求和恢复重金属镉污染区安全种植，实现了As、Cd污染土壤的农业安全种植示范，助力稻田重金属污染区安全种植技术推广，保障农产品质量安全。其中，2018年在湖南株洲与湖南土壤肥料研究所合作开展水稻降镉试验，土壤pH值由5.4提高到6.3，提高0.9个单位，土壤有效镉含量由0.44 mg/kg降到0.30 mg/kg，降镉率30%；稻米降镉率为84%，产品接近无公害要求，产量提高10%。 2、树仔菜土壤重金属镉阻控技术示范效果 采用酸性土壤改良肥取代常规复合肥，每10天施用5kg/亩，6个月后pH值由4.8-5.3提高到6.1-6.6，土壤交换性钙、镁和有效铁含量呈上升趋势，未发生土壤板结和连种障碍。示范区的树仔菜嫩梢更鲜嫩、可食率更高，蛋白质含量提高19%，Vc含量提高31%，镉含量达到无公害产品要求。 3、海南奇楠沉香土壤重金属镉阻控技术示范效果 2019年-2020年，在海南省海口市琼山区云龙镇中泰汇云龙御养共享农庄开展奇楠沉香树叶片降镉试验，5个月后，30d与60d小区的嫩叶和老叶均达到《绿色食品代用茶》标准（小于0.5 mg/kg ），在食品安全标准范围之内。 4、改良土壤质量，促进化肥减施和品质提升效果 本技术可有效提升土壤的pH值0.5-1.5个单位、蚯蚓粪和牛粪有效提升有机质含量，腐殖酸促成土壤团粒结构形成，起到疏松土壤的作用，减少土壤板结和降低连种障碍。土壤理化指标如耕层土壤团聚体（＞0.25mm）、土壤阳离子交换量、交换性钙、交换性镁、有机质、碱解氮和有效磷含量不同程度高于常规复合肥处理。同时，本技术使酸化土壤转变为适宜农作物和有益微生物健康生长的弱酸性环境，在一定程度上减少或者抑制土传病害的效果，同时在延长采摘期、防治裂瓜、提升产品品质和产量等方面效果显著。其中，海南陵水6-10月份高温爆晒后，酸性土壤改良肥有效使火龙果黄化枝条转绿，可溶性固形物提高3个单位；助力福建平和县小溪镇旧楼村柚子减施肥料60%，于2020年9月获得第十六届平和县蜜柚节品质奖《三红蜜柚》三等奖；儋州圣女果地在减少肥料60%的基础上，‘黄星’‘ 美莎’和‘千禧’樱桃番茄营养品质优于或等同于复合肥处理；德宏玉米试验基地，在与常规处理产量相当的情况下，每亩少施用化肥200kg，品质指标有提高；在湖北高山蔬菜（番茄、白萝卜、大白菜和辣椒）上应用，抗土传病害率达13.5 %以上，平均每亩增收超过1100元（表1）。 表1 酸性土壤改良技术在湖北高山蔬菜抗土传病害效果及增收情况 作物 抗病类型 抗病率/% 投入 （亩/元） 产出 （亩/元） 增加收入 （亩/元） 番茄 青枯病 15.2 88 1872 1784 白萝卜 根肿病 12.9 88 1220 1132 大白菜 根肿病 37.2 88 1200 1112 辣椒 枯萎病 ＞13.5 512 1728 1216 （三）技术获奖情况 本项技术中部分成果于2012年和2016年分别获得海南省科技进步奖三等奖，2020年获得中国热带农业科学院成果转化奖二等奖。
技术要点：
（一）核心技术 1：降镉和培肥地力双重效果的技术 依托国家发明专利“一种降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥”，一方面利用其配方组分之间的化学反应中和土壤溶液的氢离子，提升土壤 pH；另一方面配方中含有作物生长发育所需的氮、磷、钾、有机质和鱼蛋白等营养素，改善土壤环境后更加高效促进土壤吸收营养成分，可达到培肥地力，减施化肥的效果。 水稻技术要点：①根据土壤含镉量，施入适量的改良肥，一般施用量在20-50kg/亩；②在移苗前2-3天施入改良肥，并犁地充分混匀；③在抽穗前，水稻叶面每亩再追施5kg改良肥。树仔菜技术要点：①每10天施用改良肥5kg/亩1次，②每两个月叶面追施1次微量元素肥料。 2：土壤污染重金属砷镉钝化修复技术 依托国家发明专利“一种富铁蚯蚓粪的制备方法及其在土壤污染治理中的应用”和“砷镉复合污染土壤钝化剂及其制备方法和使用方法”，采用有机质吸附和络合镉元素，零价铁吸附沉淀砷元素，达到修复土壤中重金属砷镉目的。 技术要点：①根据污染程度，施入适量的钝化剂，一般施用量在150~600kg/亩；②对于污染程度相对较重的地块，在两茬之间可增施一次钝化剂；③在播种前1~2周施入钝化剂，并犁地充分混匀。 （二）配套技术 1.优化施肥技术。根据土壤养分情况，选择适宜N、P、K肥，避免化学肥料活化重金属；施入有机肥，提升土壤肥力，同时增加对重金属吸附作用；推荐施用钙镁磷肥，增加对重金属的固定作用，追加微生物肥料，促进作物健康生长。 2.叶面调控技术。在水稻重要生育期，如分蘖期、灌浆期，喷施硅、硒等可溶性叶面肥，抑制作物根系向可食部位转运重金属。
适宜区域：海南土壤普遍偏酸，本技术适宜海南水稻、树仔菜、沉香树种植区。
注意事项：1、酸性土壤改良产品不宜与农药一起混用，建议分时间段使用。 2、此项技术和产品在改良土壤和培肥上效果显著，但是底肥和叶面肥等田间管理也需要配合施用。 3、改良肥和钝化剂的施用，应避免雨天。 4、稻田同时存在砷污染尽量避免施入过量磷肥。 5、撒施钝化剂等，农户需戴面罩手套，以防进入眼睛、腐蚀手皮肤。
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备注信息：海南省2021年主推技术
