本發(fā)明屬于土壤重金屬污染修復(fù)和農(nóng)產(chǎn)品安全領(lǐng)域，具體涉及一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法。

背景技術(shù)：

據(jù)環(huán)境保護(hù)部和國土資源部發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示全國耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率占19.4％，并以重金屬無機(jī)污染物為主，鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種重金屬點(diǎn)位超標(biāo)率中砷污染超標(biāo)率僅次于鎘和鎳，砷污染分布從西北到東南、從東北到西南方向呈逐漸升高的態(tài)勢，并以輕微和輕度污染為主，重度污染占少數(shù)。

砷在土壤中的存在形態(tài)影響其生物有效性和毒性。砷在土壤中主要以無機(jī)as(iii)和as(v)存在，as(iii)的遷移能力和毒性遠(yuǎn)高于as(v)。砷在土壤中存在形態(tài)與土壤ph、eh、土壤中鐵鋁鈣化物含量、p含量等因素有關(guān)。砷在氧化和酸性條件下主要以as(v)存在，在還原和堿性環(huán)境中主要以as(iii)存在；土壤中鐵、鋁、鈣等氧化物和水合氧化物對五價砷有很強(qiáng)的親和力，能吸附產(chǎn)生共沉淀；砷和磷化學(xué)性質(zhì)相似，在土壤中，磷可與專性吸附和非專性吸附的砷競爭吸附點(diǎn)位，在一些植物體中，磷酸根和砷酸根競爭轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，磷會限制植物對砷的吸收和積累，兩者之間存在拮抗作用，磷濃度變化對土壤砷的活化和遷移有重要影響。研究(meharg和macnair，journalofexperimentalbotany，1992，43(4)：519-524)還表示植物高p營養(yǎng)還能抑制根細(xì)胞膜上p(v)/as(v)吸收體系。磷肥是植物的根肥，磷肥缺乏會導(dǎo)致植物根部發(fā)育不良、 植株矮小，砷通過影響磷的代謝抑制植物正常生長。砷對農(nóng)作物的毒害作用在于影響農(nóng)作物對水分和養(yǎng)分的吸收，降低農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，并在作物可食部位積累通過食物鏈對人體健康產(chǎn)生威脅。

為此，治理砷污染土壤、減少農(nóng)作物砷積累量具有重要現(xiàn)實(shí)意義。土壤砷污染修復(fù)技術(shù)中，物理修復(fù)技術(shù)工程量大、成本高，不適用于大面積農(nóng)田的治理修復(fù)；生物修復(fù)耗時長，需完全或部分停止農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，現(xiàn)農(nóng)戶接受程度還有待提高；化學(xué)修復(fù)通過添加重金屬活化劑或鈍化劑來改變重金屬的形態(tài)及遷移性，具有效率高、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，但往往需要添加大量的物質(zhì)才能發(fā)揮作用，且部分物質(zhì)對土壤理化性質(zhì)影響較大，不利于后續(xù)農(nóng)田的正常生產(chǎn)利用；調(diào)整作物品種和田間管理等農(nóng)業(yè)生態(tài)措施對降低農(nóng)作物重金屬積累量具有一定的應(yīng)用價值，但單一方法應(yīng)用效果不顯著。聯(lián)合兩種或兩種以上的修復(fù)技術(shù)是緩解耕地退化壓力、降低農(nóng)田重金屬危害的必然選擇。

針對中輕度砷污染農(nóng)田，聯(lián)合化學(xué)修復(fù)和農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施，通過農(nóng)藝措施和添加無二次污染的土壤改良劑，改良土壤結(jié)構(gòu)、降低農(nóng)作物對土壤砷的吸收積累，以實(shí)現(xiàn)在中輕度砷污染土壤上持續(xù)、安全的種植農(nóng)作物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，采用翻耕、控制土壤水分和添加少量土壤改良劑改良土壤結(jié)構(gòu)并降低土壤砷的遷移性，通過噴施葉面磷肥減少農(nóng)作物對as(v)的吸收積累并促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)在中輕度砷污染土壤上持續(xù)、安全的種植農(nóng)作物。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，在農(nóng)作物種植前，對土壤進(jìn)行深翻， 并合理控制土壤水分，向砷污染表層土壤添加土壤改良劑，對表層土壤進(jìn)行翻耕混勻，陳化20天，添加底肥、種植農(nóng)作物，待農(nóng)作物正常生長后噴施葉面肥。

上述一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，所述的重金屬砷污染土壤為中輕度砷污染土壤。

上述一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，所述的土壤深翻深度為25～30cm，保持良好的排水狀況，根據(jù)作物所需供水，保持土壤eh在0.2v以上。

上述一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，所述的土壤改良劑為粘土礦物高嶺石和土壤砷沉淀吸附劑鐵粉，粘土礦物添加量占砷污染土壤質(zhì)量的1％，鐵粉添加量占砷污染土壤質(zhì)量的0.5％～1％。

上述一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，所述的底肥以無機(jī)n和k肥為主輔以少量p肥，肥料添加量根據(jù)農(nóng)作物類型改變進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，糧食類作物按每千克污染土添加n∶p∶k＝0.3∶0.1∶0.12mg，蔬菜類作物按每千克污染土添加n∶p∶k＝0.3∶0.1∶0.2mg。

上述一種降低砷在農(nóng)作物中積累量的方法，所述的葉面肥為磷酸二氫鉀葉面磷肥，苗期葉面肥噴施濃度為0.15～0.2％，中后期葉面肥噴施濃度為0.2～0.3％，每隔6～8天噴施一次，每次噴施以葉面完全濕潤為宜。

本發(fā)明的技術(shù)方案主要基于以下原理：

(1)通過對砷污染土壤深翻和水分管理，調(diào)整土壤通氣性和含水率，提高土壤氧化還原電位，改變土壤as(v)/as(iii)比，降低土壤砷的移動性和毒性。

(2)通過向砷污染土壤添加一定量的土壤改良劑，利用粘土礦物的表面吸附和離子交換作用、含鐵物質(zhì)對砷化物的吸附和共沉淀作用降低土壤砷的遷移能力。

(3)農(nóng)作物種植前添加復(fù)合肥作為底肥，改善土壤肥力狀況，促進(jìn)作物生長。

(4)農(nóng)作物種植后噴施葉面磷肥，一方面基于農(nóng)作物根系對as(v)的吸收是通過p(v)吸收通道進(jìn)行，通過葉面補(bǔ)充作物機(jī)體p含量，一定程度減少作物根系對p(v)和as(v)的吸收，降低作物as(v)積累量；另一方面提高肥效，減少因土壤對p的固定作用而大量施磷造成的浪費(fèi)和土壤污染，有效促進(jìn)作物增產(chǎn)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)所用的藥劑價格低廉、來源廣泛；(2)環(huán)境友好，高嶺石屬于天然粘土礦物，鐵是土壤重要組分、植物所需的微量元素之一，能有效改良土壤結(jié)構(gòu)、補(bǔ)充土壤營養(yǎng)、降低砷的遷移能力。通過葉面補(bǔ)充作物磷肥，減少土壤直接大量施磷造成的浪費(fèi)和污染；(3)可操作性強(qiáng)，整個過程只需配合土壤翻耕、水分管理和葉面施肥等常規(guī)農(nóng)藝措施，操作簡單。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實(shí)施例1

實(shí)驗(yàn)用土采自北京市朝陽區(qū)，過10目篩，砷污染土壤通過人工外源添加na2haso4·7h2o配置而成。本實(shí)例人工配置的土壤砷污染濃度為90.2mg/kg。采用盆栽實(shí)驗(yàn)，每個塑料盆裝土約2kg，選取小白菜作為試驗(yàn)農(nóng)作物，每盆留苗4株，實(shí)驗(yàn)設(shè)置空白對照組，每個處理組設(shè)置6個重復(fù)。每盆土按10g/kg量添加高嶺石、6g/kg量添加鐵粉，將土壤改良劑與土壤混勻，陳化7天，按n∶p∶k＝0.3∶0.1∶0.2mg/kg土量添加底肥，撒播小白菜種子，保持土壤含水率為30～40％，小白菜長勢正常后間苗，以0.15％的磷酸二氫鉀噴施葉面肥，每次以葉面 完全濕潤為宜，以后每隔7天噴施一次，小白菜生長的中后期改噴0.2％的磷酸二氫鉀。試驗(yàn)過程中每隔5～10天疏松表層土，試驗(yàn)組和對照組均在種植85天后收獲，分別檢測兩組植物可食部位as含量及地上部分生物量。小白菜可食部位as含量(混合樣)及地上部分生物量測定結(jié)果見表1。與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組小白菜可食部位砷含量平均降低82.14％，同時地上部分生物量平均增加438.05％。

表1小白菜可食部位as含量及地上部分生物量

以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出的是，對熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，尚可根據(jù)上述說明加以調(diào)整或改進(jìn)，這些調(diào)整及改進(jìn)均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。