一种生态环保型土壤调理剂及其应用

1.本发明涉及土壤调理剂技术领域，具体涉及一种生态环保型土壤调理剂及其应用。

背景技术：

2.硒(se)是全球最受关注的微量元素之一，它在人体生理中具有重要的作用，与人体多种疾病密切相关。虽然微量元素硒能对人体发挥着重要的生理功能，但是摄入过高或过低都会导致健康风险，故其在微量元素的研究与应用中具有特殊的地位。
3.硒的摄入量在全球分布是极不均匀的，所以如何对天然富硒区土壤中的硒进行科学合理地利用、将富硒土壤资源优势转为产业优势成为越来越迫切的问题。
4.镉作为“五毒”元素之一，具有较强的化学活性，毒性也较为持久。农田土壤中过量的镉不仅对植物生长有抑制作用，通过食物链进入人体，累积到一定剂量还会危害人体健康，且在南方地区硒与镉伴生现象尤为突出。
5.发明人选取广西平果和湖北恩施硒与重金属伴生农田土壤进行研究，设计了一种土壤调理剂，该土壤调理剂对水稻和小白菜均具有明显富硒降镉效果，可以为天然富硒区土壤资源的高效安全利用及天然富硒区富硒产业的高质量发展提供了科学依据与技术支撑。
6.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种生态环保型土壤调理剂及其应用，可以为天然富硒区土壤资源的高效安全利用及天然富硒区富硒产业的高质量发展提供了科学依据与技术支撑。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
9.一种生态环保型土壤调理剂，按质量百分比计由以下成分制备而成：稻壳生物炭42-48％、硅酸钾7-11％以及余量的复合贝壳粉；制备方法为：按质量百分数比称取各成分后混合而成。
10.作为优选，所述稻壳生物炭、硅酸钾以及复合贝壳粉的质量比为1：0.2：1。
11.作为优选，所述稻壳生物炭的制备方法为：取新鲜的稻壳，洗净后烘干至恒重，粉碎过20-40目筛，在无氧的条件下升温至300-500℃，维持该温度条件下热裂解4-6h，自然冷却至室温，清水冲洗后烘干至恒重，粉碎过100-200目筛，得到所述稻壳生物炭。
12.作为优选，所述复合贝壳粉的制备方法为：将牡蛎、蛤蜊和螺蛳分别去肉后在500-800℃下煅烧2-3h，取等质量的牡蛎、蛤蜊和螺蛳混合，粉碎，过60-200 目筛，得到所述复合贝壳粉。
13.本发明还提供了所述的生态环保型土壤调理剂在作物富硒降镉中的应用。
14.作为优选，所述作物为水稻和小白菜。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
16.本发明的土壤调理剂对恩施和广西地区水稻和小白菜均具有明显富硒降镉效果，可以为天然富硒区土壤资源的高效安全利用及天然富硒区富硒产业的高质量发展提供了科学依据与技术支撑。
附图说明
17.图1为添加土壤调理剂对分蘖期水稻地上部和地下部生物量的影响；
18.图2为添加土壤调理剂对分蘖期水稻地上部和地下部镉含量的影响；
19.图3为添加土壤调理剂对分蘖期水稻地上部和地下部硒含量的影响；
20.图4和图5为添加土壤调理剂对小白菜长势的影响；
21.图6为添加土壤调理剂对小白菜地上部生物量的影响；
22.图7为添加土壤调理剂对小白菜地上部镉含量的影响；
23.图8为添加土壤调理剂对小白菜地上部硒含量的影响。
具体实施方式
24.下面结合对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述。
25.硅酸钾，购自武汉浩荣生物科技有限公司，含量99％，粉碎后过100目筛。
26.实施例1
27.一种生态环保型土壤调理剂，由稻壳生物炭、硅酸钾和复合贝壳粉混合而成，其中，所述稻壳生物炭、硅酸钾以及复合贝壳粉的质量比为1：0.2：1；
28.所述稻壳生物炭的制备方法为：取新鲜的稻壳，洗净后烘干至恒重，粉碎过40目筛，在无氧的条件下升温至500℃，维持该温度条件下热裂解6h，自然冷却至室温，清水冲洗后烘干至恒重，粉碎过150目筛，得到所述稻壳生物炭。
29.所述复合贝壳粉的制备方法为：将牡蛎、蛤蜊和螺蛳分别去肉后在700℃下煅烧2.5h，取等质量的牡蛎、蛤蜊和螺蛳混合，粉碎，过150目筛，得到所述复合贝壳粉。
30.实施例2
31.1.土壤调理剂对稻田富硒降镉的影响
32.1.1选用稻壳生物炭、硅酸钾和复合贝壳粉为土壤调理剂，以水稻为研究对象，以广西平果和湖北恩施典型富硒土壤开展盆栽试验，研究淹水条件下，土壤调理剂对作物富硒降镉的影响。
33.1.2试验处理
34.处理1：不添加土壤调理剂；
35.处理2：添加土壤质量1.2％的稻壳生物炭和1％的复合贝壳粉；
36.处理3：添加土壤质量1.2％的硅酸钾和1％的复合贝壳粉；
37.处理4：添加土壤质量1％的稻壳生物炭、0.2％的硅酸钾和1％的复合贝壳粉。
38.每个处理设置3个重复，每个重复设置20株水稻。
39.将土壤调理剂与土壤混合均匀，及时补充水分，室温放置，稳定两周后播种，按照常规管理。
40.1.3试验结果
41.取水稻分蘖期样品测定分蘖期水稻鲜重、干重及水稻硒和镉含量。
42.1.3.1对水稻生物量的影响
43.施用不同土壤调理剂对2种土壤分蘖期水稻地上部和地下部生物量的影响结果见图1。
44.由图1可知，对于恩施土水稻，与处理1相比，3种土壤调理剂均可显著增加水稻生物量。与处理1相比，添加3种土壤调理剂后，水稻地上部鲜重增加了26.08-33.25％，地上部干重增加了28.10-34.66％；水稻地下部鲜重增加了 27.00-34.21％，地下部干重增加了18.21-33.73％。
45.对于广西土水稻，与处理1相比，3种土壤调理剂均可增加水稻生物量，其中添加处理2增加最为显著。与处理1相比，添加3种土壤调理剂后，水稻地上部鲜重增加了18.07-27.18％，地上部干重增加了25.86-31.09％；水稻地下部鲜重增加了27.00-34.21％，地下部干重增加了11.45-19.08％。
46.1.3.2对水稻吸收积累镉的影响
47.施用不同土壤调理剂后2种土壤分蘖期水稻地上部和地下部镉含量的变化见图2。
48.由图2可知，对于恩施土壤，与处理1相比，3种土壤调理剂均可显著降低水稻地上部和地下部镉含量。处理3水稻地上部和地下部镉含量分别降低了0.19 mg/kg、1.29mg/kg，与处理1相比，分别降低了86.33％、86.23％，降低效果最显著。与处理1相比，处理4和处理2水稻地上部和地下部镉含量分别降低了 64.22％和54.53％、35.57％和46.48％。
49.对于广西土壤，与处理1相比，3种土壤调理剂都降低了水稻地上部镉含量，且都达到了显著性水平，降低比例为25.06-40.57％。与处理1相比，处理4水稻地下部镉含量降低了23.59％，最为显著，处理2和处理3对水稻地下部镉含量的影响不显著。
50.1.3.3.对水稻吸收积累硒的影响
51.施用不同土壤调理剂后2种土壤分蘖期水稻地上部和地下部硒含量的变化见图3。
52.对于恩施水稻，与处理1相比，处理4和处理2均提高了水稻地上部硒含量，且都达到了显著性水平，提高比例分别为41.40％、31.52％，处理4的提高比例最大。3种土壤调理剂对水稻地下部硒含量具有一定提升，但不显著。
53.对于广西水稻，与处理1相比，处理4和处理2均提高了水稻地上部硒含量，提高比例分别为23.65％、14.44％，处理4的提高比例最大。
54.从1.3.1-1.3.3的结果综合来看，处理4中的土壤调理剂较优。
55.2.土壤调理剂对小白菜富硒降镉的影响
56.2.1选用稻壳生物炭、硅酸钾和复合贝壳粉为土壤调理剂，以小白菜为研究对象，以广西平果富硒土壤开展田间试验，研究土壤调理剂对土壤有效镉和有效态硒及价态的影响。
57.2.2试验处理
58.处理1：不添加土壤调理剂；
59.处理2：添加土壤质量1.2％的稻壳生物炭和1％的复合贝壳粉；
60.处理3：添加土壤质量1.2％的硅酸钾和1％的复合贝壳粉；
61.处理4：添加土壤质量1％的稻壳生物炭、0.2％的硅酸钾和1％的复合贝壳粉。
62.每个处理设置3个重复，每个重复设置4株小白菜。
63.将土壤调理剂与土壤混合均匀，保持80％最大田间持水量，室温放置，稳定两周后播种，按照常规管理。
64.2.3试验结果
65.成熟期收获小白菜测定相关指标。
66.2.3.1对小白菜生物量的影响
67.施用不同土壤调理剂后，小白菜的长势见图4-5。
68.由图4-5可知，与处理1相比，施用3种土壤调理剂后，恩施土壤和广西土壤小白菜的长势均得到明显改善，处理2的效果最佳。
69.施用不同土壤调理剂对2中土壤小白菜生物量的影响见图6。
70.由图6可知，与处理1相比，施用3种土壤调理剂后，小白菜地上部鲜重和干重均有提高，尤其是广西土壤的小白菜更为显著。
71.2.3.2对小白菜吸收积累镉的影响
72.施用不同土壤调理剂后2种小白菜地上部镉含量的变化见图7。
73.由图7可知，添加3种土壤调理剂均可降低小白菜地上部镉含量，且都达到了显著性水平，其中以处理4的降镉效果最好。与处理1相比，处理4恩施和广西小白菜地上部镉含量分别降低了3.44mg/kg、0.54mg/kg，降低效果最显著，降低比例分别为58.82％、81.87％；处理3恩施和广西小白菜地上部镉含量分别降低了34.34％、37.23％；处理2恩施和广西小白菜地上部镉含量分别降低了31.74％、32.78％。
74.2.3.3对小白菜吸收积累硒的影响
75.施用不同土壤调理剂后2种小白菜地上部硒含量的变化见图8。
76.由图8可知，添加3种土壤调理剂均可提高小白菜地上部硒含量，且都达到了显著性水平，其中以处理4的富硒效果最好。与处理1相比，处理4分别显著增加恩施和广西小白菜地上部硒含量102.05％、39.90％；处理3分别显著增加恩施和广西小白菜地上部硒含量64.07％、38.06％；处理2分别显著增加恩施小白菜和广西小白菜地上部硒含量61.65％、38.77％。
77.从2.3.1-2.3.3的结果综合来看，处理4中的土壤调理剂较优。
78.综上所述，本发明的土壤调理剂对水稻和小白菜均具有明显富硒降镉效果，可以为天然富硒区土壤资源的高效安全利用及天然富硒区富硒产业的高质量发展提供了科学依据与技术支撑。
79.对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。

技术特征：

1.一种生态环保型土壤调理剂，其特征在于，按质量百分比计由以下成分制备而成：稻壳生物炭42-48％、硅酸钾7-11％以及余量的复合贝壳粉。2.根据权利要求1所述的生态环保型土壤调理剂，其特征在于，所述稻壳生物炭、硅酸钾以及复合贝壳粉的质量比为1：0.2：1。3.根据权利要求1所述的生态环保型土壤调理剂，其特征在于，所述稻壳生物炭的制备方法为：取新鲜的稻壳，洗净后烘干至恒重，粉碎过20-40目筛，在无氧的条件下升温至300-500℃，维持该温度条件下热裂解4-6h，自然冷却至室温，清水冲洗后烘干至恒重，粉碎过100-200目筛，得到所述稻壳生物炭。4.根据权利要求1所述的生态环保型土壤调理剂，其特征在于，所述复合贝壳粉的制备方法为：将牡蛎、蛤蜊和螺蛳分别去肉后在500-800℃下煅烧2-3h，取等质量的牡蛎、蛤蜊和螺蛳混合，粉碎过60-200目筛，得到所述复合贝壳粉。5.一种权利要求1-4任一项所述的生态环保型土壤调理剂在作物富硒降镉中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述作物为水稻和小白菜。

技术总结

本发明涉及土壤调理剂技术领域，具体涉及一种生态环保型土壤调理剂及其应用。一种生态环保型土壤调理剂，按质量百分比计由以下成分制备而成：稻壳生物炭42-48％、硅酸钾7-11％以及余量的贝壳粉。本发明的土壤调理剂对恩施和广西地区水稻和小白菜均具有明显富硒降镉效果，可以为天然富硒区土壤资源的高效安全利用及天然富硒区富硒产业的高质量发展提供了科学依据与技术支撑。学依据与技术支撑。学依据与技术支撑。