项目名称：红壤区农田镉/砷污染控制关键技术与新产品创制 主要完成单位：广东省生态环境与土壤研究所；华南农业大学；中科院长沙亚热带农业研究所； 主要完成人：李芳柏，吴启堂，朱奇宏，刘传平，刘承帅，李永涛，易继财，周顺桂，黄道友，刘同旭，卫泽斌，陶亮，王向琴，于焕云，崔江虎，丁效东，黄志饶，高云，曹芳，童辉。
项目简介：（应包含项目主要技术内容、知识产权情况、技术经济指标、应用推广及效益情况等。）
主要技术内容：(1) 从金属生物地球化学循环的视角，系统阐明了农田砷/镉移动性与铁、氮、硫、腐殖质循环的关系。发现铁循环是控制稻米镉/砷有效性的关键过程。以稻田为重点，发现根际土壤亚铁氧化菌、砷氧化基因丰度与稻米砷有效性呈显著的负相关；铁膜中的优势砷氧化菌为食酸菌属与假单胞菌属；促进亚铁氧化可同步促进砷氧化固定的生物地球化学机制。氧
化铁是土壤镉的汇，促进硫还原过程可同步促进镉固定。这些成果修正了以温带土壤为特的欧洲土壤学界的观点，他们认为控制农田重金属有效性的关键因子主要为pH、CEC、有机碳与粘粒。(2) 针对复合污染治理难题，创制了能够同时降低土壤镉/砷/铅移动性的钝化技术，率先创制了具有镉砷铅复合污染控制功能的铁基生物炭、铁基腐殖质、铁基巯基粘土、微生物铁剂、多功能复混肥等五中重金属钝化剂新产品，并实现了产业化。突破了生物炭或腐殖质单一组分钝化镉铅却活性砷的技术瓶颈。(3) 阐明了水稻等农作物镉/砷的吸收运输能力与其硅、锌、硒营养代谢的关系，发现硅是调控水稻植株镉/砷分配与运移的关键元素；盆栽试验与大田试验证实了硅与硒营养调控可通过竞争运输机制抑制稻米砷积累，可通过茎叶分配调控与运输蛋白活性调控机制抑制稻米镉积累；硅营养则通过运输通道竞争机制抑制稻米镉积累。(4) 以降低水稻镉/砷吸收运输能力为目标，创制了叶面重金属阻控技术，率先创制了纳米二氧化硅溶胶、稀土或硒复合二氧化硅溶胶等三个叶面阻控剂新产品，研发了配套的应用技术，实现了产业化。突破了传统农田重金属污染修复技术高成本、难大面积应用的技术瓶颈。 发现、发明及创新点：
（1）发现我国亚热带红壤农田镉/砷的有效性受土壤pH的影响大大小于温带土壤，旱地土壤表现为氧化铝活性；铁循环是控制土壤镉/砷移动性的关键过程，氧化铁固定态为汇；硅是调控水稻植株镉/砷分配与运移的关键元素；阐明了镉/砷从土壤颗粒—根表铁模—根茎叶—籽粒逐步迁移规律。修正了以温带土壤为特的欧洲土壤学界的观点，他们认为控制农田重金属有效性的关键因子主要为pH、CEC、有机碳与粘粒。
（2）独创了能够同时降低土壤镉/砷/铅移动性的钝化技术，率先创制了具有镉砷铅复合污染控制功能的铁基生物炭、铁基腐殖质、铁基巯基粘土、微生物铁剂、多功能复混肥等五中重金属钝化剂新产品，并实现了产业化。突破了生物炭或腐殖质单一组分钝化镉铅却活性砷的技术瓶颈。
（3）以降低水稻镉/砷吸收运输能力为目标，独创了叶面重金属阻控技术，率先创制了纳米二氧化硅溶胶、稀土或硒复合二氧化硅溶胶等三个叶面阻控剂新产品，研发了配套的应用技术，实现了产业化。突破了传统农田重金属污染修复技术高成本、难大面积应用的技术瓶颈。
项目实施显著地推动了我国土壤环保行业与产业的科技进步，主要包括（1）重金属叶面阻
控技术与土壤钝化技术已经被科技部、农业部成为推荐实用技术之一，被湖南、广东、广西作为农田重金属污染治理的主要技术。（2）育成重金属治理企业3家；（3）实现大面积农田的污染治理；培训一批土壤环境技术与管理人员，为我国污染农田安全利用与污染治理提供了强有力的科技支撑。
主要知识产权证明目录：
（1）代表性专利10件
专利3 Liu CP.; Li Q.; Li FB. Composite foliage Si fertilizer for lowering contents of heavy metals and nitrate in vegetable and preparation method there of PCT/CN10/ 7565608 /03/2010. US 9 017 444 B2. 授权日期：2015-04-28.
专利4 刘传平，李晴，李芳柏。野菜における重金属および硝酸塩の含有量を低減することに用いられる葉面ケイ素肥料とその調製方法. 特许第5374647号. 授权日期：2013-09-27.
（2）结题验收3项：
附件1：2011.01—2014.12，国家杰出青年科学基金（41025003）“土壤化学”200万，已经完成。
附件2：2011.01－2013.12，国家自然科学基金，（41001135）“水稻根系泌氧促进根表铁膜形成与砷固定机制研究”，22万，已经完成。
附件3：2011.1-2014.12，广东省科技攻关项目（2011B030900004）：“粤北多金属矿业活动区稻田重金属污染控制关键技术及示范” （10万），已经完成。
（3）肥料登记证书：
附件4：中华人民共和国肥料临时登记证（登记证号：农肥[2012]临字6502号）
（4）相关检测证明：
附件5：中量元素肥料产品检测报告
（5）应用推广证明：
附件6：相关产品田间试验报告
附件7：应用推广证明
（6）代表性论文10篇:
论文1 Liu C.P.; Luo C.L.; Gao Y.; Li F.B.*; Lin L.W.; Wu C.A.; Li X.D. (2010) Arsenic contamination and potential health risk implications at an abandoned Tungsten mine, southern China. Environmental Pollution. 158，820–826.
论文2 Liu C. P.; Li F. B.*; Luo C. L.; Liu X. M.; Wang X. H.; Li X. D. (2009) Foliar application of two silica sols reduced cadmium accumulation in rice grains. Journal of Hazardous Materials, 161(2-3), 1466-1472
论文3 Wang Y. K.; Tao L.; Chen M. J.; Li F. B*. (2012) Effects of the FeII/CuII interaction on
copper aging enhancement and pentachlorophenol reductive transformation in paddy soil. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60 (2), 630–638.
论文4 Liu L.; Yuan Y.; Li F. B.*; Feng C. H. (2011) In-situ Cr(VI) reduction with electrogenerated hydrogen peroxide driven by iron-reducing bacteria. Bioresource Technology. 102(3), 2468-2473.
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