序 言
2014年4月17日環境保護部和國土資源部聯合發布了全國土壤汙染狀況調查公報。調查結果顯示:全國土壤總的點位超標率為16.1%。我國土壤汙染是在社會經濟發展過程中長期累積形成的,如工業生產、礦業開採、生活廢棄物、農業生產長期使用化肥導致土壤酸化、鹽化以及自然背景高是造成土壤鎘、鉛、鉻、砷等汙染或超標的主要原因。
目前國內外治理汙染土壤的措施主要有工程措施(物理)、化學措施和生物措施。工程措施主要是填埋、位移、固化等;化學措施是向土壤中施入化學鈍化劑。物理方法投入大、化學方法有二次汙染風險。生物措施是利用吸附重金屬的植物和使用特種功能的微生物菌鈍化土壤中的重金屬。
探索一種科學經濟適用的重金屬汙染耕地土壤治理,不產生二次危害,維護土壤健康,長期耕作、土壤資源永續利用,能保障作物優質高產穩產的方法勢在必行。
我公司於2012年啟動了與大專院校、科研院校合作,經研究調查,農田耕地重金屬汙染主要是工業汙染、土壤酸化導致重金屬活化,作物重金屬超標;耕地質量下降主要是有機質低、土傳病害加重,作物病蟲害逐年加重、產量品質下降。根據上述情況,公司制定了一系列的方案和措施,通過十幾年的試驗示範,總結出了利用生物技術治理汙染土壤,生物、有機培肥地力的綜合型技術方案。
一、以技術原理為依託,從源頭上修復土壤
1、連續2-3季實施,輕度、中度汙染達土壤環境質量2級以上標準;
2、利用微生物功能菌化土壤重金屬;
3、採用固氮菌、解磷菌、解鉀菌提高養分利用率;
4、採用嗜酸菌、產鹼菌改良酸化土壤;
5、採用功能菌降解土壤農藥汙染物,產生溶菌酶抑制有害菌,防治土傳病害;
6、採用發酵菌、分解纖維素、木質素,降解還田作物秸稈,提升土壤有機質;
7、根據種植目標作物,結合測土配方,作物養分平衡原理,實施生物有機種植;
8、提供專利技術方案種植特色農產品(富硒茶葉、大米、玉米、瓜果、蔬菜等)。
二、措施到位,因地制宜制定方案
農田耕種期,根據作物特性、土壤汙染程度制定方案,實時監測土壤變化,與常規施肥技術同時進行。
三、方案得體,瞄準目標,土地資源達到永續利用
農田耕地重金屬汙染土壤得到治理和修復,耕地質量提升、土壤得到了保護,實現了土地資源的永續利用。此方案使用方便、投入低、見效快,沒有二次汙染風險。2012—2015年連續4年,在農業部全國農技推廣服務中心的支持下,公司開展了與四川省農科院、湖南農科院土肥所、華中農大資環學院、貴州農科院土肥所、雲南菸草農業科學院、重慶土肥總站、四川省土肥站、湖北省土肥站的合作,進行了盆栽試驗、小區試驗和大田示範、現就30多個(次)試驗示範結果,驗證了本方案的可行性,歸納如下:
1、鈍化土壤重金屬、降低作物莖稈和籽粒重金屬(鎘)含量,降幅在7-50%以上;
2、增加產量,水稻增產幅度在2-8%,土豆最高增幅達到180%;
3、改良酸化土壤,逐漸提高土壤pH值,穩步提高值從0.01到1.4 ;
4、提高土壤有機質,連續實施2-3年,有機質提升幅度在0.1-1%以上;
5、提高土壤細菌、真菌、放線菌、微生物總量,當季土壤菌群總量增幅10-20%;
6、提高土豆、大米胺基酸、澱粉含量,菸草糖氮比適中,上等菸葉增加;
7、降低了土壤交換性鋁、交換性酸含量,減輕鋁對作物的毒害;
8、土壤鹼解氮、有效磷、有效鉀等有效養分含量明顯增加,潛在養分全磷、全鉀、全氮等得到釋放,體現了本方案具有提高肥料利用率的作用;
9、提高土壤二氧化矽的活性及含量,提升了稻米的品質;
10、各試驗示範區沒有反饋回作物減產和對作物有危害的情況(詳細資料附後)。
綜上數據顯示,綜合方案的實施實現生物治理重金屬汙染耕地和修復土壤,地力培肥,標本兼治,土壤資源永續利用,農業可持續發展的目的!
複合微生物功能菌與土壤調理劑組合試驗應用效果匯總
成都華宏生物科技有限公從2012年-2017年在湖南、四川、重慶曆經5年的試驗驗證.通過在水稻、油菜、馬鈴薯 等作物上,採取單獨、混合、葉面噴施組合集成。與石灰、鈣鎂磷肥、有機肥對比綜合技術, 不同用量施用效果對比試驗, 採用小區、大田試驗示範。
試驗方式及結果匯總如下:
1.試驗材料和方法
1.1 試驗材料
1.1.1 供試材料:「施地佳」 土壤改良劑、「神鋤」複合微生物菌劑,「吉祥雨」胺基酸營養劑由成都華宏生物科技有限公司生產提供,其它對比產品試驗單位市場上安排提供。
1.1.2 供試作物: 水稻、馬鈴薯、菸草、油菜。
1.1.3 供試土壤: 酸化板結、中低產田、汙染程度中度(根據土壤測試數據決定)。
1.2試驗方法及地點
1.2.1 試驗方法設計 試驗由各試驗承擔單位在多種作物上採用小區試驗、大田方法進行。
1.2.2 試驗處理設計方案
1.2.2.1單獨施用效果對比試驗。A為施用 試驗品,B為不施作對照,與常規方案產品對照試驗。
1.2.2.2 不同用量、施用效果對比試驗,共2個試驗。
1.2.2.3 組合方案施用效果對比試驗,共2個試驗
1.2.3 試驗地點
湖南湘鄉5個,長沙、株洲、湘潭各2個;四川綿竹、邛崍、什邡、彭州各2個;重慶豐都2個、雲南3個,貴州4個。
1.3 試驗結果
1.3.1 施用效果對比試驗
結論簡述
一、湖南省晚稻上降鎘應用田間試驗結論簡述(2015年)
2015年湖南農科院土肥所在湘鄉汙染稻田,與石灰對比和空白對照試驗結果表明。
使用石灰和微生物功能菌劑後稻草和稻米中重金屬鎘和鉛顯著下降。
微生物菌使用後稻米中重金屬鎘的含量比對照降低了37.3%。
使用石灰導致水稻減產(實驗報告表5)
試驗承擔單位:湖南省農業科學院土壤肥料研究所、湖南省湘鄉市土肥站
試驗承擔人:李明德 研究員 丁亦進 湘鄉市土肥站站長
2015年12月27日
二、2016年湖南農科院土肥所調理劑和微生物在早稻和晚稻連續二季小區實驗《第一季》
微生物菌使用早稻米中重金屬鎘的含量比對照降低幅度達51.8%。
稻草中鎘降低幅度32.1%。
調理劑使用後早稻米中重金屬鎘降低幅度達46.4%。
稻草中鎘降低幅度44.8%
微生物菌劑和調理劑配合使用效果能提高土壤pH值0.19。
土壤重金屬、陽離子交換量、活性鋁、矽鋁率等土壤化學性沒有明顯變化。
稻穀增產2.6-3.0%.
三、2016年湖南農科院土肥所調理劑和微生物在早稻和晚稻連續二季小區實驗《第二季》
微生物和調理劑配合使用效果能提高土壤pH值、矽鋁率、有機質降低了土壤重金屬鎘、陽離子交換量、活性鋁等土壤化學性 。
組合使用比對照降稻米鎘降低幅度達26.0%。
稻草中鎘降低幅度24.5%。
稻穀與對照增產幅度達5.8%,達到顯著水平。
連續2季「神鋤」牌複合微生物肥與「施地佳」土壤調理劑配合使用,有提高土壤PH值、有機質、陽離子交換量、矽鋁率和降低有效Cd含量的趨勢。
連續施用2季,二者可以配合使用,其效果要明顯優於各自單獨施用。
試驗承擔單位:湖南省農業科學院土壤肥料研究所
試驗承擔人:李明德 研究員
2016年12月1日
四、2016年湖南農科院土肥所葉面噴施胺基酸阻控鎘效果實驗
稻米中重金屬鎘的含量比常規和清水對照降低了0.038mg/kg和0.021mg/kg降低幅度達14.0%,
稻草中重金屬鎘的含量比常規和清水對照降低了0.251mg/kg和0.186mg/kg降低幅度達20.3%和15.9%,達到顯著水平。
稻穀與對照增產幅度平均達2.9%,增產效果達到顯著水平。
試驗承擔單位:湖南省農業科學院土壤肥料研究所
試驗承擔人:李明德 研究員
2016年12月1日
五、2017年調理劑和微生物、胺基酸硒組合方案在早稻和晚稻連續二季大田示範實驗
稻米鎘含量比對照早稻和晚稻分別降低幅度達24.4%和27.6%。
稻草中鎘分別降低幅度16.0%和 22.4%.
稻米硒含量明顯提高與對照早稻米硒含量達到0.186mg/kg
晚稻米硒含量0.165mg/kg,均達到富硒米的標準
富硒稻米標準:0.04mg/kg≤Se≤0.30mg/kg)。
土壤中總鎘(mg/kg)早稻降低0.88%,晚稻提高0.2%(呈現鈍化效果)
土壤中有效鎘(mg/kg)早稻、晚稻分別降低12.4%和13.2%
土壤pH分別提高0.23和0.16個單位。
稻田細菌提升8.2%、真菌12.6%、放線菌14.4%、微生物總量21.7%。
土壤中活性矽(SIO2)早稻晚稻分別提高6.6%和5.4%。
交換性H (cmol/kg)早稻晚稻分別降低16.6%和21.4%。
土壤中活性鋁(AI2O3)早稻晚稻分別降低10.2%和19.4%。
交換性AI 3早稻晚稻分別降低16.2%和21.8%。
交換性酸(cmol/kg)早稻晚稻分別降低13.0%和21.6%。
早晚稻穀分別增產7.2%和 5.5%。
試驗承擔單位:湖南省農業科學院土壤肥料研究所
試驗承擔人:李明德 研究員
2017年12月29日
六、湖南省農業資源與環境保護管理站2016年篩選實驗(微生物菌劑)
微生物菌劑在長沙、株洲、湘潭三地進行鎘汙染稻田土壤修復實驗:
三地平均值早稻稻米降鎘3.76%,晚稻降鎘24.60%
七、湖南省農業資源與環境保護管理站2016年篩選實驗(土壤調理劑)
土壤調理劑在長沙、株洲、湘潭三地進行鎘汙染稻田土壤修復實驗:
三地平均值早稻稻米降鎘10.15%,晚稻降鎘6.72%
八、四川省農業科學院土壤肥料研究所2016年篩選實驗(微生物菌劑)
微生物菌劑在綿竹市、邛崍市、什邡市、彭州市四地進行鎘汙染稻田土壤修復實驗:
稻米與常規對照降鎘什邡8.3%、彭州41.46%、綿竹8.79%、邛崍-20%。
土壤PH值與常規對照提升什邡0.02 、彭州0.22、綿竹-0.47、邛崍0.42。
土壤有效鎘降幅什邡57.2% 、彭州-55.1%、綿竹23%、邛崍21.7%。
稻穀四地平均增產1.58%。
九、四川省農業科學院土壤肥料研究所2016年篩選實驗(土壤調理劑)
土壤調理劑在綿竹市、邛崍市、什邡市、彭州市鎘汙染稻田土壤修復實驗:
稻米與常規對照降鎘什邡6.4%、彭州31.8%、綿竹16.4%、邛崍8.69%。
土壤PH值與常規對照提升什邡0.29 、彭州0.04、綿竹0.12、邛崍0.45。
土壤有效鎘降幅什邡15.6% 、彭州-45.8%、綿竹-8.5%、邛崍88.8%。
稻穀四地平均增產-1.18%。
實驗執行單位:四川省農科院土肥所,試驗執行人:秦魚生。
2016年12月10日