戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥与土壤重金属的关系

时间:2022-09-24 点击次数:1194


 


      我们知道随着人口的增加和工业化的大力发展,化肥使用量的增加带动了粮食产量的跨越式增长,有着积极的作用,但与此同时也导致土壤酸化板结、有机质减少、次生盐渍化、作物品质下降等诸多问题,与农业可持续发展策略相悖,因此化肥减量成为农业绿色发展的必然要求。原农业部于2015年制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》,提出到2020年力争实现农作物化肥、农药使用量零增长,明确“有机肥部分替代化肥”的技术路径。

  农田土壤重金属污染问题日趋严重,污染程度和污染面积逐年递增。我国受重金属污染的耕地有1000万公顷,占耕地总面积的8%以上,导致每年粮食作物减产量在1000万吨以上。为此,降低土壤重金属活性、修复重金属污染土壤成为保证农产品安全的重要环节。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥的概念及介绍
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥是以鸡粪、羊粪、菌渣、纳米生物炭等为原料,采用物理生物发酵工艺技术生产而成。由于其生产过程需要连续数天的腐熟过程,有助于有害菌、害虫在高温下去除。肥料含有丰富的有机质、小分子水溶有机碳、腐植酸、活性微生物菌、纳米生物炭。既能修复改良土壤、又能提供植物养分。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥在土壤重金属修复方面的作用
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥中含有的有机质和有益微生物以及生物炭对重金属离子均有很强的吸附作用和螯合作用,可以部分降低土壤中重金属的有效性,减少作物对重金属的吸收,因此,施用戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥是重金属污染土壤钝化修复的有效措施之一。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥中有机质对重金属的结合作用
  结合作用
  有机质对外源重金属的结合能力与有机质含量具有良好的相关性,而戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥有机质含量非常丰富,其在重金属修复上发挥重要作用。有机质的官能团,如羧基、醇羟基、烯醇羟基以及不同类型的羰基结构等,都可以通过吸附、螯合、络合等多种作用方式影响到重金属在土壤中的迁移转化。戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥可以减少植物根系对重金属的吸收,且土壤重金属含量越高,戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥减少根系吸收重金属的效果越明显。
  有机质与重金属的作用因土壤中重金属浓度不同而不同,在重金属离子浓度较低时有机质与重金属间的作用以螯合作用为主,腐殖质对重金属离子迁移能力的影响作用取决于所形成的螯合物的溶解性,由于腐殖质中的胡敏酸与重金属离子形成的螯合物一般是难溶的,因此可以降低重金属的活性。
  除了通过有机质与重金属离子发生吸附、螯合等作用外另外,土壤中有机质具有一定的还原能力,促进土壤溶液中Cd、Hg形成硫化物沉淀,降低其毒性。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥中微生物对重金属的转化作用
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥含有益微生物,可以提高土壤的微生物数量,增强微生物活性,在重金属修复方面表现出更显著的效果。
  转化作用
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥施入土壤后有机质和重金属可以发生吸附作用,有益微生物也可通过生物积累、吸附等作用降低土壤中重金属的有效性。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥中的有益菌通过摄取营养元素主动吸收重金属,或者通过带电荷的细胞表面吸附重金属,将重金属离子富集在细胞表面或内部。
  这些有益菌还可以通过自身分泌有机酸络合并溶解重金属,使有毒有害的金属元素转化为无毒或低毒金属沉淀物。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥中生物炭对重金属的固化作用
  固化作用
  生物炭表面富含的官能团对重金属元素有较强的富集和配位能力,对重金属离子在土壤中的迁移性和固定作用起到重要作用。
  生物炭表面和腐殖质中的含氧官能团能使土壤中的重金属形态由交换态和溶液态转变为碳酸盐结合态、氧化物结合态和残渣态,从而起到固化(沉淀)或钝化作用,以减弱或消除重金属的化学活性及对植物的危害性。
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥对土壤多种重金属污染均有一定程度的修复作用,但对不同种类重金属的修复方式和修复能力不同。
  总结
  戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥不仅具有化学肥料的速效性、高效性、有机肥料的长效性、调节剂的促效性、缓释土壤养分的潜效性等作用,使各种效应有机地融为一体,而且同时利用有机质和微生物以及生物炭对土壤中重金属的结合、转化和固化作用降低重金属的有效性,在土壤重金属的修复方面发挥重要作用,合理施用戎军碳溶有机肥和碳纳米有机肥是坚持贯彻化肥零增长、促进化肥减量增效政策的有效保障,也是缓解农业面源污染、支撑农业可持续发展的重要路径。

 

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