一种高含磷土壤钝化及缓释方法及磷酸盐钝化药剂技术

本发明专利技术属于土壤修复技术领域，涉及一种高含磷土壤钝化及缓释方法以及磷酸盐钝化药剂，该方法包括：磷钝化步骤：将高含磷土壤翻耕，然后进行磷酸盐钝化药剂施撒及混均，调节含水率，养护；磷活化步骤：在钝化步骤所得土壤上种植作物，向土壤中喷洒溶磷细菌溶液，将难溶性磷酸盐根据植物需求转化为可溶性磷酸盐供植物吸收利用。药剂由第一组份和第二组分分别经高能球磨活化处理后混合而成，其中，第一组分为铁矿和/或铝土矿；第二组分为石灰石矿；二者质量比为1:1

【技术实现步骤摘要】
一种高含磷土壤钝化及缓释方法及磷酸盐钝化药剂


[0001]本专利技术属于土壤修复
，特别涉及一种高含磷土壤钝化及缓释方法及磷酸盐钝化药剂。

技术介绍

[0002]磷元素人体健康成长和植物生长必须的营养元素，人体对磷摄入不足会出现低磷血症，引起红细胞、白细胞、血小板的异常，软骨病等；磷能够促进植物各种代谢正常进行，提高植物的抗寒性和抗旱性，缺磷时，蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成较少，影响细胞分裂，生长缓慢，分裂也少，分枝或分蘖减少，植株矮小，开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。过高的磷会引起高磷血症，使血液中血钙降低导致骨质疏松。环境中过高的磷会随着降雨迁移至地表水体，引起地表水体富营养化，导致水质变坏。
[0003]磷化工的主要产品磷酸是磷肥和磷酸铁锂等动力电池的主要原料之一，事关国家粮食安全和能源安全。磷化工全产业链均会向环境排放磷，在采矿阶段通过扬尘、矿井涌水等途径排放磷；在选矿阶段，通过扬尘、选矿废水、尾矿等途径排放磷；在磷化工过程中，通过大气、污水以及固体废物等途径排放磷。因此，磷化工企业周边土壤中磷浓度通常较高。磷酸盐在土壤的存在状态包括可溶态、铁铝结合态、钙结合态等，其中可溶态磷主要是可溶于水的磷酸盐，例如磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸、磷酸钠等，其迁移性最强，钙结合态磷最稳定。高含磷土壤中的磷远超植物吸取量，会随着雨水淋滤进入到环境水体中，一方面造成磷的浪费；另一方面，引起水体富营养化，造成水质变化。
[0004]因此，如何将土壤中高浓度磷固定住并缓慢释放为植物生长提供营养，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对高含磷土壤治理存在的上述问题，提供一种高含磷土壤钝化及缓释方法及磷酸盐钝化药剂，应用于高含磷土壤治理，可在短期内将可溶磷转变为更稳定的形态，后期通过逐步喷洒含有磷活化功能的菌剂溶液，将稳定化后的磷逐步释放，为植物生长提供磷元素，实现了磷元素资源的充分利用及避免了过量磷元素进入水体造成的地表水污染问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种高含磷土壤钝化及缓释方法，包括：磷钝化步骤：将高含磷土壤翻耕，然后进行磷酸盐钝化药剂施撒及混均，调节含水率，养护；磷活化步骤：在钝化步骤所得土壤上种植作物，在植物生长期根据植物品种对磷的需求和生长规律，向土壤中喷洒溶磷细菌溶液，将难溶性磷酸盐根据植物需求转化为可溶性磷酸盐供植物吸收利用。
[0007]本专利技术的技术构思在于，通过将磷酸盐快速钝化和分阶段活化有机结合，将对环
境有害的高浓度可溶性磷酸盐添加钝化药剂转化为难溶性的磷酸盐，钝化储存起来作为作物所需的营养元素，后续在作物种植过程中，根据作物对磷元素的需求，添加具有磷酸盐活化功能的溶磷细菌溶液，将难溶性磷酸盐逐步转化为可溶性的磷酸盐，供植物生长利用。
[0008]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述翻耕的厚度约20
‑
50cm（比如25cm、30cm、35cm、40cm、45cm等），比如所述翻耕的厚度可为农田的耕作层，基本厚30cm左右。可采用人工及农业机械方式进行翻耕，也可采用人工或农业机械方式进行后续的磷酸盐钝化药剂施撒和混均操作。
[0009]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述磷酸盐钝化药剂由第一组份和第二组分经高能球磨活化处理后混合而成，其中，第一组分为铁矿和/或铝土矿；第二组分为石灰石矿；第一组分与第二组分的质量比为1:1
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2（比如1:1.2、1:1.5、1:1.8）。换言之，所述磷酸盐钝化药剂的原料可以是经机械活化处理的铁矿和石灰石矿组成，也可以是铝土矿和石灰石矿组成，还可以是铁矿、铝土矿和石灰石矿组成。各原料中有害物质含量应低于标准限值要求。铁矿、铝矿和石灰石矿中的铁、铝和钙离子可以通过与磷酸根生成沉淀对磷酸根进行钝化，由于原矿中这些离子稳定性比较高，利用效率低，机械活化后活性提高，能更高效地利用；另外，石灰石呈碱性，能调节土壤pH实现磷的钝化。
[0010]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述高能球磨活化采用行星式球磨设备，球磨工艺条件为球磨速度500
‑
600r/min（比如520 r/min、550 r/min、580 r/min等）、时间45
‑
120 min（比如60min、80min、100min、110min等）、球料比2
‑
4:1（比如2.5:1、3:1、3.5:1等）；球磨过程中，每5
‑
10min为一个运行周期，一个运行周期结束后调整转动方向继续进行下一周期的球磨，如此循环。
[0011]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，活化后的铁矿和/或铝土矿的粒径为过400目筛及以下；活化后的石灰石矿的粒径为过200目筛及以下。
[0012]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述磷酸盐钝化药剂的施撒量为翻耕土壤重量的0.3%
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1.0%（比如0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%等），施撒药剂后将含水率调节至25%以上，养护3
‑
7天（d）以上（比如4d以上、5d以上、6d以上等）即可开始作物种植。施撒药剂后将优选将含水率调节至25%以上利于反应的进行，更高亦可，但是含水率过高不利于后期种植作物，更优选将其限定为25%
‑
40%（比如28%、30%、32%、35%、38%等）。
[0013]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述溶磷细菌包括芽孢杆菌属和/或假单胞菌属；其中，所述芽孢杆菌属为选自巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等中的至少一种；所述假单胞菌属为选自荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌、产碱假单胞菌、施氏假单胞菌等中的至少一种。
[0014]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述溶磷细菌溶液由所述溶磷细菌中的一种或几种加营养物质构成，所述营养物质包括蛋白胨、酵母粉、氯化钠、葡萄糖等；也可以是所述溶磷细菌中的一种或几接种至培养基中经活化和扩大培养所得。
[0015]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述溶磷细菌溶液的浓度为OD600=0.5
‑
2（比如0.8、1、1.2、1.5、1.8等），总施加量为0.8
‑
1.2 L/m2（比如0.9L/m2、1.0L/m2、1.1L/m2等）。
[0016]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作为一种优选实施方式，所述溶磷细菌溶液在植物生长期分次进行施加，更能确保植物不同阶段对磷元素的需求，且不引起过量的磷酸盐活化，造成磷元素流失污染环境。更优选地，所述溶磷细菌溶液在植物生长期分2
‑
5次进行施加。
[0017]上述高含磷土壤钝化及缓释方法，作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高含磷土壤钝化及缓释方法，其特征在于，包括：磷钝化步骤：将高含磷土壤翻耕，然后进行磷酸盐钝化药剂施撒及混均，调节含水率，养护；磷活化步骤：在钝化步骤所得土壤上种植作物，在植物生长期根据植物品种对磷的需求和生长规律，向土壤中喷洒溶磷细菌溶液，将难溶性磷酸盐根据植物需求转化为可溶性磷酸盐供植物吸收利用。2.根据权利要求1所述的高含磷土壤钝化及缓释方法，其特征在于，所述翻耕的厚度为20
‑
50cm。3.根据权利要求1所述的高含磷土壤钝化及缓释方法，其特征在于，所述磷酸盐钝化药剂由第一组份和第二组分分别经高能球磨活化处理后混合而成，其中，第一组分为铁矿和/或铝土矿；第二组分为石灰石矿；第一组分与第二组分的质量比为1:1
‑
2。4. 根据权利要求1所述的高含磷土壤钝化及缓释方法，其特征在于，所述高能球磨活化处理采用行星式球磨设备，球磨工艺条件为球磨速度500
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600r/min、时间45
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120 min、球料比2
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4:1；球磨过程中，每5
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10min为一个运行周期，一个运行周期结束后调整转动方向继续进行下一周期的球磨，如此循环。5.根据权利要求3
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4中任一项所述的高含磷土壤钝化及缓释方法，其特征在于，活化后的铁矿和/或铝土矿的粒径为过400目筛及以下；活化后的石灰石矿的粒径为过200目筛及以下。...

【专利技术属性】
技术研发人员：康绍果，刘丽平，周波生，孔娇艳，刘亚茹，秦立，刘鹏，解琳，李书鹏，
申请(专利权)人：北京建工环境修复股份有限公司，
类型：发明
国别省市：