淺談礦源腐殖酸基團對土壤修復治理的效果

陳 涵

（四川中新鑫盛農業科技有限公司，四川 天全 625500）

1 應用技術

礦源腐殖酸基團產品是引進國際先進技術自主開發研制而成的，是“機械化學”技術的成果轉化和應用。據資料記載，“機械化學”是由德國學者W.Ostwald 在1919 年從化學分類的角度首次提出的化學新概念。20 世紀50 年代，奧地利學者Peters 與其助手Pajoft 對粉碎技術與機械化學反應進行了大量的研究，奠定了機械化學反應是由機械力誘發的化學反應的理論基礎。隨著研究水平的不斷深入，物質在摩擦、沖擊、擠壓等機械外力作用下，在分子進行化學反應的“機械化學”技術更加成熟并成功應用。

2 產品的特性

腐植酸的主要組成元素為碳、氫、氧、氮、硫、磷等，是土壤養分的主要來源，在土壤中可以呈游離的腐植酸和腐植酸鹽類狀態存在，也可以呈凝膠狀與礦物質黏粒緊密結合成為膠體物質。礦源腐殖酸基團是土壤有機質的主要組成部分，通常情況下，其有機質的總量達50%～70%，有機物中富含促進礦物質的分解、養分的釋放和改善土壤結構的胡敏酸和富里酸等有機化合物，對提高土壤肥力有重要作用。

3 作用與效果

采用固相“機械化學”技術生產的礦源腐殖酸基團產品，打破了原礦源物質中腐植酸的大分子結構，制成表面積大、活性強、元素量豐富的對各種土壤有特殊調理作用的土壤調理劑，活化、絡合、螯合土壤中的養分，并可解磷保氮，鈍化土壤中重金屬元素，減少化肥用量，提高化肥利用率。

3.1 土壤修復

礦源腐殖酸基團能調節土壤pH 值，對土壤中鎘、汞、鉛、砷、鉻等重金屬元素有較好的調控作用,易溶于水，能鈍化土壤中的重金屬元素，使用后能加速恢復土壤本性，種植出的瓜果、蔬菜、水稻、小麥、玉米、茶葉等大田作物和經濟作物符合國家綠色標準。

3.2 土壤治理

礦源腐殖酸基團在土壤中，能解決多年施用化肥和農藥以及掠奪性種植導致的耕地土壤重金屬和農藥殘留大量超標、土壤板結酸化、有機質下降等主要問題；能降解土壤中的農藥，裂解植物葉片的農殘；對調節土壤結構，平衡養分，提高肥料利用率，對光吸儲能量，吸附固化分解有害物質，提高植物自身免疫力和抗應激能力，提高農作物產量及品質有較強的促進作用。

3.3 土壤改良

礦源腐殖酸基團能改善土壤質地黏重、易板結的狀況，易于土壤團粒結構的形成，使土壤疏松，孔隙增大，適合耕種。產品能使鹽堿土壤的水溶性鹽快速下降，對提高土壤保水，促進作物根系快速發育，提高新根產生量，提高植物的成活率，抗逆特性的增強有較大的促進作用。

4 礦源腐殖酸基團在四川某地耕地重金屬鎘污染修復治理中的應用

四川雅安某地，由當地農業主管部門和農業院校聯合開展的耕地土壤安全利用核心示范項目。

4.1 試驗基本情況

4.1.1 土壤類型

受污染耕地為硝田，常年種植水稻。

4.1.2 農藝調控措施

通過大田試驗方式，采用4 種（佛山產葉面硅肥、葉面硅肥和藻根配合、單施北京產藻根、礦源腐殖酸基團）不同的農藝調控措施進行對比試驗，對研究區域土壤重金屬污染物進行調控試驗。

4.1.3 試驗時間

水稻的生長周期為5個月。

4.1.4 試驗措施

在試驗區域的相鄰地塊設置4 個試驗小區，分別采用不同的農藝調控措施開展試驗。

（1）措施前：基礎土樣采集，檢測土壤中的pH 值、總鎘、有效鎘、總汞、總鉛、總砷和總鉻的含量。

（2）措施后：在水稻收割后，對各處理耕層混合土壤和稻米進行采樣，分別檢測土壤中pH值、總鎘有效鎘、總汞、總鉛、總砷和總鉻，以及稻米總鎘、總汞、總鉛、總砷、總鉻的含量。

4.1.5 檢測與分析

①檢測方法：采用原子熒光法、玻璃電極法和質譜法進行檢測。②數據分析：試驗數據采用Exce12016 軟件進行統計分析。

4.1.6 處理方式

在整個試驗周期內，不同的農藝調控措施按照各自的使用配方、用量和使用方法各施用2次。

4.2 試驗效果

礦源腐殖酸基團調控措施下土壤重金屬含量，見表1。

表1 礦源腐殖酸基團調控措施下土壤重金屬含量表Tab.1 The soil heavy metal content under the control measures of mineral humic acid groups mg/kg

從表1得出，采用礦源腐殖酸基團調控措施處理后，試驗區的土壤pH 值增加，各項重金屬含量值均有明顯下降，平均下降18.95%，尤以土壤有效鎘含量降幅最大，達到38.46%。說明施用礦源腐殖酸基團產品能提高土壤pH 值，能有效抑制土壤重金屬元素尤其是鎘的活性，調控作用十分明顯。

4.3 試驗結論

施用礦源腐殖酸基團能提高土壤pH 值，能有效抑制土壤重金屬元素尤其是鎘的活性，稻米各項重金屬含量均低于標準限量值，產品對重金屬元素污染土壤的修復治理效果和調控作用十分明顯，見表2。

表2 礦源腐殖酸基團農藝調控措施下稻米重金屬含量表Tab.2 The heavy metal content in rice under agronomic regulation measures of mineral humic acid group

5 礦源腐值酸基團在甘肅某地鹽堿地改良及重金屬污染治理中的應用

甘肅白銀某地，與當地農業合作社聯合開展的鹽堿地改良與土壤重金屬治理試驗項目。

5.1 試驗基本情況

5.1.1 土壤類型

受污染耕地為鹽堿地，種植作物為多年生韭菜。

5.1.2 農藝調控措施

采用礦源腐殖酸基團農藝調控措施進行試驗，研究鹽堿地改良與土壤重金屬污染物調控措施。

5.1.3 試驗時間

韭菜的生長收割周期為30 d。

5.1.4 試驗措施

措施實施前采集基礎土樣，檢測土壤砷、鉛、鎘、鉻、汞、有效鎘、水溶鹽總量、土壤有機質。韭菜生長30 d 后，采集試驗區處理耕層混合土壤和韭菜樣，檢測土壤砷、鉛、鎘、鉻、汞、有效鎘、水溶鹽總量、土壤有機質，以及韭菜作物中砷、鉛、鎘、鉻、汞等重金屬元素的含量。

5.1.5 檢測方法和檢測設備

①檢測方法：運用原子熒光法、質譜法、重量法、滴定法和等離子體發射光譜法進行檢測。②檢測設備：AFS2202E原子熒光儀、NexION300XICP-MS、Icap5110全普儀。

5.1.6 處理方式

在整個試驗期內，按照使用方法及用量施用1次。

5.2 試驗效果

5.2.1 礦源腐殖酸基團農藝調控措施下鹽堿地水溶鹽含量和土壤重金屬含量

從表3得出，該鹽堿地施用礦源腐殖酸基團后，土壤水溶鹽含量快速下降，降幅最大，達到31.25%；土壤中各項重金屬元素除汞以外，處理前后相比，有明顯下降，平均下降7.8%，尤以土壤有效鎘含量降幅最大，達到16.0%。

表3 礦源腐殖酸基團農藝調控措施下土壤水溶鹽及重金屬含量表Tab.3 The soil water-soluble salts and heavy metal contents under agronomic regulation measures of mineral humic acid group

礦源腐殖酸基團在鈍化土壤中重金屬時，存在“先激活后絡活”的過程，金屬汞為惰性元素，需要受激活的時間較長，由于試驗周期時間短，試驗結束時，金屬汞處于激活的活躍期和絡活的初始期，因此，金屬汞的檢測值有所增加，如隨著試驗時間的延長和農藝措施頻次的增加，無論是土壤還是所種植的作物（韭菜），其下降的幅度應是比較大，其他重金屬如砷、鉛、鎘、鉻、有效鎘等的下降幅度和調控作用應是更加明顯。

5.2.2 礦源腐殖酸基團農藝調控措施下韭菜重金屬含量

韭菜樣為鮮樣，處理前的韭菜樣取自試驗區域的相鄰地塊生長的韭菜，按照《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762-2017）的標準，其5 項重金屬均低于標準限量值，具體見表4。

表4 礦源腐殖酸基團農藝調控措施下韭菜重金屬含量表Tab.4 The heavy metal content in leek under agronomic control measures of mineral humic acid group %

5.3 試驗結論

施用礦源腐殖酸基團能有效抑制土壤重金屬元素尤其是鎘的活性，韭菜的各項重金屬含量均低于標準限量值，產品對重金屬元素污染土壤的修復治理效果和調控作用十分明顯。同時，土壤中水溶性鹽總量從16%下降至11%，同期對比降達至31%，對鹽堿地的改良效果較好，土壤利于作物（韭菜）生長。

6 經濟性和社會性

礦源腐殖酸是天然的生物激素，能夠提高生物活性，有效調控土壤中的重金屬元素，其成分中的羧基、酚羥基等官能團，有較強的離子交換和吸附能力，能促進土壤對氮、磷、鉀的吸收存儲和有效利用。因此，礦源腐殖酸基團，具有土壤修復、治理和改良的效果，也可用于作為農業有機肥的添加劑。

6.1 原料廣泛

原材料來源廣泛，含腐植酸的礦源物質均可綜合利用。

6.2 生產環保

具有獨特的技術優勢，工藝先進環保，整個生產過程不會產生廢渣、廢水和廢氣。

6.3 投入少

礦源腐殖酸基團生產原料成本低，生產周期短，在土壤治理投入上相比其他產品大為減少，具有減少人工反復投入等優勢，對于地區治理等方面優勢大。

6.4 元素豐富

礦源腐殖酸基團元素齊全，同比傳統農家肥、有機肥等具有無蟲卵、有機質高，同時能促進土壤元素吸收的優點。

6.5 操作方便

礦源腐殖酸具有良好的溶水性，可以兌水進行灌溉，也可以直接施用顆粒產品，操作簡單，適用于不同地區，不同的耕作條件和不同的耕作環境。

7 結語

礦源腐殖酸基團能提高土壤pH 值，有效地抑制土壤重金屬元素尤其是鎘的活性，作物各項重金屬含量均低于標準限量值，產品對重金屬元素污染土壤的修復治理效果和調控作用十分明顯。產品克服了化肥的缺點，彌補了化肥的缺陷，能全面改善和調理土壤的結構，給予農作物全面營養，夠改善農作物的品質，使稻米、蔬菜、瓜果恢復自然風味，而且有助于增強農作物防病抗蟲的能力，減少農藥的使用，降低了對農產品的污染，提高營養成分，促進糧食增產、農民增收，既優質環保，提質增效，又能確保農產品的安全。