陳 涵

（四川中新鑫盛農(nóng)業(yè)科技有限公司，四川 天全 625500）

1 應(yīng)用技術(shù)

礦源腐殖酸基團(tuán)產(chǎn)品是引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)自主開發(fā)研制而成的，是“機(jī)械化學(xué)”技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。據(jù)資料記載，“機(jī)械化學(xué)”是由德國學(xué)者W.Ostwald 在1919 年從化學(xué)分類的角度首次提出的化學(xué)新概念。20 世紀(jì)50 年代，奧地利學(xué)者Peters 與其助手Pajoft 對(duì)粉碎技術(shù)與機(jī)械化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了大量的研究，奠定了機(jī)械化學(xué)反應(yīng)是由機(jī)械力誘發(fā)的化學(xué)反應(yīng)的理論基礎(chǔ)。隨著研究水平的不斷深入，物質(zhì)在摩擦、沖擊、擠壓等機(jī)械外力作用下，在分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的“機(jī)械化學(xué)”技術(shù)更加成熟并成功應(yīng)用。

2 產(chǎn)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(yǎng)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(tài)存在，也可以呈凝膠狀與礦物質(zhì)黏粒緊密結(jié)合成為膠體物質(zhì)。礦源腐殖酸基團(tuán)是土壤有機(jī)質(zhì)的主要組成部分，通常情況下，其有機(jī)質(zhì)的總量達(dá)50%～70%，有機(jī)物中富含促進(jìn)礦物質(zhì)的分解、養(yǎng)分的釋放和改善土壤結(jié)構(gòu)的胡敏酸和富里酸等有機(jī)化合物，對(duì)提高土壤肥力有重要作用。

3 作用與效果

采用固相“機(jī)械化學(xué)”技術(shù)生產(chǎn)的礦源腐殖酸基團(tuán)產(chǎn)品，打破了原礦源物質(zhì)中腐植酸的大分子結(jié)構(gòu)，制成表面積大、活性強(qiáng)、元素量豐富的對(duì)各種土壤有特殊調(diào)理作用的土壤調(diào)理劑，活化、絡(luò)合、螯合土壤中的養(yǎng)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(fù)

礦源腐殖酸基團(tuán)能調(diào)節(jié)土壤pH 值，對(duì)土壤中鎘、汞、鉛、砷、鉻等重金屬元素有較好的調(diào)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(fù)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(jīng)濟(jì)作物符合國家綠色標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 土壤治理

礦源腐殖酸基團(tuán)在土壤中，能解決多年施用化肥和農(nóng)藥以及掠奪性種植導(dǎo)致的耕地土壤重金屬和農(nóng)藥殘留大量超標(biāo)、土壤板結(jié)酸化、有機(jī)質(zhì)下降等主要問題；能降解土壤中的農(nóng)藥，裂解植物葉片的農(nóng)殘；對(duì)調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)，平衡養(yǎng)分，提高肥料利用率，對(duì)光吸儲(chǔ)能量，吸附固化分解有害物質(zhì)，提高植物自身免疫力和抗應(yīng)激能力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量及品質(zhì)有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

3.3 土壤改良

礦源腐殖酸基團(tuán)能改善土壤質(zhì)地黏重、易板結(jié)的狀況，易于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，使土壤疏松，孔隙增大，適合耕種。產(chǎn)品能使鹽堿土壤的水溶性鹽快速下降，對(duì)提高土壤保水，促進(jìn)作物根系快速發(fā)育，提高新根產(chǎn)生量，提高植物的成活率，抗逆特性的增強(qiáng)有較大的促進(jìn)作用。

4 礦源腐殖酸基團(tuán)在四川某地耕地重金屬鎘污染修復(fù)治理中的應(yīng)用

四川雅安某地，由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主管部門和農(nóng)業(yè)院校聯(lián)合開展的耕地土壤安全利用核心示范項(xiàng)目。

4.1 試驗(yàn)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(nóng)藝調(diào)控措施

通過大田試驗(yàn)方式，采用4 種（佛山產(chǎn)葉面硅肥、葉面硅肥和藻根配合、單施北京產(chǎn)藻根、礦源腐殖酸基團(tuán)）不同的農(nóng)藝調(diào)控措施進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)研究區(qū)域土壤重金屬污染物進(jìn)行調(diào)控試驗(yàn)。

4.1.3 試驗(yàn)時(shí)間

水稻的生長周期為5個(gè)月。

4.1.4 試驗(yàn)措施

在試驗(yàn)區(qū)域的相鄰地塊設(shè)置4 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，分別采用不同的農(nóng)藝調(diào)控措施開展試驗(yàn)。

（1）措施前：基礎(chǔ)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(duì)各處理耕層混合土壤和稻米進(jìn)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(zhì)譜法進(jìn)行檢測。②數(shù)據(jù)分析：試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Exce12016 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

4.1.6 處理方式

在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)，不同的農(nóng)藝調(diào)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(yàn)效果

礦源腐殖酸基團(tuán)調(diào)控措施下土壤重金屬含量，見表1。

表1 礦源腐殖酸基團(tuán)調(diào)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(tuán)調(diào)控措施處理后，試驗(yàn)區(qū)的土壤pH 值增加，各項(xiàng)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(dá)到38.46%。說明施用礦源腐殖酸基團(tuán)產(chǎn)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(diào)控作用十分明顯。

4.3 試驗(yàn)結(jié)論

施用礦源腐殖酸基團(tuán)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(xiàng)重金屬含量均低于標(biāo)準(zhǔn)限量值，產(chǎn)品對(duì)重金屬元素污染土壤的修復(fù)治理效果和調(diào)控作用十分明顯，見表2。

表2 礦源腐殖酸基團(tuán)農(nóng)藝調(diào)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(tuán)在甘肅某地鹽堿地改良及重金屬污染治理中的應(yīng)用

甘肅白銀某地，與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)合作社聯(lián)合開展的鹽堿地改良與土壤重金屬治理試驗(yàn)項(xiàng)目。

5.1 試驗(yàn)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(nóng)藝調(diào)控措施

采用礦源腐殖酸基團(tuán)農(nóng)藝調(diào)控措施進(jìn)行試驗(yàn)，研究鹽堿地改良與土壤重金屬污染物調(diào)控措施。

5.1.3 試驗(yàn)時(shí)間

韭菜的生長收割周期為30 d。

5.1.4 試驗(yàn)措施

措施實(shí)施前采集基礎(chǔ)土樣，檢測土壤砷、鉛、鎘、鉻、汞、有效鎘、水溶鹽總量、土壤有機(jī)質(zhì)。韭菜生長30 d 后，采集試驗(yàn)區(qū)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(jī)質(zhì)，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(shè)備

①檢測方法：運(yùn)用原子熒光法、質(zhì)譜法、重量法、滴定法和等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行檢測。②檢測設(shè)備：AFS2202E原子熒光儀、NexION300XICP-MS、Icap5110全普儀。

5.1.6 處理方式

在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)，按照使用方法及用量施用1次。

5.2 試驗(yàn)效果

5.2.1 礦源腐殖酸基團(tuán)農(nóng)藝調(diào)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(tuán)后，土壤水溶鹽含量快速下降，降幅最大，達(dá)到31.25%；土壤中各項(xiàng)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(dá)到16.0%。

表3 礦源腐殖酸基團(tuán)農(nóng)藝調(diào)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(tuán)在鈍化土壤中重金屬時(shí)，存在“先激活后絡(luò)活”的過程，金屬汞為惰性元素，需要受激活的時(shí)間較長，由于試驗(yàn)周期時(shí)間短，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，金屬汞處于激活的活躍期和絡(luò)活的初始期，因此，金屬汞的檢測值有所增加，如隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長和農(nóng)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(yīng)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(diào)控作用應(yīng)是更加明顯。

5.2.2 礦源腐殖酸基團(tuán)農(nóng)藝調(diào)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(yàn)區(qū)域的相鄰地塊生長的韭菜，按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB2762-2017）的標(biāo)準(zhǔn)，其5 項(xiàng)重金屬均低于標(biāo)準(zhǔn)限量值，具體見表4。

表4 礦源腐殖酸基團(tuán)農(nóng)藝調(diào)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(yàn)結(jié)論

施用礦源腐殖酸基團(tuán)能有效抑制土壤重金屬元素尤其是鎘的活性，韭菜的各項(xiàng)重金屬含量均低于標(biāo)準(zhǔn)限量值，產(chǎn)品對(duì)重金屬元素污染土壤的修復(fù)治理效果和調(diào)控作用十分明顯。同時(shí)，土壤中水溶性鹽總量從16%下降至11%，同期對(duì)比降達(dá)至31%，對(duì)鹽堿地的改良效果較好，土壤利于作物（韭菜）生長。

6 經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)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(diào)控土壤中的重金屬元素，其成分中的羧基、酚羥基等官能團(tuán)，有較強(qiáng)的離子交換和吸附能力，能促進(jìn)土壤對(duì)氮、磷、鉀的吸收存儲(chǔ)和有效利用。因此，礦源腐殖酸基團(tuán)，具有土壤修復(fù)、治理和改良的效果，也可用于作為農(nóng)業(yè)有機(jī)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(zhì)均可綜合利用。

6.2 生產(chǎn)環(huán)保

具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，工藝先進(jìn)環(huán)保，整個(gè)生產(chǎn)過程不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水和廢氣。

6.3 投入少

礦源腐殖酸基團(tuán)生產(chǎn)原料成本低，生產(chǎn)周期短，在土壤治理投入上相比其他產(chǎn)品大為減少，具有減少人工反復(fù)投入等優(yōu)勢，對(duì)于地區(qū)治理等方面優(yōu)勢大。

6.4 元素豐富

礦源腐殖酸基團(tuán)元素齊全，同比傳統(tǒng)農(nóng)家肥、有機(jī)肥等具有無蟲卵、有機(jī)質(zhì)高，同時(shí)能促進(jìn)土壤元素吸收的優(yōu)點(diǎn)。

6.5 操作方便

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

7 結(jié)語

礦源腐殖酸基團(tuán)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(xiàng)重金屬含量均低于標(biāo)準(zhǔn)限量值，產(chǎn)品對(duì)重金屬元素污染土壤的修復(fù)治理效果和調(diào)控作用十分明顯。產(chǎn)品克服了化肥的缺點(diǎn)，彌補(bǔ)了化肥的缺陷，能全面改善和調(diào)理土壤的結(jié)構(gòu)，給予農(nóng)作物全面營養(yǎng)，夠改善農(nóng)作物的品質(zhì)，使稻米、蔬菜、瓜果恢復(fù)自然風(fēng)味，而且有助于增強(qiáng)農(nóng)作物防病抗蟲的能力，減少農(nóng)藥的使用，降低了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染，提高營養(yǎng)成分，促進(jìn)糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收，既優(yōu)質(zhì)環(huán)保，提質(zhì)增效，又能確保農(nóng)產(chǎn)品的安全。