一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料及应用的制作方法

本发明属于土壤重金属治理领域，涉及土壤中重金属镉治理技术，具体涉及一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料及应用。

背景技术：

1、近几十年来，由于工业排放、污水灌溉和农业化学品的过度使用，农田重金属污染已成为一个重大的环境问题，对食品安全和人类健康构成威胁。我国耕地重金属点位超标率达到了19.4％，其中重金属镉(cd)点位超标率位居榜首(7.0％)，土壤中重金属cd的治理迫在眉睫。

2、土壤中镉离子能够从植物根进入到茎、叶和果实中被植物吸收，被植物吸收的镉一方面通过食物链传递到人体中，大量摄入镉会影响人体的免疫、发育和生殖系统等，甚至增加患癌症的风险；另一方面过量的隔对植物的生长和代谢产生不利影响，降低其生产能力和品质。再者，土壤中镉离子对地下水造成危害，影响水资源的质量和供应量。

3、因此，有必要对土壤中的镉离子进行处理，经研究发现镉离子被固化后对植物、水源等污染大大降低，是一种很好地治理土壤中重金属镉的措施。例如：中国专利cn109513737a公开了一种固化土壤中镉的方法，通过制备碱性溶液、将腐殖酸加入碱性溶液中形成腐殖酸溶液、将腐殖酸溶液加入到fecl3溶液并通过碱性溶液调整ph后形成水铁矿－腐殖酸共沉物，将水铁矿－腐殖酸共沉物撒到土壤中对镉离子进行固化；再例如：中国专利cn106748525a公开了一种多功能型土壤修复材料，包括生物质炭15～20％、钙镁磷肥15～20％、碳酸钙55～60％、氯化钾2～3％、亚硫酸钙5～10％，该多功能型土壤修复材料中钙离子能够与镉离子竞争，阻止镉向作物地上部分运输，将镉离子向残渣态转化实现对土壤中镉离子固化。

4、上述方法虽然能够将镉离子固化，以减少其对水源和植物的影响，但是该方法是将镉离子固化到土壤中，固化镉会在土壤中大量积累，若在特定条件下可以重新变为镉离子，仍有污染水源和植物的风险。同时，上述水铁矿－腐殖酸共沉物为弱碱性物质，其并不适用于所有类型的土壤，存在应用范围窄的问题；多功能型土壤修复材料中存在大量的例如钙离子、镁离子等，在固化镉的过程中也会对土壤或水质造成影响。

5、因此，有必要设计一种新的土壤中镉离子治理的方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于公开一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料及应用，该复合有机肥料由于富含有生物活性物质，可以促进植物对铁、锌等离子的吸收，有利于植物的生长；还可以将镉离子固化在植物根系内，避免镉离子向茎、叶和果实中输送，避免影响人体健康。

2、同时，复合有机肥料可以应用到土壤中重金属治理中，通过使植物从土壤中吸收的镉离子固化在植物根系内，通过部分富集土壤中镉离子以实现降低土壤中镉离子治理的难度，避免镉离子对水源的影响；同时将土壤中部分镉离子固化在植物根系内，还能够减少土壤中固化镉积累量进而避免二次镉污染的风险。

3、实现发明目的的技术方案如下：

4、第一方面本发明提供了一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料的应用，所述复合有机肥料应用于土壤中重金属镉污染的治理。

5、进一步地，所述复合有机肥料中活性组分将农作物吸收的重金属镉离子固化在农作物根系内。

6、第二方面，本发明提供了一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，包括肥料和植物发酵液，所述植物发酵液采用植物相关产物经生物发酵工艺制备获得。所述植物发酵液包括将农作物吸收的重金属镉离子固化在农作物根系内的活性组分，所述活性组分包括可溶性糖、混合氨基酸、有机酸、b族维生素类、植物激素，所述植物发酵液中所述可溶性糖的质量浓度≥10.0％，所述混合氨基酸的质量浓度≥5.0％。

7、进一步地，所述植物相关产物为玉米相关产物，且制备的所述发酵液为玉米发酵液。

8、更进一步地，所述玉米相关产物包括玉米须、玉米秸秆、玉米芯中任意一种或多种。

9、更进一步地，所述植物发酵液的ph值范围为4.0~5.0。

10、更进一步地，所述可溶性糖包括葡萄糖和半乳糖。

11、所述混合氨基酸包括谷氨酸、脯氨酸、亮氨酸。优选地，所述混合氨基酸还包括天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸中任意一种或多种。

12、所述有机酸包括丙酸、乳酸、柠檬酸。优选地，所述有机酸还包括草酸、酒石酸、甲酸、丙二酸、乙酸、琥珀酸。

13、所述b族维生素包括维生素b8、维生素b1、维生素b2。

14、更进一步地，所述肥料包括有机肥、有机－无机复混肥、磷肥、微生物肥料、缓控释肥料中任意一种。

15、更进一步地，所述植物激素为吲哚乙酸。

16、更进一步地，所述活性组分还包括水杨酸，水杨酸用于参与植物的蒸腾、种子萌发开花、结实、气孔关闭、产热等多种生理生化过程，诱导植物产生抗病、抗盐、耐冷等多种生理性状。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的复合有机肥料能够应用与土壤中重金属镉污染的治理，具有以下优点：

18、1.复合有机肥料中植物发酵液在农作物将土壤中镉离子吸收后，可以将镉离子固化在农作物根系内，避免镉离子从根部进入植物的茎、叶和果实中，从根本上保障食品安全，降低了对人体健康的危害。

19、2.通过植物发酵液将土壤中积累镉离子吸收并固化在植物根系内能够避免镉积累在植物的茎、叶和果实中，对植物的生长和代谢产生的不利影响，固化镉在作物根部可以降低镉的毒性。

20、3.通过植物发酵液与如氮肥/磷肥等有机肥料配比形成复合有机肥料，一方面可以固化镉在作物根部，另一方面通过普通肥料能够改善土壤结构、增加土壤肥力，从而提高土壤质量，确保农作物的产量和品质。

21、4.通过植物发酵液将土壤中积累镉离子吸收并固化在植物根系内，可以大幅度减少土壤中镉离子，避免镉离子对地下水造成危害，进而影响水资源的质量和供应量。同时，固化在农作物根系中的镉便于回收处理，可以彻底解决土壤中镉离子污染的问题，从而避免通过现有方式将镉离子固化在土壤内造成的固化镉解析引起土壤再次污染的风险。

技术特征：

1.一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料的应用，其特征在于：所述复合有机肥料应用于土壤中重金属镉污染的治理。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述复合有机肥料中活性组分将农作物吸收的重金属镉离子固化在农作物根系内。

3.一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：包括肥料和植物发酵液，所述植物发酵液采用植物相关产物经生物发酵工艺制备获得；

4.根据权利要求3所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述植物相关产物为玉米相关产物，且制备的所述发酵液为玉米发酵液。

5.根据权利要求4所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述玉米相关产物包括玉米须、玉米秸秆、玉米芯中任意一种或多种。

6.根据权利要求3~5任一项所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述植物发酵液的ph值范围为4.0~5.0。

7.根据权利要求3~5任一项所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述可溶性糖包括葡萄糖和半乳糖，所述混合氨基酸包括谷氨酸、脯氨酸、亮氨酸；

8.根据权利要求3~5任一项所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述肥料包括有机肥、有机－无机复混肥、磷肥、微生物肥料、缓控释肥料中任意一种。

9.根据权利要求3~5任一项所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述植物激素为吲哚乙酸。

10.根据权利要求3~5任一项所述的在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料，其特征在于：所述活性组分还包括水杨酸。

技术总结本发明提供了一种在植物根系中固化镉离子的复合有机肥料及应用，所述复合有机肥料应用于土壤中重金属镉污染的治理。复合有机肥料，包括肥料和植物发酵液，所述植物发酵液采用植物相关产物经生物发酵工艺制备获得。所述植物发酵液包括将农作物吸收的重金属镉离子固化在农作物根系内的活性组分包括可溶性糖、混合氨基酸、有机酸、B族维生素类、植物激素，所述植物发酵液中所述可溶性糖的质量浓度≥10.0％，所述混合氨基酸的质量浓度≥5.0％。本发明提供的复合有机肥料可以将镉离子固化在植物根系内，避免镉离子向茎、叶和果实中输送，避免影响人体健康，还能够应用在土壤重金属镉污染的治理中，可以减少土壤中固化镉积累量。技术研发人员：徐昊,张青松,许阳坪,刘润,王丽君,王双受保护的技术使用者：四川安达农森科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14