黑土地使用微生物土壤改良.docx

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黑土地使用微生物土壤改良

黑土地使用微生物土壤重金属改良可行性报告

（陈德化）

使用微生物进行土壤重金属改良具有一定的可行，我们在江苏常州武进区从2011年-2016年在6.6公顷（100亩）种植水稻连续6年进行大米重金属检测，2012年种植大米重金属检测:

镉（Cd）mg/kg:

0.014，砷（As）mg/km:

0.092,铅（Pb）mg/kg:

未检出，汞（Hg）mg/km:

未检出，铜（Pb）mg/kg:

2，2015年与2016年的对比效果更加明显（后附图检测表）到了2016年镉（Cd）mg/kg:

0.005，砷（As）mg/km:

ND,铅（Pb）mg/kg:

0.012，汞（Hg）mg/km:

未检出，铜（Pb）mg/kg:

3.1，镉达到方法检测限0.005标准，如果运用到黑龙江黑土地上进行重金属土壤改良效果这该更好，第一，水资源，空气，环境都比较好，再则大田有半年的休整期利于土壤恢复活力。

项目土壤污染现状:

项目区土壤内长期使用包括牛粪肥料的重金属含量见表1，根据表1数据来看，该黑龙江某稻田土壤中铅、砷、总铬总量均低于《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准，但镉、汞未达标；镉污染尤其特别严重。

又土壤pH值很高9.34–10.03，属强碱性–极强碱性范围，远超过适宜种植水稻的pH范围，即微酸性pH5.5～pH7.0。

表1项目治理点土壤内重金属总量内容含牛粪肥料

GB15618-1995二级标准pH测定值9.34–10.03测定值3.2-36镉达标情况严重超标0.30（pH<6.5）0.60（pH6.5～7.5）1.0（pH>7.5）

测定值0.022-2汞达标情况超标0.30（pH<6.5）0.50（pH6.5～7.5）

1.0（pH>7.5）测定值0.516-15砷达标情况达标30（pH<6.5）25（pH6.5～7.5）20（pH>7.5）测定值5.28-50铅达标情况达标250（pH<6.5）300（pH6.5～7.5）350（pH>7.5）测定值1.0–38.1

总铬达标情况达标150（pH<6.5）200（pH6.5～7.5）350（pH>7.5）

土壤重金属污染评价土壤中重金属总量是确定土壤重金属污染水平及环境容量的重要指标，但总量却不能实际地提供重金属的生物有效性（如农作物对其吸收的量或程度）的信息。

因为重金属的生物有效性不仅与总量有关，很大程度上取决其化学形态，浸出毒性（即其溶解浓度）。

不同的形态产生不同的环境效应，直接影响到重金属的浸出毒性和迁移。

评价土壤重金属的生物有效性有很多方法，比较常用的有单生物土壤改良剂和连续提取法检测土壤中重金属的浸出毒性。

对于大面积的重金属污染土壤的监测和治理，生物土壤改良剂由于其简单的操作过程而成为首选，但是生物土壤改良剂种类繁多，国内很多产品在宣传上都有效果，但不能提供连续几年的检测报告，因此在选择生物土壤改良剂种类上至关重要。

如果选择不当会毫无效果。

因此，建议选择美肥E-2001生物土壤改良来进行改良使用，该产品是活性微生物，是世界农业先进国广泛使用的能增加土质的有机物。

工艺技术比较与选择

目前世界上成熟且可迅速有效地修复重金属污染土壤并将重金属清除出土壤有二方法:

「土壤洗涤」和「热脱附」。

但此二方法皆不适合应用于受污染的农作物、大田耕种地，盖可能会破坏耕种地土壤结构、组织以及肥力等等而极可能严重影响农作物、稻谷正常之生长，包括产量与品质方面。

根据报导，甘肃白银市对65亩受污土地进行了土壤“清洗”技术实验性修复，每亩受重金属污染土地修复成本大约10万元。

另根据其它文献或报导，可行但费时的方法为植物修复法，譬如种植蜈蚣草，利用蜈蚣草吸收土壤中砷相当于普通植物的20万倍的能力，通过蜈蚣草的吸附、收割，三至五年内砷污染土地就可以“恢复健康”以及耕作（有待论证）。

但三至五年之修复周期过长，其间农地必需休耕因而一般农民无法生计，且这种植物修复耗时较长，难以相抗衡、抵挡持续不断的污染与恶化。

虽然植物修复法已经非常“实惠”，修复一吨污染土的成本已经低于200元，以一亩污染农地、25厘米深来计算，修复成本即可能达约4万元。

但残酷的现实是，很多污染地区都等不及采用植物修复法，而选择了“客土法”，就是将被污染土壤深埋到水稻根系不能达到的25厘米以下，用这种方法修复一亩污染土地就要花费上100万元，而且污染土壤仍然存在，会因逆渗回流甚或继续扩大。

自技术以及经济方面评估，唯固定化法可行并适合应用于受污染的农作物、大田耕种地，其将土壤中所含重金属进行包裹不让它释放出来，即非生物可利用，亦即可有效减低农作物、稻谷对重金属的吸收而提高农产品质量、产量、以及价格低，且原重金属污染的土壤亦可为无害化（虽然重金属未能自污染土壤清除出）。

引进、应用符合经済效益之修复改良剂之期望即是于不废耕以及农民保生计以及净收入或可能反而增加，以有效的固定化法使原严重污染土壤达无害化、资源化、可持续生产以及地尽其利并增加安全粮食之产量，而达促进环境效益，社会效益，以及经济效益。

方案建议:

本方案建议采用“美肥E-2001生物土壤改良剂”进行农耕土壤修复改良，对种植水稻重金属污染农田土壤进行原位固定化处理。

原位修复的具体工艺流程如下：

1，原位修复工艺流程中耕洒菌剂，深翻，泡水将“E-2001生物土壤改良剂”稀释激活的液体在农田中耕插秧施肥前与基肥一起施人稻田中进行泡水，再对土壤进行旋耕，从而使菌剂与上层的土壤（0cm~15cm）进行混匀。

利用深耕机将下层的土壤（15cm~30cm*）翻至上层。

再次利用中耕播种施肥机将翻至上层的土壤与菌剂进行混合。

最后对已均匀混有菌剂的农田进行泡水，从而使得菌剂在农田中不断进行繁殖充分反应（水稻根系一般最深30cm以外），建议对污染水源或灌溉污染进行处理，以利农田逐渐减少重金属污染面积并同时降低重金属的污染程度。

如是，以后亦可避免或减少费人力、费时、以及较高费用的中耕、深翻土壤原位固定化处理。

实施步骤建议:

本方案实施步骤建议先经过测试原土壤的重金属含量，掌握相关数据后，在收割水稻后再对使用固定法处理的土壤、选定该稻田土壤中镉、汞、铅、砷、总铬进行检测对比，二种结果是否有大幅度下降。

E-2001生物土壤改良剂介绍:

我们已知道微生物在自然环境中，特别是土壤中的微生物进行着极其重要的活动；我们也知道许多微生物在生态系统中的作用因为大量使用化肥、农药被破坏，特别是在土壤中高毒农药的使用和残留被破坏极为严重，这是由于我们的耕作大量使用化学肥料、大量使用农药致使土壤、水、空气被新的生产技术污染造成的，致使食品中的重金属镉、砷、汞、铅、铜及农药残留超标严重而危害我们人类的健康。

一、物理作用:

E-2001生物土壤改良剂是一种土壤接种菌，它由大量的有益细菌组成，特别是固氮家族和复杂的酶变化公式，将有益的E-2001微生物注入土壤，目的是恢复肥沃土壤的所有基本功能，增加土壤活性有机物；

      E-2001生物土壤改良剂施入土壤中大量繁殖活动时，会发生下列对土壤有利的活动过程；1、通过活性微生物的大量繁殖作用能更快分解土壤中的有机物质；2、提供有机物质，这种有机物质会提高改善土壤的板结状态疏松，质地发黑和肥沃性；3、会刺激土壤和植物的微生物活性，形成腐殖质； 4、会为微生物和植物提供一个栖息地，这些微生物分泌出的酶是催化剂， 它会加速土壤中微生物的反应速度，改善土壤结构，帮助调解确保土攘酸碱度中和土壤的PH值适合作物生长。

二、化学作用：

E-2001生物土壤改良剂在提高土壤中的有用营养物时， 1、通过矿物化会从土壤中的有机物中释放出许多营养； 2、其它矿物质会通过土壤中的微生物活动释放出来；  3、通过使用E-2001生物土壤改良剂生物工艺，肥料有效性的作用会得到充分的发挥；4、技术会使更有效的大气固氮过程（铁氧化还原蛋白机制持续运转）取代化学氮，从而减少尿素的使用--是天然的尿素。

     三、 微生物作用 ：

     E-2001生物土壤改良剂包括氮微生物，如：

亚硝化胞菌属，硝化细菌，固氮菌和梭菌与磷酸盐一起更改了细菌的结构，如假单细胞和微球菌。

  E-2001生物土壤改良剂被证明能够为土壤提供营养和元素，不必一定要依赖尿素、SP-36和KCL。

    生物土壤改良剂施入土壤后根瘤菌可侵染豆科植物根部使其形成根瘤，根瘤菌菌体内有一种固氮酶，能够把从空气中吸收的分子氮还原为“氨态氮”，变成被植物直接吸收利用的含氮无机化合物，进而转化成氨基酸和氨基酰胺。

在这些固定的氮素中约有75%可供给作物直接利用，以改善作物的氮素营养，其余的25%用于组成菌体细胞，细菌死亡后，其中氮素仍残留于土壤中，经分解又可为作物吸收。

固氮并非豆科植物的专利，非豆科植物同样能够和微生物共生固氮。

不过，共生的菌种并不是根瘤菌，而是一种叫做放线菌的微生物。

生物肥中的这些有益微生物菌在生命的活动中除具有解磷、解钾、固氮的特性外，尚能形成维生素、异生长素和类赤霉素一类的天然刺激性物质，对植物的生长有刺激作用，从而提高植株对养分和水分的吸收能力，另外，这些有益生物菌在生长、繁殖过程中产生的代谢产物，如吲哚乙酸、泛酸、赤霉素、抗生素等生物活性物質，这些活性物质可以激活植物体内生物酶的活性，加速植物生长旺盛器官的细胞分裂，促进光合作用和呼吸作用，从而刺激和调节植物生长，使植物根系发达，植株健壮，提高根系吸收肥水能力，促进作物生长。

E-2001生物土壤改良剂在土壤中动作时，我们能够在农作物上观察到对种植者有下列作用：

 1、增加了作物根系的数量和大小，作物根系发达，能快速吸收养分；2、提高了土壤的肥沃性，中和土壤酸碱度，值土壤PH值发生改变，适应作物生长； 3、通过微生物的作用能更快分解N、P、K，增加了N、P、K营养元素的数量；4、活性微生物菌能增加土壤的有机物，提高了有机质的级别；增加了有机物质的分解力；能减轻氮、磷等肥料流失对水源和环境的污染。

5、能加速作物生长，使作物生长期提前7-10天 开花和收获； 6、提高植物的水分； 减少化学、传统肥料的使用；7、提高了土壤的氮化合作用和固氮作用；8、提高了植物对NPC营养物的吸收和增强了NPC的有效性； 9、提高了阳离子的交换能力，并增加了有机物质；

10、抑制了土壤的病菌及虫卵生长、从而减少杀虫剂、杀菌剂、除草剂的使用量;

四、 功效及作用:

E-2001生物土壤改良剂的微生物菌施入土壤后,大量活体有益微生物菌不断繁殖，改变了植物根际的微生物菌群，有益菌在植物根际生长繁殖，部份菌将有害的重金属包裹不让它释放出来让作物吸收作，物的根系不与重金属接触，有益菌群占椐了病原菌的繁殖空间，消耗了病原菌的食源（养分），以及有益微生物产生的抗生素类物质抑制了根际病原菌的繁殖，这些微生物在土壤中生长繁殖所产生的酶，如几丁质酶，可裂解线虫卵壳或一些真菌的细胞壁，使得线虫卵壳中的幼虫无法存活和繁殖，E-2001微生物有的（PGPR）能产生铁载体（含铁低分子络合物），它能提高铁的可络性，（PGPR）产生铁载体将铁络结合起来从而限制了有害微生物的生长；

 五、 使用量:

初次使用一般每亩用量250ml（一瓶）1:

100倍25公斤清水稀释搅拌5分钟后放在阳光下3-4天，微生物菌被激活后再稀释浇、喷、淋施在土壤上，严重板结的土壤适当加大用量。

第二、三次使用250ML（一瓶）按此方法可使用2亩。

按照每亩一次使用一瓶（250ML），第二、三次使用半瓶，每亩施用500～750ML。

每亩540元～810元人民币。

比较目前国内现有的土壤改良成本每亩2000～3000元人民币，成本要省一半以上。

九、生态环保

本品可为生物降解，不会产生任何毒素，对作物无任何影响，对人体、动物、鱼类无毒害作用。

无毒、无害、无污染。

「中华人民共和国国家标准GB2762-2017」目前之限量值，铅0.5mg/kg，镉浸出液限值为:

0.2mg/kg，砷浸出液限值为:

0.2mg/kg，汞浸出液限值为:

0.02mg/kg,

附件资料:

附件一：

2012年大米重金属检测报告：

附件二：

2015年大米重金属检测报告：

附件三：

2016年大米重金属检测报告：