[发明专利]利用红薯淀粉酸浆废水改良稻田土壤并降低稻米重金属含量的方法

说明书

本发明利用红薯淀粉酸浆废水改良稻田土壤并降低稻米重金属含量的方法，属于农业技术领域，其特征包括废水改良土壤、定期浇灌、稻田管理步骤，采用红薯淀粉生产的酸浆废水调节稻田土壤pH值以及改良土壤有机质的方法，抑制土壤中重金属的活化，达到降低稻米重金属含量的目的。该发明用于稻田改良土壤及土壤重金属污染修复技术，具有成本低、操作简单、绿色环保等优点。

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及利用红薯淀粉酸浆废水改良稻田土壤并降低稻米重金属含量的方法。

背景技术

环境污染方面所涉及的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等。环境一旦受到重金属污染就难以治理，重金属进入环境后会在生物链中累积和富集，可长期潜伏在环境中，并伴随食物链进入人体严重危害生命健康。因而，近年来对重金属污染的修复技术一直是治理重金属污染领域内的研究热点。水稻是我国最重要的粮食作物之一，养活了我国约65％的人口，在国家粮食安全中的地位举是轻重。目前，我国稻田土壤重金属污染程度和范围日益严峻，而土壤中的重金属可以通过大米食物链在人体内积累，并对人体健康产生极大危害。因此，修复稻田重金属污染土壤并降低稻米重金属含量迫在眉睫。

稻米生长的土壤环境最佳pH值为6.0-7.0，有利于水稻发芽出苗及幼苗生长。水稻幼苗在微酸性的土壤生长，种子吸水发芽快，生理机能旺盛，可抑制立枯病菌的发展，增强幼苗抗性；当土壤pH值超过7时，水稻发芽、出苗生长显著变弱，因此，种植稻米的大部分地区都需要进行土壤酸性改良，通常使用硫磺粉、硫酸亚铁进行土壤改良。一般土壤pH大于7时就需施硫磺粉、硫酸亚铁降低pH。使用硫磺粉、硫酸亚铁降低土壤pH值作用是一个持续缓慢过程，如暗棕色森林土壤，每平方米15cm厚土层要降低1个pH需施硫磺粉130g。使用硫磺粉、硫酸亚铁降低土壤pH是稻米种植中最主要的成本投入。

关于降低稻米重金属含量的研究进展，在一些公开文献中已有一些相关报道。现在摘录代表性文章如下：

张振兴等，水稻不同生育期施用生石灰对稻米镉含量的影响，农业环境科学学报，2016，35(10)：1867-1872，该实验分别在水稻插秧前、分蘖期、孕穗期、灌浆期进行生石灰施加处理均可显著提高土壤pH值，降低土壤有效态镉及根系镉含量，同时显著降低糙米镉含量(P＜0.05)。但是，该方法的关键技术特征是处理后的土壤pH值为7.18达到降低土壤有效态镉及根系镉含量，因此，其方法给水稻生长所造成的环境影响等也值得研究。

张敬锁等，有机酸对水稻镉吸收的影响，农业环境保护，1999，18(6)：278～280，试验了EDTA、柠檬酸、草酸作为调控物质对水稻吸收Pb的影响，认为柠檬酸和革酸抑制了土壤中Pb的活化，使有效态Pb含量下降，柠檬酸使水稻籽实中的Pb含量下降53％-66％，而草酸使水稻籽实中的Pb含量下降64％-72％。其方法同样存在成本高的问题。

秦巴地区是红薯的主产区，红薯淀粉加工过程中的酸浆废水污染环境严重。目前，红薯淀粉生产的主要方法是：从粉碎红薯渣中过滤出红薯淀粉，在淀粉中加入乳酸菌酸浆、水，调整淀粉乳的酸度和浓度，进行淀粉乳酸菌发酵，使淀粉中蛋白、胶体、纤维及可溶性的糖分与淀粉分离，起到净化淀粉的作用。一般1吨淀粉产生废水20-30吨，废水中主要成分为乳酸、蛋白质、胶体、可溶性糖分等有机物以及乳酸菌、酵母等微生物，pH值在4.0以下，由于目前技术条件所限，常用的方法有物理化学预处理技术与生物化、中和-厌氧生物处理(UASB)-好氧生物处理(SBR)、两相厌氧+好氧组合工艺、吸收生物降解法(AB法)、序批式活性污泥法(SBR)等，但是将红薯淀粉废水视为一种资源，进行开发利用的尚未见诸报道。

从以上文献中了解到，通过向土壤中添加调控物质来改变重金属的化学活性，可以抑制水稻对重金属的吸收，但以上研究主要集中在单元素上，其方法过分酸化或碱化土壤给水稻生长环境所造成的影响也无法克服；如何将调控物质组装配套使用，较单一措施可以提高对稻谷生长环境并达到降低稻米重金属含量的目的，这依然是亟需解决的技术问题。