包含沸石、生物炭和硅钾肥的重金属钝化组合物技术领域
本发明属于农业领域，涉及一种包含沸石、生物炭和硅钾肥的重金属钝化组合物。
背景技术
近年来，我国重金属污染愈加严重，呈现出工业向农业转移、城区向农村转移、地表向地下转移、上游向下游转移，从水土污染到食品链转移的态势，由逐步积累的污染正在进入突发性、连锁性、区域性的爆发阶段。土壤重金属污染对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。
2014年4月18日，环境保护部和国土资源部发布了全国土壤污染状况调查公报，调查点位覆盖全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建设用地。结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，其中耕地重金属污染尤其严重、土壤点位超标率达到19.4％，远高于林地(10.0％)和草地(10.4％)的超标率。从污染物超标情况看，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％，以镉污染最为严重。
镉污染不仅严重影响作物生长，而且通过食物链危害人类的健康甚至生命。有毒重金属在农田土壤系统中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，已成为人体健康的“隐形杀手”。研究表明，镉不是一种人体必需的元素。一般人群通过食品摄入Cd的数量超过了总暴露量的90％，其中大米、小麦、蔬菜及软体动物食品对日摄入总镉的贡献达40％～85％，镉被认为是对人体健康毒性最大的重金属，国际癌研究局(IARC)早在1993年就已将Cd定为人类致癌物质，可引发人类肾癌、膀胱癌，以及乳腺癌和前列腺癌。
基于这种情形，我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视，并成为一个被广泛关注的世界性难题。土壤重金属的脱污技术备受关注。土壤重金属污染的治理主要有生物、物理和化学等方法，微生物和植物修复技术成本低，环境友好，但由于其目标生物生物量小，修复时间长，不适合农田土壤；物理方法易操作，但成本较高，只在小范围内适用；化学原位钝化法成本低、易操作，虽不能彻底去除土壤中的重金属，但适用于大范围的农田，而选择合适的钝化剂则是化学方法的关键。
钝化土壤重金属通常是指将土壤中含有铅、镉、铬、汞等毒性较大的重金属从易被种植在土壤上的作物吸收改变成不易被该作物吸收，以减少土壤中重金属对作物的毒性，从而保障人畜安全。
由于我国设施菜田面积日益扩大，解决设施土壤重金属污染的技术需求十分迫切，开发设施菜田重金属污染防控技术和环境友好型产品，对于实现我国设施菜田的高产、 稳产和菜田的可持续利用，保障农产品安全生产，具有重要的实践意义和广阔的应用前景，是城郊资源节约和环境协调型农业发展的一项重大技术需求，是推进社会主义新农村建设的一项重要支撑技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种包含沸石、生物炭和硅钾肥的重金属钝化组合物。
本发明提供的重金属钝化组合物，其有效成分由沸石、生物炭和硅钾肥组成。
上述重金属钝化组合物也可只由所述沸石、生物炭和硅钾肥组成。
上述重金属钝化组合物中，沸石的目数为100-200目，具体为100目；
所述沸石具体可为如下主要化学成分的沸石：二氧化硅65～69％、三氧化二铝12～13％、氧化钙1.8～3.3％、氯化钾1.1～3.1％、氧化钠0.3～2.6％、三氧化二铁0.6～1.7％、氧化镁0.1～1.0％，二氧化钛0.07～0.13％。该沸石可购自承德浩然沸石厂。
所述硅钾肥的目数为80-200目，具体为100目。
硅钾肥具体可为如下主要化学成分的硅钾肥：氧化钾4.5％，二氧化硅28.9％，氧化钙32.0％，有效锌0.0002％，有效铁0.00064％，有效锰0.00125％。
所述生物炭的目数为20-100目，具体为100目；
所述生物炭为将农作物的秸秆碳化后，粉碎而得；
所述碳化步骤中，温度为300～500℃；时间为0.2-0.4小时；
所述粉碎步骤中，筛孔的目数20-100目，具体为100目；
所述农作物选自玉米、大豆、高粱和小麦中的至少一种。
所述重金属钝化组合物中，沸石的质量份为20-30份，具体为25份；
生物炭的质量份为20-30份，具体为25份；
所述硅钾肥的质量份为5-15份，具体为10份。
所述重金属钝化组合物具体可为由如下质量比的沸石、生物炭和硅钾肥组成的重金属钝化组合物：25：25：10、20：30：10、30：20：10、25：30：5、25：20：15、30：25：5或20：25：15。
本发明提供的制备所述重金属钝化组合物的方法，包括如下步骤：将前述各组分按照配比混匀，得到所述重金属钝化组合物。
本发明提供的降低植物中重金属含量中的方法，包括如下步骤：在所述植物的栽培基质中加入前述本发明提供的重金属钝化组合物。
上述方法中，所述重金属钝化组合物与所述植物的栽培基质的质量比为12.5g-20g：1kg；所述植物的栽培基质的质量以干土的质量计，具体为15g：1kg。
所述植物为农作物；
所述农作物具体为水稻。
所述重金属具体可为镉。
所述栽培基质具体可为土壤基质。
所述加入为一次性加入。
所述降低植物中重金属含量具体为降低所述植物的植株中的重金属含量，具体可为降低水稻植株中的重金属含量，更具体可为降低分蘖期和/或拔节期的水稻植株中的重金属含量。
本发明提供了一种有效成分为沸石、生物炭和硅钾肥的重金属钝化剂。试验表明，钢渣能够显著降低植株中的Cd含量。可适用于各种农作物，尤其适用于降低水稻植株中重金属Cd的含量，具有重要的应用价值。
附图说明
图1不同重金属阻控材料处理对分蘖期水稻Cd的影响；
图2不同重金属阻控材料处理对拔节期水稻Cd的影响；
上述图1和图2中，不同字母均表示显著性差异(P<0.05)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1、不同重金属钝化材料对水稻植株Cd的影响
本试验采用盆栽方法，试验在北京市农林科学院植物营养与资源研究所温室外进行。
供试土壤为受镉污染的湖南桂阳水稻土，基础理化性质为全氮3.63g/kg，有机质79.4g/kg，碱解氮226mg/kg，有效磷38.7mg/kg，速效钾126mg/kg，pH6.13。
试验下设5个处理，分别为不同的Cd阻控材料，组合配方和对照：沸石，生物碳，硅钾肥，组合配方(沸石+生物碳+硅钾肥)和CK；重复4次。
沸石为承德浩然沸石厂生产的过100目筛的沸石粉。主要化学成分为：二氧化硅65～69％、三氧化二铝12～13％、氧化钙1.8～3.3％、氯化钾1.1～3.1％、氧化钠0.3～2.6％、三氧化二铁0.6～1.7％、氧化镁0.1～1.0％，二氧化钛0.07～0.13％。过100目筛备用。
生物炭为将玉米秸秆经500℃碳化0.4小时后得到的固体产物，粉碎后过100目筛备用。
硅钾肥过100目筛。主要化学成分为氧化钾4.5％，二氧化硅28.9％，氧化钙32.0％，有效锌0.0002％，有效铁0.00064％，有效锰0.00125％。
各处理施肥量一致，均为鸡粪200g，尿素0.4g，二胺0.8g，氯化钾0.8g。不同处 理阻控材料添加量分别如下：沸石25g，生物碳25g，硅钾肥10g，组合配方60g(沸石25g，生物碳25g，硅钾肥10g)，CK不添加。
与此同时，本试验也开展了调整配方比例的Cd钝化效果研究，具体设置见表1。
表1、不同配比配方设置及在水稻上的Cd钝化效果
试供作物为水稻(品种：日本晴)，于2014年4月9日播种。于2014年5月6日装土，每盆5.7kg湿重，干重4kg，盆栽容器为外径25cm、高30cm的塑料盆。
5月8日插秧，每盆4墩，每墩5株。各处理田间管理及生育期追肥保持一致。
分别于2014年6月17日分蘖期和7月17日拔节期各取水稻1茎叶墩，植株带回实验室烘干，粉碎，研磨后测定Cd含量，Cd的测定方法为原子吸收分光光度计(火焰法)。
数据在excel中整理，不同处理的Cd含量对比采用单因素方差分析，多重比较方法为LSD(P<0.05)。
试验结果：
如图1所示，在水稻分蘖期沸石对植株中Cd没有钝化效果，而生物碳，硅钾肥和配方处理均显著降低了Cd含量(P<0.05)，其中效果最好的为硅钾肥处理，相比对照降低了48.7％Cd含量，而配方处理的阻控效率为41.0％。进入拔节期，沸石，硅钾肥和配方处理均显示了显著地钝化效果(P<0.05)，而在之前表现良好的生物碳失效。其中配方处理的钝化效果最佳(60％)，超过了之前表现最好的单施硅钾肥处理。同时也可以看出配方处理对水稻Cd的钝化效果随种植期的深入而提高，总体好过单独使用各种钝化材料。
表1为同时进行的其他调整配方对水稻Cd的钝化效果，可见不管在分蘖期还是拔节期，不同配比的配方均明显降低了植株中的Cd含量，但效果最好的仍然是图1、2中所示本发明提供的重金属钝化组合物配方(分蘖期Cd含量为0.106mg/kg，拔节期为0.108mg/kg)，也即由质量比25：25：10的沸石、生物炭和硅钾肥组成的重金属钝化组合物。