一种土壤病害的处理修复颗粒和处理修复方法
技术领域
[0001] 本
发明是一种土壤病害的处理修复颗粒和处理修复方法，属于农业土壤治理技术领域。
背景技术
[0002] 当土壤中有害物质过多，超过土壤的自净能
力，引起土壤的组成、结构和功能发生变化；
微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤→
植物→人体”，或通过“土壤→
水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是
土壤污染。土壤病害污染就是其中之一！
[0003] 土壤病害污染主要表现在土传病害和重茬病害；土传病害包括有：灰霉病、疫病、
白粉病、根腐病、黄萎病、枯萎病、青枯病、菌核病、蔓枯病、髓部
坏死病、苗期猝倒病、绵腐病、绵疫病、褐纹病、立枯病和多种细菌性病害等；重茬病害是由于土壤中有害菌群增多，如：镰刀菌、疫霉菌、腐霉菌、半知菌以及地下多种
真菌、细菌；作物根系周围毒素积累(自毒危害)
线虫危害；
营养元素亏缺或失衡等。
[0004]
农作物土传病害和重茬病害是全球性的传染性病害，发病突然、十分难治，严重时造成农作物绝产、绝收。土传病害和重茬病害的病原菌主要存活在土壤中，侵害农作物的根茎部。目前对土传病害和重茬病害的防治缺乏有效的措施。我国目前每年使用的
农药量达到50-60万吨，其中约有80％的农药直接进入环境，每年使用农药的土地面积在2.8亿公顷(280万平方公里)以上，
化学防治仍是主要的方法，但传统的化学防治效果不理想，还会造成农药残留，对生态环境造成严重的污染和破坏，而高农药残留的农作物商品对消费者的身体健康和安全造成严重的威胁。
[0005] 为控制土传病害的发生，国内外采取的普遍措施是采用甲基溴、
棉隆、氯化苦、石灰氮等，甚至也有采用高毒、剧毒农药对土壤进行熏蒸消毒。自20世纪40年代以来，甲基溴一直是世界上使用最广泛的熏蒸剂之一，也因其对土壤具高穿透性，能穿透到未腐烂分解的有
机体中，从而能高效、广谱地杀灭土壤中的各种生物而受到青睐，世界上用于土壤消毒的量约占甲基溴消费总量的70％，而国内也大规模的用甲基溴对土壤消毒。而随着《蒙特利尔协议》中要求发达国家于2005年起，发展中国家于2015年起全面禁用甲基溴，包括棉隆、氯化苦、石灰氮等化学药剂消毒，以及包括
太阳能、
蒸汽等物理消毒在内的甲基溴替代技术开始获得推广应用；但物理消毒技术成本高效果差。而已获得推荐使用的化学消毒技术，一个共性问题是：对人畜等危害较大，极易发生中毒和
药害事故，而且对环境和土壤微生态环境也有严重的影响。因此，研制开发高效环保的能有效防治土传病害和重茬病害的化学原位固定
氧化和微生物联合处理修复的方法技术，对于环境资源高效利用和促进农业可持续发展具有重要的意义。
[0006] 土传病害和重茬病害的根源在于土壤微生态环境遭到破坏，要有效防治土传病害和重茬病害，就必须重建土壤微生态环境。土壤原位
固化氧化是在杀灭土壤中的有害微
生物群落的同时也会伤害有益微生物。所以必须在杀灭土壤中有害微生物群落以后及时向土壤中补充有益微生物菌群和有机质。
[0007] 土壤处理修复：指采用物理、化学或生物的方法固定、转移、吸收、降解或转化场地土壤中的污染物，使其含量降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。修复方法又分为原位修复和异位修复两种。异位修复涉及挖土和运土，不仅会破坏原来的土壤结构，还会存在二次污染的问题。
[0008] 目前，修复污染土壤的技术主要包括如下几种：
[0009]
植物修复法。是公认的较为理想的原位土壤治理技术，但存在明显的缺点：植株矮小、生物量较低、生长速度慢、生长周期长；植物修复还受到土壤类型、
温度、湿度和营养等环境条件限制。植物修复法的时间需要3～5年，意味着土壤的荒废时间就是3～5年，影响经济效益。另外，植物修复的成本较高，每立方土壤达到200元左右，每亩土壤的修复
费用高达8～10万元。高昂的代价是当地政府和农民根本无法承受的。
[0010] 化学淋洗法。采用化学药剂如
表面活性剂、
酸洗剂等将土壤中的重金属淋
洗出来后再进行废
水处理。这种方法不仅成本非常高，远高于植物修复法，而且将新的污染物如表面活性剂、酸洗剂等带入土壤，土壤的物理结构会受到很大影响。成为新的污染源。
[0011] 客土法。将被污染土壤原地深埋一米以上或挖出运走，再用清洁的客土回填；对于大面积污染土壤的修复不仅需要大量的人力、物力，财力；用这种方法修复一亩污染土地要花费上百万元，而且洁净土壤的来源也难以保障。另外，客土法容易破坏土壤结构，导致
土壤肥力以及微生态环境下降，而且转移到下层的污染土壤很容易导致有机物和重金属的释放，转移进入
地下水，造成新的地下水污染。
[0012] 微生物淋洗法。通过往土壤中加入对有机物和重金属具有富集作用的微生物菌群，将有机物和重金属洗涤出来。这种方式不仅成本高，微生物菌液消耗量大，对于大面积的土壤污染而言由于微生物淋洗液难以收集，实际上很难操作。
[0013] 电化学法。在土壤中通过
电流作用使得
水溶性重
金属离子富集到
阴极表面。目前该技术只是在实验室进行摸索。由于电流作用距离太小，而实际污染的土地面积太大，这种技术在工程上难以实施，且不管其高昂的操作成本难以承受。
[0014] 综上所述，如何开发切实可行的，运用于土壤病害污染的综合处理修复方法和技术，已经成为未来土壤污染处理修复和控制所面临的新问题。
发明内容
[0015] 本发明针对目前土壤病害的处理修复中存在的成本高、毒性大、易残留、适用范围小、操作复杂、造成二次污染及破坏土壤微生态环境等问题，发明的一种适用于土壤病害的化学原位固定氧化和微生物联合处理修复的处理修复颗粒和处理修复方法。
[0016] 本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
[0017] 一种土壤病害的处理修复颗粒，其成分主要由一种氧化复合药剂与无机胶凝材料混合而成，具体包括：
[0018] 步骤a、氧化复合药剂与无机胶凝材料按照
质量分数1:5-10的比例混合；
[0019] 步骤b、混合后经过
振动筛震动形成粒径在5-10mm的颗粒；
[0020] 步骤c、然后经过水溶性
薄膜包裹，并对水溶性薄膜加热使水溶性薄膜遇热收缩后紧密贴合在颗粒外表面。
[0021] 步骤b在
真空环境下完成；步骤c在充满臭氧的气氛中进行，并且臭氧的气氛为
负压；步骤b形成的颗粒直接放入步骤c的气氛中，使真空环境下形成的颗粒，其内部空隙不会与空气环境
接触，而直接进入臭氧的负压环境中。
[0022] 所述氧化复合药剂为：高
铁酸
钾、过氧化钾、过
硫酸钾的任意一种或多种混合。
[0023] 所述氧化复合药剂为粉末，并且粉末的粒度至少为300目。
[0024] 所述无机胶凝材料为粉末状气硬性和水硬性无机胶凝材料。无机凝胶材料选自生石灰粉末或
熟石灰粉末。
[0025] 土壤病害处理修复颗粒的制造方法，将氧化复合药剂粉末和无机胶凝材料粉末按照比例混合，并在真空环境中用
搅拌机搅拌形成颗粒状混合物，然后经过振动筛将粒径5-10mm的颗粒筛出；然后直接送入充满臭氧的负压环境中，并在薄膜
包装机上将每个颗粒用水溶性薄膜进行包装，然后将包装后的颗粒物进入加热炉进行加热，使水溶性薄膜遇热收缩。
[0026] 进一步的，在颗粒筛出的过程中，在振动筛上设置2层筛网，其中第一层筛网位于上部，并且水平放置，第二层筛网位于下部，并且倾斜10-15度放置，其中第一层筛网的筛孔直径为10-15mm，第二层筛网的筛孔直径为5-10mm；或者，
[0027] 所述第二层筛网设为漏斗状结构，并且底面设有直径为5-10mm的筛孔，漏斗的底部中出料并收集；
[0028] 进一步优选的，所述第二层筛网与振动装置连接，使第二层筛网振动落料；
[0029] 优选的，第二层筛网与收集装置连接。
[0030] 使用所述的土壤病害处理修复颗粒的处理修复方法，包括：
[0031] 步骤一、将所述土壤处理修复颗粒均匀的撒施在土层表面，然后利用旋耕设备深翻土壤层，使处理修复颗粒与受污染土壤充分接触，并检测土壤
含水量，根据用水状况采用漫灌、喷灌、
滴灌、穴施等方式向土层中浇注二氧化氯水溶液；
[0032] 步骤二、步骤一完成48h后至15日内，向处理后的土壤中撒施由水溶性薄膜灌装的复合微生物
肥料和复合微生物菌液，并检测15cm深土壤表层的含水量，若含水量低于15％则再浇水使其含水量达到15％后，翻耕土壤使复合微
生物肥料和复合微生物菌液与土壤充分混合接触，若含水量高于15％则直接翻耕土壤使复合微生物肥料和复合微生物菌液与土壤充分混合接触即可，起到持续修复受污染土壤的作用。
[0033] 所述的复合微生物肥料，是经过微生物
发酵腐熟的农家肥、
粪便、沼(藻)渣、中药渣、
酒糟、作物秸秆、蔬果垃圾或食物残渣中的任意一种或多种混合；
[0034] 所述的复合微生物菌液，是由水、黄豆、
豆粕或蔬菜水果等的一种或几种接种EM菌混合发酵液。
[0035] 操作步骤一、步骤二时，要求24h地温在-5℃-45℃之间；冬季北方地区在操作步骤二之前，先用高温装置对土壤表层进行加热，使土壤表层的温度至少达到40摄氏度，并且持续时间至少10分钟。这样可以进一步促进土壤中残留的氧化复合药剂进一步分解挥发，保证步骤二进行时不会残留氧化复合药剂，避免对复合微生物肥料和复合微生物菌液氧化干扰。
[0036] 本发明提供的土壤病害的处理修复颗粒及处理修复方法，不打破原有种植习惯、不受土壤环境、土壤沙化、PH值以及
气候条件的影响，实用性更强。
[0037] 本发明提供的处理修复颗粒及处理修复方法，既能杀菌消毒又调整土壤的酸
碱度及理化性质；具有无毒害、无残留、无致畸、无致癌、无致突变、无二次污染，是一项非常有效的甲基溴、棉隆、氯化苦替代技术。本发明操作简单、省时省力，不打破农民原有种植习惯、不受土壤环境、土壤沙化、PH值以及气候条件的影响，实用性更强。兼顾了经济和环境效益，完全可以大面积应用于土传病害和重茬病害污染土壤的修复处理。
[0038] 通过对那些随病残体生活在土壤中的真菌、细菌、线虫和病毒等受污染土壤中添加一种氧化复合药剂与无机胶凝材料的混合材料。混合后经过振动筛震动(或压片机压片)形成粒径在5-10mm的颗粒(或片剂)，然后经过水溶性薄膜包裹，并对水溶性薄膜加热使水溶性薄膜遇热收缩后紧密贴合在颗粒(或片剂)的外表面；颗粒在使用时，根据种植面积、植株种植深度，并测定病害的种类，计算出用量；48h后—15日内向处理后的土壤中添加含有肥效的复合微生物
土壤修复粉剂、水剂持续抑制、降解、强化受污染土壤的修复。此法既可杀菌又可以调整土壤的酸碱度及理化性质；具有无毒害、无残留、无致畸、无致癌、无致突变、无二次污染，是一项非常有效的甲基溴、棉隆、氯化苦替代技术。本发明操作简单、省时省力，兼顾了经济和环境效益，完全可以大面积应用于土传病害和重茬病害污染土壤的修复处理。
具体实施方式
[0040] 本发明实施例一所述土壤病害的处理修复颗粒，其成分主要由一种氧化复合药剂和无机胶凝材料组成，其中所述氧化复合药剂为：高铁酸钾、过氧化钾、过
硫酸钾等
氧化剂的多种混合；无机胶凝材料为粉末状气硬性或水硬性无机胶凝材料。所述氧化复合药剂与无机胶凝材料按照质量分数1:5的比例混合，混合后在真空的环境下，经过振动筛震动形成粒径在5mm的颗粒，然后在充满臭氧的负压气氛中，经过水溶性薄膜包裹，并对水溶性薄膜加热使水溶性薄膜遇热收缩后紧密贴合在颗粒的外表面。使真空环境下形成的颗粒，其内部空隙不会与空气环境接触，而直接进入臭氧的负压环境中。
[0041] 优选地，所述负压气氛的负压为0.7-0.95个
大气压，以降低对水溶性薄膜的承压性要求，即在经过水溶性薄膜包裹的颗粒，其外部的水溶性薄膜的外部对内部形成0.3-0.05个大气压的压力差，使水溶性薄膜在冷却后仍然可以对内部颗粒具有预紧力的作用，在保证颗粒紧致的同时，还可以保证水溶性薄膜内部的臭氧分子不会逃逸出去，在水溶性薄膜遇水溶解后形成局部破坏，在水溶性薄膜内部负压的
吸附作用下，可快速将水分吸入水溶性薄膜内部，促进水溶性薄膜内部的臭氧分子与水分子快速结合，防止臭氧分子逃逸到空气中，从而使臭氧更充分的发挥作用，对溶解在水中的活性细菌进行氧化；最优选地，其最优选的方式应为0.9个大气压。当气氛的负压过低时，水溶性薄膜包裹的颗粒的外表面将承受较大的压力，容易导致水溶性薄膜的破坏，其最优选的方式应为0.9个大气压，但是采用0.7个大气压、0.8个大气压、0.95个大气压也均可行，这样可使水溶性薄膜包裹的颗粒更紧凑，同时也不会由于水溶性薄膜的内外压差过大而导致破裂；当水溶性薄膜在遇水溶解在土壤中以后，颗粒的内部空隙中所包含的臭氧将释放出来，可进一步保证氧化作用的完成，并且整个过程不产生新的污染。当负压环境过低时，不仅会导致颗粒内部吸收的臭氧量过少，也会导致水溶性薄膜即水溶性薄膜的封装难度更大。
[0042] 所述氧化复合药剂为粉末，并且粉末的粒度为300目。
[0043] 所述无机凝胶材料选自生石灰粉末、熟石灰粉末混合，混合比例为1：1。
[0044] 实施例二
[0045] 本发明实施例二所述土壤病害的处理修复颗粒，其与实施例一的不同之处是，其成分主要由一种氧化复合药剂和无机胶凝材料组成，其中所述氧化复合药剂为：高铁酸钾过氧化钾、过硫酸钾等氧化剂的多种混合；其中所述无机胶凝材料为粉末状气硬性或水硬性无机胶凝材料，所述氧化复合药剂与无机胶凝材料按照质量分数1:10的比例混合，混合后经过振动筛震动形成粒径在6mm的颗粒，然后经过水溶性薄膜包裹，并对水溶性薄膜加热使水溶性薄膜遇热收缩后紧密贴合在颗粒的外表面。
[0046] 所述无机凝胶材料选自生石灰粉末。
[0047] 所述氧化复合药剂为粉末，并且粉末的粒度为400目。
[0048] 实施例三
[0049] 本发明实施例三所述土壤病害的处理修复颗粒，其与实施例一的不同之处是，其成分主要由一种氧化复合药剂和无机胶凝材料组成，其中所述氧化复合药剂为：高铁酸钾、过氧化钾、过硫酸钾等氧化剂的多种混合；所述无机胶凝材料为粉末状气硬性或水硬性无机胶凝材料，所述高铁酸钾与无机胶凝材料按照质量分数1:7的比例混合，混合后经过振动筛震动形成粒径在8mm的颗粒，然后经过水溶性薄膜包裹，并对水溶性薄膜加热使水溶性薄膜遇热收缩后紧密贴合在颗粒的外表面。
[0050] 所述无机凝胶材料优选为生石灰粉末。
[0051] 所述氧化复合药剂为粉末，并且粉末的粒度为350目。
[0052] 实施例四
[0053] 本发明实施例三所述土壤病害的处理修复颗粒，其与实施例一的不同之处是，其成分主要由一种氧化复合药剂和无机胶凝材料组成，其中所述氧化复合药剂为：高铁酸钾、过氧化钾、过硫酸钾等氧化剂的多种混合；所述无机胶凝材料为粉末状气硬性或水硬性无机胶凝材料，所述高铁酸钾与无机胶凝材料按照质量分数1:8的比例混合，混合后经过振动筛震动形成粒径在10mm的颗粒，然后经过水溶性薄膜包裹，并对水溶性薄膜加热使水溶性薄膜遇热收缩后紧密贴合在颗粒的外表面。
[0054] 所述无机凝胶材料优选为熟石灰粉末。
[0055] 所述氧化复合药剂为粉末，并且粉末的粒度为500目。
[0056] 实施例五
[0057] 实施例一至实施例四所述土壤病害的处理修复颗粒的制造方法，将氧化复合药剂粉末和无机胶凝材料粉末按照比例混合，并用搅拌机搅拌形成颗粒状混合物，然后经过振动筛将粒径5—10mm的颗粒筛出，并在薄膜
包装机上将每个颗粒用水溶性薄膜进行包装，然后将包装后的颗粒物进入加热炉进行加热，使水溶性薄膜遇热收缩。
[0058] 在颗粒筛出的过程中，在振动筛上设置2层筛网，其中第一层筛网位于上部，并且水平放置，第二层筛网位于下部，并且倾斜10-15度放置，其中第一层筛网的筛孔直径为10mm，第二层筛网的筛孔直径为5mm，这样就使第一层筛网将小于10mm粒径的颗粒全部筛下，第二层筛网将5mm-10mm粒径之间的颗粒通过倾斜的筛面收集，而将小于10mm粒径的颗粒筛下。
[0059] 第二层筛网与收集装置连接。
[0060] 所述第二层筛网设为漏斗状结构，并且底面设有5mm×5mm的筛孔，漏斗的底部中出料并由所述收集装置收集，从漏斗的筛孔筛下的颗粒由其他装置回收并重新装入搅拌机中进行搅拌。
[0061] 所述第二层筛网与振动装置连接，使第二层筛网振动落料，并进一步的，当第二层筛网为漏斗状结构时，漏斗的底部通过柔性管结构与收集装置连接，以使第二层筛网振动在过程中进行颗粒收集。
[0062] 实施例六
[0063] 本发明实施例六所述土壤病害的污染处理修复方法，包括：
[0064] 步骤一、将所述土壤处理修复颗粒均匀的撒施在土层表面，利用旋耕设备深翻土壤层使土壤处理修复颗粒与受污染土壤充分接触；然后并检测土壤含水量，根据具体用水情况对土壤进行漫灌、喷洒、浇灌、滴灌、穴施等，对土层表面浇注二氧化氯水溶液，起到原位固定氧化土壤多种病害污染物的作用。所述二氧化氯水溶液为饱和溶液，用二氧化氯水溶液不仅可以快速将土壤修复颗粒的水溶性薄膜进行溶解，使土壤修复颗粒可以快速发挥作用，由于氧化复合药剂本身的
半衰期短，在快速发挥氧化作用以后，反应生成二氧化
碳挥发掉，不会给土壤造成二次污染。
[0065] 在二氧化氯水溶液浇注以后，促使修复颗粒中的氧化复合药剂粉末与外部接触，并且其接触的过程中不断地将臭氧释放出来，使病菌孢子、虫害的幼虫以及虫卵、线虫病植物病原线虫等在氧化作用下而死亡或或者失去繁殖能力；在臭氧完全释放出来以后，修复颗粒中的其他氧
化成分在水的溶解下扩散，会继续慢慢发挥氧化作用，从而进一步将土壤中的病菌孢子、虫卵、原线虫等病虫害杀灭，而在此过程中不会带来新的污染，属于环保的修复方法，可以大面积推广使用。
[0066] 步骤二、步骤一完成48h后至15日内，向土层中撒施由水溶性薄膜封装的复合微生物肥料和复合微生物菌液，并检测15cm深土壤表层的含水量，若含水量低于15％则再浇水使其含水量达到15％后，翻耕土壤使复合微生物肥料和复合微生物菌液与土壤充分混合，若含水量高于15％则直接翻耕土壤使复合微生物肥料和复合微生物菌液与土壤充分混合，起到持续修复受污染土壤的作用
[0067] 所述的复合微生物肥料，是经过微生物发酵的农家肥、粪便、沼(藻)渣、中药渣、酒糟、作物秸秆、蔬果垃圾或食物残渣中的任意一种或多种混合。
[0068] 所述的复合微生物菌液，是由水、黄豆、豆粕或蔬菜水果等的一种或几种接种EM菌混合发酵液。
[0069] 操作步骤一、步骤二时，要求24h地温在-5℃-45℃之间。
[0070] 北方冬季时节在操作步骤二之前，先用高温装置对土壤表层进行加热，使土壤表层的温度至少达到40摄氏度，并且持续时间至少10分钟。这样可以进一步促进土壤中的氧化复合药剂进行分解、挥发，保证步骤二进行时不会有氧化复合药剂残留，避免对复合微生物肥料和复合微生物菌液干扰氧化。
[0071] 注水工作完成48h后至15日内向有机物污染的土壤中均匀撒施经水溶性薄膜封装的复合微生物肥料和复合微生物菌液，深翻土壤层使复合微生物肥料和复合微生物菌液与土壤充分接触；持续强化受污染土壤的修复。复合微生物肥料使用量为：50g/㎡—5000g/
