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一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂及其使用方法和应用

花匠小妙招
2024-12-29 07:28

本发明属于土壤修复与农业。具体地，涉及一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂及其使用方法和应用。

背景技术：

1、草甘膦[n-(磷酸甲基)甘氨酸]作为一种广谱且高效的除草剂，为农田消除杂草，粮食作物增收增产等提供了保障。但随着草甘膦的广泛使用与不合理施用，农田土壤、水体的草甘膦残留问题越来越突出。近几十年来，多项研究表明，草甘膦或以草甘膦作为基础配方的除草剂会对包括微生物在内的非目标水生生物产生毒害作用，如两栖动物、无脊椎动物、水生植物、虾等，草甘膦在经过食物链的传递后，甚至会对人体产生毒害作用。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，草甘膦在2a类致癌物清单中。

2、目前有关草甘膦降解的方法主要通过微生物降解。但大部分专利筛选出的降解菌大多为单株菌种，或者两种到三种菌株。而微生物降解草甘膦还局限于实验室研究阶段，且在复杂土壤体系中，存在大量的土壤土著(先锋)微生物菌种，很难保证人工添加降解菌对草甘膦降解的效果。而如何实现草甘膦降解的同时增加农田肥力的研究甚少。因此，提供一种高效、经济、简单易操作、补肥并高效降解土壤草甘膦的复合制剂和方法非常重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂及其使用方法和应用。

2、本发明的第一目的是提供一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂。

3、本发明的另一目的是提供上述高效降解土壤草甘膦复合制剂的应用。

4、本发明的再一目的是提供上述高效降解土壤草甘膦复合制剂的使用方法。

5、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

6、一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂，所述复合制剂的有效成分为过氧化尿素和硫酸亚铁盐。

7、本发明旨在利用具有供氧与缓释的过氧化尿素与硫酸亚铁复配出可自主促发(类)芬顿效应的复合制剂以有效降解土壤草甘膦。该复合制剂通过过氧化尿素缓释产生土壤微摩尔级浓度的过氧化氢，并通过优化配比fe2+的催化作用，从而高效促进草甘膦的降解。使用该复合制剂不仅可以高效降解土壤草甘膦，还可以保证土壤养分的供给，是一种操作简单、减少劳动力的投入的方法。

8、优选地，所述过氧化尿素与硫酸亚铁盐的浓度比为1～3：0.5～1。

9、更优选地，所述过氧化尿素与硫酸亚铁盐的浓度比为1～2：1。

10、优选地，所述复合制剂中过氧化尿素含量为2～6mmol/kg，硫酸亚铁盐含量为1～2mmol/kg。

11、优选地，所述过氧化尿素的氮含量为28～32％，活性氧质量分数为12～16％，过氧化氢含量为34～38％。

12、更优选地，所述过氧化尿素的氮含量为30～31％，活性氧质量分数为14～15％，过氧化氢含量为35～36％。

13、优选地，所述的硫酸亚铁盐包括七水硫酸亚铁或硫酸亚铁。

14、优选地，所述的复合制剂可以配施10～35mg/kg的土壤调节剂；所述土壤调节剂包括以下重量份数的原料：10～19份氮肥、6～19份磷肥、5～34份钾肥。

15、优选地，所述氮肥为尿素、硫铵、磷铵的一种或多种；所述磷肥为过磷酸钙、钙镁磷肥的一种或多种；所述钾肥为硫酸钾、氯酸钾的一种或多种。

16、本发明还提供了所述的复合制剂在制备降解土壤草甘膦产品中的应用。在本发明较佳的实施例中，在培养初期，uhp、fe+uhp处理组能较快地去除水稻土和红壤中的草甘膦，且效果较好。

17、优选地，所述土壤的ph为6.0～7.0。

18、优选地，所述土壤为南方红壤或水稻土。本发明尤其适用于受草甘膦污染的水稻土与南方红壤，可同步实现草甘膦的降解与氮肥施用。

19、本发明还提供了所述复合制剂的使用方法，主要包括以下步骤：

20、s1.选择受草甘膦影响的土壤，经过晾干后翻匀；草甘膦含量为8～15mg/kg；

21、s2.将所述复合制剂添加到受污染土壤中搅匀；施用量为每亩12～15公斤；

22、s3.在施用复合制剂后，浇水/灌水保持土壤含水量30％～60％；

23、s4.在施肥处理5-10天后，进行作物移栽。

24、优选地，所述草甘膦含量为10～11mg/kg。

25、优选地，在施肥处理7-8天后，进行作物移栽。

26、本发明通过选用过氧化尿素(uhp)配以硫酸亚铁(fe)，以介导芬顿反应或者类芬顿反应促进土壤草甘膦的降解效果更佳。在培养的第1、7、14、28天，fe+uhp组对草甘膦的降解率分别为31.71％、46.66％、50.24％、70.74％，显著高于其他处理组。第一天施用后，水稻土的施氮组uhp与fe+uhp的铵态氮含量比对照组分别升高了2.86倍、和2.84倍；红壤中的uhp与fe+uhp的铵态氮含量比对照组分别升高了3.73倍、和3.15倍。水稻土和红壤的铵态氮变化范围分别为11.29～100.03mg/kg和2.73～73.19mg/kg。与对照相比，施氮组的铵态氮含量在28天的培养期内均显著更高，并大幅度提高了土壤中铵态氮含量和脲酶活性，降低了硝酸还原酶、过氧化氢酶活性。

27、在本发明中，水稻土中的铵态氮含量普遍高于红壤；而且，施加过氧化尿素、尿素以及硫酸亚铁到草甘膦污染土壤中，施氮组的氮素转化情况相差较小，在去除草甘膦的同时可正常提供氮素营养；其次，与对照组相比，施加复配制剂后均有利于玉米幼苗地下部生长，促进其茎粗生长，其中过氧化尿素可以显著提高幼苗的根长。另外，与对照组相比，过氧化尿素和普通尿素两种氮肥的施氮组间氮素转化情况没有显著差异，但过氧化尿素可促进草甘膦残留更快降解，在正常提供氮素营养的同时降低草甘膦残留的毒害，促进玉米生长。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、与常用的微生物降解土壤草甘膦的方法相比，本发明提供一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂及其使用方法和应用。通过利用具有供氧与缓释的过氧化尿素与硫酸亚铁盐配成可自主促发(类)芬顿效应的复合制剂以有效降解土壤草甘膦。该方法不仅可以高效降解土壤草甘膦，还可以保证土壤养分的供给，是一种操作简单、减少劳动力的投入的方法。本发明解决了草甘膦污染农田土壤修复与农业补肥难以兼顾的问题，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益，具有很好的推广应用价值。

技术特征：

1.一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂，其特征在于，所述复合制剂的有效成分为过氧化尿素和硫酸亚铁盐。

2.根据权利要求1所述的复合制剂，其特征在于，所述过氧化尿素与硫酸亚铁盐的浓度比为1～3：0.5～1。

3.根据权利要求1所述的复合制剂，其特征在于，所述复合制剂中过氧化尿素含量为2～6mmol/kg，硫酸亚铁盐含量为1～2mmol/kg。

4.根据权利要求1所述的复合制剂，其特征在于，所述过氧化尿素的氮含量为28～32％，活性氧质量分数为12～16％，过氧化氢含量为34～38％；所述的硫酸亚铁盐包括七水硫酸亚铁或硫酸亚铁。

5.根据权利要求1所述的复合制剂，其特征在于，所述的复合制剂可以配施10～35mg/kg的土壤调节剂；所述土壤调节剂包括以下重量份数的原料：10～19份氮肥、6～19份磷肥、5～34份钾肥。

6.根据权利要求1所述的复合制剂，其特征在于，所述氮肥为尿素、硫铵、磷铵的一种或多种；所述磷肥为过磷酸钙、钙镁磷肥的一种或多种；所述钾肥为硫酸钾、氯酸钾的一种或多种。

7.权利要求1～6任一所述的复合制剂在制备降解土壤草甘膦产品中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述土壤的ph为6.0～7.0。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述土壤为南方红壤或水稻土。

10.权利要求1～6任一所述复合制剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种高效降解土壤草甘膦的复合制剂及其使用方法和应用。所述复合制剂的有效成分为过氧化尿素和硫酸亚铁盐，所述的复合制剂中过氧化尿素与硫酸亚铁盐的浓度比为1～3：0.5～1。该复合制剂能够高效降解土壤草甘膦，并保证土壤氮养分的供给，在施用后，在第1、7、14、28天后草甘膦的降解率分别为31.71％、46.66％、50.24％、70.74％，同时，增加土壤铵态氮含量，使得施肥和降解草甘膦一步完成，具备不增加生产成本和劳动成本、易操作、无二次污染等特点，具有良好的理论和应用推广价值。

技术研发人员：杨旭,黎华寿,龚茂健,汤叶涛,仇荣亮
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11