计划推广月份：

3月、4月、7月、8月

适宜推广区域：

主要包括广东、湖南、江西等国家土壤污染治理重点省份的水稻田。

解决的主要问题：

针对我国耕地重(类)金属污染严重，危害国家粮食安全，大面积治理能耗大，与国家“双碳”战略匹配不足的问题；以富含穿梭基团和附着基团的生物质炭或木本泥炭为原料，依据穿梭体加速铁还原、亚铁催化加速矿物晶相转化的原理，研制了炭基大分子有机功能材料。该复合材料通过表面沉积、促进生物膜形成、提高基因表达来加速电子传递，促进铁的循环过程，可加速重金属固定转化；同时有效抑制了有机碳在土壤中分解，显著提高了土壤难分解态有机碳比例，具有长效固碳作用，实现了土壤质量改良与重金属固定的协同。据此创制了铁改性木本泥复合材料、炭多孔炭铁负载甲硫氨酸、炭基多硫化铁复合材料；实现了我国南方红壤重金属污染耕地水稻安全生产协同固碳减排的目标。

与现有或者同类技术的比较优势：

总体技术经济指标处于国际先进水平。制定的系列技术标准被农业农村部作为我国实施土壤污染防治法的重要成果复函全国政协第1403号提案。与国外技术对比，稻米重金属达标率由 65%提升至 95%；甲烷排放从 7.85 降低至3.64 吨 CO2当量/公顷，净碳收支从 -6.34 提升至 16.13 吨 CO2当量/公顷，实现了增碳减排，可持续性指数从 67 提升至 96。

技术要点以及对生态环保的影响：

技术要点主要包括多孔生物炭负载甲硫氨酸碳材料选择、铁改性木本泥炭材料选择、碳基材料的田间施用、水稻田间管理等。 1. 多孔生物炭负载甲硫氨酸碳材料选择。生物炭可以利用棕榈丝、椰壳等农业废弃物，在300-500度高温下，进行厌氧裂解制备生物炭，并通过铁基、甲硫氨酸负载等改性增加生物炭吸附重金属砷的性能；铁基生物炭pH为5.0-7.0，铁含量2%左右，甲硫氨酸负载量不少于1%，固定碳大于50%，比表面积大于80 m2/g。 2. 铁改性木本泥炭选择。利用木本泥炭大分子结构对镉等重金属离子有强烈的络合能力；铁循环是调控土壤镉砷活性的关键过程，加上铁改性木本泥炭可以促进水稻根表铁膜形成等机理；以优质木本泥炭为主要原料，对其进行铁基改性，制备稳定的铁改性木本泥炭材料；有机物总量≥60%，游离腐殖酸≥12%，还原性铁含量≥2%。 3. 碳基材料的田间施用。水稻插秧前一周以上，一次性施用多孔生物炭负载甲硫氨酸碳材料或者铁改性木本泥炭100~300公斤/亩。施用的剂量与土壤理化性质以及重金属污染程度有关；一般情况下砂性土壤以及污染严重的土壤要多施。材料需要存放在干燥的地方，钝化剂受潮会变质影响功效，材料需要在水稻插秧前1周以上施用，施用后与土壤混合均匀；施用后周内尽量保持田间淹水1-3 cm状态，确保钝化剂与土壤充分反应。 4. 水稻的日常田间管理。水稻的其他日常田间管理如正常水稻种植相同；主要要注意田间杂草及病虫害防治；在水稻灌浆至晚熟期时，适时排水晒田。

获得荣誉：

相关技术主要过得如下奖励： 1. 2021年，“典型重金属污染耕地精准治理技术及标准化应用”，广东省科技进步一等奖 2. 2020年，“典型区域农用地重金属污染风险管控技术及管理决策支撑”，广东省环境保护科学技术一等奖 3. 2019年，“稻田镉砷污染阻控关键技术与应用”，国家科技进步奖二等奖 4. 2019年，“矿物-胞外呼吸微生物间电子转移机制及其环境效应”，广东省自然科学一等奖 5. 相关成果入选中国生态环境领域十大科技进展 6. 相关成果入选“科创中国”先导技术榜单 7. 核心技术入选国家农业农村部实用技术名录 8. 核心技术入选生态环境部《土壤污染风险管控与修复技术手册》

单位信息：

单位名称：广东省生态环境技术研究所、广东省科学院生态环境与土壤研究所 

联 系 人：王向琴 

联系电话：15813382902 

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