长江科学院-获奖成果详情长江水利委员会科学技术奖

获奖名称: 镉污染稻田生态水利修复关键成套技术及应用

获奖等级: 一等奖

获奖类别: 长江水利委员会科学技术奖

授奖单位: 长江水利委员会

完成单位: 长江水利委员会长江科学院、湖南省农业科学院、华中科技大学、中国水利水电科学研究院

获奖年度: 2022

获奖人员: 汤显强、谢运河、李青云、王琳玲、纪雄辉、王振华、林莉、彭红、徐东昱、胡艳平、黎睿、赵良元、陈娇、胡园、高博

成果简介:粮食安全根本在耕地，命脉在水利，出路在科技。为保护和利用稀缺的稻田土壤资源，保障农产品质量和稻米生产安全，本项目以湖南长株潭等典型南方酸性镉污染稻田为对象，统筹灌溉水、土壤孔隙水、稻田上覆水和田间排水等稻田水分，揭示土壤-水稻系统内镉分配转运调控机理，研发生态渠塘净化含镉灌排水、硅基调理剂钝化土壤孔隙水镉、稻田淹水降低稻米镉、电动导排脱除土壤孔隙水镉等精准降低土壤镉活性和高效削减土壤镉含量的关键水利与生态技术、产品与装置，集成出轻中度和中重度镉污染稻田生态水利修复技术体系，探索出技术推广新模式，解决了镉污染稻田修复存在的多个基础理论及关键技术难题。主要特点及创新点：（1）探明了酸性土壤硅-镉互作共沉淀与活性硅拦截阻镉机理，查明了FeCl3和CaCl2活化洗脱释镉与EKG电极电动导排孔隙水脱镉机理。（2）研制了硅激活技术和多元素-高活性的硅基调理剂新产品，研发了复配FeCl3和CaCl2活化释镉和孔隙水电动导排原位脱镉的成套关键技术与装置。（3）研发了“生态沟渠净化含镉灌溉水+硅基调理剂钝化土壤活性镉+稻田淹水降低稻米镉”的轻中度镉污染稻田生态水利修复技术，确保了稻米镉安全。（4）研发了“活化洗脱释镉-电动导排脱镉-生态渠塘除镉-硅基钝化残镉”的中重度镉污染稻田生态水利修复技术，同步实现土壤镉含量快速削减与稻米安全生产。本成果在南方稻田土壤和稻米的镉污染调控机理，镉污染修复产品、技术与装置，以及修复技术推广落地等方面取得了重大理论突破和技术创新。成果入编规程规范4部，获国家专利17项（其中发明专利13项）、国际发明展金奖1项、水利先进实用推广技术1项、农业农村部推荐技术4项，发表论文46篇，出版专著3部。应用推广：本成果已在南方稻田镉污染防控实践中以广泛应用；为湖南、江西、广西、江苏、浙江、湖北等省份修复治理提供技术支撑和推广模式，近6年累计修复治理镉污染稻田约1398.36万亩，销售硅基钝化剂系列产品15.89万吨，产生经济效益共151.02亿元，培训农技人员和农民约7万人次；编制的《镉污染稻田安全利用石灰施用技术规程》等应用规范在镉污染稻田安全利用中起到重要指导作用。在保障水稻安全生产、提高耕地资源利用效益，改善农业生态环境、提升农民生态环保意识、增加农民收入等方面发挥了重要作用，产生了显著的社会效益和环境效益。