矿区或污染地区居民如果施一种肥料即能够克服轻度重金属污染又可种植出优质安全的蔬菜,那是一件舒心的事,但目前既具有肥效又具有原位钝化功能的专用肥还没有面市,因为存在技术瓶颈,主要是原位钝化技术在低浓度时难以实现,即反应最低浓度限制。基于此,本研究根据动物蹄角含80%左右的蛋白质,其蛋白质含有大量疏基,巯基可结合较低浓度重金属离子的特点,进行蹄角粉及其水解多肽的肥效、原位钝化研究,以及肥效与原位钝化耦合试验研究,为既具有肥效又具有钝化功能的污染土壤专用肥料研发建立基础。研究表明,此思路具有可行性。具体研究结果如下:(1)以小白菜为实验植物,研究蹄角粉及其水解多肽对正常土壤中小白菜的生长效应。结果表明,以常规施肥量(以氮含量为准)进行施肥与种植时,施加蹄角粉及其水解多肽的两实验组合均可促进小白菜生长,两组合的单株生物量均达到15.07 g以上(正常40 d收获期的生物量),比商品复混肥组合(CF)的单株生物量至少高9.8%,比对照组合(CK)的单株生物量至少高59%;在双倍施肥(正常施肥两次)组合实验中,施加蹄角粉、水解多肽组合的单株生物量均达到17.72 g以上,比商品复混组合(CF)的单株生物量至少高13.8%,比对照组合(CK)的单株生物量至少高67.2%;上述所有结果表明,蹄角粉、水解多肽是一种优质的有机肥,且比市售商品复混肥效果更好。(2)根据蹄角粉及其水解多肽的生化特性,两者要么具有表面吸附作用,要么具有生化结合效应,因此研究两者对溶液状态下Cu2+的吸附或结合效应。结果表明,在80mg/L、100mg/L、300mg/L三种Cu2+浓度下,蹄角粉及其水解多肽都有很强的吸附或结合效果,经过一定时间的吸附处理后,蹄角粉对三种浓度的Cu2+具有较好的吸附效果,去除率分别达到81.09%、78.03%、74.01%,水解多肽的去除率也分别达到66.69%、64.88%、54.35%。其吸附效果均优于对照的活性炭。该结论可表明蹄角粉及其水解多肽具有钝化土壤重金属的潜能。(3)分别以人工配制的单一 Cu2+污染土壤和铜矿区的污染土壤为对象,研究蹄角粉及其水解多肽对两种土壤的钝化效应,结果表明,在总铜含量分别为80mg/kg、100mg/kg、300mg/kg的单一 Cu2+污染土壤中,蹄角粉及其水解多肽均具有钝化能力,经过一定时间处理后,蹄角粉比水解多肽的钝化效果更好,使土壤的有效铜含量最大降低了 47.65%;对于总铜含量为80 mg/kg、100 mg/kg、300 mg/kg的铜矿区污染土壤钝化研究表明,蹄角粉比水解多肽的钝化效果更明显,蹄角粉使铜矿区污染土壤的有效铜含量分别降低50.20%、47.21%、42.30%,水解多肽使铜矿区污染土壤的有效铜含量分别降低了 24.61%、23.23%、22.61%,而以复混肥(CF)为对照的研究组合,有效铜则明显增高。(4)蹄角粉及其水解多肽对铜矿区污染土壤中小白菜的生长效应与含铜量变化效应,基于100 mg/kg为碱性土壤的最低污染指标值,因而选择总铜为80 mg/kg(轻度污染,酸性土壤)、300 mg/kg(重度污染指标)的铜矿区污染土壤为研究对象,结果表明,在总铜含量为80 mg/kg铜矿区污染土壤中,施加蹄角粉及其水解多肽的实验组合对小白菜的生长均具有促进效应,在40 d进行收获时,蹄角粉及其水解多肽组合的小白菜单株生物量均达到12.36 g以上,比CK高60.4%,比复混肥(CF)高12.9%;相对叶绿素含量均达到48.24以上,比CK高22.2%,比复混肥(CF)高16.3%;对于总铜含量为300 mg/kg的污染土研究表明,施加蹄角粉及其水解多肽的小白菜单株生物量和相对叶绿素含量仍然高于空白对照(CK)和复混肥(CF)。通过不同时期取样、测定小白菜的含铜量表明,在总铜含量为80mg/kg的铜矿区污染土壤中,施加蹄角粉的小白菜(40d)含铜量为0.97 mg/kg,,比CK、复混肥(CF)分别降低了 75.7%、69.4%;而施加水解多肽的小白菜含铜量为2.03 mg/kg,比CK、复混肥(CF)分别降低了 49.1%、39.4%;在总铜含量为300 mg/kg的铜矿区污染土壤中,施加蹄角粉的小白菜含铜量为1.63 mg/kg,比CK、复混肥(CF)分别降低了 73.9%、68.9%;施加水解多肽的小白菜含铜量为2.31 mg/kg,比CK、复混肥(CF)分别降低了 63%、55.9%;探索研究了小白菜继续生长到开花期的含铜量,结果表明,在Cu2+污染土壤中蹄角粉及其水解多肽所处理的小白菜含铜量都达到国家安全标准,其中300mg/kg的铜污染土壤中,施加蹄角粉及其水解多肽的小白菜含铜量最高为8.674 mg/kg,达到国家安全标准,而对照含铜量达15.078 mg/kg高于国家标准50.8%。所以蹄角粉及其水解多肽具有作为铜矿区专用肥的潜力。