專(zhuān)利名稱(chēng)：一種降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉菜的栽培方法，特別涉及一種降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法。
背景技術(shù)：
蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹参镄赞r(nóng)產(chǎn)品之一，在維持人體正常生理活動(dòng)和增進(jìn)健康方面具有非常重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。近年來(lái)，由于工業(yè)“三廢”不合理的排放、高含量重金屬農(nóng)業(yè)化學(xué)投入品的不合理使用、汽車(chē)尾氣排放等，使得蔬菜產(chǎn)地環(huán)境遭到不同程度地破壞，相當(dāng)數(shù)量的菜地土壤出現(xiàn)了重金屬積累，特別是Cd含量明顯高于土壤背景值， 超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，蔬菜特別是葉菜Cd含量超標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)潛在的威脅，同時(shí)也成為蔬菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要障礙因子。
施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的手段，喜肥和需肥量大是蔬菜作物的營(yíng)養(yǎng)特性。近年來(lái)，隨著蔬菜生產(chǎn)面積的迅速擴(kuò)大以及設(shè)施栽培技術(shù)的迅速發(fā)展，蔬菜生產(chǎn)依賴(lài)于化肥供應(yīng)的程度日趨增加。目前蔬菜生產(chǎn)中普遍存在著為追求高產(chǎn)而盲目地大量施用化肥或偏施某種化肥的現(xiàn)象，往往忽略作物需肥特點(diǎn)、肥料品種及土壤質(zhì)量狀況，致使肥料效益下降、菜地土壤理化性質(zhì)不良，并可能導(dǎo)致重金屬在土壤中的溶解度增加，促進(jìn)蔬菜對(duì)重金屬的吸收累積，食物鏈風(fēng)險(xiǎn)加大。
研究表明，肥料種類(lèi)、形態(tài)及其伴隨離子不同，對(duì)重金屬鎘的溶解度及生物有效性的影響存在很大差異。對(duì)鎘溶解性影響最大的是土壤pH，主要包括肥料自身酸、堿性和轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的酸、堿，其變化與土壤鎘活性呈顯著負(fù)相關(guān)；其次為肥料組分對(duì)重金屬的絡(luò)合作用和肥料中陽(yáng)離子對(duì)土壤膠體上鎘的置換作用。不同肥料在土壤中產(chǎn)生上述作用的強(qiáng)弱程度決定其對(duì)鎘溶解度的影響和生物有效性。如氮肥主要通過(guò)硝態(tài)、銨態(tài)氮的根際堿化和酸化效應(yīng)來(lái)影響重金屬的活性，施用銨態(tài)氮肥NH4Cl和(NH4)2SO4,由于植物對(duì)NH4+-N的吸收，根系分泌H+，使根際周?chē)峄?，增大土壤中Cd的溶解度，土壤吸附Cd量減少，Cd的生物活性顯著提高；施用硝態(tài)氮肥Ca (NO3)2,植物吸收NO3--N,根系分泌出0H—、或HC0—，使根際pH 上升，造成根際堿化，降低土壤Cd的溶解度和生物活性；鉀肥的效果主要表現(xiàn)為鉀離子對(duì)土壤膠體上H+的置換及伴隨陰離子與金屬陽(yáng)離子的絡(luò)合作用，適量的硫酸鉀對(duì)土壤pH影響不顯著，而氯化鉀則可顯著降低土壤PH ;磷肥中磷酸一銨、磷酸二銨生理酸堿性不明顯， 主要通過(guò)三種酸根(Η2Ρ04_、ΗΡ042_，Ρ043_)形式來(lái)影響土壤表面電荷，進(jìn)而影響土壤對(duì)重金屬的吸附。因此，在Cd超標(biāo)菜地上若忽略肥料品種和用量，僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)施肥，將可能導(dǎo)致土壤中Cd的有效性增加，促進(jìn)蔬菜對(duì)Cd的吸收。此外，進(jìn)口的磷礦粉和以進(jìn)口 P礦為原料的P 肥中含Cd量遠(yuǎn)比國(guó)產(chǎn)的磷礦粉和P肥高得多，也是菜地潛在的Cd污染源之一。
我國(guó)稻殼資源極為豐富，每年約產(chǎn)生4500萬(wàn)噸的稻殼，部分用于發(fā)電、制板、生物質(zhì)燃料等，還有相當(dāng)數(shù)量的稻殼沒(méi)有得到充分利用而被當(dāng)做廢棄物丟掉，這不但是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境也造成較大污染。稻殼最為顯著的特點(diǎn)是高灰分(7% 9%)和高硅含量( 20%左右)，重金屬元素含量極低，經(jīng)碳化后，具有良好的韌性、多孔性、低密度(112 144kg/m3)以及比表面積極大等性質(zhì)，對(duì)于污染土壤中的重金屬，具有較為顯著的鈍化吸附作用，效果穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)造成不良影響，而且費(fèi)用適中，易于推廣實(shí)施，符合我國(guó)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的提高，蔬菜產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量越來(lái)越受到人們普遍關(guān)注，在Cd超標(biāo)菜地上選擇適宜的肥料品種進(jìn)行合理施肥，在獲得高產(chǎn)的同時(shí)，有效阻控重金屬進(jìn)入葉菜體內(nèi)，減少蔬菜的重金屬污染，提高蔬菜品質(zhì)，是目前各有關(guān)方面亟待解決的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種能降低鎘超標(biāo)菜地葉菜中Cd 含量，進(jìn)而提高其安全品質(zhì)的施肥方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，包括以下步驟
( I)將碳化稻殼作為基肥，于葉菜播種前撒施并與土壤耙勻，或移植葉菜前將所述碳化稻殼埋施于植溝中；
(2)用無(wú)機(jī)肥料作為追肥，待所述葉菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、鉀的無(wú)機(jī)肥作為追肥淋施。
所述步驟(I)中，每畝施用所述碳化稻殼250 750kg。
所述步驟(2)中，所述無(wú)機(jī)肥料均分3份或4份溶于水淋施，在葉菜定苗或成活后淋第一次，以后5 10天淋一次，共淋3次或4次，所述無(wú)機(jī)肥料給每畝提供N5 15kg，P2O51.6 4. Okgj K205. O 15. 0kg。
所述的碳化稻殼是稻殼或稻殼粉經(jīng)過(guò)悶燒后的產(chǎn)物，含豐富的碳、硅和鉀，并含有少量的N、P、Ca、Mg、Fe及多種微量元素。
所述的無(wú)機(jī)肥料是由兩種或兩種以上的單質(zhì)或二元復(fù)合肥組成的混合肥料；
所述N由含N46%以上的尿素、含Nll%以上的硝酸鈣、含N20%以上的磷酸氫二銨中的一種或多種提供；
所述P由含P2O5 50wt%以上的磷酸氫二銨或含P2O5 53wt%以上的磷酸二氫鈣提供，K由含K2050wt%以上的硫酸鉀提供。
所述葉菜選自生菜、菜心、小白菜、芥菜、油麥菜、菠菜、空心菜、包心菜、西洋菜或莧菜。
本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案，是鑒于適宜的化肥種類(lèi)和施用量能有效降低土壤中重金屬的植物可利用性，減少植物對(duì)重金屬的吸收。選用尿素、硝 酸鈣、磷酸二銨、磷酸二氫鈣及硫酸鉀等作為N、P、K肥料，合理使用能不同程度地提高土壤pH，降低土壤中交換態(tài)Cd 的含量，抑制土壤中Cd的活性，降低葉菜對(duì)重金屬的吸收，從而減少Cd在葉菜中的積累量。 碳化稻殼重金屬元素含量極低，具有良好的韌性、多孔性、低密度(112 144kg/m3)以及比表面積極大等性質(zhì)，對(duì)重金屬Cd具有較強(qiáng)的吸附鈍化作用；其中含有的Si能增加作物和蔬菜根際氧化能力，降低土壤中交換態(tài)重金屬的比例，而且由于硅在植株地上部分的淀積而阻礙了重金屬向地上部分遷移，使重金屬滯留在植物根部，從而抑制植物對(duì)重金屬的吸收，有效地防止了重金屬對(duì)蔬菜的污染。因此，將碳化稻殼與無(wú)機(jī)肥料合理配施是降低Cd含量、提高葉菜安全品質(zhì)的有效措施。
因此，本發(fā)明的施肥方法能將葉菜可食部分Cd含量減低20% 65%，并能提高葉菜商品產(chǎn)量和礦質(zhì)養(yǎng)分、維生素C和可溶性糖含量，使土壤pH提高O. 2-0. 5個(gè)單位，土壤有效態(tài)Cd含量降低18% 46%，土壤有機(jī)質(zhì)和磷鉀等養(yǎng)分失衡狀況得到明顯改善，土壤性狀改善良好，土壤生態(tài)功能得到恢復(fù)。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
一種降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，包括以下步驟
( I)將碳化稻殼作為基肥，于葉菜播種前撒施并與土壤耙勻，或移植葉菜前將所述碳化稻殼埋施于植溝中；
(2)用無(wú)機(jī)肥料作為追肥，待所述葉菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、鉀的無(wú)機(jī)肥作為追肥淋施。
采用本發(fā)明的方法，將碳化稻殼與無(wú)機(jī)肥料配施，相比于現(xiàn)有方法，提高葉菜安全品質(zhì)，降低葉采中Cd含量。
以下實(shí)施例所用碳化稻殼由取自米廠(chǎng)的稻殼悶燒而成，所用無(wú)機(jī)肥料均為市售肥料，肥料量均為一畝的用量。
所述碳化稻殼為將稻殼在400-600°C的密封容器中，保溫6_7小時(shí)。保溫過(guò)程中， 可以在密封容器中開(kāi)設(shè)一進(jìn)氣孔，保證密封容器的最低進(jìn)氣需求，進(jìn)氣孔直徑為l-3cm。
碳化稻殼制作方法將稻殼粉碎后或直接投放到一個(gè)用磚砌成的爐體中，爐體內(nèi)壁鋪有一層耐火爐瓦，爐體下部設(shè)有爐柵及進(jìn)風(fēng)口，爐體上部設(shè)有爐蓋。爐柵與爐體底部設(shè)置一定的空間，爐柵下部的爐體上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，稻殼從上部投入爐體中，使稻殼位于爐柵上，點(diǎn)燃稻殼，待爐體內(nèi)溫度上升至400-600°C時(shí)，蓋上爐蓋，并在進(jìn)風(fēng)口蓋上密封蓋，保持爐內(nèi)溫度在400-600°C，碳化6-7小時(shí)后，自然冷卻后得粉末狀或薄殼狀碳化稻殼。密封蓋上設(shè)有進(jìn)氣孔，保證爐內(nèi)最低進(jìn)氣需要，進(jìn)氣孔的直徑優(yōu)選為l-3cm。
分別使用以下實(shí)施例的施肥方法，并與現(xiàn)有方法種植同種葉菜的施肥方法作為對(duì)比，于采收期收獲葉菜地上部分，分別測(cè)試葉菜產(chǎn)量、地上部Cd、維生素C和可溶性糖含量?，F(xiàn)有的施肥方法是以雞糞和花生麩作為有機(jī)肥基施于種植溝，無(wú)機(jī)肥料為挪威復(fù)合肥 15-15-15k g/畝，無(wú)機(jī)肥料作為追肥于葉菜定苗或移植后每3 5天施I次。
對(duì)于生長(zhǎng)期短且需肥量相對(duì)較小的葉菜，一般追肥3次；生長(zhǎng)期長(zhǎng)且需肥量相對(duì)較大的葉菜，則追肥4次。
實(shí)施例1
在土壤Cd全量為O. 52mg/kg的菜地開(kāi)展田間試驗(yàn)。將薄殼狀碳化稻殼400kg作為I畝的基肥，連續(xù)種植兩茬生菜，于第一茬生菜菜苗移植前埋施于植溝中。無(wú)機(jī)肥料做追肥，每畝施肥量為 N12kg，P205 4. 0kg, K2OlOkg0 將含 N46. 0% 的尿素(26. lkg)、含 P2O5 55.2% 的磷酸二氫鈣(7. 3kg)和含K2O 50%的硫酸鉀(20kg)作為一畝的追肥均分為4份，分次溶于水淋施，于生菜成活后淋第一次，以后每6天淋一次，共4次淋完。第二茬生菜施肥同第一巷。
使用本實(shí)施例的施肥方法后，第一茬生菜畝產(chǎn)量增加5. 64%，地上部分鎘含量降低55. 5%，生菜維生素C和可溶性糖含量分別增加1. 2%和4. 3% ;第二茬生菜畝產(chǎn)量增加12.1 %，地上部分鎘含量降低62.5%，生菜維生素C和可溶性糖含量分別增加2. 1%和4.0%，土壤pH由原來(lái)的4. 99升高至5. 40，DTPA-Cd含量由原來(lái)的O. 28mg/kg降至O. 16mg/kg ο
實(shí)施例2
在土壤Cd全量為O. 46mg/kg的菜地開(kāi)展田間試驗(yàn)。將粉末狀碳化稻殼300kg作為 I畝的基肥，連續(xù)種植兩茬菜心，于菜心播種前撒施并與土壤耙勻。無(wú)機(jī)肥料做追肥，每畝施肥量為 N8kg, P2O5 3. 4kg, Κ206· 4kg。將含 Nll% 的硝酸鈣(60. 9kg)、含 N20%、含 P2O5 52. 5% 的磷酸氫二銨(6. 5kg)和含K2050%的硫酸鉀(12. 8kg)作為一畝的追肥均分為3份，分次溶于水淋施，于菜心定苗后淋第一次，以后每5天淋一次,共3次淋完。第二巷菜心施肥同第一巷。
使用本實(shí)施例的施肥方法后，第一茬菜心畝產(chǎn)量增加10. 3%，地上部分鎘含量降低44. O %，菜心維生素C和可溶性糖含量分別增加5. 2%和8. 7% ;第二茬菜心畝產(chǎn)量增加12. 8%，地上部分鎘含量降低51. 0%，菜心維生素C和可溶性糖含量分別增加3. 3%和5.6%，土壤pH由原來(lái)的5. 28升高至5. 66，DTPA-Cd含量由原來(lái)的O. 32mg/kg降至O. 25mg/kg ο
實(shí)施例3
在土壤Cd全量為O. 67mg/kg的菜地開(kāi)展田間試驗(yàn).將粉末狀碳化稻殼250kg作為 I畝的基肥，第一茬種植小白菜，第二茬種植芥菜，于小白菜播種前撒施并與土壤耙勻。小白菜每畝施肥量為 N8kg, P2O5 2. 9kg, K206. 0kg,芥菜每畝施肥量為 NlOkg, P2O5 2. 9kg, K209kg。 將含N46%的尿素(15. 0kg)、含N20%、含P2O5 52. 5%的磷酸氫二銨(5. 5kg)和含K2050%的硫酸鉀(12kg)作為一畝的追肥均分為3份，分次溶于水淋施，于小白菜定苗后淋第一次，以后每6天淋一次，共3次淋完。小白菜收獲后，翻耕、耙勻土壤，種植芥菜。將含N46%的尿素 (21. 7kg)、含P2O5 55. 2%的磷酸二氫鈣(5. 2kg)和含K2050%的硫酸鉀(18kg)作為一畝的追肥均分為3份，分次溶于水淋施，于芥菜定苗后淋第一次，以后每8天淋一次，共3次淋完。
使用本實(shí)施例的施肥方法后，小白菜畝產(chǎn)量略有增加，地上部分鎘含量降低 38. 3%，維生素C含量略有增加，可溶性糖含量增加10. 5%;芥菜畝產(chǎn)量增加 13. 9%，地上部分鎘含量降低44. 7%，維生素C含量增加2. 9%，可溶性糖含量增加6. 5%，土壤pH由原來(lái)的5.72 升高至 6. 20，DTPA-Cd 含量由原來(lái)的 O. 38mg/kg 降至 O. 2ImgAg0
實(shí)施例4
在土壤Cd全量為O. 83mg/kg的菜地開(kāi)展田間試驗(yàn)。將薄殼狀碳化稻殼700kg作為 I畝的基肥，第一茬種植莧菜。第二茬種植油麥菜，與莧菜種植前撒施并與土壤耙勻。莧菜每畝施肥量為 NIOkg，P2O5 2. 9kg, K208. 0kg,油麥菜每畝施肥量為 N15kg，P2O5 4kg, K2OlOkg0 將含N46%的尿素(21. 7kg)、含P2O5 55. 2%的磷酸二氫鈣(5. 2kg)和含K2050%的硫酸鉀 (16kg)作為一畝的追肥均分為3份，分次溶于水淋施，于莧菜定苗后淋第一次，以后每5天淋一次，共3次淋完。覓菜收獲后,移栽油麥菜。將含N46%的尿素(17. 4kg)、含Nll%的硝酸鈣(50kg)、含N20%、含P2O5 52. 5%的磷酸氫二銨(7. 6kg)和含K2050%的硫酸鉀(20kg)作為一畝的追肥均分為4份，分次溶于水淋施，于油麥菜菜苗成活后淋第一次，以后每10天淋一次，共4次淋完。
使用本實(shí)施例的施肥方法后，莧菜畝產(chǎn)量增加10.2%，地上部分鎘含量降低 44. 5%，油麥菜維生素C含量和可溶性糖含量分別增加4. 3%和3. 9% ;油麥菜畝產(chǎn)量增加17. 3%，地上部分鎘含量降低64. 5%，油麥菜維生素C含量和可溶性糖含量分別增加 4. 3%和3. 9%，土壤pH由原來(lái)的6. 43升高至6. 77,DTPA-Cd含量由原來(lái)的O. 24mg/kg降至O.13mg/kg。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的`保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將碳化稻殼作為基肥，于葉菜播種前撒施并與土壤耙勻，或移植葉菜前將所述碳化稻殼埋施于植溝中；(2)用無(wú)機(jī)肥料作為追肥，待所述葉菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、鉀的無(wú)機(jī)肥作為追肥淋施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，其特征在于，所述步驟(I)中，每畝施用所述碳化稻殼250 750kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，其特征在于， 所述步驟(2)中，所述無(wú)機(jī)肥料均分3份或4份溶于水淋施，在葉菜定苗或成活后淋第一次，以后5 10天淋一次，共淋3次或4次，所述無(wú)機(jī)肥料給每畝提供N5 15kg，P2O51. 6 4. 0kg, K205. O 15. 0kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，其特征在于，所述的碳化稻殼是稻殼或稻殼粉經(jīng)過(guò)悶燒后的產(chǎn)物，含豐富的碳、硅和鉀，并含有少量的N、P、Ca、Mg、Fe及多種微量元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，其特征在于， 所述的無(wú)機(jī)肥料是由兩種或兩種以上的單質(zhì)或二元復(fù)合肥組成的混合肥料；所述N由含N46wt%以上的尿素、含Nllwt%以上的硝酸鈣、含N20wt%以上的磷酸氫二銨中的至少一種提供；其中，P由含P2O5 50wt%以上的磷酸氫二銨或含P2O5 53wt%以上的磷酸二氫鈣提供，K 由含K2050wt%以上的硫酸鉀提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，其特征在于，所述葉菜選自生菜、菜心、小白菜、芥菜、油麥菜、菠菜、空心菜、包心菜、西洋菜或莧菜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低鎘超標(biāo)菜地葉菜鎘含量的施肥方法，包括以下步驟(1)將碳化稻殼作為基肥，于葉菜播種前撒施并與土壤耙勻，或移植葉菜前將所述碳化稻殼埋施于植溝中；(2)用無(wú)機(jī)肥料作為追肥，待所述葉菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、鉀的無(wú)機(jī)肥作為追肥淋施。所述步驟(1)中，每畝施用所述碳化稻殼250～750kg。所述步驟(2)中，所述無(wú)機(jī)肥料均分3份或4份溶于水淋施，在葉菜定苗或成活后淋第一次，以后5～10天淋一次，共淋3次或4次，所述無(wú)機(jī)肥料給每畝提供N5～15kg，P2O5 1.6～4.0kg，K2O5.0～15.0kg。本發(fā)明通過(guò)碳化稻殼與無(wú)機(jī)肥料配施，提高葉菜安全品質(zhì)，降低葉菜中Cd含量。
文檔編號(hào)A01C21/00GK103053255SQ20121059368
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者王艷紅, 艾紹英 申請(qǐng)人:廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所