利用灌溉及化控技術(shù)聯(lián)合提升鎘污染土壤生產(chǎn)力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于保障糧食安全及提升污染土壤生產(chǎn)力的方法，具體涉及一種 利用灌溉及化控技術(shù)聯(lián)合提升鎘污染土壤生產(chǎn)力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個農(nóng)業(yè)人口占大多數(shù)的農(nóng)業(yè)國，面臨人口眾多，人均土地面積少、農(nóng)業(yè)水 資源短缺的突出矛盾。2012年全國糧食總產(chǎn)量實現(xiàn)九連增，達(dá)到5895X10skg，而事實上， 2013年全年，中國糧食進口超過了 700X10skg，是歷史上糧食進口量最多的一年，國際上公 認(rèn)的糧食安全中，最主要的是口糧安全。我國農(nóng)業(yè)用水量約3600X10sm3,用水比重從1997 年的69. 7 %下降到當(dāng)前的61. 3%左右，減少了 200X10sm3,灌溉用水缺口 300X10sm3,根據(jù) 國家水資源發(fā)展規(guī)劃，未來15年農(nóng)業(yè)可用水量將維持零增長，近10年來，全國平均每年旱 災(zāi)發(fā)生面積2. 7X107ha左右，是上世紀(jì)50年代的兩倍以上，平均每年成災(zāi)面積1. 3X107ha， 因旱損失糧食300X10skg以上，全球氣候變暖，干旱缺水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅越來越大；同 時，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，據(jù) 2014年環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，全國土 壤總的超標(biāo)率為16. 1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11. 2%、2. 3%、 1. 5%和1. 1%。耕地土壤點位超標(biāo)率為19. 4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例 分別為13. 7%、2. 8%、1. 8%和1. 1%，鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物點位超標(biāo) 率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。目述水溶性肥料為氮肥， 沖施腐植酸水溶性肥料的方法是將腐植酸和氮肥在微污染水中攪拌溶解后沖施進入田間。
[0003] 上述腐植酸和氮肥在微污染水中攪拌溶解后，腐殖酸的濃度為0. 064~0. 071g/ L，總氮的濃度控制在0. 171~0. 214g/L。
[0004] 所述步驟2、3中微污染水中含鎘的質(zhì)量濃度均為0? 01~0? 02mg/L。
[0005] 所述步驟4中對作物抽穗灌漿期灌溉清水的量為750~900m3/ha。
[0006] 本發(fā)明的有益效果：灌溉技術(shù)是依據(jù)植物生理學(xué)原理，調(diào)控土壤微量元素向植物 體的運輸重要途徑，化控技術(shù)則是污染農(nóng)田土壤源頭阻控的重要技術(shù)之一，是一種提高污 染農(nóng)田土壤生產(chǎn)力的重要方法，也是目前污灌農(nóng)田推廣應(yīng)用前景廣闊的污染阻控技術(shù)。將 灌溉技術(shù)與化控技術(shù)結(jié)合，提升鎘污染土壤生產(chǎn)力既符合國家糧食安全需要的大背景、又 符合原住居民生產(chǎn)生活需要。灌溉技術(shù)可顯著降低重金屬在作物籽粒中的累積，保障作物 產(chǎn)品安全；化控技術(shù)具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等功能，會使 水中金屬離子和微量元素含量下降，礦化度降低，從而破壞了人體對某些元素如Ca、Mg、Mn、 V、Mo、S042等的吸附和平衡，影響金屬離子的毒性和生物有效性。本發(fā)明方法在拔節(jié)期沖 施腐植酸液肥條件下，苗期、返青拔節(jié)期采用微污染水灌溉，抽穗灌漿期采用清水灌溉對冬 小麥產(chǎn)量沒有影響，但可以顯著降低冬小麥根、莖、葉和籽粒中鎘含量。另外，拔節(jié)期進行化 學(xué)調(diào)控的優(yōu)化灌溉模式對中度鎘污染土壤安全生產(chǎn)保障更高。
【具體實施方式】
[0007] -種利用灌溉及化控技術(shù)聯(lián)合提升鎘污染土壤生產(chǎn)力的方法，包括以下步驟：
[0008] 前全國受污染的耕地約有1.OX107ha，污水灌溉污染耕地2. 17X106ha。全國每年 因重金屬污染的糧食達(dá)120X10skg，造成的直接經(jīng)濟損失超過200億元。
[0009]目前，還沒有一種方法能夠在中輕度鎘污染農(nóng)田中使用，以便有效的實現(xiàn)非常規(guī) 水安全利用、污染農(nóng)田生產(chǎn)、兼顧產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種利用灌溉及化控技術(shù)聯(lián)合 提升鎘污染土壤生產(chǎn)力的方法，適用于中輕度鎘污染農(nóng)田，能偶有效的，實現(xiàn)非常規(guī)水安全 利用、污染農(nóng)田生產(chǎn)、兼顧產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量改善，保障我國口糧安全的目標(biāo)。
[0011] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種利用灌溉及化控技術(shù)聯(lián)合提升鎘污染土壤生產(chǎn)力 的方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0012] 步驟1、選取作物品種，按照常規(guī)播種量及底肥施用量進行播種；
[0013] 步驟2、在作物的苗期對作物灌溉微污染水進行水質(zhì)調(diào)控；
[0014] 步驟3、在作物的返青拔節(jié)期對作物灌溉微污染水進行水質(zhì)調(diào)控，并利用沖施腐植 酸水溶性肥料的方式對作物進行化學(xué)調(diào)控處理；
[0015] 步驟4、在作物的抽穗灌漿期對作物灌溉清水進行水質(zhì)調(diào)控。
[0016] 所述步驟1中選取的作物品種為冬小麥或夏玉米。
[0017] 所述步驟1中的常規(guī)播種量為畝播種10~15kg，行距15~20cm，播種方式為機 播；常規(guī)底肥施用量為復(fù)合肥40~50kg/畝、尿素12~15kg/畝，施肥方式為撒施。
[0018] 所述步驟2中對作物苗期灌溉微污染水的量為600~750m3/ha。
[0019] 所述步驟3中對作物返青拔節(jié)期灌溉微污染水的量為900~1050m3/ha，所
[0020] 步驟1、選取冬小麥或夏玉米作為作物品種，按照常規(guī)播種量及底肥施用量進行播 種，常規(guī)播種量為畝播種10~15kg，行距15~20cm，播種方式為機播；常規(guī)底肥施用量為 復(fù)合肥40~50kg/畝、尿素12~15kg/畝，施肥方式為撒施；
[0021] 步驟2、在作物的苗期對作物灌溉微污染水進行水質(zhì)調(diào)控，灌溉微污染水的量為 600~750m3/ha，微污染水中含鎘的質(zhì)量濃度為0. 01~0. 02mg/L;
[0022] 步驟3、在作物的返青拔節(jié)期對作物灌溉微污染水進行水質(zhì)調(diào)控，并利用沖施腐植 酸水溶性肥料的方式對作物進行化學(xué)調(diào)控處理；灌溉微污染水的量為900~1050m3/ha，微 污染水中含鎘的質(zhì)量濃度為〇. 01~〇. 〇2mg/L，水溶性肥料為氮肥，沖施腐植酸水溶性肥料 的方法是將腐植酸和氮肥在微污染水中攪拌溶解后沖施進入田間，腐植酸和氮肥在微污染 水中攪拌溶解后，腐殖酸的濃度為〇. 064~0. 071g/L，總氮的濃度控制在0. 171~0. 214g/ L；
[0023] 步驟4、在作物的抽穗灌漿期對作物灌溉清水進行水質(zhì)調(diào)控，灌溉清水的量為 750 ~900m3/ha。
[0024] 本實施例中W指灌溉水源為微污染水，T指灌溉水源為清水；醫(yī)T處理指冬灌采用 微污染水灌溉、返青拔節(jié)期采用微污染水灌溉、抽穗灌漿期采用清水灌溉，其他處理依次類 推；CK處理為冬灌、返青拔節(jié)期及抽穗灌漿期均采用清水灌溉；CR為采用化控技術(shù)處理；本 試驗共計5個處理，S卩WWT+CR處理、WWT處理、WWW處理、Wffff+CR處理、CK處理；其他管理措 施完全一致。
[0025]試驗1 :
[0026] 試驗于2012年10月至2013年6月在河南省新鄉(xiāng)市典型污灌區(qū)進行。試驗土壤 類型為砂壤土，pH值8. 0,有機質(zhì)1 %，速效氮80mg/kg，速效磷15mg/kg，速效鉀80mg/kg，鎘 1. 23~7. 71mg/kg(《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995)限值為0? 6mg/kg)。
[0027] 2012年10月11日播種（矮抗58)，2013年6月6日收獲。播前底施復(fù)合肥 (N-P205-K20 = 16%:22%:10% )50kg/畝，尿素（TN彡 46. 4% )15kg/畝。2012 至 2013 年 度，冬小麥全生育期進行3次水分處理，其中越冬期灌水750m3/ha，返青拔節(jié)期1050m3/ha， 抽穗灌漿期900m3/ha，共計5個處理。試驗采用清水對照、清污輪灌及化學(xué)調(diào)控（其中冬灌、 拔節(jié)、抽穗灌漿進行水質(zhì)調(diào)控，拔節(jié)進行化學(xué)調(diào)控）兩種方式。
[0028] 6月6日收獲，冬小麥?zhǔn)斋@后對各處理取樣考種，測定冬小麥千粒重、產(chǎn)量，冬小麥 根、莖、葉、籽粒中重金屬含量，測定根層土壤中重金屬殘留量。
[0029] 試驗結(jié)果如下：
[0030] 表1灌溉技術(shù)和化控技術(shù)集成對冬小麥產(chǎn)量及不同器官Cd含量影響
[0031]
量