本发明属于农产品重金属污染防治领域，涉及一种降低农产品中镉含量的肥料，具体涉及一种降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥。
背景技术：
镉元素(Cd)是有毒有害的重金属元素，长期被人体吸收后可导致骨痛病，也能产生一系列的慢性损害，如高血压、睾丸损害、致癌作用、致畸作用、贫血、骨质疏松等等，是我国农产品质量安全的强制控制指标之一。
大米由水稻稻谷加工而得，是我国居民最主要的粮食产品之一，关乎国计民生。近年来媒体报道了湖南、广东等地大米中镉含量严重超标的问题，致使大量土地停耕，给我国大米产品的质量安全敲响了警钟，严重影响大米生产发展。
研究表明，酸性土壤中镉离子的活性较强，有效性高达70％以上，而我国南方土壤普遍为酸性，是导致南方水稻大米中的镉含量偏高或超标现象发生的主要原因之一。大米中的镉元素来自水稻作物对土壤中镉离子的吸收，通过调节土壤pH值可降低镉离子的活性(镉钝化)，减少水稻对镉离子的吸收量。然而，单纯的调节土壤pH值，可能导致水稻产量减少，而将调节土壤pH值与施肥管理分别操作，又存在劳动力成本增加和影响土壤pH值调节效果的问题。
提高土壤pH值，可以降低农作物产品中镉的含量。目前，生产上大多使用固体土壤改良剂，如石灰、过磷酸钙、草木灰、海泡石等来调节土壤酸碱性，但此方法存在几方面不足：
(1)使用不方便：传统的土壤改良方法，是在种植前的平整耕地时一次性施用固体土壤改良剂，但此法不易测算施用量和均匀施用。
(2)石灰、过磷酸钙、草木灰、海泡石等固体颗粒物质为难溶化合物，遇 水便大量沉淀，同时，在与土壤颗粒混合时，受大量土壤颗粒的包裹与阻隔，碱性物质与根系接触的几率大大受限，pH值调节效果不理想，通常需要大量加入，此举可导致土壤钙化板结和增加材料、用工等生产成本的问题。
(3)作物的生长过程需要不断的追肥，随着施用化肥量的增加，土壤pH值也随时改变，传统固体土壤改良剂难于实时调节土壤的pH值。
(4)传统固体土壤改良剂成分和功能单一，只是有限调节土壤pH值，没有肥效。
(5)传统固体土壤改良剂中含有大量的钙盐，可与施用的化学肥料发生化学反应，形成大量的难溶化合物，使土壤板结，影响肥效。
因此调节土壤pH值和施肥一体化研究与开发已成为具有确保产量和有效降低大米中镉含量双重功效的研究方向，开展降低水稻大米中镉含量的土壤改良降镉肥的研发具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供了一种使用十分方便、安全，施用均匀，可以降低水稻大米中镉含量、降镉效果稳定，且确保水稻大米生产产量的酸性土壤改良降镉肥。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥，由以下重量百分比的原料经充分搅拌均匀配制而成：鱼蛋白液8～10％、腐植酸钠10～12％、硫化钠2～5％、氢氧化钾5～8％、磷酸二氢钾10～15％、碳酸铵10～15％、尿素20～25％、蔗糖发酵液10～35％；
所述鱼蛋白液是将鲜鱼的边角料装入密闭发酵池中，进行厌氧发酵获得；
所述蔗糖发酵液是将糖厂废水池中的废液，加入到密闭发酵池中进行厌氧发酵获得。
本发明降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鲜鱼的边角料装入密闭发酵池中，进行厌氧发酵3～4个月，抽取和过滤出发酵液，密封备用，获得鱼蛋白液；
(2)抽取糖厂二级以上废水池中的废液，加入到密闭发酵池中，进行厌氧发酵1～2个月，密封备用，获得蔗糖发酵液；
(3)按照配比，将鱼蛋白液、腐植酸钠、硫化钠、氢氧化钾、磷酸二氢钾、碳酸铵、尿素于搅拌容器中，加蔗糖发酵液，充分搅拌均匀，配制成棕色膏状肥料。
该棕色膏状肥料使用时稀释500～1500倍冲灌或浇灌施用。为提高生产效率，本发明将土壤改良降镉肥制作成膏状肥料，配制的浓度较高，比重大，产品包装体积小，运输成本低。
酸性土壤中镉离子活性较强，容易被作物所吸收，提高土壤PH后，土壤中氢氧根离子与镉离子结合，形成难溶的氢氧化镉化合物沉淀((Cd(OH)2↓)，不能被水稻作物所吸收。同时本发明中鱼蛋白液分解后所释放的硫离子和硫化钠物质中的硫离子可与镉离子结合形成硫化镉沉淀(CdS↓)，碳酸铵释放的碳酸根离子与镉离子形成碳酸镉沉淀(CdCO3↓)。在氢氧根离子、硫离子和碳酸根离子的共同作用下，形成不溶的镉化物沉淀，大大降低了土壤中镉离子的活性，减少水稻对镉离子的吸收量，显著降低水稻大米中镉的含量。
本发明加入了高浓度营养元素和活性物质，使本发明酸性土壤改良降镉肥在调节土壤pH值的同时，提供水稻作物生长所需的养分，提高了土壤的肥力。
为有效调控土壤pH值的范围，避免因调节过度造成土壤的盐碱化，将本发明酸性土壤改良降镉肥配制成缓冲溶液体系，使土壤pH值始终保持在6.5～8.0的范围。
本发明降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥具有以下的有益效果：
(1)本发明酸性土壤改良降镉肥为全溶性的强碱性(pH≥12)肥料，稀释后，在种植前或作物生长过程中，随时可以对土壤进行冲灌和浇灌，调节土壤PH值，使用非常方便。
(2)本发明酸性土壤改良降镉肥具有缓冲功能，使土壤pH始终保持在6.5～8.0的范围内，长期施用土壤不会盐碱化，使用安全。
(3)本发明酸性土壤改良降镉肥中除了含有大量的氢氧根离子外，还通过鱼蛋白液和硫化钠等物质释放出硫离子，通过碳酸铵释放碳酸根离子。氢氧根离子与镉离子形成氢氧化镉沉淀((Cd(OH)2↓)，硫离子与镉离子形成硫化镉沉淀(CdS↓)，碳酸根离子与镉离子形成碳酸镉沉淀(CdCO3↓)，三者共同作用，大大增强了降镉的效果。
(4)本发明酸性土壤改良降镉肥中富含作物生长所需的氮、磷、钾营养素和高浓度的氨基酸、腐植酸等活性物质，调节土壤pH的同时，对作物进行了施肥，提高土壤的肥力，实现土壤pH值调节与施肥一体化的目标，而且采用冲灌和浇灌的方法施肥，大大降低了劳动成本。
(5)本发明酸性土壤改良降镉肥为棕色膏状肥料，配制的浓度较高，比重大，可稀释500～1500倍使用，产品包装体积小，运输成本低。
(6)本发明酸性土壤改良降镉肥充分利用了糖厂废水和鱼加工废料生产，变废为保。
(7)本发明酸性土壤改良降镉肥生产工艺简单，产品质量稳定。
(8)本发明酸性土壤改良降镉肥能够在有效调节土壤pH的同时，对作物进行施肥，提高土壤的肥力。实现了省工省时的调节土壤pH值与施肥一体化操作的目标，具有确保产量前提下大大降低水稻大米中镉含量的双重功效。
(9)我国沿海地区有较多的鱼产品加工厂，每年使用大量的鲜鱼加工成各种鱼产品，在加工过程中产生大量的鲜鱼边角料(鱼头、含肉的鱼刺和鱼尾等)。本发明的鱼蛋白液就是将这些鲜鱼边角料装入特制的密闭发酵池中，进行厌氧发酵处理，即为鱼蛋白液。
我国南方有许多甘蔗糖厂，在甘蔗制糖生产过程中产生大量的高浓度有机“废水”，这些“废水”都是无毒性的废水，发酵处理后，其中含有大量的对农作物生长有益的腐殖酸活性成分，可促进作物根系的生长。抽取糖厂二级以上“废水”池中的废液，加入到特制的密闭发酵池中，进行厌氧发酵处理，密封备用，即为蔗糖发酵液。
本发明的鱼蛋白液和蔗糖发酵液产品原料来源方便，同时把鱼产品加工和甘 蔗制糖产生的“废物”变成“宝”，有利于保护环境节约资源，实现资源的循环利用。
具体实施方式
实施例1
本发明降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鲜鱼的边角料(鱼头、含肉的鱼刺和鱼尾等)装入密闭发酵池中，进行厌氧发酵3个月，抽取和过滤出发酵液，密封备用，获得鱼蛋白液；
(2)抽取糖厂二级以上废水池中的废液，加入到密闭发酵池中，进行厌氧发酵1个月，密封备用，获得蔗糖发酵液；
(3)按重量百分比，将鱼蛋白液8％、腐植酸钠10％、硫化钠2％、氢氧化钾5％、磷酸二氢钾10％、碳酸铵10％、尿素20％置于搅拌容器中，加蔗糖发酵液35％，充分搅拌均匀，配制成棕色膏状肥料。
该棕色膏状肥料使用时稀释500倍冲灌或浇灌施用。
实施例2
本发明降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将鲜鱼的边角料(鱼头、含肉的鱼刺和鱼尾等)装入密闭发酵池中，进行厌氧发酵4个月，抽取和过滤出发酵液，密封备用，获得鱼蛋白液；
(2)抽取糖厂二级以上废水池中的废液，加入到密闭发酵池中，进行厌氧发酵2个月，密封备用，获得蔗糖发酵液；
(3)按重量百分比，将鱼蛋白液9％、腐植酸钠12％、硫化钠4％、氢氧化钾6％、磷酸二氢钾13％、碳酸铵14％、尿素23％置于搅拌容器中，加蔗糖发酵液19％，充分搅拌均匀，配制成棕色膏状肥料。
该棕色膏状肥料使用时稀释1000倍冲灌或浇灌施用。
实施例3
本发明降低水稻大米中镉含量的酸性土壤改良降镉肥的制备方法，包括以 下步骤：
(1)将鲜鱼的边角料(鱼头、含肉的鱼刺和鱼尾等)装入密闭发酵池中，进行厌氧发酵3个月，抽取和过滤出发酵液，密封备用，获得鱼蛋白液；
(2)抽取糖厂二级以上废水池中的废液，加入到密闭发酵池中，进行厌氧发酵2个月，密封备用，获得蔗糖发酵液；
(3)按重量百分比，将鱼蛋白液10％、腐植酸钠12％、硫化钠5％、氢氧化钾8％、磷酸二氢钾15％、碳酸铵15％、尿素25％置于搅拌容器中，加蔗糖发酵液10％，充分搅拌均匀，配制成棕色膏状肥料。
该棕色膏状肥料使用时稀释1500倍冲灌或浇灌施用。
试验结果与分析
1、pH值的测试
按实施例1配方的最低配制比例(鱼蛋白液8％、腐植酸钠10％、硫化钠2％、氢氧化钾5％、磷酸二氢钾10％、碳酸铵10％、尿素20％、蔗糖发酵液35％)配制成品。
经过分析测试，测得原液和稀释液的PH值见表1，其中稀释300倍以上的溶液PH值为8～9之间，其中稀释倍数500～1500倍数溶液的缓冲作用更明显，耕地使用安全。
表1不同稀释倍数的PH值
2、水稻大米降镉效果试验
按实施例1、实施例2和实施例3的配方及方法配制成品。在海南五指山市布置田间试验，在相同的田间管理基础上，在同一块田地上分隔设置试验区(施 用本发明产品)和对照区(不用本发明酸性土壤改良降镉肥)进行比较，每组试验和对照均设3个重复。水稻收割时按抽样规程分别抽取和测定试验区和对照区水稻大米产品中镉的含量，结果表明(见表2)：试验区与对照相比所产大米中镉的含量分别降低了79％、76％、79％，降镉效果显著。
表2试验区和对照区水稻大米中镉的测定结果(mg·kg-1)
3、水稻降镉对水稻大米产量的影响试验
在上述水稻大米降镉效果试验过程中，在相同的田地、秧苗和田间管理的条件下，每个试验区和对照区均划出100m2面积测定水稻大米的产量，结果表明(见表3)：降镉试验区水稻大米生产的产量与对照区相当。表明本发明酸性土壤改良降镉肥在显著降低水稻大米中镉含量的同时能够确保水稻大米生产的产量。
表3试验区和对照区水稻大米产量的测定结果(kg/100m2)
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。