专利名称：一种降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法
技术领域：
本发明涉及一种叶菜的栽培方法，特别涉及一种降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法。
背景技术：
蔬菜是人们日常生活中不可缺少的植物性农产品之一，在维持人体正常生理活动和增进健康方面具有非常重要的营养价值。近年来，由于工业“三废”不合理的排放、高含量重金属农业化学投入品的不合理使用、汽车尾气排放等，使得蔬菜产地环境遭到不同程度地破坏，相当数量的菜地土壤出现了重金属积累，特别是Cd含量明显高于土壤背景值， 超过土壤环境质量二级标准，蔬菜特别是叶菜Cd含量超标的现象时有发生，对人体健康和生态环境带来潜在的威胁，同时也成为蔬菜产业化发展的主要障碍因子。
施肥是农业生产中不可缺少的手段，喜肥和需肥量大是蔬菜作物的营养特性。近年来，随着蔬菜生产面积的迅速扩大以及设施栽培技术的迅速发展，蔬菜生产依赖于化肥供应的程度日趋增加。目前蔬菜生产中普遍存在着为追求高产而盲目地大量施用化肥或偏施某种化肥的现象，往往忽略作物需肥特点、肥料品种及土壤质量状况，致使肥料效益下降、菜地土壤理化性质不良，并可能导致重金属在土壤中的溶解度增加，促进蔬菜对重金属的吸收累积，食物链风险加大。
研究表明，肥料种类、形态及其伴随离子不同，对重金属镉的溶解度及生物有效性的影响存在很大差异。对镉溶解性影响最大的是土壤pH，主要包括肥料自身酸、碱性和转化过程中产生的酸、碱，其变化与土壤镉活性呈显著负相关；其次为肥料组分对重金属的络合作用和肥料中阳离子对土壤胶体上镉的置换作用。不同肥料在土壤中产生上述作用的强弱程度决定其对镉溶解度的影响和生物有效性。如氮肥主要通过硝态、铵态氮的根际碱化和酸化效应来影响重金属的活性，施用铵态氮肥NH4Cl和(NH4)2SO4,由于植物对NH4+-N的吸收，根系分泌H+，使根际周围酸化，增大土壤中Cd的溶解度，土壤吸附Cd量减少，Cd的生物活性显著提高；施用硝态氮肥Ca (NO3)2,植物吸收NO3--N,根系分泌出0H—、或HC0—，使根际pH 上升，造成根际碱化，降低土壤Cd的溶解度和生物活性；钾肥的效果主要表现为钾离子对土壤胶体上H+的置换及伴随阴离子与金属阳离子的络合作用，适量的硫酸钾对土壤pH影响不显著，而氯化钾则可显著降低土壤PH ;磷肥中磷酸一铵、磷酸二铵生理酸碱性不明显， 主要通过三种酸根(Η2Ρ04_、ΗΡ042_，Ρ043_)形式来影响土壤表面电荷，进而影响土壤对重金属的吸附。因此，在Cd超标菜地上若忽略肥料品种和用量，仅根据经验施肥，将可能导致土壤中Cd的有效性增加，促进蔬菜对Cd的吸收。此外，进口的磷矿粉和以进口 P矿为原料的P 肥中含Cd量远比国产的磷矿粉和P肥高得多，也是菜地潜在的Cd污染源之一。
我国稻壳资源极为丰富，每年约产生4500万吨的稻壳，部分用于发电、制板、生物质燃料等，还有相当数量的稻壳没有得到充分利用而被当做废弃物丢掉，这不但是对资源的极大浪费，对环境也造成较大污染。稻壳最为显著的特点是高灰分(7% 9%)和高硅含量( 20%左右)，重金属元素含量极低，经碳化后，具有良好的韧性、多孔性、低密度(112 144kg/m3)以及比表面积极大等性质，对于污染土壤中的重金属，具有较为显著的钝化吸附作用，效果稳定，不会对土壤性质造成不良影响，而且费用适中，易于推广实施，符合我国可持续农业发展的需要。
随着经济社会的发展和人们环保意识的提高，蔬菜产品的安全性和质量越来越受到人们普遍关注，在Cd超标菜地上选择适宜的肥料品种进行合理施肥，在获得高产的同时，有效阻控重金属进入叶菜体内，减少蔬菜的重金属污染，提高蔬菜品质，是目前各有关方面亟待解决的问题。发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种能降低镉超标菜地叶菜中Cd 含量，进而提高其安全品质的施肥方法。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是
一种降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，包括以下步骤
( I)将碳化稻壳作为基肥，于叶菜播种前撒施并与土壤耙匀，或移植叶菜前将所述碳化稻壳埋施于植沟中；
(2)用无机肥料作为追肥，待所述叶菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、钾的无机肥作为追肥淋施。
所述步骤(I)中，每亩施用所述碳化稻壳250 750kg。
所述步骤(2)中，所述无机肥料均分3份或4份溶于水淋施，在叶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，所述无机肥料给每亩提供N5 15kg，P2O51.6 4. Okgj K205. O 15. 0kg。
所述的碳化稻壳是稻壳或稻壳粉经过闷烧后的产物，含丰富的碳、硅和钾，并含有少量的N、P、Ca、Mg、Fe及多种微量元素。
所述的无机肥料是由两种或两种以上的单质或二元复合肥组成的混合肥料；
所述N由含N46%以上的尿素、含Nll%以上的硝酸钙、含N20%以上的磷酸氢二铵中的一种或多种提供；
所述P由含P2O5 50wt%以上的磷酸氢二铵或含P2O5 53wt%以上的磷酸二氢钙提供，K由含K2050wt%以上的硫酸钾提供。
所述叶菜选自生菜、菜心、小白菜、芥菜、油麦菜、菠菜、空心菜、包心菜、西洋菜或苋菜。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是
本发明所采取的技术方案，是鉴于适宜的化肥种类和施用量能有效降低土壤中重金属的植物可利用性，减少植物对重金属的吸收。选用尿素、硝 酸钙、磷酸二铵、磷酸二氢钙及硫酸钾等作为N、P、K肥料，合理使用能不同程度地提高土壤pH，降低土壤中交换态Cd 的含量，抑制土壤中Cd的活性，降低叶菜对重金属的吸收，从而减少Cd在叶菜中的积累量。 碳化稻壳重金属元素含量极低，具有良好的韧性、多孔性、低密度(112 144kg/m3)以及比表面积极大等性质，对重金属Cd具有较强的吸附钝化作用；其中含有的Si能增加作物和蔬菜根际氧化能力，降低土壤中交换态重金属的比例，而且由于硅在植株地上部分的淀积而阻碍了重金属向地上部分迁移，使重金属滞留在植物根部，从而抑制植物对重金属的吸收，有效地防止了重金属对蔬菜的污染。因此，将碳化稻壳与无机肥料合理配施是降低Cd含量、提高叶菜安全品质的有效措施。
因此，本发明的施肥方法能将叶菜可食部分Cd含量减低20% 65%，并能提高叶菜商品产量和矿质养分、维生素C和可溶性糖含量，使土壤pH提高O. 2-0. 5个单位，土壤有效态Cd含量降低18% 46%，土壤有机质和磷钾等养分失衡状况得到明显改善，土壤性状改善良好，土壤生态功能得到恢复。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一种降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，包括以下步骤
( I)将碳化稻壳作为基肥，于叶菜播种前撒施并与土壤耙匀，或移植叶菜前将所述碳化稻壳埋施于植沟中；
(2)用无机肥料作为追肥，待所述叶菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、钾的无机肥作为追肥淋施。
采用本发明的方法，将碳化稻壳与无机肥料配施，相比于现有方法，提高叶菜安全品质，降低叶采中Cd含量。
以下实施例所用碳化稻壳由取自米厂的稻壳闷烧而成，所用无机肥料均为市售肥料，肥料量均为一亩的用量。
所述碳化稻壳为将稻壳在400-600°C的密封容器中，保温6_7小时。保温过程中， 可以在密封容器中开设一进气孔，保证密封容器的最低进气需求，进气孔直径为l-3cm。
碳化稻壳制作方法将稻壳粉碎后或直接投放到一个用砖砌成的炉体中，炉体内壁铺有一层耐火炉瓦，炉体下部设有炉栅及进风口，炉体上部设有炉盖。炉栅与炉体底部设置一定的空间，炉栅下部的炉体上设有进风口，稻壳从上部投入炉体中，使稻壳位于炉栅上，点燃稻壳，待炉体内温度上升至400-600°C时，盖上炉盖，并在进风口盖上密封盖，保持炉内温度在400-600°C，碳化6-7小时后，自然冷却后得粉末状或薄壳状碳化稻壳。密封盖上设有进气孔，保证炉内最低进气需要，进气孔的直径优选为l-3cm。
分别使用以下实施例的施肥方法，并与现有方法种植同种叶菜的施肥方法作为对比，于采收期收获叶菜地上部分，分别测试叶菜产量、地上部Cd、维生素C和可溶性糖含量。现有的施肥方法是以鸡粪和花生麸作为有机肥基施于种植沟，无机肥料为挪威复合肥 15-15-15k g/亩，无机肥料作为追肥于叶菜定苗或移植后每3 5天施I次。
对于生长期短且需肥量相对较小的叶菜，一般追肥3次；生长期长且需肥量相对较大的叶菜，则追肥4次。
实施例1
在土壤Cd全量为O. 52mg/kg的菜地开展田间试验。将薄壳状碳化稻壳400kg作为I亩的基肥，连续种植两茬生菜，于第一茬生菜菜苗移植前埋施于植沟中。无机肥料做追肥，每亩施肥量为 N12kg，P205 4. 0kg, K2OlOkg0 将含 N46. 0% 的尿素(26. lkg)、含 P2O5 55.2% 的磷酸二氢钙(7. 3kg)和含K2O 50%的硫酸钾(20kg)作为一亩的追肥均分为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。
使用本实施例的施肥方法后，第一茬生菜亩产量增加5. 64%，地上部分镉含量降低55. 5%，生菜维生素C和可溶性糖含量分别增加1. 2%和4. 3% ;第二茬生菜亩产量增加12.1 %，地上部分镉含量降低62.5%，生菜维生素C和可溶性糖含量分别增加2. 1%和4.0%，土壤pH由原来的4. 99升高至5. 40，DTPA-Cd含量由原来的O. 28mg/kg降至O. 16mg/kg ο
实施例2
在土壤Cd全量为O. 46mg/kg的菜地开展田间试验。将粉末状碳化稻壳300kg作为 I亩的基肥，连续种植两茬菜心，于菜心播种前撒施并与土壤耙匀。无机肥料做追肥，每亩施肥量为 N8kg, P2O5 3. 4kg, Κ206· 4kg。将含 Nll% 的硝酸钙(60. 9kg)、含 N20%、含 P2O5 52. 5% 的磷酸氢二铵(6. 5kg)和含K2050%的硫酸钾(12. 8kg)作为一亩的追肥均分为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。
使用本实施例的施肥方法后，第一茬菜心亩产量增加10. 3%，地上部分镉含量降低44. O %，菜心维生素C和可溶性糖含量分别增加5. 2%和8. 7% ;第二茬菜心亩产量增加12. 8%，地上部分镉含量降低51. 0%，菜心维生素C和可溶性糖含量分别增加3. 3%和5.6%，土壤pH由原来的5. 28升高至5. 66，DTPA-Cd含量由原来的O. 32mg/kg降至O. 25mg/kg ο
实施例3
在土壤Cd全量为O. 67mg/kg的菜地开展田间试验.将粉末状碳化稻壳250kg作为 I亩的基肥，第一茬种植小白菜，第二茬种植芥菜，于小白菜播种前撒施并与土壤耙勻。小白菜每亩施肥量为 N8kg, P2O5 2. 9kg, K206. 0kg,芥菜每亩施肥量为 NlOkg, P2O5 2. 9kg, K209kg。 将含N46%的尿素(15. 0kg)、含N20%、含P2O5 52. 5%的磷酸氢二铵(5. 5kg)和含K2050%的硫酸钾(12kg)作为一亩的追肥均分为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。小白菜收获后，翻耕、耙匀土壤，种植芥菜。将含N46%的尿素 (21. 7kg)、含P2O5 55. 2%的磷酸二氢钙(5. 2kg)和含K2050%的硫酸钾(18kg)作为一亩的追肥均分为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。
使用本实施例的施肥方法后，小白菜亩产量略有增加，地上部分镉含量降低 38. 3%，维生素C含量略有增加，可溶性糖含量增加10. 5%;芥菜亩产量增加 13. 9%，地上部分镉含量降低44. 7%，维生素C含量增加2. 9%，可溶性糖含量增加6. 5%，土壤pH由原来的5.72 升高至 6. 20，DTPA-Cd 含量由原来的 O. 38mg/kg 降至 O. 2ImgAg0
实施例4
在土壤Cd全量为O. 83mg/kg的菜地开展田间试验。将薄壳状碳化稻壳700kg作为 I亩的基肥，第一茬种植苋菜。第二茬种植油麦菜，与苋菜种植前撒施并与土壤耙匀。苋菜每亩施肥量为 NIOkg，P2O5 2. 9kg, K208. 0kg,油麦菜每亩施肥量为 N15kg，P2O5 4kg, K2OlOkg0 将含N46%的尿素(21. 7kg)、含P2O5 55. 2%的磷酸二氢钙(5. 2kg)和含K2050%的硫酸钾 (16kg)作为一亩的追肥均分为3份，分次溶于水淋施，于苋菜定苗后淋第一次，以后每5天淋一次，共3次淋完。觅菜收获后,移栽油麦菜。将含N46%的尿素(17. 4kg)、含Nll%的硝酸钙(50kg)、含N20%、含P2O5 52. 5%的磷酸氢二铵(7. 6kg)和含K2050%的硫酸钾(20kg)作为一亩的追肥均分为4份，分次溶于水淋施，于油麦菜菜苗成活后淋第一次，以后每10天淋一次，共4次淋完。
使用本实施例的施肥方法后，苋菜亩产量增加10.2%，地上部分镉含量降低 44. 5%，油麦菜维生素C含量和可溶性糖含量分别增加4. 3%和3. 9% ;油麦菜亩产量增加17. 3%，地上部分镉含量降低64. 5%，油麦菜维生素C含量和可溶性糖含量分别增加 4. 3%和3. 9%，土壤pH由原来的6. 43升高至6. 77,DTPA-Cd含量由原来的O. 24mg/kg降至O.13mg/kg。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的`保护范围之内。
权利要求
1.一种降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将碳化稻壳作为基肥，于叶菜播种前撒施并与土壤耙匀，或移植叶菜前将所述碳化稻壳埋施于植沟中；(2)用无机肥料作为追肥，待所述叶菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、钾的无机肥作为追肥淋施。
2.根据权利要求1所述的降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，其特征在于，所述步骤(I)中，每亩施用所述碳化稻壳250 750kg。
3.根据权利要求1或2所述的降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，其特征在于， 所述步骤(2)中，所述无机肥料均分3份或4份溶于水淋施，在叶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，所述无机肥料给每亩提供N5 15kg，P2O51. 6 4. 0kg, K205. O 15. 0kg。
4.根据权利要求3所述的降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，其特征在于，所述的碳化稻壳是稻壳或稻壳粉经过闷烧后的产物，含丰富的碳、硅和钾，并含有少量的N、P、Ca、Mg、Fe及多种微量元素。
5.根据权利要求3所述的降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，其特征在于， 所述的无机肥料是由两种或两种以上的单质或二元复合肥组成的混合肥料；所述N由含N46wt%以上的尿素、含Nllwt%以上的硝酸钙、含N20wt%以上的磷酸氢二铵中的至少一种提供；其中，P由含P2O5 50wt%以上的磷酸氢二铵或含P2O5 53wt%以上的磷酸二氢钙提供，K 由含K2050wt%以上的硫酸钾提供。
6.根据权利要求3所述的降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，其特征在于，所述叶菜选自生菜、菜心、小白菜、芥菜、油麦菜、菠菜、空心菜、包心菜、西洋菜或苋菜。
全文摘要
本发明公开了一种降低镉超标菜地叶菜镉含量的施肥方法，包括以下步骤(1)将碳化稻壳作为基肥，于叶菜播种前撒施并与土壤耙匀，或移植叶菜前将所述碳化稻壳埋施于植沟中；(2)用无机肥料作为追肥，待所述叶菜定苗或成活后，再以富含氮、磷、钾的无机肥作为追肥淋施。所述步骤(1)中，每亩施用所述碳化稻壳250～750kg。所述步骤(2)中，所述无机肥料均分3份或4份溶于水淋施，在叶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，所述无机肥料给每亩提供N5～15kg，P2O5 1.6～4.0kg，K2O5.0～15.0kg。本发明通过碳化稻壳与无机肥料配施，提高叶菜安全品质，降低叶菜中Cd含量。
文档编号A01C21/00GK103053255SQ20121059368
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者王艳红, 艾绍英 申请人:广东省农业科学院农业资源与环境研究所