本发明属于作物施肥技术领域，尤其涉及一种可防控抗生素污染的蔬果有机粪肥推荐施用方法。本发明的方法采用了申请人同日申请的发明“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用工具包”的内容。
背景技术：
在目前农作物推荐施肥实践和研究中，推荐施肥方法的思路较为统一，主要分为基于土壤养分的推荐施肥方法以及基于作物的推荐施肥方法等两大种类，未考虑粪肥中所含污染物风险因素可能对人体产生的影响。
基于土壤养分的推荐施肥方法主要是根据土壤中不同养分含量以及作物生长的养分需求量进行施肥推荐(土壤肥力指标法)；同时，还可通过土壤测试结果和田间肥效试验结果，建立不同作物、不同区域的土壤养分丰缺指标，提供肥料配方(田间试验配方法)；或者，根据作物目标产量需肥量与土壤供肥量之差估算肥料施用量(目标产量配方法)。
基于作物的推荐施肥方法通常将作物地上部的产量及营养状况作为诊断作物生长正常与否的依据，主要从作物的生长表现与产量建成等方面进行考虑，如作物籽粒产量的高低、作物地上部的长势与颜色外观表现等(营养诊断法)。同时，也可以建立作物产量与肥料施用量之间的统计关系，将来自不同处理的地上部作物产量与施肥量进行数理统计，得到肥料效应函数，以此为依据进行施肥推荐(肥料效应函数法)。除此之外，农民也常常根据自己的经验确定施肥量(还有经验施肥法)。
近年来，抗生素的污染问题越来越受到国内外学者的注意。伴随着集约化畜牧养殖业快速发展，我国平均每年约有上千万吨的抗生素作为兽药或饲料添加剂被用于养殖业中。这些抗生素并不能被全部吸收，约占用药量的30％～90％又以原药和代谢产物的形式经动物的粪便和尿液排出。而我国规模化养殖场每年畜禽粪便产量高达17.3亿吨，其中大部分经过加工处理后，作为有机肥料应用到农业生产中，尤其是在设施蔬菜的生产中，某些地区有机粪肥施用量占施肥总量的61％～88％。与此同时，抗生素也会随之进入环境，在农田土壤和种植作物中大量富集，并通过食物链对动物和人体产生毒害风险。
目前，我国针对典型设施农业生产中的抗生素污染及积累情况的研究还很匮乏，并未有明确的相关标准和方法来衡量蔬果中抗生素的含量是否会对人体产生危害，更没有一种方法可以防控抗生素随设施肥-土-作物链式传递进而可能对人体产生的风险。
技术实现要素：
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本发明公开了一种规避设施生产中抗生素通过链式传递对人体产生风险的有机粪肥施用上限与配比的推荐方法。综合考虑多方面因素，将抗生素对人体的风险因素考虑其中，以各类有机粪肥中抗生素的不同含量为核心、以农业部规定抗生素adi值为依据，定量的推荐有机粪肥施用的上限与安全肥料配比。是一种平衡、综合有机粪肥施用建议体系与方法。
本发明的具体技术方案如下：一种可防控抗生素污染的蔬果有机粪肥推荐施用方法，包括以下步骤：
1)、确定指定地块的环境参数、种植的蔬果作物参数，所述参数包括：
(1)地块环境参数：种植地域(包括华北、华中、华东、华南、西北、东北、西南)、土壤类型、温度(k)、种植面积(亩)、大棚容积(m3)、灌溉水量(mm/d)；
(2)蔬果作物参数：蔬果类型；
2)、计算抗生素的风险摄入量(i)：
抗生素的风险摄入量(i)是结合adi值、人均每日食物摄入量、成人的人均体重，再通过模拟计算反推出的肥料中可含有的最高抗生素含量。每种抗生素都对应一个i值。
获取全部抗生素的adi值(发明申请“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用工具包”中“资料库”工具包)，结合已输入的参数，以及人均每日食物摄入量、成人的人均体重，通过上述发明申请中的“运算控制”工具包，反推出肥料中可含有的最高抗生素含量。每种抗生素都对应一个i值。其计算的主要步骤为：
(1)将adi值转换为蔬果中浓度(dv)：
dv＝adi×60×900÷(1821×103×mw)；
其中，dv单位为mol/m3，adi值取自农业部235号公告；60为推荐成人人均体重(kg)；900为蔬果平均密度(kg/m3)；1821为人均每日食物摄入量(g)；mw为抗生素摩尔质量(g/mol)。
(2)将已获得的各参数输入发明申请“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用工具包”的计算工具包中进行模拟计算，得到施用肥料时的抗生素摄入通量es(mol/h)；
(3)将es转换为抗生素的风险摄入量(i)：
i(μg/亩)＝24×es×mw×生长期(天)×106/种植面积(亩)；
3)、计算有机粪肥参考施用量(m)：
结合i值与各类有机粪肥中不同的抗生素浓度范围(c)(发明申请“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用工具包”中“资料库”工具包)，计算有机粪肥参考施用量(m)。每个m都对应着一种粪肥中的某一种抗生素，即m(i,j)，其中i代表有机粪肥类型，j代表抗生素类型。计算公式：
m＝i/c；
不同类型的有机粪肥所含有抗生素的浓度范围不同，通过近十年国内发表文献的数据搜集和本实验室实验检测，得出每种抗生素在不同粪肥中的浓度含量c值，包括最大值、最小值、平均值，即m值对应存在最大值、最小值、平均值。
4)、计算相对安全系数(q)：
不同抗生素在各类有机粪肥中的相对安全系数(q)是对m值的一种转化，可以比较不同种类有机粪肥间的相对安全程度。q值越高，该种粪肥中的抗生素风险程度越低，更建议施用。每个q都对应着一种粪肥中的某一种抗生素。计算公式为：
q(i,j)＝m(i,j)/m(i,max)；(q<1)
当m值数量级相差较大时，可使用公式：
q(i,j)＝log[m(i,j)]/log[m(i,max)]；(q<1)
其中，i代表有机粪肥类型，j代表抗生素类型；m值选取“最小值～最大值”。
5)、确定有机粪肥配比方案：
对单独施用某种粪肥时的施用上限建议：
最大施用量m(i,j)≤施用上限m(min,j)；
其中，i代表有机粪肥类型，j代表抗生素类型；m值选取平均值。
当施用混合粪肥时：
某种有机粪肥施用比例≤q(min,j)；
在同种类有机粪肥中选取最小的抗生素安全系数q(min,j)，以确定该种粪肥中风险最高的抗生素种类，以其为限，则所施用的混合肥料中，该种有机粪肥所占比例最好不大于q(min,j)旳值。同理可确定每种粪肥的比例限值，再结合每种有机粪肥参考施用量m(min,j)，进行有机粪肥施用推荐。
进一步，所述的抗生素包括：磺胺类、四环素类、喹诺酮类、β-内酰胺类、大环内酯类、林可霉素类、氯霉素类。
进一步，所述的蔬果包括：根菜类、茎菜类、叶菜类、花菜类、瓜果类。
进一步，所述的有机粪肥包括：猪粪、羊粪、牛粪、鸡粪。
进一步，所述的土壤类型包括：壤土、砂土、黏土。
本发明的理论依据如下：
目前已有的施肥方法思路较为统一，均是从“养分”或“环境”角度进行推荐，未考虑风险因素可能对人体产生的影响。本方法首次从“防控”角度出发，结合抗生素的环境残留可能对人体产生的风险，计算各类有机粪肥的相对安全程度，从而定量的推荐有机粪肥施用的上限与安全肥料配比。本发明所使用计算方法主要根据环境多介质逸度模型原理建立，运算程序中所需的各种参数都有现实依据，模拟计算过程经过了多次验证，确保了数据的科学可靠。
本发明的优点和积极效果：
本发明方法科学、人性化的将抗生素对人体健康的影响纳入到有机粪肥安全施用范围中，相较只注重肥料养分或抗生素生理毒性的推荐(评价)方法，更为平衡、综合、切合实际利益。同时，针对抗生素对农田土壤及生态环境的影响问题，引入有机粪肥中各类抗生素的含量数据，获得抗生素在各类粪肥中的相对安全系数，简洁明了地展示了不同类型粪肥的安全性与风险性，便于农户选择施用有机粪肥的类型与各种成分的配比。同时，结合发明申请“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用工具包”中的工具包，可直接进行数据选择和计算，无需农户提供大量数据，整体操作灵活、简便，贴合实际、实用性强，是一种科学的精准化综合平衡的抗生素防控与肥料施用推荐方法。同时本发明有助于提升农民对抗生素类物质对环境影响的认识，在目前普遍对无机物质与重金属含量较为重视的环境下，将抗生素类物质引入社会关注的视线内。
具体实施方式
本发明结合指定地块的各类参数、有机粪肥中抗生素浓度范围、动物性食品中抗生素的最高限量(规定adi值)，以及发明申请“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用工具包”计算工具包，顺序计算抗生素对人体的风险摄入量(i)、有机粪肥的参考施用量(m)、抗生素在有机粪肥中的相对安全系数(q)。最后根据相对安全系数，对有机粪肥施肥量上限与肥料配比进行推荐。
实施例1：西瓜
1)、输入指定地块的环境参数、种植的蔬果作物参数：
2)、计算抗生素的风险摄入量(i)：
(1)将adi值转换为蔬果中浓度dv(mol/m3)：
(2)利用模型得到施用肥料时的抗生素摄入通量es(mol/h)；
(3)将es转换为抗生素的风险摄入量i(μg/亩)：
3)、计算有机粪肥参考施用量(m)：
利用公式：m＝i/c，其中c值从专利“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用的工具包”中“资料库”工具包中直接调取，计算有机粪肥参考施用量m(kg/亩)：
则：单独施用猪粪时，最大施肥量m(i,1)≤施用上限m(2,1)＝4233(kg/亩)；
单独施用羊粪时，最大施肥量m(i,2)≤施用上限m(1,2)＝10763(kg/亩)；
单独施用牛粪时，最大施肥量m(i,3)≤施用上限m(2,3)＝179(kg/亩)；
单独施用鸡粪时，最大施肥量m(i,4)≤施用上限m(2,4)＝1259(kg/亩)。
4)、计算安全系数(q)：
利用公式：q(i,j)＝log[m(i,j)]/log[m(i,max)]，计算不同抗生素在各类有机粪肥中的相对安全系数(q)：
(1)有机粪肥参考施用量(m)范围：
(2)计算可得q值：
则：施用猪粪的比例最佳≤q(1,1)＝0.64～0.91；
施用羊粪的比例最佳≤q(3,2)＝0.82～0.89；
施用牛粪的比例最佳≤q(2,3)＝0.47～0.55；
施用鸡粪的比例最佳≤q(2,4)＝0.70～0.92。
5)、确定有机粪肥配比方案：
根据已计算出的m值和q值，可确定下列有机粪肥配比方案：
参考几类有机粪肥的最大施用量m与相对安全系数q，可以看出在西瓜的种植中，牛粪的m值和q值都偏低，不建议在实际种植时施用，下面列出几项可采取的方案：
(1)2/3猪粪+1/3羊粪(鸡粪)，用量分别不超过4233kg/亩和10763kg/亩(1259kg/亩)；
(2)4/5羊粪+1/5猪粪(鸡粪)，用量分别不超过10763kg/亩和4233kg/亩(1259kg/亩)；
(3)3/5鸡粪+2/5猪粪(羊粪)，用量分别不超过1259kg/亩和4233kg/亩(10763kg/亩)；
......
实施例2：油菜
1)、输入指定地块的环境参数、种植的蔬果作物参数：
2)、计算抗生素的风险摄入量(i)：
(1)将adi值转换为蔬果中浓度dv(mol/m3)：
(2)利用模型得到施用肥料时的抗生素摄入通量es(mol/h)；
(3)将es转换为抗生素的风险摄入量i(μg/亩)：
3)、计算有机粪肥参考施用量(m)：
利用公式：m＝i/c，其中c值从专利“一种可指导防控抗生素污染的有机粪肥合理施用的工具包”中“资料库”工具包中直接调取，计算有机粪肥参考施用量m(kg/亩)：
则：单独施用猪粪时，最大施肥量m(i,1)≤施用上限m(2,1)＝6739(kg/亩)；
单独施用羊粪时，最大施肥量m(i,2)≤施用上限m(2,2)＝1096(kg/亩)；
单独施用牛粪时，最大施肥量m(i,3)≤施用上限m(1,3)＝24090(kg/亩)；
单独施用鸡粪时，最大施肥量m(i,4)≤施用上限m(2,4)＝1953(kg/亩)。
4)、计算安全系数(q)：
利用公式：q(i,j)＝log[m(i,j)]/log[m(i,max)]，计算不同抗生素在各类有机粪肥中的相对安全系数(q)：
(1)有机粪肥参考施用量(m)范围：
(2)计算可得q值：
则：施用猪粪的比例最佳≤q(1,1)＝0.67～0.91；
施用羊粪的比例最佳≤q(2,2)＝0.67～0.84；
施用牛粪的比例最佳≤q(3,3)＝0.83～1.00；
施用鸡粪的比例最佳≤q(2,4)＝0.72～0.92。
5)、确定有机粪肥配比方案：
根据已计算出的m值和q值，可确定下列有机粪肥配比方案：
参考几类有机粪肥的最大施用量m与相对安全系数q，可以看出在油菜的种植中，羊粪、鸡粪的m值偏低，不建议在实际种植时施用，下面列出几项可采取的方案：
(1)2/3猪粪+1/3牛粪，用量分别不超过6739kg/亩和24090kg/亩；
(2)4/5牛粪+1/5猪粪，用量分别不超过24090kg/亩和6739kg/亩；
......
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。