本发明涉及镉污染土壤农业技术领域，更具体的说是涉及一种中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法。
背景技术
据2014年环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，耕地土壤点位超标率达到19.4％，其中轻、中度污染点位占到4.6％，镉点位超标率达到7.0％；据统计，我国镉污染农田超过19.5万亩；镉是环境中毒性最强的5毒元素之一，同时由于镉在土壤中不易迁移，镉污染土壤的修复与治理是农业安全生产的重大挑战。
目前，已有的镉污染土壤修复与治理方法是采用撂荒、客土、种植苗木、化学调控、微生物修复等技术方法，但是，这样镉污染土壤修复方法未兼顾生产，投入高、性价比低，可操作性较差。
因此，提供一种土壤利用率高，投入成本低的灌溉施肥方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种能够提升土壤生产力及土壤利用率的一种中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取青储玉米品种，基施酸性肥料，灌溉出苗水，以亩播种量2.5～2.8kg播种；
步骤(2)：拔节期追施酸性肥料；
步骤(3)：青储玉米收获后，休耕7～10天，休耕期间进行旋耕；
步骤(4)：选取冬小麦品种，基施偏碱性肥料，灌溉出苗水，以亩播种量12-14kg播种；
步骤(5)：在冬小麦抽穗灌浆期采用清水灌溉；
步骤(6)：冬小麦收获后，休耕3～5天，休耕期间进行旋耕。
本发明中采用青储玉米为播种前基施酸性肥料，拔节期追施酸性肥料能够提高玉米秸秆携带镉能力，加快修复污染土壤周期。
优选地，步骤(1)中酸性肥料的施肥量25～30kg/亩，灌溉出苗水为60～70m3/亩。
优选地，步骤(2)中施肥量为35～40kg/亩。
优选地，步骤(4)中偏碱性肥料为复合肥和尿素，灌溉出苗水为65～70m3/亩。
优选地，施肥量为复合肥35～40kg/亩、尿素15～18kg/亩。
优选地，步骤(3)中所述旋耕次数为1-2次，所述旋耕深度为20-30cm。
优选地，步骤(5)中清水灌溉量为40～50m3/亩。
优选地，步骤(1)及步骤(2)中酸性肥料为硫酸铵和/或氯化铵。
优选地，步骤(3)及步骤(6)中旋耕次数2～3次，旋耕深度35～45cm。
优选地，步骤(5)中清水中镉的质量浓度不超过0.01mg/l。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，实现了污染土壤修复，且投入成本少，易于推广和使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中采用的复合肥为氮磷钾复合肥，其中氮磷钾的比例18：18：8。
实施例1
中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取青储玉米品种，基施硫酸铵肥料25kg/亩，灌溉出苗水60m3/亩，以亩播种量2.5kg播种；
步骤(2)：拔节期追施硫酸铵肥料35kg/亩；
步骤(3)：青储玉米收获后，休耕7天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为20cm；
步骤(4)：选取冬小麦品种，基施复合肥35kg/亩、尿素15kg/亩的肥料，灌溉出苗水65m3/亩，以亩播种量12kg播种；
步骤(5)：在冬小麦抽穗灌浆期采用清水灌溉40m3/亩；
步骤(6)：冬小麦收获后，休耕3天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为35cm。
依次重复上述步骤(1)-(6)。
实施例2
中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取青储玉米品种，基施硫酸铵肥料30kg/亩，灌溉出苗水70m3/亩，以亩播种量2.8kg播种；
步骤(2)：拔节期追施硫酸铵肥料40kg/亩；
步骤(3)：青储玉米收获后，休耕10天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为30cm；
步骤(4)：选取冬小麦品种，基施复合肥40kg/亩、尿素18kg/亩的肥料，灌溉出苗水70m3/亩，以亩播种量14kg播种；
步骤(5)：在冬小麦抽穗灌浆期采用清水灌溉50m3/亩；
步骤(6)：冬小麦收获后，休耕5天，休耕期间进行旋耕，旋耕3次，旋耕深度为45cm。
依次重复上述步骤(1)-(6)。
实施例3
中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取青储玉米品种，基施硫酸铵肥料27kg/亩，灌溉出苗水65m3/亩，以亩播种量2.7kg播种；
步骤(2)：拔节期追施硫酸铵肥料37kg/亩；
步骤(3)：青储玉米收获后，休耕8天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为25cm；
步骤(4)：选取冬小麦品种，基施复合肥37kg/亩、尿素16kg/亩的肥料，灌溉出苗水67m3/亩，以亩播种量13kg播种；
步骤(5)：在冬小麦抽穗灌浆期采用清水灌溉45m3/亩；
步骤(6)：冬小麦收获后，休耕3天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为35cm。
依次重复上述步骤(1)-(6)。
实施例4
中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取青储玉米品种，基施硫酸铵肥料18kg/亩、氯化铵10kg/亩，灌溉出苗水67m3/亩，以亩播种量2.6kg播种；
步骤(2)：拔节期追施硫酸铵肥料20kg/亩、氯化铵18kg/亩；
步骤(3)：青储玉米收获后，休耕8天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为30cm；
步骤(4)：选取冬小麦品种，基施复合肥35kg/亩、尿素18kg/亩的肥料，灌溉出苗水66m3/亩，以亩播种量14kg播种；
步骤(5)：在冬小麦抽穗灌浆期采用清水灌溉46m3/亩；
步骤(6)：冬小麦收获后，休耕3天，休耕期间进行旋耕，旋耕3次，旋耕深度为43cm。
依次重复上述步骤(1)-(6)。
实施例5
中轻度镉污染土壤的生物与灌溉施肥联合修复方法，包括以下步骤：
步骤(1)：选取青储玉米品种，基施硫酸铵肥料15kg/亩、氯化铵12kg/亩，灌溉出苗水65m3/亩，以亩播种量2.7kg播种；
步骤(2)：拔节期追施硫酸铵肥料25kg/亩、氯化铵13kg/亩；
步骤(3)：青储玉米收获后，休耕9天，休耕期间进行旋耕，旋耕2次，旋耕深度为27cm；
步骤(4)：选取冬小麦品种，基施复合肥35kg/亩、尿素18kg/亩的肥料，灌溉出苗水66m3/亩，以亩播种量14kg播种；
步骤(5)：在冬小麦抽穗灌浆期采用清水灌溉46m3/亩；
步骤(6)：冬小麦收获后，休耕3天，休耕期间进行旋耕，旋耕3次，旋耕深度为43cm。
依次重复上述步骤(1)-(6)。
下述为镉污染土壤采用本发明中的制备方法
试验于2014年10月至2015年9月在河南省新乡市某污灌区进行。试验土壤类型为砂壤土，ph值8.0，有机质1％，速效氮80mg/kg，速效磷15mg/kg，速效钾80mg/kg，镉1.23～7.71mg/kg(《土壤环境质量标准》(gb15618-1995)限值为0.6mg/kg)。
冬小麦于2014年10月11日播种(矮抗58)，2015年6月6日收获；夏玉米于2015年6月10日播种(郑青贮1号和丹福6号)，10月2日收获。试验采用玉米基施和追施酸性肥料的施肥调控、青储玉米的生物调控和冬小麦抽穗灌浆期的清水灌溉调控相结合的方式。
冬小麦、玉米收获后，分别测定：冬小麦产量、根、茎、叶、籽粒中镉含量，夏玉米产量、根、茎、叶、籽粒中镉含量，以及收获后0-40cm土层中镉含量。
试验结果如下：
表1生物和灌溉施肥联合修复技术对玉米产量及不同器官cd含量影响
注：同列不同小写字母表示差异显著(p＜0.05)，下同。
表2生物和灌溉施肥联合修复技术对冬小麦产量及不同器官cd含量影响
表3生物和灌溉施肥联合修复技术对收获后土壤理化性质及cd含量影响
表1、表2和表3分别为不同处理下冬小麦、玉米产量及植株器官cd含量、轮作周期土壤全cd及有效cd含量。研究结果表明，与ck处理相比，m1f1t处理冬小麦、青储玉米产量显著增加，且冬小麦和青储玉米籽粒中cd含量显著降低，同时，显著降低了0-40cm土层土壤全cd、有效cd含量，降幅达到12.99％、19.68％；且冬小麦、青储玉米地上部中cd含量均低于食品安全国家标准中的限值(0.1mg/kg)。
在中轻度污染土壤，青储玉米基施、拔节追施酸性肥料，玉米收获后采用保护性机械旋耕，冬小麦基施碱性底肥，抽穗灌浆期采用清水灌溉，冬小麦收获后采用机械深耕，加速了中轻度污染土壤修复、有效阻控土壤cd向冬小麦株体中转移和累积，实现了污染农田“生产修复效益”多种目标。
试验2：
冬小麦于2015年10月13日播种(百农160)，2016年6月5日收获；夏玉米于2016年6月8日播种(中原单32号和丹福6号)，10月7日收获。试验设计和方法同试验1。
试验结果如下：
表4生物和灌溉施肥联合修复技术对玉米产量及不同器官cd含量影响
表5生物和灌溉施肥联合修复技术对冬小麦产量及不同器官cd含量影响
表6生物和灌溉施肥联合修复技术对收获后土壤理化性质及cd含量影响
表4、表5和表6分别为不同处理下冬小麦、玉米产量及植株器官cd含量、轮作周期土壤全cd及有效cd含量。研究结果表明，与ck处理相比，m1f1t处理冬小麦、青储玉米产量显著增加，且显著降低了冬小麦和青储玉米株体中cd含量，同时，显著降低了0-40cm土层土壤全cd、有效cd含量，降幅达到15.61％、22.10％；且冬小麦、青储玉米地上部中cd含量均低于食品安全国家标准中的限值(0.1mg/kg)。
分析总结：
通过对表1、表2、表4、表5分析可知，与采用生物和灌溉施肥联合修复技术处理(m1f1t)相比，不采用生物和灌溉施肥联合修复技术处理(ck)显著增加了冬小麦和青储玉米植株中cd累积量，且显著降低了作物产量，降低了污染土壤生产效益。在中轻度污染农田土壤，采用生物和灌溉施肥联合修复技术处理保证了作物稳产高产，同时确保了产品质量安全。
通过对表3、表6分析可知，与不采用生物和灌溉施肥联合修复技术处理(ck)相比，采用生物和灌溉施肥联合修复技术处理(m1f1t)显著降低0-40cm土层土壤全cd、有效cd含量，降幅介于12.99％～15.61％、19.68％～23.02％。特别是，2015-2016年度0-40cm土层土壤全cd、有效cd含量较2014-2015年度分别降低了2.40％、3.54％，表明污染农田生态环境得到了持续改善，且该项技术是实现了污染农田“生产修复效益”兼顾的目标，因此，该项技术具有广阔的推广应用前景。
本发明中根据地理位置的不同，选择轮作的次数。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。