利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法

本发明涉及粮食安全与农业绿色增效的，具体涉及一种利用灌水施肥时期及用量组合改善铬污染土壤生产力的方法。

背景技术：

1、据《2022年世界粮食安全和营养状况》报告，2021年，全世界共有7.02亿到8.28亿人面临饥饿；与2020年相比，2021年受饥饿影响的人数增加了4600万；自2019年以来，受饥饿影响的人数共增加1.5亿。2021年我国粮食总产量68285万吨，比上年增长2.0％，较2012年的58957万吨增长15.82％，粮食生产实现“十八连丰”。从中长期看，我国粮食供需仍将处于紧平衡；而且受到资源与环境双重硬约束，粮食增产难度越来越大。

2、据统计，我国每年农业灌溉用水缺口高达300～400亿方，并且未来15年农业灌溉用水量将维持零增长；近10年来，全国平均每年旱灾发生面积4亿亩左右，因旱损失粮食达到300亿公斤以上；此外，我国土壤质量状况也不容乐观，目前全国受污染的耕地约1.5亿亩，全国每年因镉、铬、铅等有害重金属污染的粮食高达120亿公斤。

3、因此，提供一种绿色安全、持续生效、性价比高的方法能够在铬污染耕地上使用，以便实现污染耕地粮食生产增效与产地环境修复兼顾的方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种利用灌水施肥时期及用量组合改善铬污染土壤生产力的方法其适用于中轻度铬污染耕地，能够有效的实现污染耕地产能提升与农业增效、兼顾产地环境质量改善，有效缓解作物生产过程中的水资源安全与土壤环境安全的双重约束。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，包括以下步骤：

4、(1)选取作物品种为青储玉米，按照密植播种量播种，底肥采用复合肥和腐殖酸肥料随机播同步施入，播种期采用河水灌溉；

5、(2)在作物拔节期或大喇叭口期再次灌溉，同时冲施腐植酸肥料进行组合调控；

6、(3)在作物的抽穗灌浆期采用井水灌溉。

7、水肥管理是调控土壤养分向植物体的运输的重要措施，同时也是当前改善土壤环境质量最主要方法之一，目前，在污染耕地产地环境调控和农业生产中广泛应用。依据植物生理特征，将灌水、施肥时期及用量进行组合优化，调控土壤水分、养分生物有效性和重金属铬向作物株体的转运，同时改善产地环境，既符合农业绿色生产需求、又符合国家粮食安全的需求。灌水水量、灌水时期和灌水水质差异可显著改变重金属cr在土壤-作物系统中的迁移规律。

8、进一步，步骤(1)中所述密植播种量为4000～4500株/亩，播种方式为机播。

9、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用的密植播种量具有提高亩均生物量、增加根层土壤有效态铬向株体转运，以及有效降低根层土壤铬残留量等功能，充分利用青储作物修复土壤污染，实现铬污染土壤快速高效、绿色生态修复。

10、进一步，步骤(1)中所述复合肥施用量为40～50kg/亩、腐殖酸肥料施用量为40～50kg/亩；施肥方式为随深耕翻施土壤。

11、更进一步，所述复合肥为24-12-12型复合肥，所述腐植酸肥料中腐殖酸含量≥40％，全氮含量≥6％，ph值≤5。

12、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用的腐殖酸类肥料具有改善土壤缓冲性能、土壤微生物群落多样性、刺激作物生长和生物量等功能，促进土壤中金属离子和微量元素活性增加，影响和改变金属离子的生物有效性。

13、进一步，所述播种期、作物拔节期和大喇叭口期采用河水进行灌溉。

14、更进一步，所述播种期河水灌溉量为40～60m3/亩；

15、所述作物拔节期或大喇叭口期河水灌溉量为60～80m3/亩。

16、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明播种期、作物拔节期和大喇叭口期采用河水进行灌溉，且播种期河水灌溉量为40～60m3/亩、作物拔节期或大喇叭口期河水灌溉量为60～80m3/亩，充分利用作物生理生长特性，营养生长的快速阶段灌溉河水具有减少清洁水源消耗、增加河水等低质水源利用量和利用率，同时提高水资源循环利用率等优点。

17、进一步，步骤(2)中所述腐植酸肥料为硝基腐殖酸肥料，施肥量为30～40kg/亩；

18、冲施腐植酸肥料的方法为将腐植酸肥料随河水灌溉冲施进入田间。

19、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用的腐殖酸类肥料具有改善土壤缓冲性能、土壤微生物群落多样性、刺激作物生长和生物量等功能，促进土壤中金属离子和微量元素活性增加，影响和改变金属离子的生物有效性，以及铬向作物株体转运和累积，起到污染土壤修复的效果。

20、进一步，步骤(3)中所述抽穗灌浆期采用井水灌溉，其灌溉量为50～70m3/亩。采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明抽穗灌浆期采用井水灌溉，其灌溉量为50～70m3/亩，充分利用灌水水质特性和作物生理生长特性，在作物生殖生长阶段，利用灌水水质调控根层土壤性能，进而阻控铬向作物株体和生殖器官的累积，降低铬污染土壤生物安全风险、提高污染土壤生产力。

21、本发明的有益效果在于：

22、本发明方法选取作物品种为青储玉米，底施复合肥和腐殖酸肥料，灌溉河水的方式进行播种期水肥组合调控，在拔节期或大喇叭口期对作物灌溉河水，并冲施腐植酸肥料进行水肥组合调控，促进作物营养生长阶段的生物量增加和对根层土壤金属离子的吸收，同时抽穗灌浆期对作物灌溉井水，可以显著阻控土壤中有毒有害金属离子向作物株体转运和生殖器官的累积，降低铬污染土壤生物安全风险、提高污染土壤生产力。

技术特征：

1.利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，步骤(1)中所述密植播种量为4000～4500株/亩，播种方式为机播。

3.根据权利要求1所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，步骤(1)中所述复合肥施用量为40～50kg/亩、腐殖酸肥料施用量为40～50kg/亩；施肥方式为随深耕翻施土壤。

4.根据权利要求3所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，所述复合肥为24-12-12型复合肥，所述腐植酸肥料中腐殖酸含量≥40％，全氮含量≥6％，ph值≤5。

5.根据权利要求1所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，所述播种期、作物拔节期和大喇叭口期采用河水进行灌溉。

6.根据权利要求5所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，所述播种期河水灌溉量为40～60m3/亩；

7.根据权利要求1所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，步骤(2)中所述腐植酸肥料为硝基腐殖酸肥料，施肥量为30～40kg/亩；

8.根据权利要求1所述利用灌水施肥时期及用量组合改善土壤铬污染的方法，其特征在于，步骤(3)中所述抽穗灌浆期采用井水灌溉，其灌溉量为50～70m3/亩。

技术总结
本发明公开了一种利用灌水施肥时期及用量组合优化改善铬污染土壤生产力的方法，步骤为：选取作物品种为青储玉米，按照密植播种量播种，底肥采用复合肥和腐殖酸肥料随机播同步施入，播种期灌溉水；在作物拔节期或大喇叭口期再次灌溉，同时冲施腐植酸肥料进行组合调控；在作物的抽穗灌浆期再次灌溉。本发明方法在播种期、拔节期或大喇叭口期施用腐植酸肥料，播种期、拔节期或大喇叭口期采用河水灌溉，抽穗灌浆期采用井水灌溉促进了玉米生物量显著增加，降低了作物的铬含量，同时降低了根层土壤全铬和有效态铬的残留量，且抽穗灌浆期采用井水灌溉有效阻控了土壤有效态铬向作物株体的转运，实现了铬污染农田土壤生产力提升和土壤铬污染绿色修复。

技术研发人员：李平,杜臻杰,张彦,郭魏,梁志杰,高芸,刘铎
受保护的技术使用者：中国农业科学院农田灌溉研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12