本发明涉及农用肥料
技术领域：
，具体涉及一种用于降低水稻米镉的套餐肥。此外本发明还涉及一种套餐肥的施肥方法及套餐肥在降低水稻米镉上的应用。
背景技术：
：镉是人体非必需元素，主要以化合物的状态存在于地壳中，随着采矿、冶炼以及电镀等工业的不断发展，大量含镉的废水、废气以及废渣排入环境中，通过食物链在生物体内富集，造成镉的污染并对人体产生危害，引起癌症、糖尿病、高血压以及骨痛病等疾病。2013年，国土部公布关于第二次全国土地调查主要数据成果的公报，全国有耕地13538.5万公顷，其中有约5000万亩耕地受到中、重度重金属污染，相比其他重金属，镉污染的程度最为严重，点位超标率高达7％。水稻是中国近60％人口的主要粮食，但是据报道稻米中镉污染已经严重引起人们健康风险。2002年，中国不同地区的稻米产品检测结果表明，10.3％的稻米中镉含量超标。2013年广东省食品药品监督管理局报道了多批次的稻米产品中镉含量高于国家食品安全标准限制。du等(2013)报道湖南省某些地区超过60％水稻糙米超过了国家食品安全标准(gb2762-2017)镉小于0.2mg/kg的限制。在污染严重的地区如湖南，广东等地，大量关于农田水稻镉污染的研究工作已经展开。这些研究表明，在中国稻米镉污染问题突出，关于稻米镉污染控制技术越来越受到政府以及人们的重视。一些学者开始研究如何减少稻米镉积累的方法，主要有添加土壤钝化剂、水分管理、植物修复以及微生物修复等。其中，原位钝化方法是比较常用的一种方法，向土壤中施加一些物质改变土壤的理化性质以及降低土壤中镉的生物有效性。在过去十几年，学者研究了像石灰、天然黏土矿物如海泡石、沸石、生物炭、有机物料等土壤改良剂，表明一些土壤添加剂能有效地降低土壤中镉的生物有效性以及糙米中镉的累积量。但是，最近的一些研究表明，一些土壤改良剂施入土壤中后可能会对土壤环境产生负面影响。如diggelen等(2015)研究表明传统的化学添加剂如石灰以及氢氧化钙确实有效地降低了土壤镉生物有效性，但是长期的施用会导致土壤质量以及土壤微生物菌群的负面影响。根据wang等(2017)的研究结果可知，生物炭施入土壤中后，会减少土壤硝态氮的含量以及土壤容重，另一方面会导致全球温室效应的风险增加。同时，wang等(2018)也提出生物炭施入土壤环境中后，可能会导致自身含有的多环芳烃的再释放，对植物以及人体造成有机污染。另一方面，目前一些土壤改良剂投加量较高，在大田实际修复过程中，一亩少则几百公斤，多则数千公斤，成本较高，农民不易接受，这些已成为限制其发展的瓶颈。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种用于降低水稻米镉的套餐肥、套餐肥的施肥方法及其应用，该套餐肥配方简单，使用量少，能够有效降低水稻米镉的含量，且不会造成土壤板结、微生物丰富、土壤肥力下降等负面现象。为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于降低水稻米镉的套餐肥，包括基肥和追肥，所述基肥包括尿素、钙镁磷肥和碳酸钾，所述追肥包括尿素和碳酸锰。优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-4份的尿素，3-8份的钙镁磷肥和1.5-3.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-2份的尿素和0.25-0.6份的碳酸锰。进一步优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-2.5份的尿素，3-6份的钙镁磷肥和1.5-2.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-1.5份的尿素和0.25-0.4份的碳酸锰。第二方面，本发明提供一种套餐肥的施肥方法，包括以下步骤：在水稻种植前施用基肥，在水稻分蘖期间施用追肥；所述基肥包括尿素、钙镁磷肥和碳酸钾，所述追肥包括尿素和碳酸锰。具体地，在水稻种植前，将基肥与耕作层土壤混合。优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-4份的尿素，3-8份的钙镁磷肥和1.5-3.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-2份的尿素和0.25-0.6份的碳酸锰。进一步优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-2.5份的尿素，3-6份的钙镁磷肥和1.5-2.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-1.5份的尿素和0.25-0.4份的碳酸锰。进一步优选地，所述基肥的施用量为60-110kg/亩，所述追肥的施用量为12.5-19kg/亩。第三方面，本发明提供一种上述第一方面任一方案所述的用于降低水稻米镉的套餐肥以及上述第二方面任一方案所述的套餐肥的施肥方法在降低水稻米镉上的应用。通过上述技术方案，可以达到以下有益效果：1、本发明提供的套餐肥原料易得，配方简单，用量较少，成本低廉，同时能够有效降低镉的生物有效性，促进水稻根表铁锰膜的形成，控制水稻糙米对镉的吸收以及累积。2、本发明提供的套餐肥可以提高土壤的ph，调节土壤酸性，避免因长期使用外源土壤改良剂(如石灰)而引起的土壤板结、微生物丰富、土壤肥力下降等负面现象，而且能够有效降低土壤中镉的生物有效性。3、本发明提供了水稻生产所需要的钾元素的同时，规避了氯化钾中的氯离子，有效防止氯离子与镉离子络合，从而减少镉离子的生物活性，降低水稻生产过程中对镉的吸收及积累。4、本发明在水稻根系活性最高、根表铁膜最多的分蘖期施加锰肥能有效促进根表铁锰膜的形成，将镉离子有效固定在根的表面，同时锰与镉在水稻体内转运具有较强的拮抗作用，所以锰肥的追施能有效的阻隔水稻对镉的吸收转运。5、本发明通过基肥以及追肥的分步施加，能够缓释氮磷钾营养元素，从而适应水稻作物不同生育期生长对养分的逐步需求，减少肥料的损失及固定，提高肥料的利用率。6、本发明不但促进水稻生长，提高水稻产量，同时降低水稻糙米对镉的吸收累积，实现了安全生产与高量生产，无论从生态学角度，还是从经济学角度，利用复配肥料和追施锰肥联用降低水稻米镉的方法都具有重要的现实意义。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本发明提供一种用于降低水稻米镉的套餐肥，包括基肥和追肥，所述基肥包括尿素、钙镁磷肥和碳酸钾，所述追肥包括尿素和碳酸锰。优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-4份的尿素，3-8份的钙镁磷肥和1.5-3.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-2份的尿素和0.25-0.6份的碳酸锰。进一步优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-2.5份的尿素，3-6份的钙镁磷肥和1.5-2.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-1.5份的尿素和0.25-0.4份的碳酸锰。第二方面，本发明提供一种套餐肥的施肥方法：在水稻种植前施用基肥，在水稻分蘖期间施用追肥；所述基肥包括尿素、钙镁磷肥和碳酸钾，所述追肥包括尿素和碳酸锰。在水稻种植前，将尿素、钙镁磷肥和碳酸钾混合后，施入土壤中，再将基肥与土壤混合。在水稻分蘖期间，将尿素和碳酸锰混合，施入土壤中。为了便于水稻对肥料的吸收，在水稻种植前，将基肥与耕作层土壤混合。所述耕作层土壤为地表到地表之下20cm之间的土壤。更具体地，在水稻种植前，可以先翻动耕作层土壤，然后将基肥施于翻动后的土壤中，在施加基肥的过程中需要定时翻动土壤。优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-4份的尿素，3-8份的钙镁磷肥和1.5-3.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-2份的尿素和0.25-0.6份的碳酸锰。进一步优选地，以重量份计，所述基肥包括1.5-2.5份的尿素，3-6份的钙镁磷肥和1.5-2.5份的碳酸钾；所述追肥包括1-1.5份的尿素和0.25-0.4份的碳酸锰。进一步优选地，所述基肥的施用量为60-110kg/亩，所述追肥的施用量为12.5-19kg/亩。所述基肥的施加量可以是60kg/亩、70kg/亩、80kg/亩、90kg/亩、100kg/亩、110kg/亩以及这些点值中任意两个所构成的范围内的任意值。所述追肥的施加量可以是12.5kg/亩、13kg/亩、13.5kg/亩、14kg/亩、14.5kg/亩、15kg/亩、15.5kg/亩、16kg/亩、16.5kg/亩、17kg/亩、17.5kg/亩、18kg/亩、18.5kg/亩、19kg/亩以及这些点值中任意两个所构成的范围内的任意值。第三方面，本发明提供一种上述第一方面任一方案所述的用于降低水稻米镉的套餐肥以及上述第二方面任一方案所述的套餐肥的施肥方法在降低水稻米镉上的应用。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。石墨炉原子吸收光谱仪购于安捷伦科技有限公司，产品型号为gta120graphitetubeatomizer；尿素、钙镁磷肥、碳酸钾、碳酸锰均为市售品。实施例1(1)大田试验地选在湖南醴陵某农田，水稻种植前，按五点法采取该农田土壤样品测得其ph为4.72，土壤中总镉含量为1.15mg/kg，有效态为0.39mg/kg。(2)选定试验田后，除草整地，将田块划分成试验小区。每个小区面积为5m×4m，田埂覆膜，单独设置进水口与排水口，田块周边设置3行保护行。小区设好后，施入基肥，按每亩尿素40kg、钙镁磷肥80kg、碳酸钾35kg施入土壤中，翻动土壤，使肥料与耕作层(0-20cm)土壤充分混匀。水稻品种选用当地常用品种天优华占，水稻于6月初育秧，7月初移栽，将水稻秧苗按种植密度25cm×25cm移栽于小区内，待水稻进入分蘖期后，分两个处理，处理一为按每亩15kg施入尿素，处理二为按每亩20kg尿素以及6kg碳酸锰。同时设置空白，空白为当地农田种植水稻常用施肥种类和方式，具体为基肥每亩复合肥40kg，追肥为每亩尿素10kg和氯化钾10kg。每个试验均设有三个试验小区，三个试验小区同时进行。灌水排水都按当地水稻种植习惯，田间精细管理及时预防病虫害。(3)10月中旬水稻成熟后，测定每个小区水稻产量。同时，按五点法采集每个小区内水稻5蔸，以及土壤样品，混合后制成一个样。将水稻洗净，置于105℃烘箱内30分钟，然后60℃烘至恒重，用小型砻谷机脱壳得到糙米样品，粉碎后消解。土壤样品自然风干，研磨后测定其ph值，然后进行有效态镉的提取。用石墨炉原子吸收光谱仪测定空白以及复配碱性肥处理小区内水稻糙米中镉的含量以及土壤有效态含量。上述测得的数据见表1。表1实施例1检测结果处理土壤ph有效态镉(mg/kg)产量(kg/亩)米镉(mg/kg)空白4.62±0.150.40±0.08491.31±15.710.70±0.08复配肥料4.88±0.190.31±0.07499.16±25.680.51±0.13套餐肥4.91±0.040.29±0.05503.07±6.550.43±0.05变化0.290.1111.760.27变化百分比-27.5％2.4％38.6％实施例2大田试验地选在湖南醴陵另一块农田，水稻种植前，按五点法采取该农田土壤样品测得其ph为5.32，土壤中总镉含量为0.40mg/kg，有效态为0.13mg/kg。试验小区布置水稻品种与实施例1一致。同样，于水稻移栽前，按每亩尿素15kg、钙镁磷肥30kg、碳酸钾15kg施入土壤中，翻动土壤，使肥料与耕作层(0-20cm)土壤充分混匀，追肥同样分为两块处理，其中一块追肥按每亩尿素13kg，另一块为按每亩13kg尿素以及3.5kg碳酸锰于水稻分蘖期施入。其余采样以及测定步骤与实施例1相同。上述测得的数据见表2。表2实施例2检测结果处理土壤ph有效态镉(mg/kg)产量(kg/亩)米镉(mg/kg)空白5.30±0.060.13±0.02510.42±11.180.31±0.01复配肥料5.69±0.080.07±0.01508.38±22.740.24±0.04套餐肥5.70±0.050.08±0.00514.95±18.870.18±0.02变化0.400.054.030.13变化百分比-38.5％0.8％41.9％实施例3大田试验地选在湖南长沙城郊某农田。水稻种植前，按五点法采取该农田土壤样品测得其ph为5.86，土壤中总镉含量为0.32mg/kg，有效态为0.09mg/kg。试验小区布置与实施例1一致，水稻品种为当地常规籼稻玉针香。同样，于水稻移栽前，按每亩尿素25kg、钙镁磷肥60kg、碳酸钾25kg施入土壤中，翻动土壤，使肥料与耕作层(0-20cm)土壤充分混匀，追肥同样分为两块处理，其中一块追肥按每亩尿素13kg，另一块为按每亩15kg尿素以及4kg碳酸锰于水稻分蘖期施入。其余采样以及测定步骤与实施例1相同。上述测得的数据见表3。表3实施例3检测结果处理土壤ph有效态镉(mg/kg)产量(kg/亩)米镉(mg/kg)空白5.81±0.080.10±0.00435.18±51.490.27±0.03复配肥料6.09±0.030.07±0.01436.36±47.630.15±0.04套餐肥6.13±0.030.06±0.01437.31±20.070.14±0.04变化0.320.042.130.13变化百分比-40.0％0.5％48.1％从表1-表3可以看出，采用本发明的套餐肥能更有效的阻隔镉在土壤-水稻系统的转运。在多土地的试验中，套餐肥均能显著提高ph值，最高能够提高0.40个单位，同时能够降低有效态镉的含量，最高能降低40.0％，而且，施用该套餐肥能够使水稻生长具有增产趋势，最高增产2.4％。在各地实施例，套餐肥均显著降低了糙米中镉的含量，最高能降低48.1％，同时相比于只用复配肥料，追施锰肥能进一步提高降镉效率，且最高能降低19.35％，使水稻糙米中镉含量降低更加显著。综上所述，本发明对于不同类型土壤，不同污染程度土壤，不同基因型水稻均有较好的降镉效果。其中在酸性轻度污染的土壤实施例2、例3中，空白水稻糙米镉含量为0.31、0.27mg/kg，均超过了国家食品安全标准(gb2761-2017)米镉含量小于0.2mg/kg的限制，而施入本发明套餐肥后，使糙米中镉含量降低至0.18、0.14mg/kg，符合国家食品安全标准。综上可知，本发明套餐肥，能调理土壤酸性，提升ph值，降低了土壤中有效态镉的含量，降低其生物有效性，促进根表铁膜的形成，同时显著降低了糙米中镉的含量。而且，原料易购得，成本低廉，实施操作简便，无需特殊仪器，营养成分搭配合理。在镉污染水稻种植区施用本发明套餐肥，利用套餐肥中的营养元素可以促进水稻生长，保证水稻正常生产，同时可以钝化土壤中镉，促进水稻根表铁膜的形成，固定更多的镉于水稻根表面，阻隔土壤-水稻系统内镉的转运，从而降低水稻糙米中镉的吸收累积，同时还避免了传统钝化剂如石灰等对环境造成的负面影响。因此，无论从生态学角度，还是从经济学角度，本发明利用套餐肥降低土壤镉的生物有效性以及水稻糙米对镉的积累的方法都具有重要的现实意义。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12