適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物生產(chǎn)氮肥施用的管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎘（Cd)是最具毒性的重金屬之一，土壤鎘污染是全球普遍關(guān)注的環(huán)境污染熱點(diǎn)。 在中國(guó)，農(nóng)田Cd污染現(xiàn)象已較為嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，中國(guó)已有超過(guò)1.3XIO5公頃的農(nóng)田受Cd污 染。農(nóng)田中的Cd易被農(nóng)作物根系吸收并在體內(nèi)積累，直接影響作物的生長(zhǎng)和發(fā)育，造成農(nóng) 作物減產(chǎn)及品質(zhì)的下降。作物中大量積累的Cd也會(huì)通過(guò)食物鏈危及人類健康。其中，蔬菜 是一種較易積累Cd的農(nóng)作物，它在人們的飲食中也占有相當(dāng)大的比重。有研究表明，人類 吸收的Cd有70%來(lái)源于蔬菜。因此，開發(fā)適宜的鎘污染農(nóng)田蔬菜作物生產(chǎn)技術(shù)或方法具有 重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0003] 眾所周知，土壤的基本理化性質(zhì)會(huì)極大影響Cd的生物有效性。其中，影響最為顯 著的影響因素之一就是土壤酸堿度。如酸雨等可引起土壤的酸化的因子均可提高Cd的生 物有效性。我國(guó)土壤分布廣，土壤緩沖性也存在較大差異，而土壤酸緩沖容量也被認(rèn)為是評(píng) 價(jià)土壤緩沖性的一個(gè)很好的指標(biāo)。土壤酸緩沖容量的不同，對(duì)于外源酸化因子將具有不同 的干擾能力。即，土壤酸緩沖容量越高，抗土壤酸化能力越強(qiáng)。
[0004] 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以增產(chǎn)為目的，氮肥的施用是必然的。由于從理論上而言，銨 態(tài)氮進(jìn)入土壤后，會(huì)在土壤微生物的作用下，因硝化反應(yīng)釋放質(zhì)子，引起土壤酸化。而植物 吸收硝態(tài)氮的同時(shí)，可能會(huì)促進(jìn)Cd的上運(yùn)至植物體內(nèi)。
[0005] 如何進(jìn)行合適的氮素養(yǎng)分管理從而實(shí)現(xiàn)阻控作物對(duì)鎘的吸收，成了人們迫切希望 解決的問(wèn)題。
[0006] 2013103963923的發(fā)明《降低水稻籽粒鎘含量的稻田氮肥施用方法》告知了一種降 低水稻籽粒鎘含量的稻田氮肥施用方法，是在Cd污染稻田中，總施氮量以純N計(jì)為225kg/ hm2,分2次施用，既保證水稻產(chǎn)量不會(huì)明顯下降，又能大幅度降低植物對(duì)Cd的吸收。但是 該方法并沒有告知如何針對(duì)不同緩沖性鎘污染農(nóng)田（即，針對(duì)酸緩沖容量的土壤）進(jìn)行氮 肥的管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物生產(chǎn) 的氮肥管理方法；該方法提出根據(jù)土壤酸緩沖容量數(shù)值，選擇在鎘污染農(nóng)田蔬菜作物生產(chǎn) 適合的氮肥，以減緩?fù)寥乐墟k對(duì)作物生長(zhǎng)的危害，并降低作物體內(nèi)的鎘含量。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種 植的氮肥管理方法：
[0009]一、當(dāng)土壤酸緩沖容量彡500mmolkg4時(shí)（屬于土壤緩沖性較強(qiáng)，例如為550mmol kgl,在鎘污染農(nóng)田中施用銨態(tài)氮肥或尿素；
[0010] 與硝態(tài)氮、硝銨配施或硝尿配施處理相比，本發(fā)明的上述施用銨態(tài)氮肥或尿素后 鎘污染農(nóng)田的蔬菜作物（如小白菜）產(chǎn)量保持的基礎(chǔ)上，使鎘含量下降20-50%;
[0011] 二、當(dāng)250mmolkg4<±壤酸緩沖容量< 500mmolkg4時(shí)（屬于土壤緩沖性中等， 例如為300mmolkg4彡土壤酸緩沖容量彡450mmolkg_〇，在鎘污染農(nóng)田中施用硝銨肥或硝 尿肥（即，進(jìn)行銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥的配施或進(jìn)行尿素與硝態(tài)氮肥的配施）；
[0012] 與僅硝態(tài)氮肥處理相比，本發(fā)明的上述配施處理后鎘污染農(nóng)田的蔬菜作物（如小 白菜）產(chǎn)量保持的基礎(chǔ)上，使鎘含量下降10-30%。與僅銨態(tài)氮肥或尿素處理相比，本發(fā)明 的上述配施后鎘污染農(nóng)田的小白菜產(chǎn)量可增加20-100 %，鎘含量下降20-130 %。
[0013] 三、當(dāng)土壤酸緩沖容量彡250mmolkg_1時(shí)（屬于土壤緩沖性較弱，例如為200mmol kg，，在鎘污染農(nóng)田中施用硝態(tài)氮肥；
[0014] 與銨態(tài)氮、尿素、硝銨配施、硝尿配施等處理相比，本發(fā)明的上述施用硝態(tài)氮肥后 鎘污染農(nóng)田的蔬菜作物（如小白菜）產(chǎn)量可增加50-100%，使鎘含量下降50-200%。
[0015] 作為本發(fā)明的適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方法的改 進(jìn)：
[0016] 所述硝銨肥中，按N量計(jì)算，銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥的用量比為1:1;
[0017] 所述硝尿肥中，按N量計(jì)算，尿素與硝態(tài)氮肥的用量比為1:1。
[0018] 作為本發(fā)明的適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方法的改 進(jìn)：
[0019] 所述銨態(tài)氮肥、尿素、硝銨肥、硝尿肥、硝態(tài)氮肥的用量均為：施氮量以純N計(jì)為 120?240kg/hm2。即，上述氮肥的用量均為：施氮量以純N計(jì)為120?240kg/hm2。備注說(shuō) 明：該氮肥用量屬于常規(guī)用量；且本發(fā)明的施肥方式也為常規(guī)的一次性施肥。
[0020] 備注說(shuō)明：
[0021] 1、銨態(tài)氮肥例如為硫酸銨、碳酸銨、氯化銨等；
[0022] 硝態(tài)氮肥例如為硝酸鈉、硝酸鉀；
[0023] 上述內(nèi)容均屬于常規(guī)技術(shù)。
[0024] 2、當(dāng)0? 20mg/kg彡鎘含量< 0? 6mg/kg時(shí)（我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），屬于鎘 輕度污染的土壤；
[0025] 當(dāng)〇? 60mg/kg<鎘含量<I.Omg/kg時(shí)（我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），屬于鎘中 度污染的土壤；
[0026] 當(dāng)鎘含量>I.Omg/kg時(shí)（超過(guò)我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），屬于鎘重度污染的 土壤。
[0027] 上述內(nèi)容也均屬于常規(guī)技術(shù)。
[0028] 3、土壤酸緩沖容量值的獲得為常規(guī)技術(shù)，例如可按照以下方法進(jìn)行測(cè)定：
[0029] 首先，測(cè)定土壤的CaCO3含量和陽(yáng)離子交換量（CEC)。CaCO3含量按加定量酸后 標(biāo)準(zhǔn)堿反滴定法測(cè)定，CEC用醋酸鈉或醋酸銨交換法測(cè)定。然后，根據(jù)李建國(guó)等（2005)報(bào) 道的方法計(jì)算土壤酸緩沖容量，即土壤酸緩沖容量（mmolkg4) = -11.8+10.lCEC(cmol 1^-1)+19.60&〇)3含量&1^ -1)。
[0030] 本發(fā)明在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥谰彌_性水平不同（用土壤酸 緩沖容量進(jìn)行表征），選擇施用更適合的氮肥品種。即，當(dāng)土壤酸緩沖容量較低，施用硝態(tài)氮 肥更為適宜，可很大程度上避免銨和尿素類氮肥引起的土壤酸化引起的土壤鎘有效性提高 現(xiàn)象，有效減緩?fù)寥梨k對(duì)作物的毒害，大幅提高蔬菜產(chǎn)量，降低作物體內(nèi)鎘含量；如果土壤 酸緩沖容量較高，則可選擇施用銨態(tài)氮肥和尿素，可很大程度上避免因硝態(tài)氮肥促進(jìn)的鎘 共運(yùn)等問(wèn)題，從而降低作物體內(nèi)鎘的含量，阻控鎘進(jìn)入食物鏈，提高食品安全。
[0031] 綜上所述，本發(fā)明提出，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥谰彌_性水平不同（用土壤酸緩沖容量 進(jìn)行表征），選擇施用更適合的氮肥品種，以緩解土壤鎘污染對(duì)作物的毒害，提高鎘污染農(nóng) 田蔬菜作物的產(chǎn)量，并減少作物體內(nèi)鎘的積累。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下實(shí)施例中：
[0033] 銨態(tài)氮肥為硫酸銨；硝態(tài)氮肥為硝酸鈉。
[0034]硝銨肥1:1，是指銨態(tài)氮肥（硫酸銨）與硝態(tài)氮肥（硝酸鈉）的用量比為1:1(按N量計(jì)算）；硝尿肥1:1，是指尿素與硝態(tài)氮肥（硝酸鈉）的用量比為1:1(按N量計(jì)算）；其 余以此類推。
[0035] 實(shí)施例1-1、在經(jīng)檢測(cè)土壤酸緩沖容量為200mmolkg4的土壤（含鎘5mg/kg)中 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)為lm2,按照常規(guī)的用肥量進(jìn)行施肥；S卩，設(shè)定每公頃氮肥的用量為含 有240kgN(氮）的氮肥（S卩，每Im2面積時(shí)氮肥的用量為含有24gN(氮）的氮肥），氮肥 分別為硝態(tài)氮肥、銨態(tài)氮肥、尿素、硝銨肥1: 1、硝尿肥1: 1。每個(gè)試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)，因此共 設(shè)定15個(gè)試驗(yàn)區(qū)。
[0036] 每個(gè)試驗(yàn)區(qū)均分別進(jìn)行如下操作：
[0037]按照常規(guī)方式施肥后（S卩，將肥料與土壤充分混勻）后，澆水至田間持水量的 60-70%，移栽3-4片真葉的小白菜幼苗約9顆，每隔3d補(bǔ)水一次（即，補(bǔ)水至田間持水量 的60-70%)。于敞棚溫室內(nèi)種植2個(gè)月（氣溫為0-15°C，種植2個(gè)月）后收獲，測(cè)定鮮重， 并分析小白菜體內(nèi)的鎘含量（原子吸收法測(cè)定）。地上部鮮重、葉片鎘含量的結(jié)果見以下表 1 ：
[0038]表1含鎘5mg/kg的土壤，酸緩沖容量200mmolkg4
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方法，其特征是： 當(dāng)土壤酸緩沖容量彡500mmolkg_1時(shí)，在鎘污染農(nóng)田中施用銨態(tài)氮肥或尿素； 當(dāng)250mmolkg_i<土壤酸緩沖容量< 500mmolkg+1時(shí)，在鎘污染農(nóng)田中施用硝銨肥或 硝尿肥； 當(dāng)土壤酸緩沖容量< 250mmolkg4時(shí)，在鎘污染農(nóng)田中施用硝態(tài)氮肥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方法， 其特征是： 所述硝銨肥中，按N量計(jì)算，銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥的用量比為1:1 ; 所述硝尿肥中，按N量計(jì)算，尿素與硝態(tài)氮肥的用量比為1:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方 法，其特征是： 所述銨態(tài)氮肥、尿素、硝銨肥、硝尿肥、硝態(tài)氮肥的用量均為：以純N計(jì)為120?240kg/ hm2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適合不同緩沖性鎘污染農(nóng)田蔬菜作物種植的氮肥管理方法：當(dāng)土壤酸緩沖容量≥500mmol？kg-1時(shí)，在鎘污染農(nóng)田中施用銨態(tài)氮肥或尿素；當(dāng)250mmol？kg-1＜土壤酸緩沖容量＜500mmol？kg-1時(shí)，在鎘污染農(nóng)田中施用硝銨肥或硝尿肥；當(dāng)土壤酸緩沖容量≤250mmol？kg-1時(shí)，在鎘污染農(nóng)田中施用硝態(tài)氮肥。硝銨肥中，按N量計(jì)算，銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥的用量比為1:1；硝尿肥中，按N量計(jì)算，尿素與硝態(tài)氮肥的用量比為1:1。該方法提出根據(jù)土壤酸緩沖容量數(shù)值，選擇在鎘污染農(nóng)田蔬菜作物生產(chǎn)適合的氮肥，以減緩?fù)寥乐墟k對(duì)作物生長(zhǎng)的危害，并降低作物體內(nèi)的鎘含量。
【IPC分類】A01C21-00
【公開號(hào)】CN104541719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410766673
【發(fā)明人】都韶婷, 金崇偉, 范士凱, 劉越
【申請(qǐng)人】浙江工商大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日