適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種植的氮肥管理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物生產氮肥施用的管理方法。
【背景技術】
[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注的環境污染熱點。 在中國，農田Cd污染現象已較為嚴重。據報道，中國已有超過1.3XIO5公頃的農田受Cd污 染。農田中的Cd易被農作物根系吸收并在體內積累，直接影響作物的生長和發育，造成農 作物減產及品質的下降。作物中大量積累的Cd也會通過食物鏈危及人類健康。其中，蔬菜 是一種較易積累Cd的農作物，它在人們的飲食中也占有相當大的比重。有研究表明，人類 吸收的Cd有70%來源于蔬菜。因此，開發適宜的鎘污染農田蔬菜作物生產技術或方法具有 重要的社會意義和經濟價值。
[0003] 眾所周知，土壤的基本理化性質會極大影響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為是評 價土壤緩沖性的一個很好的指標。土壤酸緩沖容量的不同，對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。
[0004] 在農業生產過程中，以增產為目的，氮肥的施用是必然的。由于從理論上而言，銨 態氮進入土壤后，會在土壤微生物的作用下，因硝化反應釋放質子，引起土壤酸化。而植物 吸收硝態氮的同時，可能會促進Cd的上運至植物體內。
[0005] 如何進行合適的氮素養分管理從而實現阻控作物對鎘的吸收，成了人們迫切希望 解決的問題。
[0006] 2013103963923的發明《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計為225kg/ hm2,分2次施用，既保證水稻產量不會明顯下降，又能大幅度降低植物對Cd的吸收。但是 該方法并沒有告知如何針對不同緩沖性鎘污染農田（即，針對酸緩沖容量的土壤）進行氮 肥的管理。
【發明內容】
[0007] 本發明要解決的技術問題是提供一種適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物生產 的氮肥管理方法；該方法提出根據土壤酸緩沖容量數值，選擇在鎘污染農田蔬菜作物生產 適合的氮肥，以減緩土壤中鎘對作物生長的危害，并降低作物體內的鎘含量。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供一種適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種 植的氮肥管理方法：
[0009]一、當土壤酸緩沖容量彡500mmolkg4時（屬于土壤緩沖性較強，例如為550mmol kgl,在鎘污染農田中施用銨態氮肥或尿素；
[0010] 與硝態氮、硝銨配施或硝尿配施處理相比，本發明的上述施用銨態氮肥或尿素后 鎘污染農田的蔬菜作物（如小白菜）產量保持的基礎上，使鎘含量下降20-50%;
[0011] 二、當250mmolkg4<±壤酸緩沖容量< 500mmolkg4時（屬于土壤緩沖性中等， 例如為300mmolkg4彡土壤酸緩沖容量彡450mmolkg_〇，在鎘污染農田中施用硝銨肥或硝 尿肥（即，進行銨態氮肥與硝態氮肥的配施或進行尿素與硝態氮肥的配施）；
[0012] 與僅硝態氮肥處理相比，本發明的上述配施處理后鎘污染農田的蔬菜作物（如小 白菜）產量保持的基礎上，使鎘含量下降10-30%。與僅銨態氮肥或尿素處理相比，本發明 的上述配施后鎘污染農田的小白菜產量可增加20-100 %，鎘含量下降20-130 %。
[0013] 三、當土壤酸緩沖容量彡250mmolkg_1時（屬于土壤緩沖性較弱，例如為200mmol kg，，在鎘污染農田中施用硝態氮肥；
[0014] 與銨態氮、尿素、硝銨配施、硝尿配施等處理相比，本發明的上述施用硝態氮肥后 鎘污染農田的蔬菜作物（如小白菜）產量可增加50-100%，使鎘含量下降50-200%。
[0015] 作為本發明的適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種植的氮肥管理方法的改 進：
[0016] 所述硝銨肥中，按N量計算，銨態氮肥與硝態氮肥的用量比為1:1;
[0017] 所述硝尿肥中，按N量計算，尿素與硝態氮肥的用量比為1:1。
[0018] 作為本發明的適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種植的氮肥管理方法的改 進：
[0019] 所述銨態氮肥、尿素、硝銨肥、硝尿肥、硝態氮肥的用量均為：施氮量以純N計為 120?240kg/hm2。即，上述氮肥的用量均為：施氮量以純N計為120?240kg/hm2。備注說 明：該氮肥用量屬于常規用量；且本發明的施肥方式也為常規的一次性施肥。
[0020] 備注說明：
[0021] 1、銨態氮肥例如為硫酸銨、碳酸銨、氯化銨等；
[0022] 硝態氮肥例如為硝酸鈉、硝酸鉀；
[0023] 上述內容均屬于常規技術。
[0024] 2、當0? 20mg/kg彡鎘含量< 0? 6mg/kg時（我國土壤環境質量二級標準），屬于鎘 輕度污染的土壤；
[0025] 當〇? 60mg/kg<鎘含量<I.Omg/kg時（我國土壤環境質量三級標準），屬于鎘中 度污染的土壤；
[0026] 當鎘含量>I.Omg/kg時（超過我國土壤環境質量三級標準），屬于鎘重度污染的 土壤。
[0027] 上述內容也均屬于常規技術。
[0028] 3、土壤酸緩沖容量值的獲得為常規技術，例如可按照以下方法進行測定：
[0029] 首先，測定土壤的CaCO3含量和陽離子交換量（CEC)。CaCO3含量按加定量酸后 標準堿反滴定法測定，CEC用醋酸鈉或醋酸銨交換法測定。然后，根據李建國等（2005)報 道的方法計算土壤酸緩沖容量，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] 本發明在大量實驗的基礎上發現應當根據當地土壤緩沖性水平不同（用土壤酸 緩沖容量進行表征），選擇施用更適合的氮肥品種。即，當土壤酸緩沖容量較低，施用硝態氮 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 現象，有效減緩土壤鎘對作物的毒害，大幅提高蔬菜產量，降低作物體內鎘含量；如果土壤 酸緩沖容量較高，則可選擇施用銨態氮肥和尿素，可很大程度上避免因硝態氮肥促進的鎘 共運等問題，從而降低作物體內鎘的含量，阻控鎘進入食物鏈，提高食品安全。
[0031] 綜上所述，本發明提出，應該根據當地土壤緩沖性水平不同（用土壤酸緩沖容量 進行表征），選擇施用更適合的氮肥品種，以緩解土壤鎘污染對作物的毒害，提高鎘污染農 田蔬菜作物的產量，并減少作物體內鎘的積累。
【具體實施方式】
[0032] 以下實施例中：
[0033] 銨態氮肥為硫酸銨；硝態氮肥為硝酸鈉。
[0034]硝銨肥1:1，是指銨態氮肥（硫酸銨）與硝態氮肥（硝酸鈉）的用量比為1:1(按N量計算）；硝尿肥1:1，是指尿素與硝態氮肥（硝酸鈉）的用量比為1:1(按N量計算）；其 余以此類推。
[0035] 實施例1-1、在經檢測土壤酸緩沖容量為200mmolkg4的土壤（含鎘5mg/kg)中 進行實驗，每個試驗區為lm2,按照常規的用肥量進行施肥；S卩，設定每公頃氮肥的用量為含 有240kgN(氮）的氮肥（S卩，每Im2面積時氮肥的用量為含有24gN(氮）的氮肥），氮肥 分別為硝態氮肥、銨態氮肥、尿素、硝銨肥1: 1、硝尿肥1: 1。每個試驗設置3個重復，因此共 設定15個試驗區。
[0036] 每個試驗區均分別進行如下操作：
[0037]按照常規方式施肥后（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補水一次（即，補水至田間持水量 的60-70%)。于敞棚溫室內種植2個月（氣溫為0-15°C，種植2個月）后收獲，測定鮮重， 并分析小白菜體內的鎘含量（原子吸收法測定）。地上部鮮重、葉片鎘含量的結果見以下表 1 ：
[0038]表1含鎘5mg/kg的土壤，酸緩沖容量200mmolkg4
【主權項】
1. 適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種植的氮肥管理方法，其特征是： 當土壤酸緩沖容量彡500mmolkg_1時，在鎘污染農田中施用銨態氮肥或尿素； 當250mmolkg_i<土壤酸緩沖容量< 500mmolkg+1時，在鎘污染農田中施用硝銨肥或 硝尿肥； 當土壤酸緩沖容量< 250mmolkg4時，在鎘污染農田中施用硝態氮肥。
2. 根據權利要求1所述的適合不同緩沖性鎘污染農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量計算，銨態氮肥與硝態氮肥的用量比為1:1 ; 所述硝尿肥中，按N量計算，尿素與硝態氮肥的用量比為1:1。
3. 根據權利要求1或2所述的適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種植的氮肥管理方 法，其特征是： 所述銨態氮肥、尿素、硝銨肥、硝尿肥、硝態氮肥的用量均為：以純N計為120?240kg/ hm2。
【專利摘要】本發明公開了一種適合不同緩沖性鎘污染農田蔬菜作物種植的氮肥管理方法：當土壤酸緩沖容量≥500mmol？kg-1時，在鎘污染農田中施用銨態氮肥或尿素；當250mmol？kg-1＜土壤酸緩沖容量＜500mmol？kg-1時，在鎘污染農田中施用硝銨肥或硝尿肥；當土壤酸緩沖容量≤250mmol？kg-1時，在鎘污染農田中施用硝態氮肥。硝銨肥中，按N量計算，銨態氮肥與硝態氮肥的用量比為1:1；硝尿肥中，按N量計算，尿素與硝態氮肥的用量比為1:1。該方法提出根據土壤酸緩沖容量數值，選擇在鎘污染農田蔬菜作物生產適合的氮肥，以減緩土壤中鎘對作物生長的危害，并降低作物體內的鎘含量。
【IPC分類】A01C21-00
【公開號】CN104541719
【申請號】CN201410766673
【發明人】都韶婷, 金崇偉, 范士凱, 劉越
【申請人】浙江工商大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月12日