一種鎘污染稻田治理和稻米降鎘的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鎘污染稻田治理和稻米降鎘的生產方法。
【背景技術】
[0002]鎘(Cd)由于其在土壤中的高度移動性和對作物的高度毒害性，被視為重金屬中最具危害性的一種污染元素。國家環保總局的調查結果顯示，我國鎘污染農田面積已突破28萬公頃，每年鎘超標農產品多達150萬噸，土壤鎘污染已成為我國最重要的環境問題之一，嚴重威脅農產品質量安全和農業區域生態系統的穩定。尤其在南方水稻種植地區，稻米重金屬超標問題已經非常突出，農田土壤鎘污染引發的稻米鎘超標事件給糧食安全敲響了警鐘，因此，對鎘污染稻田土壤的修復和鎘污染稻田稻米降鎘的研宄已迫在眉睫。
[0003]以往有關土壤重金屬治理研宄多集中在重金屬吸附固定的物理和化學方法上，如通過電化學、淋洗、客土、人工合成螯合劑等方法，雖在一定程度上減少了土壤重金屬含量，但存在投入費用高或具有較大安全隱患的問題，如人工合成螯合劑EDTA、DTPA和檸檬酸等不僅價格高，投入不當還可能導致地下水污染或對土壤生態系統產生副作用。使用鈍化劑也是修復和利用鎘污染土壤的一種常用途徑，但是鈍化劑的大量施用不僅改變了土壤基本理化性質，也可能對土壤微生物種群和生態環境產生影響，因而帶來一定的生態環境風險。
[0004]因此如何找到一種成本低廉、易實施的農藝措施降低土壤重金屬的生物有效性、降低稻米鎘含量，是現在急需解決的一種重要課題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于針對現有技術的不足提供一種成本低廉、易實施、有效降低土壤重金屬含量、降低稻米鎘含量的鎘污染稻田治理和稻米降鎘的生產方法。
[0006]本發明通過以下技術方案實現上述目的:
[0007]一種鎘污染稻田治理和稻米降鎘的生產方法，包括如下步驟:
[0008]a、晚稻秸桿制備生物質炭還田及冬季種植紫云英綠肥:
[0009]晚稻采用機械收割，留30?50cm高稻茬，收割后將晚稻收割部分秸桿制備形成生物質炭于早稻秧苗移栽前1-3天還田，在晚稻收獲后2?3天，采用人工或播種器播種紫云英，播種后在晴天用人工或開溝機開溝；
[0010]b、配合撒石灰翻壓紫云英綠肥:
[0011]在紫云英盛花期深干耕翻壓紫云英，翻壓紫云英前按40?10kg/畝用量撒施石灰；
[0012]C、早稻水肥調控:
[0013]紫云英翻壓后5?15天移栽早稻，施用水溶性不含鎘肥料，早稻前期采用濕潤灌溉，孕穗至齊穗期采用深水灌溉，黃熟期保持土壤濕潤；
[0014]d、早稻秸桿制備生物質炭還田:
[0015]早稻采用機械收獲，收割后將早稻秸桿制備形成生物質炭于晚稻秧苗移栽前1-3天或移栽后7-15天還田；
[0016]e、晚稻水肥調控:
[0017]晚稻前期采用濕潤灌溉，孕穗至齊穗期采用深水灌溉，黃熟期保持土壤濕潤，施用水溶性不含鎘肥料。
[0018]所述紫云英在盛花期深干耕翻壓紫云英的翻耕深度< 25cm。
[0019]所述部分秸桿制備生物質炭并還田為1/2至2/3的秸桿制備生物質炭還田。
[0020]所述步驟c和步驟e中的水溶性不含鎘肥料為磷銨、尿素或氯化鉀。
[0021]步驟a中，紫云英播種量為1.0-2.0公斤/畝。
[0022]采用上述方法，本發明將創新性地將紫云英高產栽培技術、紫云英深干耕翻壓結合石灰撒施技術、水稻種植水肥調控管理技術和早、晚稻秸桿制備生物質炭還田技術組合成一套鎘污染稻田土壤高效修復和水稻稻米降鎘種植技術模式。因生物質炭具有較高的PH和較大的表面積比，施入土壤后對重金屬有較強的吸附能力和較高的吸附容量，其表面的含氧官能團還可與Cd2+形成絡合物，從而鈍化土壤中的鎘，克服了電化學、淋洗、客土、人工合成螯合劑、鈍化劑等鎘污染土壤修復技術成本高和風險大的缺點；通過采用翻壓紫云英前撒施石灰技術，達到培肥土壤同時調節土壤pH，中和酸性物質，降低土壤鎘活性；紫云英翻壓能提高土壤中的有機質含量，增加土壤堿性物質，提高土壤PH，降低土壤有效鎘的含量，紫云英既可克服施用人工合成螯合劑等可能帶來的二次污染，又是良好的天然有機肥；水稻種植中采用前期濕潤灌溉、中期深水灌溉技術，通過水分調控管理改變土壤氧化還原電位，降低土壤鎘活性，減少水稻對鎘的吸收，降低稻米鎘含量；晚稻收獲后2-3天種植紫云英，兩季水稻配合水肥管理提高水稻的稻谷和秸桿產量，達到稀釋植株中吸收的鎘含量，從而降低稻米中鎘的含量。
[0023]本發明通過多種技術和農藝措施的綜合利用，既兼顧了紫云英綠肥和秸桿生物質炭還田培肥土壤、增加水稻產量的作用，又實現了降低鎘污染稻田土壤的鎘有效性、阻控土壤鎘向水稻轉移、降低稻米鎘含量的目的。
[0024]本方法操作簡便，成本低廉。在不增加重金屬鎘的投入情況下，通過以上技術可降低土壤鎘的有效性，減少水稻對鎘的吸收，使得水稻中鎘含量達到食用標準，一方面由于本方法利用紫云英、不含鎘的肥料以及生物質炭還田并沒有減少水稻的營養，而且還提高了水稻的產量，另一方面，通過年復一年的種植水稻，通過水稻將土壤中的鎘一點一點的帶離，最終實現土壤鎘污染的治理。因此，本發明將解決南方鎘污染稻田修復利用成本高、風險大等一系列問題，是一項稻田鎘污染的綠色修復和稻米降鎘的廉價、實用和高效的環保調控技術，對我國南方鎘污染稻田治理和稻米降鎘將起到推動作用，在實際農業生產中具有較大的應用推廣價值。
[0025]綜上所述，本方法既能提高土壤肥力，又降低污染土壤的鎘有效性，結合水肥調控管理，有效阻控鎘向水稻植株體的轉移，特別是向稻谷中的轉移，為土壤重金屬鎘污染的綠色修復和污染稻田上稻米降鎘找到一種既廉價又實用的環保調控技術，將為我國南方污染稻田治理和稻米降鎘提供技術支撐。具有更強的實用性、安全性和應用價值。
【具體實施方式】
[0026]下面進一步詳細說明本專利的【具體實施方式】。
[0027]第一步，晚稻秸桿收割部分制備生物質炭還田及冬季種植紫云英綠肥
[0028]晚稻采用傳統的機械收割，留30?50cm高稻茬，收割后部分移出制備生物質炭并于早稻秧苗移栽前1-3天做基肥還田，在晚稻收獲后2?3d采用人工或便攜式播種器播種紫云英，播種后遇晴天用人工或開溝機開溝。燃燒秸桿中主要的酸性物質部分，避免了土壤酸化并利用秸桿制備的生物質炭的吸附能力，鈍化了土壤中鎘的活性。且能為紫云英的生長提供肥料。
[0029]第二步，配合撒石灰翻壓紫云英綠肥
[0030]在紫云英盛花期深干耕翻壓紫云英，翻耕深度< 25cm，翻壓紫云英前按40?10kg/畝用量撒施石灰以中和紫云英腐解過程中所產生的酸性物質。通過紫云英翻壓減少含錦有機肥的投入。紫zs:英植株中灰化堿含量較尚(灰化堿含量多80cmol/kg)，腐解過程直接中和酸，提高土壤PH，降