適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，在鎘污染農(nóng)田中使用緩釋型氮肥，緩釋型氮肥的總施氮量以純N計為120～240kg/hm2。所述緩釋型氮肥為直接通過市購的方式獲得的緩釋型氮肥，或者按照以下方法制備而得：將緩釋包衣樹脂與速效氮肥按照6～12:1000的重量比攪拌混合后而得。本發(fā)明提出在鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物時，將市面常售的速效氮肥(如銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥和尿素)制作成相應(yīng)的緩釋形態(tài)后再應(yīng)用或直接使用緩釋型氮肥，能顯著減緩鎘毒的危害，并降低作物體內(nèi)的鎘含量。
【專利說明】適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，即，對鎘污染農(nóng) 田蔬菜作物生產(chǎn)改變常規(guī)的氮肥使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 土壤重金屬污染是全球普遍關(guān)注的環(huán)境污染熱點問題之一。其中，鎘（Cd)是最具 毒性的重金屬之一。據(jù)報道，中國已有多于1.3X10 5公頃的農(nóng)業(yè)土地受Cd污染。農(nóng)田中 的Cd易被農(nóng)作物根系吸收且易在體內(nèi)積累，直接影響作物的生長和發(fā)育，造成農(nóng)作物減產(chǎn) 及品質(zhì)的下降。Cd在植物中的大量積累也會通過食物鏈危及人類健康。同時，鎘污染也影 響了農(nóng)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。近年來，我國部分城市已經(jīng)發(fā)展成為蔬菜出口的主要 城市，但由于環(huán)境的惡化，國外綠色壁壘的增多及人們對蔬菜綠色生產(chǎn)要求的提高，使我國 蔬菜產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)減少蔬菜作物鎘積累的技術(shù)或方法具 有重要的社會意義和經(jīng)濟價值。
[0003] 目前，降低在鎘污染土壤上種植的蔬菜作物中鎘含量的方法主要為：1、工程措施， 如客土、換土、翻土、去表土等方法。該方法雖然可以使土壤表層鎘污染大幅降低，蔬菜鎘殘 留量下降，但該方法投資大，易導(dǎo)致土壤肥力下降，甚至產(chǎn)生二次污染。2、化學(xué)措施，如施用 一些改良劑或抑制劑來降低土壤鎘的有效性。最為常見的有石灰、膨潤土、沸石等無機或有 機改良劑。然而，該方法易改變土壤原有的理化性質(zhì)，無機改良劑成本相對較高，有機改良 劑隨著自身礦化分解也可能導(dǎo)致被吸附鎘的重新釋放。3、生物修復(fù)，如利用一些超積累植 物在鎘污染農(nóng)田上種植，以去除土壤中的鎘。該方法雖然無二次污染，但見效慢，周期長。
[0004] 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，以增產(chǎn)為目的，氮肥的施用是必然的。然而，在鎘污染土壤上 普見施用大量的氮肥（如使用率極高的復(fù)合肥），作物的產(chǎn)量仍然較低，并且作物各部位鎘 的含量也較高。
[0005] 目前，緩釋氮肥因其較高的氮肥利用效率，在市場上很受歡迎。
[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：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(chǎn)量不會明顯下降，又能大幅度降低植物對Cd的吸收。但是 該專利還告知了如果分3次施肥，雖然水稻產(chǎn)量會增高，但籽粒Cd含量也會增高，容易超過 國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因此不推薦使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用 方法，采用本發(fā)明的方法能降低蔬菜作物體內(nèi)的鎘含量。
[0008] 本發(fā)明提出在鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物時，將市面常售的速效氮肥（如銨態(tài)氮 月巴、硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥和尿素）制作成相應(yīng)的緩釋形態(tài)后再應(yīng)用或直接使用緩釋型氮 月巴，能顯著減緩鎘毒的危害，并降低作物體內(nèi)的鎘含量。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施 用方法：在鎘污染農(nóng)田中使用緩釋型氮肥。
[0010] 作為本發(fā)明的適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法的改進：緩釋型氮肥 的總施氮量以純N計為120?240kg/hm2, S卩，同目前常規(guī)的速效氮肥的用量。
[0011] 備注說明：
[0012] 對于鎘輕度污染土壤（即，我國土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，鎘含量為0. 20?0. 60mg/ kg)、鎘中度污染土壤（即，我國土壤環(huán)境質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)，鎘含量為0. 60?I. Omg/kg)、對于 鎘重度污染土壤（即，超過我國土壤環(huán)境質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)，鎘含量>1. 〇mg/kg)，緩釋型氮肥均 適用上述用量。
[0013] 作為本發(fā)明的適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法的進一步改進：所述 緩釋型氮肥為直接通過市購的方式獲得的緩釋型氮肥，或者按照以下方法制備而得：將緩 釋包衣樹脂與速效氮肥按照6?12:1000的重量比攪拌混合后而得。備注說明：上述攪拌 混合，無需專業(yè)設(shè)備，混勻后10分鐘后樹脂固化完畢即可。上述緩釋包衣樹脂例如可選用 鄭州染料助劑一廠生產(chǎn)的620型的緩釋包衣樹脂。
[0014] 作為本發(fā)明的適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法的進一步改進：速效 氮肥為銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥或尿素。
[0015] 備注說明：
[0016] 銨態(tài)氮肥例如為硫酸銨、碳酸銨、氯化銨等；
[0017] 硝銨復(fù)合肥例如為硝酸銨、硫酸銨與硝酸鈉復(fù)合肥（按N量計算，為1:1)、氯化銨 和硝酸鉀復(fù)合肥（按N量計算，為1:1);
[0018] 硝態(tài)氮肥例如為硝酸鈉、硝酸鉀；
[0019] 上述內(nèi)容均屬于常規(guī)技術(shù)。
[0020] 本發(fā)明的具體效果如下：
[0021] 1)、當(dāng)?shù)蕿殇@態(tài)氮肥（速效）時，制作成緩釋形態(tài)后，可使鎘污染農(nóng)田的蔬菜作 物的產(chǎn)量增50-320%，鎘含量降低40-60%，鎘耐受系數(shù)提高50-230% ;
[0022] 2)、當(dāng)?shù)蕿橄蹁@復(fù)合肥（速效）時，制作成緩釋形態(tài)后，可使鎘污染農(nóng)田的蔬菜 作物的產(chǎn)量增加40-110%，鎘含量降低50-60%，鎘耐受系數(shù)提高35-70% ;
[0023] 3)、當(dāng)?shù)蕿橄鯌B(tài)氮肥（速效）時，制作成緩釋形態(tài)后，可使鎘污染農(nóng)田的蔬菜作 物的產(chǎn)量增加5-20 %，鎘含量降低20-60 %，鎘耐受系數(shù)提高5-20 %。
[0024] 4)、當(dāng)?shù)蕿槟蛩兀ㄋ傩Вr，制作成緩釋形態(tài)后，可使鎘污染農(nóng)田的蔬菜作物的 產(chǎn)量增加50-230 %，鎘含量降低50-60 %，鎘耐受系數(shù)提高50-240 %。
[0025] 發(fā)明人在大量實驗的基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn)：將市面上常售的速效氮肥（如銨態(tài)氮肥、 硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥和尿素）制作成緩釋形態(tài)后再施用，能有效減少作物對鎘的吸收、提 高作物抗鎘毒產(chǎn)生的氧化脅迫能力，緩解土壤鎘污染對作物的毒害，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。
[0026] 且，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)緩釋形態(tài)氮肥對于鎘污染農(nóng)田作物生產(chǎn)的促進效應(yīng)并不全歸因于 氮肥損失的減少，而是緩釋形態(tài)可以改變速效氮肥在鎘污染農(nóng)田使用的弊端為更主要的原 因。如銨態(tài)氮肥和尿素易降低土壤PH，加劇作物鎘脅迫的發(fā)生；又如硝態(tài)氮進入土壤后雖 然不易引起土壤酸化，但硝態(tài)氮能促進與鎘共運進入植物體內(nèi)，增加土壤鎘的毒性。因此， 將常規(guī)施用的速效肥改成緩釋形態(tài)施用后，可很大程度上避免銨和尿素類氮肥引起的土壤 酸化及硝態(tài)氮肥促進的鎘共運等問題。本發(fā)明提出的氮肥施用方法，有望為今后鎘污染農(nóng) 田的氮肥管理提供新的技術(shù)指導(dǎo)。
[0027] 綜上所述，本發(fā)明將目前市面上常售的速效氮肥（如銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù) 合肥和尿素）改成緩釋形態(tài)后再施用，可很大程度上避免銨和尿素類氮肥引起的土壤酸化 及硝態(tài)氮肥促進的鎘共運等問題，從而有效減緩?fù)寥梨k對作物的毒害，提高蔬菜產(chǎn)量，并且 降低作物體內(nèi)鎘的含量，阻控鎘進入食物鏈。采用本發(fā)明的方法可使鎘污染農(nóng)田的蔬菜作 物（如小白菜）產(chǎn)量顯著增加，鎘含量明顯降低，鎘耐受系數(shù)顯著提高。

【具體實施方式】
[0028] 以下實施例中：銨態(tài)氮肥選用硫酸銨；硝銨復(fù)合肥為硫酸銨與硝酸鈉復(fù)合肥（按N 量計算，為1:1);硝態(tài)氮肥為硝酸鈉。
[0029] 實施例1、
[0030] 在市售的速效氮肥（銨態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥、硝態(tài)氮肥或尿素）中加入市售緩釋包 衣樹脂，按緩釋包衣樹脂：氮肥為12:1000的重量比攪拌混合，無需專業(yè)設(shè)備，混勻后IOmin 后樹脂固化完畢即可；從而獲得緩釋形態(tài)的氮素基肥。
[0031] 在含鎘5mg/kg的土壤中進行實驗，每個試驗區(qū)為lm2,各自混入一種速效態(tài)或緩釋 形態(tài)的氮素基肥，用量為每公頃240kg N(氮）的氮肥，即Im2面積時氮肥的用量為含有24g N (氮）的氮肥。每個試驗設(shè)置3個重復(fù)，因此共設(shè)定24個試驗區(qū)；
[0032] 每個試驗區(qū)均分別進行如下操作：按照常規(guī)方式將肥料與土壤充分混勻（即，進 行施肥）；澆水至田間持水量的60-70%，移栽3-4片真葉的小白菜幼苗9株于土壤中，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(nèi)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(nèi)的鎘含量（原子吸收法測定）。 〇(1耐受指數(shù)（11 &1)按6丨11(2011)的方法計算：1'1&1((%)=51^1^^：(1污染土壤中植物組 織平均干重/Omg kg4Cd 土壤中植物組織平均干重X 100。
[0033] 備注：Gill S S，Khan N A, Tuteja N. Differential cadmium stress tolerance in five Indian mustard(Brassica juncea L. )cultivars: an evaluation of the role of antioxidant machinery[J]. Plant Signaling and Behavior, 2011，6(2):293-300。
[0034] 地上部鮮重、葉片鎘含量、Cd耐受指數(shù)（TIcd)的結(jié)果見以下表格：
[0035] 表1、當(dāng)施用銨態(tài)氮肥時
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，其特征是：在鎘污染農(nóng)田中使用緩 釋型氮肥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，其特征是： 緩釋型氮肥的總施氮量以純N計為120?240kg/hm2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，其特征 是：所述緩釋型氮肥為直接通過市購的方式獲得的緩釋型氮肥，或者按照以下方法制備而 得：將緩釋包衣樹脂與速效氮肥按照6?12:1000的重量比攪拌混合后而得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，其特征是： 所述速效氮肥為銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥或尿素。
【文檔編號】A01C21/00GK104488430SQ201410751275
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】都韶婷, 金崇偉, 劉越, 張鵬, 張然然 申請人:浙江工商大學(xué)