本发明涉及土壤修复,具体涉及一种油-稻-稻轮作修复镉污染农田的方法。
背景技术:
1、我国耕地土壤污染面积约8000万亩,其中,轻中度污染程度的安全利用类耕地面积占比约90%,主要污染物为镉、砷等重金属,其中又以镉污染最为严重。我国耕地土壤重金属污染防治已成为亟须解决的重大环境问题之一。
2、因我国人均耕地资源有限,受污染耕地仍承担作物生产的重任,这就要求治理技术选择需在不改变土壤用途和较小影响农作物产出的前提下进行,做到边生产边修复。当前已发展出以传统作物和超(高)富集植物(作物)间套作为主的修复技术。现阶段研究较多的镉超富集植物包括伴矿景天、东南景天和龙葵等,而这些植物生长缓慢、一定程度上影响农作物绝对产量,更重要的是难以在水田应用。也出现了一些稻田间作修复技术,如水稻与田菁等高富集水生或湿生植物间作,但水田间作往往实际操作复杂,且难以机械化生产,增加了农户的负担,难以大面积推广。
3、轮作方式是另一类研究较多的边生产边修复技术。油菜是我国冬春季主要的油料作物,可利用冬闲田进行作物生产,且已发现部分油菜品种茎秆能够累积大量镉且生物量较高,而籽粒镉含量很低。水稻是我国的主要粮食作物,易于吸收累积镉。初步研究发现,结合活化剂和钝化剂等联合调控的稻油轮作模式可实现水稻安全生产和一定效率的土壤修复。如中国发明专利cn 110238175a公开了一种利用油菜-中稻轮作修复镉污染农田土壤的方法,但该方法也存在修复效率低、经济效益低、调控措施应用成本高等局限。
4、当前,农田土壤修复技术更趋向于回归农业生产本身,通过种子、农业投入品以及农艺等新的方法进行组合尝试以达到污染耕地高效安全利用和高效修复的双重目标。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足,本发明的目的在于提供一种油-稻-稻轮作修复镉污染农田的方法。旨在提高农田利用效率基础上,既能实现三季作物的稳产增产且籽粒中的镉含量符合国家标准,又能够确保中轻度镉污染农田的高效修复,为我国大面积污染耕地可持续安全利用提供实用性解决方案。
2、为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
3、提供一种油-稻-稻轮作修复镉污染农田的方法,包括以下步骤:
4、s1.在第一年度10月中旬,对待修复的镉污染农田进行表土翻耕,基施复合肥和硼砂,播种高富集早熟油菜,进行栽培管护;
5、s2.在第二年度4月中旬,收获油菜,移除秸秆,淹水并旋耕翻地,将镉低积累早稻秧苗移栽插秧,进行栽培管护;
6、s3.在第二年度7月上旬,收获早稻,移除秸秆,施加碱性富硅复配肥替代底肥,淹水并旋耕翻地,将镉低积累晚稻秧苗移栽插秧,进行栽培管护。
7、s4.晚稻成熟后,收获晚稻,移除水稻秸秆。
8、优选地,步骤s1中,复合肥施用量为35~40kg/亩;
9、优选地,复合肥中各有效成分比例为n:p2o5:k2o=15:15:15;
10、优选地,硼砂施用量为2.0~2.5kg/亩,硼砂有效硼≥20%;
11、优选地,高富集早熟油菜品种为早杂8号、阳光972和渝油61的一种或几种;
12、优选地,早熟油菜种子的直播密度为300~400g/亩。
13、油菜品种为前期筛选的生育期较短且茎秆镉高富集的油菜品种,其生育期在170~180d之间,按照当地常规栽培方式管护,因加倍施加硼砂可进一步促进油菜增产和秸秆生长,促进油菜对土壤镉的提取,镉移除量达55~65g/公顷,其产量可达350~430斤/亩。
14、优选地,步骤s2中,镉低积累早稻品种为株两优729、晶两优534、中安2号、中安7号和湘早籼45的一种或几种,为前期通过大量试验筛选出的籽粒镉含量较当地主栽品种降低超过50%的品种;
15、优选地,早稻秧苗插秧密度为20000~25000穴/亩,行距20厘米,株距13.3~16.7厘米;
16、早稻品种为前期筛选获得的籽粒镉低积累的水稻品种,按照当地常规栽培方式管护,再结合油菜的后茬效应,其籽粒镉含量符合食品安全标准限值,其产量可达520~583公斤/亩。
17、优选地,步骤s3中,碱性富硅复配肥施加量为175kg/亩,替代基施复合肥;
18、优选地,碱性富硅复配肥由以下重量百分比的原料复配而成:尿素(总氮≥46%)10%~15%、钙镁磷肥(p2o5≥18%)20%~25%、碳酸钾(≥99%)10%、硅硒矿粉(sio2≥57.02%,cao≈25.03%,se≈0.03%)55%~60%。
19、优选地,镉低积累晚稻品种为玖两优玉占、深优957、安两优2号和西子3号的一种或几种,为前期通过大量试验筛选出的籽粒镉含量较当地主栽品种降低超过50%的品种;
20、优选地,晚稻秧苗插秧密度为16000~20000穴/亩,行距20厘米,株距16.7~20厘米;
21、晚稻品种为前期筛选获得的籽粒镉低积累的水稻品种,按照当地常规栽培方式管护,碱性富硅复配肥可起到增产降镉作用,其籽粒镉含量符合食品安全标准限值,其产量可达520~650公斤/亩。
22、本发明的有益效果为:
23、(1)本发明采用筛选获得的镉高富集早熟油菜品种、镉低积累早稻和镉低积累晚稻品种,成功构建了“油稻稻”三熟制高效修复模式,显著提高了油菜、水稻等作物的净修复率,进一步提高了镉污染耕地的修复效果。
24、(2)本发明利用油菜茎秆高富集籽粒低积累特性,并应用籽粒镉低积累的早稻和晚稻品种,配合油菜的后茬效应和碱性富硅复配肥的调控作用,保障了油菜和水稻的达标生产,真正实现了镉污染农田“边高效安全生产边高效修复”的目标。
25、(3)本发明中各技术措施回归农业生产本身,通过种子、农业投入品以及农艺等方法进行组合尝试,具有操作简单、较小增加农业生产成本、农民接受度高等优点,实现了镉污染农田高效修复和高收益的统一,是一种可推广的实用技术。
1.一种油-稻-稻轮作修复镉污染农田的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,复合肥施用量为35~40kg/亩,复合肥中各有效成分比例为n:p2o5:k2o=15:15:15;硼砂施用量为2.0~2.5kg/亩,硼砂有效硼≥20%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,高富集早熟油菜品种为早杂8号、阳光972和渝油61的一种或几种;早熟油菜种子的直播密度为300~400g/亩,进行常规栽培管护。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s2中,镉低积累早稻品种为株两优729、晶两优534、中安2号、中安7号和湘早籼45的一种或几种;早稻秧苗插秧密度为20000~25000穴/亩,行距20厘米,株距13.3~16.7厘米,按常规方式管护。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3中,碱性富硅复配肥施加量为175kg/亩,其由以下重量百分比的原料复配而成:总氮≥46%的尿素10%~15%、p2o5≥18%的钙镁磷肥20%~25%、纯度≥99%碳酸钾10%、sio2≥57.02%,cao≈25.03%,se≈0.03%的硅硒矿粉55%~60%。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3中,镉低积累晚稻品种为玖两优玉占、深优957、安两优2号和西子3号的一种或几种;晚稻秧苗插秧密度为16000~20000穴/亩,行距20厘米,株距16.7~20厘米,按常规方式管护。