CN105123191B - 一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农作物种植领域，具体涉及一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法。该方法要解决的是现有技术公开的方法并不能用于在中轻度铜、镉、铅、砷、铬污染的农田中安全种植双季稻的技术问题。该方法根据不同pH条件的土壤施用不同种类的钝化剂，优选复配钝化剂，结合水稻品种筛选和水肥调控管理技术，使得种植出的双季稻的稻米中铜、镉、铅、砷、铬的含量均符合国家食品安全标准GB 2762‑2012、安全可靠，能够可持续、且有效地在中轻度铜、镉、铅、砷、铬污染的农田中进行双季稻的生产。该方法生态环保、经济有效、成本低廉，具有极高的普适性，适合大规模的推广使用。

Description

一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法
技术领域
本发明属于农作物种植领域，具体涉及一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法。
背景技术
根据《2014年全国土壤污染公报》的报道，全国土壤总的点位超标率为16.1％，其中耕地土壤点位超标率高达19.4％。全国土壤总的超标率为16.1％，污染类型以无机型污染为主，有机型污染次之，复合型污染所占比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％，主要无机污染物包括镉、铜、铅、铬、锌、镍等重金属元素以及砷元素。全国遭受不同程度重金属及砷污染的耕地近2000万公顷，约占总耕地面积的1/6，每年因重金属及砷污染导致的粮食减产超过1000万吨，被重金属及砷污染的粮食多达1200万吨，合计经济损失超过200亿元。
农田土壤环境中重金属及砷含量和有效态含量呈不断升高趋势，已经威胁到我国粮食安全问题。2002年农业部稻米及制品质量监督检验测试中心对全国市场稻米进行抽样检测，其中镉超标率达10.3％；2008年南京农业大学潘根兴教授从江西、湖南、广东等省农贸市场随机取样63份，结果发现60％以上大米镉含量超过国家标准。
水稻是我国重要的粮食作物，其中双季稻栽培是主要的种植制度之一。我国双季稻种植区域主要分布于华南地区，包括江西、湖南、广东、广西、福建、江苏等省份，该区域雨量充沛、高温高湿，土壤多偏酸性，区域内土壤一旦被重金属污染，重金属极易活化转移到作物体内。随着矿山开采和矿冶活动开展以及工业污染加剧，我国双季稻种植区粮食安全问题越来越受到关注。现有的水稻品种，特别是杂交稻品种易吸收重金属元素，污染土壤的双季稻种植技术缺乏，粮食安全难以得到保障。
硕士学位论文《重金属低累积水稻品种筛选及稻田化学改良技术研究》公开了一种水稻品种筛选和稻田改良技术，通过在湘南某矿区污染水稻田种植33个水稻品种，筛选对重金属具有低累积性且抗性就好的水稻品种；同时向污染稻田使用组配改良剂，分析组配改良剂对土壤、水稻生长及水稻植株中重金属吸收积累的影响。然而，该研究实验条件为尾矿坝倒塌造成的重度污染土壤，土壤环境特殊性较强，不具有普适性；而且该研究针对单季稻种植制度，由于单季稻与双季稻的田间水热条件、管理方法差异较大，在我国以双季稻为主的水稻主产区不具有推广应用价值。
同时，实验结果证明，采用《重金属低累积水稻品种筛选及稻田化学改良技术研究》中的实验条件和技术种植出的水稻的稻米未到达到国家食品安全标准GB 2762-2012。
发明内容
为此，本发明提出一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法，所述农田的土壤pH<7，所述污染包括由铜和/或镉和/或铅和/或砷和/或铬造成的污染，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的铜和/或镉和/或铅和/或砷和/或铬的含量，筛选出籽粒中铜和/或镉和/或铅和/或砷和/或铬富积度相对低的双季稻品种；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，至少一次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，所述钝化剂选自石灰、磷灰石、硅藻土、粉煤灰、赤泥、沸石中的至少一种；
(3)水肥调控管理：根据田间土壤环境状况和土壤所含重金属的种类，调控土壤水分、增施中微量元素肥料，所述中微量元素肥料选自钙镁磷肥、硫肥、硅肥、锌肥中的至少一种。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述钝化剂为复配钝化剂，所述复配钝化剂的组成为：石灰3～5重量份，硅藻土15～25重量份，粉煤灰10～20重量份，磷灰石50～70重量份。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，优选地，所述复配钝化剂的组成为：石灰5重量份，硅藻土20重量份，粉煤灰15重量份，磷灰石60重量份。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述步骤(2)中，
当所述农田的土壤pH<5时，所述钝化剂的施用量为1600～2000kg/亩；
当所述农田的土壤5≤pH<6时，所述钝化剂的施用量为1000～1400kg/亩；
当所述农田的土壤6≤pH<7时，所述钝化剂的施用量为600～800kg/亩。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述钝化剂为石灰，
当所述农田的土壤pH<5时，石灰的施用量为80～120kg/亩；
当所述农田的土壤5≤pH<6时，石灰的施用量为40～60kg/亩；
当所述农田的土壤6≤pH<7时，石灰的施用量为25～35kg/亩。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述钝化剂为磷灰石，
当所述农田的土壤pH<5时，磷灰石的施用量为1600～2000kg/亩；
当所述农田的土壤5≤pH<6时，磷灰石的施用量为1000～1400kg/亩；
当所述农田的土壤6≤pH<7时，磷灰石的施用量为600～800kg/亩。
优选地，所述磷灰石为羟基磷灰石。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述钝化剂为硅藻土，
当所述农田的土壤pH<5时，硅藻土的施用量为1600～2000kg/亩；
当所述农田的土壤5≤pH<6时，硅藻土的施用量为1000～1400kg/亩；
当所述农田的土壤6≤pH<7时，硅藻土的施用量为600～800kg/亩。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述钝化剂为粉煤灰，
当所述农田的土壤pH<5时，粉煤灰的施用量为1600～2000kg/亩；
当所述农田的土壤5≤pH<6时，粉煤灰的施用量为1000～1400kg/亩；
当所述农田的土壤6≤pH<7时，粉煤灰的施用量为600～800kg/亩。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述步骤(2)中，
所述钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用；或所述钝化剂分别同早稻基肥、晚稻基肥同时施入，施用量各半。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述水稻品种筛选的步骤中，
所述筛选的标准包括如下中的至少一个：(a)所述双季稻的糙米中铜和/或镉和/或铅和/或砷和/或铬的含量不超过国家标准；(b)所述双季稻植株的铜和/或镉和/或铅和/或砷和/或铬的富积系数与所述双季稻籽粒的铜和/或镉和/或铅和/或砷和/或铬的分配系数均相对小。
本发明上述在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法中，所述步骤(3)中，
所述中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥10～20kg/亩；以S含量计，硫肥1～5kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1～2kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.5～1.0kg/亩。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的在中轻度铜、镉、铅、砷、铬污染的农田中安全种植双季稻的方法，申请人发现：根据不同pH条件的土壤施用不同种类的钝化剂，优选复配钝化剂，结合水稻品种筛选和水肥调控管理技术，不仅使得种植出的双季稻的稻米中铜、镉、铅、砷、铬的含量均符合国家食品安全标准GB 2762-2012、安全可靠，能够可持续、且有效地在中轻度铜、镉、铅、砷、铬污染的农田中进行双季稻的生产。同时，该方法生态环保、经济有效、成本低廉，具有极高的普适性，适合大规模的推广使用。
具体实施方式
根据《土壤环境质量标准》GB15618-1995的规定，为保护区域自然生态，维持自然背景，土壤环境质量的限制值应达到一级标准；为保障农业生产、维护人体健康，土壤限制值应达到二级标准；为保障农林业生产和植物正常生长，土壤临界值应达到三级标准。土壤环境质量的标准值如表1所示。
表1 土壤环境质理标准值mg/kg
以下实施例中所用的钝化剂中铜、镉、铅、砷、铬的含量均符合城镇垃圾农用控制标准GB 8172-87，栽培管理按常规管理方式，土壤有效态铜、镉、铅、砷、铬含量采用TCLP试剂提取测定。
实施例1
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH6.2，镉0.54mg/kg，铅156.3mg/kg，砷12.1mg/kg，铬58.6mg/kg。根据表1中国家标准的自然背景(一级标准)，该地土壤镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，其中镉含量超过了国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，确定实验水稻为早稻株两优02和晚稻日本晴；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用，施用时避免与氮肥和磷肥混合；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰500kg、硅藻土2000kg、粉煤灰1500kg和磷灰石6000kg，施用量分别为：石灰30kg/亩，磷灰石800kg/亩，硅藻土600kg/亩，粉煤灰700kg/亩，复配钝化剂800kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为羟基磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤中重金属镉、铅含量较高，基肥补充增施磷、硫、硅等，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥10kg/亩；以S含量计，硫肥5kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.6kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例2
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH5.5，铜88.6mg/kg、镉0.42mg/kg，铅93.7mg/kg，砷12.2mg/kg，铬98.6mg/kg。根据表1中国家标准自然背景，该地土壤铜、镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，镉、铜、铅含量较高，其中镉、铜含量超过了国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在铜、镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的铜、镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中铜、镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，确定实验水稻为早稻珍汕97B和晚稻日本晴；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，两次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，钝化剂分别同早稻基肥、晚稻基肥同时施入，施用量各半；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰300kg、硅藻土1500kg、粉煤灰1000kg和磷灰石7000kg，施用量分别为：石灰50kg/亩，磷灰石1000kg/亩，硅藻土1300kg/亩，粉煤灰1200kg/亩，复配钝化剂1200kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为羟基磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤镉、铅、铜、铬含量较高，基肥需增施磷、硫、硅、钙、锌等中微量元素肥料，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥20kg/亩；以S含量计，硫肥4kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.5kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.8kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例3
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH4.5，镉0.33mg/kg，铅66.3mg/kg，砷15.6mg/kg，铬76.3mg/kg。根据表1中国家标准自然背景，该地土壤镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，其中镉含量超过国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，所述筛选的标准包括如下之一：(a)所述双季稻的糙米中镉、铅、砷、铬的含量均不超过国家标准；(b)所述双季稻植株的镉、铅、砷、铬的富积系数与所述双季稻籽粒的镉、铅、砷、铬的分配系数均相对小，确定实验水稻为早稻金优458、早稻陆两优996、早稻珍汕97B、晚稻日本晴、晚稻黄华占、晚稻淦鑫688；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，至少一次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，所述钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰400kg、硅藻土2500kg、粉煤灰2000kg和磷灰石5000kg，施用量分别为：石灰80kg/亩，磷灰石2000kg/亩，硅藻土1600kg/亩，粉煤灰1900kg/亩，复配钝化剂1800kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为羟基磷灰石。
其中，空白对照组的实验水稻为早稻金优458、早稻陆两优996、早稻珍汕97B、晚稻日本晴、晚稻黄华占、晚稻淦鑫688；石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组的实验水稻为早稻金优458和晚稻黄华占；
(3)水肥调控管理：由于土壤中重金属镉、铅、砷、铬等均存在一定累积，镉含量超标，基肥适量补充增施中微量元素肥料，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥20kg/亩；以S含量计，硫肥3kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.3kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.5kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例4
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH6.2，镉0.54mg/kg，铅156.3mg/kg，砷12.1mg/kg，铬58.6mg/kg。根据表1中国家标准的自然背景(一级标准)，该地土壤镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，其中镉含量超过了国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，确定实验水稻为早稻株两优02和晚稻日本晴；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用，施用时避免与氮肥和磷肥混合；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰500kg、硅藻土2000kg、粉煤灰1500kg和磷灰石6000kg，施用量分别为：石灰25kg/亩，磷灰石600kg/亩，硅藻土800kg/亩，粉煤灰600kg/亩，复配钝化剂600kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为羟基磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤中重金属镉、铅含量较高，基肥补充增施磷、硫、硅等，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥12kg/亩；以S含量计，硫肥2kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.7kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.9kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例5
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH5.5，铜88.6mg/kg、镉0.42mg/kg，铅93.7mg/kg，砷12.2mg/kg，铬98.6mg/kg。根据表1中国家标准自然背景，该地土壤铜、镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，镉、铜、铅含量较高，其中镉、铜含量超过了国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在铜、镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的铜、镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中铜、镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，确定实验水稻为早稻珍汕97B和晚稻日本晴；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，两次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，钝化剂分别同早稻基肥、晚稻基肥同时施入，施用量各半；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰300kg、硅藻土1500kg、粉煤灰1000kg和磷灰石7000kg，施用量分别为：石灰40kg/亩，磷灰石1400kg/亩，硅藻土1000kg/亩，粉煤灰1000kg/亩，复配钝化剂1000kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为羟基磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤镉、铅、铜、铬含量较高，基肥需增施磷、硫、硅、钙、锌等中微量元素肥料，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥15kg/亩；以S含量计，硫肥1kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.8kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.7kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例6
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH4.5，镉0.33mg/kg，铅66.3mg/kg，砷15.6mg/kg，铬76.3mg/kg。根据表1中国家标准自然背景，该地土壤镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，其中镉含量超过国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，所述筛选的标准包括如下之一：(a)所述双季稻的糙米中镉、铅、砷、铬的含量均不超过国家标准；(b)所述双季稻植株的镉、铅、砷、铬的富积系数与所述双季稻籽粒的镉、铅、砷、铬的分配系数均相对小，确定实验水稻为早稻金优458、早稻陆两优996、早稻珍汕97B、晚稻日本晴、晚稻黄华占、晚稻淦鑫688；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，至少一次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，所述钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰400kg、硅藻土2500kg、粉煤灰2000kg和磷灰石5000kg，施用量分别为：石灰100kg/亩，磷灰石1600kg/亩，硅藻土2000kg/亩，粉煤灰1600kg/亩，复配钝化剂1600kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为氟磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤中重金属镉、铅、砷、铬等均存在一定累积，镉含量超标，基肥适量补充增施中微量元素肥料，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥18kg/亩；以S含量计，硫肥1kg/亩；以SiO2含量计，硅肥2kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.5kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例7
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH6.2，镉0.54mg/kg，铅156.3mg/kg，砷12.1mg/kg，铬58.6mg/kg。根据表1中国家标准的自然背景(一级标准)，该地土壤镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，其中镉含量超过了国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，确定实验水稻为早稻株两优02和晚稻日本晴；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用，施用时避免与氮肥和磷肥混合；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰500kg、硅藻土2000kg、粉煤灰1500kg和磷灰石6000kg，施用量分别为：石灰35kg/亩，磷灰石700kg/亩，硅藻土700kg/亩，粉煤灰800kg/亩，复配钝化剂700kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为氟磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤中重金属镉、铅含量较高，基肥补充增施磷、硫、硅等，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥10kg/亩；以S含量计，硫肥5kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.2kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.6kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例8
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH5.5，铜88.6mg/kg、镉0.42mg/kg，铅93.7mg/kg，砷12.2mg/kg，铬98.6mg/kg。根据表1中国家标准自然背景，该地土壤铜、镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，镉、铜、铅含量较高，其中镉、铜含量超过了国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在铜、镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的铜、镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中铜、镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，确定实验水稻为早稻珍汕97B和晚稻日本晴；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，两次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，钝化剂分别同早稻基肥、晚稻基肥同时施入，施用量各半；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰300kg、硅藻土1500kg、粉煤灰1000kg和磷灰石7000kg，施用量分别为：石灰60kg/亩，磷灰石1200kg/亩，硅藻土1400kg/亩，粉煤灰1400kg/亩，复配钝化剂1400kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为碳磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤镉、铅、铜、铬含量较高，基肥需增施磷、硫、硅、钙、锌等中微量元素肥料，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥19kg/亩；以S含量计，硫肥4kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.2kg/亩；以Zn含量计，锌肥1kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实施例9
实验选在江西省某乡镇，该地土壤pH4.5，镉0.33mg/kg，铅66.3mg/kg，砷15.6mg/kg，铬76.3mg/kg。根据表1中国家标准自然背景，该地土壤镉、铅、砷、铬均存在一定程度的累积，其中镉含量超过国家二级标准。在该农田中种植水稻，所生产的稻米存在镉、铅、砷、铬含量超标的现象。
在该农田中安全种植双季稻的方法，包括以下步骤：
(1)水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中镉、铅、砷、铬的含量，筛选出籽粒中镉、铅、砷、铬富积度相对低的双季稻品种，所述筛选的标准包括如下之一：(a)所述双季稻的糙米中镉、铅、砷、铬的含量均不超过国家标准；(b)所述双季稻植株的镉、铅、砷、铬的富积系数与所述双季稻籽粒的镉、铅、砷、铬的分配系数均相对小，确定实验水稻为早稻金优458、早稻陆两优996、早稻珍汕97B、晚稻日本晴、晚稻黄华占、晚稻淦鑫688；
(2)钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，至少一次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合，所述钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用；
按照使用钝化剂的不同，分为空白对照组(不施用钝化剂)、石灰组、硅藻土组、粉煤灰组、磷灰石组和复配钝化剂组，复配钝化剂的组成为：石灰400kg、硅藻土2500kg、粉煤灰2000kg和磷灰石5000kg，施用量分别为：石灰120kg/亩，磷灰石1800kg/亩，硅藻土1900kg/亩，粉煤灰2000kg/亩，复配钝化剂2000kg/亩；作为本发明的优选实施例，本实施例中所述磷灰石为碳磷灰石。
(3)水肥调控管理：由于土壤中重金属镉、铅、砷、铬等均存在一定累积，镉含量超标，基肥适量补充增施中微量元素肥料，中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥20kg/亩；以S含量计，硫肥3kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1.3kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.5kg/亩。
此外，保持全生育期淹水，使田间形成还原环境，降低重金属有效性。
实验例
1、实验目的
评价实施例1-3所种植出的水稻籽粒中铜、镉、铅、砷、铬的含量。
2、实验方法
用糙米铜、镉、铅、砷、铬含量表示水稻籽粒中重金属的含量。
糙米中重金属元素测定方法采用食品安全国家标准，镉、铅、砷、铬、铜的测定分别采用国家标准GB 5009.15-2014、GB5009.12-2010、GB/T 5009.11-2003、GB5009.123-2014、GB/T 5009.13-2003。
3、实验结果与分析
实施例1-3所种植出的水稻籽粒中铜、镉、铅、砷、铬的含量，实验的具体实验结果如表2、3、4和5所示。
表2实施例1中各组种植出的水稻籽粒中的镉、铅、砷、铬含量(mg/kg)
表3实施例2中各组种植出的水稻籽粒中的铜、镉、铅、砷、铬含量(mg/kg)
表4实施例3中空白对照组种植出的水稻籽粒中镉、铅、砷、铬含量(mg/kg)
表5实施例3中各组种植出的水稻籽粒中的镉、铅、砷、铬含量(mg/kg)
由表2、3和5可知：(1)与空白对照组相比，石灰组、磷灰石组、硅藻土组、粉煤灰组以及复配钝化剂组所种植出的水稻的籽粒中铜、镉、铅、砷、铬含量均显著降低；(2)与石灰组、磷灰石组、硅藻土组、粉煤灰组相比，复配钝化剂组所种植出的水稻籽粒中铜、镉、铅、砷、铬含量降低更为显著；(3)实施例1、2和3的方法种植出的双季稻的稻米中铜、镉、铅、砷、铬的含量均符合国家食品安全标准GB2762-2012。
由表4可知，通过筛选适宜的水稻品种可以降低双季稻籽粒中镉、铅、砷、铬元素的含量；其中，早稻珍汕97B、晚稻日本晴、晚稻黄华占的籽粒对镉、铅、砷、铬的吸收富积较少。
综上，本发明根据不同pH条件土壤施用不同种类的钝化剂，优选施用复配钝化剂，结合水稻品种筛选和水肥调控管理技术，不仅使得种植出的双季稻的稻米中铜、镉、铅、砷、铬的含量均符合国家食品安全标准GB2762-2012、安全可靠，能够可持续、且有效地在中轻度铜、镉、铅、砷、铬污染的农田中进行双季稻的生产。同时，该方法生态环保、经济有效、成本低廉，具有极高的普适性，适合大规模的推广使用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法，所述农田的土壤pH<7，所述污染包括由镉和铅和砷和铬和铜造成的污染，其特征在于，包括以下步骤：
（1）水稻品种筛选：在中轻度污染的农田中，通过常规栽培管理的方式种植双季稻，通过检测双季稻籽粒、秸秆、根系中的铜和镉和铅和砷和铬的含量，筛选出籽粒中铜和镉和铅和砷和铬富积度相对低的双季稻品种；
（2）钝化剂施用：在双季稻的种植过程中，至少一次撒施钝化剂，施用时避免与氮肥和磷肥混合；所述钝化剂在晚稻收获后至早稻移栽前一次性施用；或所述钝化剂分别同早稻基肥、晚稻基肥同时施入，施用量各半；所述钝化剂的组成为：石灰3~5重量份，硅藻土15~25重量份，粉煤灰10~20重量份，磷灰石50~70重量份；
其中，当所述农田的土壤pH<5时，所述钝化剂的施用量为1600~2000kg/亩；
当所述农田的土壤5≤pH<6时，所述钝化剂的施用量为1000~1400kg/亩；
当所述农田的土壤6≤pH<7时，所述钝化剂的施用量为600~800kg/亩；
（3）水肥调控管理：根据田间土壤环境状况和土壤所含重金属的种类，调控土壤水分、增施中微量元素肥料，所述中微量元素肥料的用量为：钙镁磷肥10~20kg/亩；以S含量计，硫肥1~5kg/亩；以SiO2含量计，硅肥1~2kg/亩；以Zn含量计，锌肥0.5~1.0kg/亩。
2.根据权利要求1所述的在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法，其特征在于，所述钝化剂的组成为：石灰5重量份，硅藻土20重量份，粉煤灰15重量份，磷灰石60重量份。
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