CN112845575A - 一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法 - Google Patents

一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，包括如下步骤：整地灌水与间作条带设置；小麦条带施肥播种；小麦条带田间管理；伴矿景天条带施肥栽植；伴矿景天刈割拔除回收与小麦收获。本发明实现了边生产管理边修复防治，既能够促进小麦生长，又能够钝化固定小麦条带土壤镉锌且降低小麦籽粒镉锌污染元素含量，同时还能够活化伴矿景天条带土壤镉锌，促进伴矿景天对重金属镉锌污染小麦农田土壤的修复。本发明小麦与伴矿景天条带间作种植与肥料调控修复镉锌污染农田土壤方法，具有简单易行、易于推广的特点，在镉锌污染小麦种植区大面积推广应用具有显著的经济、生态和社会效益。

Description

一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复 方法
技术领域
本发明涉及重金属污染土壤的治理技术领域，具体涉及方法一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法。
背景技术
随着工业化和经济的快速发展，近年来环境污染问题日趋严重，尤其是土壤重金属污染愈发突出。根据环保部2014年发布的全国土壤污染状况调查公报，目前我国重金属污染农田约占耕地面积的20％，全国土壤总的点位超标率为16.1％，其中重金属镉、锌污染的点位超标率分别已达7.0％、0.9％，土壤镉、锌污染已成为农田生态环境最为严重的重金属污染问题之一。镉不是作物生长发育的必需金属元素，但可被吸收并在作物体内积累，不仅影响作物生长，导致作物产量和质量下降，而且其作物可食部分通过食物链进入人体。镉进入人体后会影响钙吸收导致骨质疏松，引发“骨痛病”，还对人体的心、肾、肝、脾等脏器造成慢性损伤，严重的会导致高血压、心脏病、肺癌和肾癌以及母婴相关疾病和新生儿异常等疾病。锌是作物和人体必需的微量元素，也是环境污染元素，缺锌和锌过量均会抑制酶活性、降低抗逆性和免疫力，造成代谢紊乱、生长发育受阻，并发生一系列的病变与疾病，对作物和人体健康造成严重危害。
小麦是重要的粮食作物，但是近年来镉小麦等受重金属镉污染的粮食作物在全国多个省份均有发现，其中小麦籽粒镉超标最高达到12.8倍，以至于镉暴露人群中出现了不同程度的慢性镉中毒现象。锌污染会对导致小麦营养失衡、生长发育受阻，锌在小麦体内过量积累、产生毒性并进入食物链危害人体健康。因此，治理与修复农田重金属镉锌污染、降低农田土壤和小麦籽粒中镉锌含量、提高小麦籽粒产量和品质是保障重金属镉锌污染农田生态环境与粮食安全的必要途径和措施。
目前农田重金属污染土壤修复的方法主要有两种技术方法，其一为物理与化学修复方法，主要包括客土法、淋洗法、电化学方法、离子交换法、原位钝化固定法等，这些方法存在技术难度大、成本高、工程量大且易于造成二次污染和土壤结构破坏等问题。其二为生物学方修复法，主要包括植物修复法、微生物降解法等，其中微生物降解法主要是针对有机物污染物，对绝大多数重金属污染的修复效果较差；而植物修复法主要通过污染重金属积累或超积累植物对土壤中的重金属进行吸收提取、转化固定等起到修复污染土壤的效果。虽然植物修复法存在引种困难、生物量低、周期长、受气候环境条件限制等缺点。但也存在成本低廉、高效环保、不存在二次污染以及培育土壤结构和培肥地力等优点，因此，国内外普遍认为，植物修复法是一种原位绿色的修复技术，尤其和施肥等农艺措施相结合，既能进行植物修复又能进行物理化学修复，也即物理化学与植物的联合修复，实现既能显著修复农田镉锌污染，又能有效提高小麦产量、降低小麦籽粒镉锌污染元素含量，还能培肥土壤，这是现实可行的农田重金属污染修复技术。
伴矿景天(Sedum plumbizincicola)是一种多年生肉质草本、重金属镉锌超富集植物，不仅可以在镉锌污染土壤上生长，而且地上部能够积累大量的镉锌，可用于原位修复重金属镉锌污染土壤。农田施肥、播种、灌溉等都是重要的农艺管理措施，尤其是施肥和播种，通过优化调控施肥和播种，在镉锌污染小麦农田不仅可以达到培肥地力、提高小麦产量，还能够有效钝化固定重金属、降低其活性，减少小麦对重金属的吸收和积累、降低小麦籽粒重金属污染元素的含量，同时还能修复农田土壤重金属污染。
随着人口的快速增长和城镇化进程的加速，人地和人粮矛盾日益突出，为了保障国家粮食安全和可持续发展，在有限的人均耕地资源的条件下，采取边生产、边管理、边修复的防治方法成为目前符合我国国情、势在必行的重金属污染农田安全使用的技术途径。因此，在镉锌污染农田小麦生产过程中，需要一种植物与农艺相结合的修复技术方法，达到既修复土壤重金属镉锌污染，又能保障粮食生产安全的目的。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法。在镉锌污染农田小麦生产过程中，实行小麦与伴矿景天条带间作与肥料调控的边生产管理边修复防治，可以有效降低土壤和小麦籽粒重金属镉锌含量，促进小麦生长且提高产量，达到既修复土壤重金属镉锌污染，又能保障粮食生产安全的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，包括如下步骤：
(1)整地灌水与间作条带设置：前茬玉米秸秆还田后旋耕、平整畦田并按照每1～2个小麦播幅宽度设为小麦条带用地，小麦条带用地相邻的1个小麦播幅宽度或适当宽度设为伴矿景天条带用地，随后进行农田灌水；
(2)小麦条带施肥播种：农田灌水5～7天后，在小麦条带用地撒施基肥；随后旋耕两遍，把肥料混入耕层土壤；10月1日～10月25日，在小麦条带用地进行小麦播种，并预留伴矿景天条带用地；
(3)小麦条带田间管理：小麦越冬期、返青拔节期、扬花灌浆期，小麦条带用地视气候和土壤墒情进行灌水，并于返青拔节期追施化肥；防虫除草喷洒药剂仅在小麦条带用地于小麦2叶期喷洒，并控制喷头防止喷洒到伴矿景天条带用地；
(4)伴矿景天条带施肥栽植：小麦返青拔节期，伴矿景天条带预留用地进行灌水，5～7天后撒施基肥并旋耕两遍土肥混合；然后在伴矿景天育苗苗圃选择长势一致的伴矿景天枝条移栽扦插至田间伴矿景天条带用地；
(5)伴矿景天刈割拔除回收与小麦收获：在小麦扬花灌浆期，伴矿景天条带视气候、土壤墒情和伴矿景天长势进行灌水，如果伴矿景天长势过旺，为防止影响小麦生长，进行部分或全部刈割；如果伴矿景天长势不影响小麦生长，则在小麦成熟收获前全部拔除伴矿景天；刈割和拔除的伴矿景天进行集中焚烧回收处理；伴矿景天全部拔除后再进行小麦统一收获。
优选的，步骤(1)中，小麦条带与伴矿景天条带为相邻间作设置，农田灌水量为900～1500m3/hm2。
优选的，步骤(2)中，所述基肥包括腐熟有机肥和化肥；所述腐熟有机肥的用量为1500～3000kg/hm2；所述化肥包括树脂包膜控释尿素或尿素、钙镁磷肥、硫酸钾，所述化肥的用量分别为以N计105～150kg/hm2、以P2O5计70～100kg/hm2、以K2O计35～50kg/hm2；如果基肥中的N仅由尿素提供则需配施肥料增效剂：硝化抑制剂和脲酶抑制剂。
更为优选的，所述树脂包膜控释尿素的控释期3个月，N的质量分数为36％；所述尿素中N的质量分数为46％；所述钙镁磷肥中P2O5的质量分数为18％，CaO的质量分数为45％，SiO2的质量分数为20％，MgO的质量分数为12％；所述硫酸钾中K2O的质量分数为50％。
更为优选的，所述硝化抑制剂为双氰胺或3,4-二甲基吡唑磷酸盐，用量分别为尿素用量的0.5％、0.9％；所述脲酶抑制为剂正丁基硫代磷酰三胺或正丙基硫代磷酰三胺，用量均为尿素用量的0.4％。
优选的，步骤(3)中，灌水量为900～1500m3/hm2；追施化肥包括树脂包膜控释尿素或尿素、钙镁磷肥、硫酸钾；用量分别为以N计105～150kg/hm2、以P2O5计70～100kg/hm2、以K2O计35～50kg/hm2；如果追肥中的N仅由尿素提供则不再配施硝化抑制剂和脲酶抑制剂。
优选的，步骤(4)中，在小麦返青拔节期，伴矿景天条带预留用地灌水900～1500m3/hm2；刈割留茬高度为3～5cm。
优选的，步骤(4)中，伴矿景天条带预留用地撒施基肥包括腐熟有机肥和化肥；所述腐熟有机肥的用量为1500～3000kg/hm2；所述化肥包括树脂包膜控释尿素或尿素、钙镁磷肥、硫酸钾，所述化肥的用量分别以N计105～150kg/hm2、以P2O5计70～100kg/hm2、以K2O计35～50kg/hm2。
优选的，步骤(4)中，伴矿景天枝条移栽扦插的株距和行距为15～25cm，每幅伴矿景天条带两侧外缘伴矿景天种植行与每幅小麦条带两侧外缘小麦播种行的间距为15～25cm。
本发明的第二方面，提供镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法在修复土壤镉锌污染中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明能够边生产管理边修复防治，既能够培肥土壤、促进小麦生长、提高小麦产量，又能够降低小麦籽粒镉锌污染元素的含量，同时还能够有效利用伴矿景天修复防治重金属镉锌污染小麦农田土壤。
(2)与传统物理化学方法相比，本发明采用伴矿景天条带与小麦条带所施的肥料种类进行调控修复，有效钝化固定小麦条带土壤重金属镉锌、活化伴矿景天条带土壤重金属镉锌，既能够有效促进小麦与伴矿景天的生长，又能切实降低小麦条带土壤重金属活性且提高伴矿景天条带土壤重金属活性，从而降低小麦植株且提高伴矿景天植株镉锌含量，达到有效提高农田土壤肥力水平、同时又有效修复伴矿景天条带土壤镉锌污染的效果。
(3)本发明采用的小麦与伴矿景天条带间作种植模式，这种模式的小麦条带与伴矿景天条带适宜的条带间距和条带幅宽不仅有利于小麦和伴矿景天各自集中田间种植、管理和收获，而且有利于小麦与伴矿景天生长；不仅便于镉锌污染农田小麦条带和伴矿景天条带在不同种植季节条带式轮换修复防治整块农田土壤，而且能最大限度地扩大修复防治镉锌污染农田面积，提高整块农田的修复防治效率。
(4)本发明镉锌污染农田土壤的小麦与伴矿景天条带间作种植和肥料调控修复模式，具有简单易行、易于推广的特点，在镉锌污染小麦种植区大面积推广应用具有显著的经济、生态和社会效益。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
术语说明：本发明中的腐熟有机肥为符合国家行业标准《NY 525-2012有机肥料》的有机肥料。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例
(1)整地灌水与间作条带设置：前茬玉米秸秆还田后旋耕、平整畦田并按照每1～2个小麦播幅宽度为小麦条带用地，小麦条带用地相邻的1个小麦播幅宽度或适当宽度为伴矿景天条带用地，小麦条带与伴矿景天条带进行相邻间作设置，随后农田灌水900～1500m3/hm2。
(2)小麦条带施肥播种：农田灌水后5～7天，在小麦条带用地每公顷撒施腐熟有机肥1500～3000kg和化肥纯N 105～150kg、P2O5 70～100kg、K2O 35～50kg作为基肥；小麦条带用地所施化肥由树脂包膜控释尿素(N 36％，控释期3个月)或尿素(N 46％)、钙镁磷肥(P2O5 18％-CaO 45％-SiO2 20％-MgO 12％)、硫酸钾(K2O 50％)提供；如果小麦基施氮肥仅由尿素提供则需配施肥料增效剂硝化抑制剂双氰胺(DCD)或3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)用量分别为尿素(酰胺态氮含量46％)用量的0.5％、0.9％，和脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)或正丙基硫代磷酰三胺(NPPT)用量均为尿素(酰胺态氮含量46％)用量的0.4％；施肥后旋耕两遍，把肥料混入耕层土壤；10月1日～10月25日，在小麦条带用地进行小麦播种，并预留伴矿景天条带用地。
(3)小麦条带田间管理：小麦越冬期、返青拔节期、扬花灌浆期，小麦条带视气候和土壤墒情进行灌水900～1500m3/hm2；小麦返青拔节期，灌水前撒施或随水冲施或灌水后采用追肥机每公顷追施化肥纯N 105～150kg、P2O5 70～100kg、K2O 35～50kg，化肥由树脂包膜控释尿素(N 36％，控释期3个月)或尿素(N 46％)、钙镁磷肥(P2O5 18％-CaO45％-SiO220％-MgO 12％)、硫酸钾(K2O 50％)提供；如果追施氮肥仅由尿素提供不再配施硝化抑制剂和脲酶抑制剂；防虫除草喷洒药剂仅在小麦条带于小麦2叶期左右喷洒，并控制喷头防止喷洒到伴矿景天条带。
(4)伴矿景天条带施肥栽植：在小麦返青拔节期，伴矿景天条带预留用地灌水900～1500m3/hm2，灌水5～7天后，每公顷撒施腐熟有机肥1500～3000kg和化肥纯N 105～150kg、P2O5 70～100kg、K2O 35～50kg作为基肥，化肥由树脂包膜控释尿素(N 36％，控释期3个月)或尿素(N 46％)、过磷酸钙(P2O5 12～18％)、硫酸钾(K2O 50％)提供，随后旋耕两遍土肥混合；然后在伴矿景天育苗苗圃选择长势一致的伴矿景天枝条移栽扦插至田间伴矿景天条带预留用地，伴矿景天枝条移栽扦插的株距和行距为15～25cm，每幅伴矿景天条带两侧外缘伴矿景天种植行与每幅小麦条带两侧外缘小麦播种行的间距为15～25cm。
(5)伴矿景天刈割拔除回收与小麦收获：在小麦扬花期，伴矿景天条带视气候、土壤墒情和伴矿景天长势进行灌水，如果伴矿景天长势过旺，为防止影响小麦生长，必须进行部分或全部刈割，刈割留茬高度为3～5cm；如果伴矿景天长势不影响小麦生长，则在小麦成熟收获前全部拔除伴矿景天；刈割和拔除的伴矿景天进行集中焚烧回收处理；伴矿景天全部拔除后再进行小麦统一收获。
试验例
试验地块：某一镉锌污染的农田，该地区属于温带大陆性季风气候，年平均气温13.1℃，年平均降水量为578.4mm，全年日照时数约为2576h。土壤的理化性质为：土壤pH为8.02，土壤全氮含量为1.51g/kg，土壤有机质含量为17.25g/kg，土壤有效磷含量为18.58mg/kg，土壤速效钾含量为247.18mg/kg，土壤全镉含量为1.26mg/kg，土壤全锌含量为907.73mg/kg。
根据《GB 15618-2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》规定，试验地块土壤全镉含量高于风险筛选值0.8mg/kg(pH＞7.5)，而低于风险管控值4.0mg/kg(pH＞7.5)，存在食用农产品不符合质量安全标准的风险，可以采用农艺调控等安全利用措施进行修复利用。根据《HJ/T 332-2006食用农产品产地环境质量评价标准》规定，试验地块土壤的全锌含量超出了土壤环境质量评价指标限值300mg/kg(pH＞7.5)，也需要进行修复。
本试验例田块共设6个处理，分别为对照处理1(CK1，小麦单作磷肥施用钙镁磷肥)、对照处理2(CK2，小麦单作磷肥施用过磷酸钙)、试验处理1(SP1，小麦条带与伴矿景天条带间作间距15cm，小麦条带磷肥施用钙镁磷肥)、试验处理2(SP2，小麦条带与伴矿景天条带间作间距25cm，小麦条带磷肥施用钙镁磷肥)、试验处理3(SP3，小麦条带与伴矿景天条带间作间距50cm，小麦条带磷肥施用钙镁磷肥)、试验处理4(SP4，小麦条带与伴矿景天条带间作间距25cm，小麦条带磷肥施用过磷酸钙)；伴矿景天条带磷肥均施用过磷酸钙；所有处理的氮肥和钾肥施用种类和施用量均相同。
(1)整地灌水与间作条带设置：前茬玉米秸秆还田后旋耕、平整畦田，设置小麦单作区和条带间作区，小麦单作区仅播种小麦，条带间作区按照每1个小麦播幅宽度设置为小麦条带用地，小麦条带相邻区域设置为伴矿景天条带用地；小麦播幅宽度均为150cm，在每两个小麦条带用地之间预留150cm、170cm、220cm、170cm宽度分别作为SP1、SP2、SP3、SP4处理的伴矿景天条带预留用地，随后农田灌水1500m3/hm2。
(2)小麦条带施肥播种：农田灌水5～7天后，在小麦条带用地每公顷撒施腐熟有机肥3000kg和化肥纯N 150kg、P2O5 100kg、K2O 50kg作为基肥；CK1、SP1、SP2、SP3处理所施化肥由尿素(N 46％)、钙镁磷肥(P2O5 18％-CaO 45％-SiO2 20％-MgO 12％)、硫酸钾(K2O50％)提供，配施肥料增效剂硝化抑制剂双氰胺(DCD)为尿素(酰胺态氮含量46％)用量的0.5％，和脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)为尿素(酰胺态氮含量46％)用量的0.4％；CK2、SP4处理所施化肥中磷肥由过磷酸钙(P2O5 18％)提供，氮肥和钾肥及配施增效剂与其他处理相同；施肥后旋耕两遍，把肥料混入耕层土壤；选用小麦品种(Triticumaestivum L.)济麦22，播量为262.5kg/hm2，在10月25日采用小麦播种机按照1个播幅宽度150cm在小麦条带内播种小麦，小麦播深5cm、行距25cm，每个小麦播幅共6行小麦，并预留伴矿景天条带用地。
(3)小麦条带田间管理：小麦越冬期、返青拔节期、扬花灌浆期，小麦条带均灌水1500m3/hm2；小麦返青拔节期，灌水后能进地时采用追肥机每公顷追施化肥纯N 150kg、P2O5100kg、K2O 50kg，CK1、SP1、SP2、SP3处理所施化肥由尿素(N 46％)、钙镁磷肥(P2O5 18％-CaO 45％-SiO2 20％-MgO 12％)、硫酸钾(K2O 50％)提供，CK2、SP4处理所施磷肥由过磷酸钙(P2O5 18％)提供，氮肥和钾肥及配施增效剂与其他处理相同；除草剂采用苯磺隆和二甲四氯于小麦2叶期左右进行，且仅在小麦条带喷洒，并控制喷头防止喷洒到伴矿景天条带。
(4)伴矿景天条带施肥栽植：在小麦返青拔节期，伴矿景天条带预留用地灌水900～1500m3/hm2，灌水5～7天后能进地时，每公顷撒施腐熟有机肥3000kg和化肥纯N 150kg、P2O5 100kg、K2O 50kg作为基肥，化肥由尿素(N 46％)、过磷酸钙(P2O5 18％)、硫酸钾(K2O50％)提供，随后旋耕两遍土肥混合；然后在伴矿景天育苗苗圃选择长势一致的伴矿景天枝条移栽扦插至田间伴矿景天条带预留用地，伴矿景天枝条移栽扦插的株距和行距为15cm，所有间作处理均栽植8行伴矿景天形成伴矿景天条带，对应每个试验处理每幅伴矿景天条带两侧外缘伴矿景天种植行与每幅小麦条带两侧外缘小麦播种行的间距分别为15cm、25cm、50cm、25cm。
(5)伴矿景天拔除回收与小麦收获：在小麦成熟收获前全部拔除伴矿景天；拔除的伴矿景天进行集中焚烧回收处理；伴矿景天全部拔除后再进行小麦统一收获。
(6)分别对试验例不同处理伴矿景天植株、小麦地上部的生物量与产量及其根区土壤镉锌浓度、去除率进行调查采样和检测，结果如表1、2、3、4所示。
表1不同处理伴矿景天植株和小麦地上部生物量及小麦秸秆量与籽粒产量(干重，t/hm2)
Figure BDA0002887433960000081
表1表明，与小麦单作相比，小麦与伴矿景天条带间作能够有效促进小麦生长，提高小麦地上部生物量、秸秆量和籽粒产量；不同条带间作处理对伴矿景天植株生物量的影响无显著差异；伴矿景天条带与小麦条带间作间距15cm的处理SP1和25cm的处理SP2、SP4显著优于条带间作间距50cm的处理SP3，分别高出2.19％、4.56％、0.56％；SP1和SP2处理的小麦秸秆量显著高于SP3和SP4处理；与SP3处理相比，SP1、SP2、SP3处理小麦籽粒产量分别高出3.35％、6.18％、1.50％；小麦条带磷肥施用钙镁磷肥的肥料调控处理SP1、SP2的小麦地上部生物量、秸秆量和籽粒产量均显著高于小麦条带磷肥施用过磷酸钙的SP4处理，其中SP2处理显著最高。
因此，在提高小麦地上部生物量、秸秆量和籽粒产量方面，伴矿景天条带和小麦条带间作间距15cm和25cm且小麦条带磷肥施用钙镁磷肥的处理均优于间作间距50cm和磷肥施用过磷酸钙的处理。
表2不同处理伴矿景天植株和伴矿景天条带两侧相邻小麦行籽粒与秸秆镉锌浓度(mg/kg)
Figure BDA0002887433960000082
Figure BDA0002887433960000091
表2表明，与小麦单作相比，小麦与伴矿景天条带间作SP1、SP2、SP3处理均能够有效降低小麦籽粒和秸秆镉锌浓度，且根据《GB2762-2017食品中污染物限量标准》，其小麦籽粒中镉浓度均低于食品中镉的安全限量标准0.1mg/kg；与SP3处理相比，SP1处理伴矿景天植株镉锌浓度分别高出10.04％、5.17％，SP2处理伴矿景天植株镉锌浓度分别高出13.45％、5.13％，SP1与SP2处理均能有效提高伴矿景天植株镉锌浓度；与SP3处理相比，SP1处理小麦籽粒与秸秆镉锌浓度分别降低了-33.41％、-15.65％与-23.33％、-10.77％，SP2处理小麦籽粒与秸秆镉锌浓度分别降低了-21.26％、-13.20％与-15.32％、-15.62％。
相同小麦与伴矿景天条带间作间距25cm条件下，小麦条带磷肥施用钙镁磷肥的SP2处理虽然在提高伴矿景天植株镉锌浓度方面显著低于小麦条带施用过磷酸钙的SP4处理，但能够显著降低小麦籽粒和秸秆镉锌浓度。
因此，综合提高伴矿景天植株和降低小麦籽粒与秸秆镉锌浓度修复效应，小麦与伴矿景天条带间作间距15cm和25cm且小麦条带施用钙镁磷肥的处理效果显著最优。
表3不同处理伴矿景天根区和伴矿景天条带两侧相邻小麦行根区土壤镉锌浓度(mg/kg)
Figure BDA0002887433960000092
表3表明，SP1、SP2处理伴矿景天根区土壤镉锌浓度显著低于SP3和SP4处理，且SP2处理伴矿景天根区土壤镉锌浓度显著最低；SP1和SP2处理小麦根区土壤镉锌浓度显著高于SP3和SP4处理，且SP2处理小麦根区土壤锌浓度显著最高，SP4处理小麦根区土壤镉锌浓度显著低于其他处理。
因此，小麦条带与伴矿景天条带间距15cm和25cm且小麦条带磷肥施用钙镁磷肥的处理显著有利于降低伴矿景天根区土壤镉锌浓度，且有利于钝化固定小麦根区土壤镉锌而不被小麦吸收。
表4不同处理伴矿景天植株和伴矿景天条带两侧相邻小麦根区土壤镉锌去除率(％)
Figure BDA0002887433960000093
Figure BDA0002887433960000101
表4表明，SP1、SP2处理伴矿景天根区土壤镉锌去除率显著高于SP3和SP4处理，且SP2处理显著最高，比SP1、SP3、SP4处理分别高出68.63％与9.13％、101.29％与41.39％、132.23％与47.15％，SP3和SP4处理土壤锌去除率均较低，而SP4处理土壤镉去除率显著最低；SP1、SP2处理小麦根区土壤镉锌去除率显著低于SP3和SP4处理，而SP4处理小麦根区土壤镉锌去除率均最高。因此，小麦条带与伴矿景天条带间距15cm和25cm且小麦条带磷肥施用钙镁磷肥的处理显著有利于提高伴矿景天根区土壤镉锌的去除率，而显著降低了小麦根区土壤镉锌的去除率。
小麦与伴矿景天条带间距为15cm、25cm且小麦条带磷肥施用钙镁磷肥与伴矿景天条带施用过磷酸钙的条带间作与肥料调控种植模式具有促进小麦生长，有效提高伴矿景天植株与小麦生物量、小麦秸秆量和籽粒产量，明显提高伴矿景天植株镉锌浓度而降低小麦秸秆和籽粒镉锌浓度，显著降低伴矿景天根区土壤镉锌浓度而钝化固定小麦根区土壤镉锌，有效提高伴矿景天根区土壤镉锌去除率且降低小麦根区土壤镉锌去除率等良好的修复效果，能够作为边生产管理边修复防治小麦农田镉锌污染的有效条带间作种植与肥料调控方法，可在镉锌污染农田区域进行大面积地推广应用。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)整地灌水与间作条带设置：前茬玉米秸秆还田后旋耕、平整畦田并按照每1～2个小麦播幅宽度设为小麦条带用地，小麦条带用地相邻的1个小麦播幅宽度或适当宽度设为伴矿景天条带用地，随后进行农田灌水；
(2)小麦条带施肥播种：农田灌水5～7天后，在小麦条带用地撒施基肥；随后旋耕两遍，把肥料混入耕层土壤；10月1日～10月25日，在小麦条带用地进行小麦播种，并预留伴矿景天条带用地；
(3)小麦条带田间管理：小麦越冬期、返青拔节期、扬花灌浆期，小麦条带用地视气候和土壤墒情进行灌水，并于返青拔节期追施化肥；防虫除草喷洒药剂仅在小麦条带用地于小麦2叶期喷洒，并控制喷头防止喷洒到伴矿景天条带用地；
(4)伴矿景天条带施肥栽植：小麦返青拔节期，伴矿景天条带用地进行灌水，5～7天后撒施基肥并旋耕两遍土肥混合；然后在伴矿景天育苗苗圃选择长势一致的伴矿景天枝条移栽扦插至田间伴矿景天条带用地；
(5)伴矿景天刈割拔除回收与小麦收获：在小麦扬花灌浆期，伴矿景天条带视气候、土壤墒情和伴矿景天长势进行灌水，如果伴矿景天长势过旺，为防止影响小麦生长，进行部分或全部刈割；如果伴矿景天长势不影响小麦生长，则在小麦成熟收获前全部拔除伴矿景天；刈割和拔除的伴矿景天进行集中焚烧回收处理；伴矿景天全部拔除后再进行小麦统一收获。
2.根据权利要求1所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，步骤(1)中，小麦条带与伴矿景天条带为相邻间作设置，农田灌水量为900～1500m3/hm2。
3.根据权利要求1所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，步骤(2)中和步骤(4)中，所述基肥均包括腐熟有机肥和化肥；所述腐熟有机肥的用量为1500～3000kg/hm2；所述化肥包括树脂包膜控释尿素或尿素、钙镁磷肥、硫酸钾，所述化肥的用量分别为以N计105～150kg/hm2、以P2O5计70～100kg/hm2、以K2O计35～50kg/hm2；如果基肥中的N仅由尿素提供则需配施肥料增效剂：硝化抑制剂和脲酶抑制剂。
4.根据权利要求3所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，所述树脂包膜控释尿素的控释期3个月，N的质量分数为36％；所述尿素中N的质量分数为46％；所述钙镁磷肥中P2O5的质量分数为18％，CaO的质量分数为45％，SiO2的质量分数为20％，MgO的质量分数为12％；所述硫酸钾中K2O的质量分数为50％。
5.根据权利要求3或4所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，所述硝化抑制剂为双氰胺或3,4-二甲基吡唑磷酸盐，用量分别为尿素用量的0.5％、0.9％；所述脲酶抑制为剂正丁基硫代磷酰三胺或正丙基硫代磷酰三胺，用量均为尿素用量的0.4％。
6.根据权利要求1所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，步骤(3)中，灌水量为900～1500m3/hm2；追施化肥包括树脂包膜控释尿素或尿素、钙镁磷肥、硫酸钾；用量分别为：以N计105～150kg/hm2、以P2O5计70～100kg/hm2、以K2O计35～50kg/hm2；如果追肥中的N仅由尿素提供则不再配施硝化抑制剂和脲酶抑制剂。
7.根据权利要求1所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在，步骤(4)中，伴矿景天条带预留用地灌水900～1500m3/hm2；伴矿景天刈割的留茬高度为3～5cm。
8.根据权利要求1所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法，其特征在于，步骤(4)中，伴矿景天枝条移栽扦插的株距和行距为15～25cm，每幅伴矿景天条带两侧外缘伴矿景天种植行与每幅小麦条带两侧外缘小麦播种行的间距为15～25cm。
9.权利要求1～8中任一项所述的镉锌污染小麦农田伴矿景天条带间作与肥料调控的修复方法在修复土壤镉锌污染中的应用。
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