本發(fā)明為一種降低重度汞污染稻田中水稻籽粒汞含量的氮肥施用方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染防治技術(shù)。
背景技術(shù)：
在中國的工業(yè)區(qū)及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，隨著人口的增加、工業(yè)的發(fā)展及農(nóng)用化學(xué)品的大量使用，農(nóng)田土壤的重金屬污染日益嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，全國受重金屬污染的農(nóng)業(yè)土地面積約有2500萬公頃，每年被重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬噸。農(nóng)業(yè)部環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)對全國24省、市320個嚴(yán)重污染區(qū)8223萬畝土地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大田類農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)田污染超標(biāo)面積約占污染農(nóng)田面積的20％，其中80％的土壤和農(nóng)作物污染超標(biāo)是由于重金屬污染。
我國是世界上汞(Hg)污染嚴(yán)重的國家之一，特別在工業(yè)發(fā)達(dá)、人口密集的城市及周邊地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年產(chǎn)生污染環(huán)境的Hg達(dá)1.9×108kg，被Hg污染的耕地面積有3.2×104hm2，問題十分嚴(yán)重。據(jù)研究，在蘇南一些地區(qū)，土壤Hg污染比較嚴(yán)重，表層土壤Hg含量達(dá)到背景值的10倍以上，而且垂直剖面分布明顯，說明工業(yè)化進(jìn)程中污染物的輸入是土壤Hg積累的主導(dǎo)因素。根據(jù)江蘇省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心對全省蔬菜地土壤重金屬污染狀況進(jìn)行抽樣檢測，蘇南地區(qū)蔬菜地重金屬污染情況較嚴(yán)重。依據(jù)我國無公害農(nóng)產(chǎn)品及綠色食品認(rèn)證工作重點(diǎn)監(jiān)測的5種重金屬，有54.8％的蔬菜地綜合污染指數(shù)大于1，且Hg和鎘的分擔(dān)率較高。江蘇省2006年被取消的6個無公害農(nóng)產(chǎn)品中，有4個是因?yàn)橥寥繦g含量超標(biāo)所致。
汞是地球上對環(huán)境影響大、對生物有嚴(yán)重毒性的環(huán)境污染物。更為重要的是，Hg及其化合物無論是在好氧還是在厭氧條件下，都可以經(jīng)微生物的作用，轉(zhuǎn)變成毒性更強(qiáng)的甲基汞或二甲基汞。Hg的有機(jī)化合物具有嚴(yán)重的神經(jīng)毒性，經(jīng)生物富集和食物鏈放大后將產(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果。自1956年日本的“水俁病”事件以來，受到Hg污染的自然環(huán)境向人類發(fā)出的警示不斷增加，Hg在土壤--植物系統(tǒng)和陸生食物鏈中的傳遞速度不斷加快，Hg污染問題引起了人們的廣泛關(guān)注和重視。Hg已被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)、世界衛(wèi)生組織(WHO)、國際糧農(nóng)組織(FAO)及很多國家政府列為優(yōu)先控制的環(huán)境污染物。因此，Hg在土壤-農(nóng)作物-人類系統(tǒng)中的移動和累積受到高度關(guān)注。
在土壤汞污染地區(qū)，水稻籽粒中的汞含量不但會受到土壤汞污染狀況及水稻品種的影響，還會受到栽培技術(shù)的影響。在水稻生長過程中，施肥、水分管理等農(nóng)藝措施會改變土壤的理化狀況和水稻的生長狀況，因而會改變土壤中汞的存在狀態(tài)和對植物的有效性，影響水稻對汞的吸收及分配。不同的稻田施氮量和施用方法對汞在水稻植株中的吸收和遷移會有不同的影響。但關(guān)于氮肥的施用水平及施用時期對水稻籽粒汞含量的影響方面，還非常缺乏研究。
本發(fā)明在申請人多年研究的基礎(chǔ)上，公開了一種降低重度汞污染稻田中水稻籽粒汞含量的氮肥施用方法，能大幅度降低水稻籽粒的汞含量，而水稻產(chǎn)量沒有明顯下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種降低重度汞污染稻田中水稻籽粒汞含量的氮肥施用方法，可以大幅度降低重度汞污染稻田中水稻籽粒的汞含量，而水稻產(chǎn)量沒有明顯下降。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種降低重度汞污染稻田中水稻籽粒汞含量的氮肥施用方法，其特征是：在重度汞污染稻田中(土壤Hg濃度為2mg/kg，達(dá)到國家限定標(biāo)準(zhǔn)的4倍)，總施氮量為225kg/hm2(中施氮水平，以純N計(jì))，分三次施用，分別在水稻栽秧前3天(基肥)施總施氮量的1/2，在栽秧后30天(分蘗肥)、抽穗前5天(粒肥)各施總施氮量的1/4。
在施氮前先將稻田灌薄層水(約3cm)，將氮肥均勻撒施到稻田中，讓水層自然落干后再灌水。
本發(fā)明的有益效果是：在稻田重度汞污染地區(qū)實(shí)施后，可以大幅度降低水稻籽粒的汞含量，水稻產(chǎn)量沒有明顯下降。與水稻實(shí)際生產(chǎn)中常用的高水平、分二次施用的氮肥施用方法(總施氮量為300kg/hm2，基肥、分蘗肥各施總施氮量的1/2)相比，水稻籽粒的汞含量下降幅度大(秈稻下降56.76％，粳稻下降51.72％)，而水稻產(chǎn)量沒有明顯下降(秈稻僅下降2.62％，粳稻僅下降3.10％)。在稻田重度汞污染地區(qū)(土壤Hg濃度為2mg/kg，達(dá)到國家限定標(biāo)準(zhǔn)的4倍)，通過該申請專利技術(shù)方案的實(shí)施，可以使水稻籽粒的汞含量大幅度下降，能將水稻籽粒的汞含量控制在國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值(0.02mg/kg，GB2762-2012)以下，可以消除水稻汞污染對人體健康的威脅。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：一種降低重度汞污染稻田中水稻籽粒汞含量的氮肥施用方法，在整個水稻生產(chǎn)周期內(nèi)，總施氮量為225kg/hm2(中施氮水平，以純N計(jì))，折合每畝15kg。分3次施用，分別在水稻栽秧前3天(基肥)施總施氮量的1/2，在栽秧后30天(分蘗肥)、抽穗前5天(粒肥)各施總施氮量的1/4。由于不同氮肥品種的含N量有差異，施氮時要根據(jù)具體肥料品種的含N量計(jì)算出具體施肥量。
在施氮前先將稻田灌薄層水(約3cm)，將氮肥均勻撒施到稻田中，讓水層自然落干后再灌水，水層落干前不要排水。
下面通過列表的方式進(jìn)一步證明本實(shí)施例可以大幅度降低重度汞污染稻田中水稻籽粒的汞含量，而水稻產(chǎn)量沒有明顯下降。表中數(shù)據(jù)是在土壤Hg含量為2mg/kg、達(dá)到國家限定標(biāo)準(zhǔn)的4倍(重度污染程度)條件下獲得的，其它管理措施按水稻生產(chǎn)常規(guī)進(jìn)行。
表1稻田不同施氮方法下水稻籽粒汞含量比較(單位：mg/kg)
注：稻田施氮時期代碼
A：作為基肥一次性施用。
B：分二次施用，分別在水稻栽秧前3天(基肥)和栽秧后30天(分蘗肥)各施總施氮量的1/2。
C：分三次施肥，即分別在水稻栽秧前3天(基肥)施總施氮量的1/2，在栽秧后30天(分蘗肥)、抽穗前5天(粒肥)各施總施氮量的1/4。
表2稻田不同施氮用方法下的水稻產(chǎn)量比較(單位：kg/hm2)
從施氮水平和施氮時期兩個方面，對表1和表2進(jìn)行分析可見：
(1)從施氮水平分析
在不同的施氮水平下，水稻籽粒的汞含量和水稻產(chǎn)量有不同的變化。就水稻籽粒的汞含量而言，高施氮水平下水稻籽粒的汞含量最高，中施氮水平與低施氮水平的水稻籽粒汞含量相當(dāng)；就水稻產(chǎn)量而言，不同的施氮水平下的順序?yàn)椋焊呤┑?gt;中施氮水平>低施氮水平，但高施氮水平與中施氮水平間差異幅度小，而中施氮水平與低施氮水平間差異幅度大。
(2)從施氮時期分析
在不同的施氮時期中，水稻籽粒汞含量的順序?yàn)椋悍侄问┑?gt;一次性施氮>分三次施氮。而且，分三次施氮的水稻產(chǎn)量也最高。
綜合施氮水平和施氮時期對水稻籽粒汞含量及水稻產(chǎn)量的影響，選擇中施氮水平、分三次施用的施氮方法，既能大幅度降低水稻籽粒的汞含量，水稻產(chǎn)量也沒有明顯下降。