一种南方地质高背景区优质水稻种植方法与流程

1.本发明涉及水稻种植技术领域，尤其涉及一种南方地质高背景区优质水稻种植方法。


背景技术：

2.我国南方地区土壤中镉、铅、锌、铜、砷等重金属背景值远高于全国土壤背景值。同时南方热带亚热带地区高温多雨、湿热同季的气候特点，导致了土壤高度风化，形成了结构性能差、酸性强、养分含量低的砖红壤、赤红壤、红壤等土壤类型。土壤这些特性使重金属元素得以释放并富集在土壤中，酸性的条件也为重金属活化提供了有利条件，因此南方地质高背景区土壤重金属超标率高且生物有效性高、养分含量低作物产量偏低。
3.水稻是我国重要的粮食作物，其种植面积高达297万hm2，主要种植区域位于我国南方地区。但水稻属于易富集重金属的作物，特别是镉、砷等有毒重金属元素。这些有毒重金属是水稻非必需营养元素，土壤重金属的超标一方面导致水稻生长受抑制、产量下降，另一方面使得稻米重金属含量超标，经过生物富集放大效应，严重威胁居民膳食安全。因此，针对南方地质高背景区水稻种植系统，有效阻控水稻对重金属的吸收富集，同时提高水稻对养分的吸收利用是实现稻米安全、优质生产的重要途径。
4.目前针对水稻重金属阻控的措施有两种途径：一是从降低土壤重金属活性的角度，利用化学生物等方法改变重金属在土壤中的赋存状态以降低其活性，最终阻控重金属进入作物系统；二是从作物生理角度，通过根际调控、叶面阻控或品种替代种植的方式，降低作物可食部位重金属的积累量，使其低于安全标准的最大限量值，从而保证作物的安全生产。
5.第一类技术包括原位钝化修复技术、土壤调理技术等。原位钝化修复技术应用较为广泛，常用的钝化材料较多，包括含磷材料、黏土矿物、硅钙材料、金属氧化物、生物炭、有机肥等。具有代表性的土壤调理技术是施用石灰，石灰能够显著提升土壤ph值，从而降低重金属活性，但对于不同土壤类型石灰施用量需得当，一般砂土比黏土少施、红壤比黄壤少施、水田比旱地少施。钝化修复技术和土壤调理技术应用效果受土壤特性影响较大，然而土壤环境复杂，影响重金属活性的因素多，往往单一的修复剂效果有限。
6.第二类技术包括根际调控、叶面阻隔、品种调整等措施。通过根际营养元素与重金属离子之间的竞争关系来抑制根系吸收过多的重金属离子，是控制其进入植物体内的有效手段，但土壤矿物元素含量差异较大，根际调控所用的矿物元素种类和比例需根据当地土壤类型调整。叶面喷施硅、硒、锌等微量元素肥料可降低水稻对重金属的富集，但作物生育期是影响该技术应用效果的关键因素。有研究认为水稻吸收镉的关键时期是分蘖期和成熟期，但也有研究认为抽穗期和灌浆期是籽粒积累镉的主要生育期，应当在这两个时期喷施叶面肥。该技术的应用效果跟水稻品种及生长发育规律有关。因此，实施该项技术需掌握水稻品种对镉的富集规律和合适的喷施时间，进行精准施肥阻控。品种调整主要是利用低积累品种替代种植，降低重金属通过作物可食部位进入食物链的风险。
7.可见，每一种措施可在一定程度上降低水稻对重金属的富集，但往往单一措施应用效果有限，且这些技术在应用上存在地域性限制。然而，目前针对南方地质高背景区水稻重金属阻控、质量提升的综合性集成技术尚未见报道。
8.因此，本发明旨在从品种调整、土壤调理、作物施肥管理等角度，采取匹配南方地质高背景土壤和作物区域特征的集成技术，达到阻隔土壤重金属迁移、改善土壤结构、提高土壤养分供给，阻隔水稻重金属吸收富集、提升水稻营养元素和品质，最终实现南方地质高背景区安全优质水稻生产的目的。


技术实现要素：

9.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种南方地质高背景区优质水稻种植方法。
10.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
11.一种南方地质高背景区优质水稻种植方法，包括以下步骤：
12.s1：低积累品种选择：选择当地审定过、适种、重金属低积累、抗逆性强、品质优良、高产量的水稻品种；
13.s2：耕地施用调理剂：耕种前，对稻田进行充分翻耕，翻耕一遍后晒田，随后施入有机
‑
无机复合土壤调理剂，再次翻耕，至混合均匀后淹水保持一周；
14.s3：施基肥：在淹水一周后，均匀撒施基肥；
15.s4：施返青肥：插秧后一周左右，施入返青肥；
16.s5：施叶面肥：在分蘖盛期、齐穗期喷施硅肥；
17.s6：水分管理：从抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态。
18.优选的，s1中重金属的低积累为作物的吸收或运输到可食部位的重金属含量低，明显低于食品卫生标准(gb 2762 2017)。
19.优选的，s2中，耕种前，平整土地，深耕翻土，翻耕深度20
‑
40cm，使整个地块充分翻耕均匀，清除杂草，进行晒田2
‑
3天，消灭病菌和虫卵。
20.优选的，s2中，在充分翻耕均匀一遍并晒田后，灌水保持土壤湿润，施入有机
‑
无机复合土壤调理剂，施用量根据污染轻重程度调整为150
‑
600kg/亩，并再次进行翻耕，使土壤调理剂与土壤充分混匀。
21.优选的，s2中有机
‑
无机复合土壤调理剂采用有机物和无机物复合配置而成，有机物包括蚯蚓粪、生物炭、腐植质中的一种，无机物包括磷基材料、铁基材料、石灰中的一种。
22.优选的，s3中，基肥为尿素、钙镁磷肥、硫酸钾肥、硅肥，施肥量为尿素10
‑
15kg/亩，钙镁磷肥40
‑
50kg/亩，硫酸钾肥7.5
‑
10kg/亩，硅肥10
‑
20kg/亩。
23.优选的，s4中，返青肥包括尿素、硅锌肥、微生物菌肥，施入量为尿素10
‑
15斤/亩，硅锌肥1
‑
2kg/亩、微生物菌肥250
‑
500g/亩；施用方法为尿素和硅锌肥撒施，微生物菌肥需兑水后灌施。
24.优选的，s5中，在水稻分蘖盛期、齐穗期喷硅肥，硅肥施用量为500ml/亩，施用面积≤10亩时，硅肥兑水50
‑
100倍后人工喷施，施用面积＞10亩时，则硅肥兑水5
‑
10倍后无人机喷施，喷施时间为无风无雨的清晨或傍晚时刻，喷施至叶面滴液为止。
25.优选的，s2中淹水一周，水深3
‑
5cm，s6中抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状
态，水层3
‑
5cm深。
26.本发明的有益效果是：
27.本发明提出的一种南方地质高背景区优质水稻种植方法，从水稻品种选择、土壤调理、精准施肥和水分管理几个方面，结合地质高背景土壤特性和南方气候条件，给出了低积累品种阻隔、土壤调理、生理阻隔、水分调控等技术的具体参数，规范了南方地质高背景区优质水稻种植方法。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.实施例1中
30.一种南方地质高背景区优质水稻种植方法，包括以下步骤：
31.s1：低积累品种选择：选择当地审定过、适种、重金属低积累、抗逆性强、品质优良、高产量的水稻品种，作物的吸收或运输到可食部位的重金属含量低，明显低于食品卫生标准(gb 2762 2017)，实例中所选择的品种为泰优390；
32.s2：耕地施用调理剂：耕种前，平整土地，深耕翻土，翻耕深度20cm，使整个地块充分翻耕均匀，清除杂草，进行晒田2天，消灭病菌和虫卵，在充分翻耕均匀一遍并晒田后，灌水保持土壤湿润，施入蚯蚓粪和零价铁复合配置的土壤调理剂，施用量根据污染轻重程度调整为150kg/亩，并再次进行翻耕，使土壤调理剂与土壤充分混匀，并淹水保持一周，水层4cm深；
33.s3：施基肥：在淹水一周后，均匀撒施基肥，基肥为尿素、钙镁磷肥、硫酸钾肥、硅肥，施肥量为尿素10kg/亩，钙镁磷肥40kg/亩，硫酸钾肥7.5kg/亩，硅肥10kg/亩；
34.s4：施返青肥：插秧后一周左右，施入返青肥，返青肥包括尿素、硅锌肥、微生物菌肥，施入量为尿素10斤/亩，硅锌肥1kg/亩、微生物菌肥250g/亩；施用方法为尿素和硅锌肥撒施，微生物菌肥需兑水后灌施；
35.s5：施叶面肥：在水稻分蘖盛期、齐穗期喷施硅肥，，施用量为500ml/亩，10亩以内施用兑水50倍后人工喷施，10亩以上施用则兑水5倍后无人机喷施，喷施时间为无风无雨的清晨或傍晚时刻，喷施至叶面滴液为止；
36.s6：水分管理：从抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态，其中抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态，水层4cm深。
37.实施例2中
38.一种南方地质高背景区优质水稻种植方法，包括以下步骤：
39.s1：低积累品种选择：选择当地审定过、适种、重金属低积累、抗逆性强、品质优良、高产量的水稻品种，作物的吸收或运输到可食部位的重金属含量低，明显低于食品卫生标准(gb 2762 2017)，实例中所选择的品种为长两优051；
40.s2：耕地施用调理剂：耕种前，平整土地，深耕翻土，翻耕深度30cm，使整个地块充分翻耕均匀，清除杂草，进行晒田2.5天，消灭病菌和虫卵，在充分翻耕均匀一遍并晒田后，灌水保持土壤湿润，施入生物炭和磷矿粉复合配置的土壤调理剂，施用量根据污染轻重程度调整为300kg/亩，并再次进行翻耕，使土壤调理剂与土壤充分混匀，并淹水保持一周，水
层4cm深；
41.s3：施基肥：在淹水一周后，均匀撒施基肥，基肥为尿素、钙镁磷肥、硫酸钾肥、硅肥，施肥量为尿素12kg/亩，钙镁磷肥45kg/亩，硫酸钾肥8kg/亩，硅肥15kg/亩；
42.s4：施返青肥：插秧后一周左右，施入返青肥，返青肥包括尿素、硅锌肥、微生物菌肥，施入量为尿素12斤/亩，硅锌肥1.5kg/亩、微生物菌肥350g/亩；施用方法为尿素和硅锌肥撒施，微生物菌肥需兑水后灌施；
43.s5：施叶面肥：在水稻分蘖盛期、齐穗期喷施硅肥，施用量为500ml/亩，10亩以内施用兑水80倍后人工喷施，10亩以上施用则兑水7倍后无人机喷施，喷施时间为无风无雨的清晨或傍晚时刻，喷施至叶面滴液为止；
44.s6：水分管理：从抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态，其中抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态，水层4cm深。
45.实施例3中
46.一种南方地质高背景区优质水稻种植方法，包括以下步骤：
47.s1：低积累品种选择：选择当地审定过、适种、重金属低积累、抗逆性强、品质优良、高产量的水稻品种，作物的吸收或运输到可食部位的重金属含量低，明显低于食品卫生标准(gb 2762 2017)，实例中所选择的品种为株两优168；
48.s2：耕地施用调理剂：耕种前，平整土地，深耕翻土，翻耕深度40cm，使整个地块充分翻耕均匀，清除杂草，进行晒田3天，消灭病菌和虫卵，在充分翻耕均匀一遍并晒田后，灌水保持土壤湿润，施入铁基生物炭土壤调理剂，施用量根据污染轻重程度调整为600kg/亩，并再次进行翻耕，使土壤调理剂与土壤充分混匀，并淹水保持一周，水层4cm深；
49.s3：施基肥：在淹水一周后，均匀撒施基肥，基肥为尿素、钙镁磷肥、硫酸钾肥、硅肥，施肥量为尿素15kg/亩，钙镁磷肥50kg/亩，硫酸钾肥10kg/亩，硅肥20kg/亩；
50.s4：施返青肥：插秧后一周左右，施入返青肥，返青肥包括尿素、硅锌肥、微生物菌肥，施入量为尿素15斤/亩，硅锌肥2kg/亩、微生物菌肥500g/亩；施用方法为尿素和硅锌肥撒施，微生物菌肥需兑水后灌施；
51.s5：施叶面肥：在水稻分蘖盛期、齐穗期喷施硅肥，施用量为500ml/亩，10亩以内施用兑水100倍后人工喷施，10亩以上施用则兑水10倍后无人机喷施，喷施时间为无风无雨的清晨或傍晚时刻，喷施至叶面滴液为止；
52.s6：水分管理：从抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态，其中抽穗中后期至成熟前期保持田间淹水状态，水层4cm深。
53.对照为当地常规种植方式，基肥使用npk三元复合肥，其n：p2o5：k2o＝15:13:12，按照40kg/亩施用，于分蘖期施用尿素10kg/亩。试验田水分按照常规管理操作，即幼苗移栽后水田保持湿润，灌浆期后晒田。
54.在同一南方地质高背景区按照对照、实施例1、实施例2以及实施例3的四种方式进行种植，且均种植5亩，其中对照例水稻品种为泰优390，对种植后的水稻进行收获检测，如表1：
[0055][0056]
表1
[0057]
本发明提出的一种南方地质高背景区优质水稻种植方法，从水稻品种选择、土壤调理、精准施肥和水分管理几个方面，结合地质高背景土壤特性和南方气候条件，给出了低积累品种阻隔、土壤调理、生理阻隔、水分调控等技术的具体参数，规范了南方地质高背景区优质水稻种植方法。
[0058]
首先，通过低积累品种选择，从终端受体的角度降低了稻米对重金属的富集，降低了膳食重金属污染风险。
[0059]
其二，通过种植前施入有机
‑
无机复合调理剂，钝化重金属活性、改善土壤结构、提升土壤ph、钝化重金属活性，增加土壤养分供给能力，综合改善土壤质量，为优质水稻安全提供了基本条件。
[0060]
其三，通过基肥、返青肥、叶面肥的精准控施，确保水稻全生育期的基本养分需求和重金属的有效生理阻隔：其中基肥钙镁磷肥除了正常提供水稻基础养分外，其中的钙磷可同时与重金属离子发生沉淀反应或竞争运输通道而降低水稻根系对重金属的吸收；返青肥尿素、硅锌肥和微生物菌肥促进了根系的生长，同时阻碍重金属进入根系；在重金属转运的关键生育期喷施叶面硅肥，有效阻碍了水稻体内重金属向籽粒的转运。
[0061]
其四，通过合理的水分管理，协同降低水稻重金属的吸收：耕种前的田块泡水一周，使得土壤调理剂与重金属充分反应，确保了秧苗移栽时的土壤重金属活性低的状态；而后期的抽穗后期至成熟前期的淹水，则为水稻生长提供持续的厌氧环境，促进厌氧菌与fe、s氧化还原反应进程，增强了对重金属固定效应。
[0062]
根据表1可知，采用实施例1
‑
3的种植方法，大大降低了当地水稻重金属富集，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(gb2762
‑
2017)对应元素的限量值，同时明显提高了水稻产量和营养品质，在南方地质高背景区具有较大的推广价值。
[0063]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。