[01348441]降低蔬菜硝酸盐生物炭基钼肥的筛选与应用条件优化

1.课题来源与背景 （1）课题来源 课题类型：广东省科技计划项目,课题来源单位：广东省科学技术厅,课题名称：降低蔬菜硝酸盐生物炭基钼肥的筛选与应用条件优化,课题编号：2014A020208067。 （2）课题背景 目前我们的环境质量每况愈下,雾霾天气越来越多,越来越严重,而农业碳排放是其中一个巨大的染污源。我国是粮食生产和农业废弃物产生大国,每年产生巨量农业废弃物,这些农业废弃物的不合理利用产生了大量含碳气体,对大气造成严重污染。如果将这些农业废弃物转变为低能耗、低污染、低排放的生物碳,必然会形成一种节约型、效益型、安全型的经济模式,对环境和经济产生很大影响。同时由于广东较强酸性的土壤特性,导致土壤有效钼的严重缺乏,造成广东种植及食用量均最大的菜心等蔬菜体内硝酸盐含量严重超标,威胁人类健康。而生物炭一方面可利用其碱性提高钼的生物有效性,另一方面生物炭具有很强的吸附功能,可以有效吸附钼,一可以防止钼施入土壤后被固定而失去活性,二可以让钼缓慢释放,满足植物对钼长期的需求。 项目组前期研究发现不同来源生物炭基钼肥对蔬菜产量和硝酸盐含量的影响存在显著差异,稻草炭基钼可显著提高蔬菜产量降低硝酸盐含量,而丝瓜藤基和玉米杆基钼会导致蔬菜在苗期大量死亡。据此,本项目筛选能显著降低蔬菜硝酸盐含量的农业废弃物种类,并以其为基料研制生物炭基钼肥,优化其应用条件,对有效利用我省大量的农业废弃物,提高蔬菜产量和安全水平具有重要意义。 2.技术原理及性能指标 技术原理 本研究选取广东省8种代表性的农业废弃物制备生物炭基钼肥,通过室内分析及盆栽试验,探讨其理化性质的差异及对蔬菜产量、硝酸盐含量和土壤理化性质的影响,并筛选出合适的生物炭基钼肥,分别确定其对喜硝蔬菜和喜铵蔬菜的最佳施用条件和施用方法。 性能指标 ① 不同生物炭主要元素组成及含量差异极大,据此将广东省8种代表性的农业废弃物生物炭分成两类。生物炭含有大量稳定的碳、大量矿质元素、微量元素和少量有毒重金属,不同类别生物炭差异极大,主要表现为速效钾、钠、钙、镁等盐基矿质元素含量的差异,据此将8种生物炭分成两类：第一类包含甘蔗渣炭、花生壳炭和谷壳炭;第二类包含水葫芦炭、水稻秸秆炭、丝瓜藤炭、花生秸秆炭和玉米秸秆炭。 ②不同生物炭基钼肥的施用效果差异极大,确定了生物炭影响蔬菜产量的主要因子。本研究确定生物炭的最佳施用量为6%（60 g生物炭/kg土）。在此条件下,谷壳炭、甘蔗渣炭和花生壳炭基钼能显著提高菜心产量达112—168%,谷壳炭最高;水葫芦炭、水稻秸秆炭、丝瓜藤炭和花生秸秆炭对菜心产量影响不显著;而玉米秸秆炭导致菜心死亡。生物炭通过提高土壤pH、降低土壤容重和最大持水量,从而改善土壤的理化性状,土壤养分含量尤其是速效钾显著升高。速效钾含量上的巨大差异是影响其施用效果的主要因素。 ③确定生物炭基钼肥对喜硝蔬菜和喜铵蔬菜的最佳施用条件和施用方法。对于喜硝蔬菜,基施6%的甘蔗渣炭基钼肥、硝铵比为7：3为最佳应用条件,可提高产量126%、降低硝酸盐含量45%;对于喜铵蔬菜,基施3%的水稻秸秆炭基钼肥,硝铵比为7：3,可提高产量758%、降低硝酸盐含量32%。 ④ 研发生物炭基钼肥新产品一个;申请发明专利2项,其中授权1项;发表论文3篇;制定技术操作规程2套;提供蔬菜安全生产生物炭源农业废弃物种类目录1份。 3.技术的创造性与先进性 1)本技术首次确定了生物炭性质的差异,特别是速效钾含量上的巨大差异是影响其施用效果的主要因素,而非目前大量报道的生物炭质的来源种类。 2)在探讨生物炭基钼有效施用条件的研究上,率先将蔬菜的喜硝、喜铵生物学特点和硝态氮、铵态氮等氮肥特点,作为控制蔬菜硝酸盐的重要因素予以结合考虑,提出生物炭基钼肥与氮肥配施的施肥技术,在技术设计上具有明显的先进性。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 本技术已经达到成熟应用阶段,有效适用于酸性土壤的改良、作物产量和品质的提高,已获得授权专利：一种降低蔬菜硝酸盐含量的生物炭基钼肥（授权专利号: ZL201510092996.8）,另一项专利申请已经受理：一种南方酸性土壤上提高叶类蔬菜产量的方法（专利申请号: 201711371259.7）,相关成果也发表在学术期刊中。 本技术安全性高,合理施用不会造成作物危害和环境污染,还可以减少农业废弃物对环境的污染。 5.应用情况及存在的问题 生物炭基钼肥的大面积使用可全面缓解广东南方土壤酸性危害,提高钼利用率,大幅提高蔬菜的产量和品质。同时,也可以减少农业废弃物对环境的污染,为农业废弃物的利用提供一条环保之路。目前本技术应用的土壤种类、蔬菜种类不多,对于不同的田块和蔬菜种类,对生物炭基钼肥的需求会有一定的差异,实际应用中还需因地制宜在本技术的基础上选用最适的施肥量及生物炭基钼肥种类。 6.历年获奖情况 无