[发明专利]一种用于降低蔬菜重金属和硝酸盐含量的复合叶面硅肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种化肥及其制备方法，具体来说涉及一种用于降低蔬菜重金属和硝酸盐含量的肥料及其制备方法。

背景技术

蔬菜是人们日常生活中所必需的副食品，其品质直接关系到人体健康。随着城市化、工业化进程，菜地尤其是城市周边菜地土壤污染问题日益严重。土壤环境污染不仅会影响蔬菜产量，而且会影响蔬菜品质使农产品出口受到“绿色壁垒”的限制，并进一步通过食物链危害人体健康。其中重金属、硝酸盐和亚硝酸盐超标是影响蔬菜品质的主要因素。

我国土壤重金属污染问题已日趋严重，对人们的身体健康已产生很大的威胁。据统计，目前中国受污染的耕地面积近1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上，其中多数集中在经济较发达的地区。每年因土壤污染而减少的粮食产量高达1200万吨，直接经济损失达200多亿元。蔬菜是人们日常生活中不可缺少的副食品.也是十分重要的经济作物。它对重金属具有一定的富集能力，其体内累积的重金属通过食物链进人人体后，会给人类身体健康带来潜在的危害。

目前的研究已表明，施用硅肥可以提高水稻等植物对锰、铁、镉、铝等重金属毒害的抗性，降低水稻等植物对这些重金属的吸收积累，已引起较广泛的学术兴趣。但直接将硅肥施入土壤，硅肥的溶解性较差或易于被土壤胶体吸附，从而导致其生物有效性较差。因此，硅肥缓解金属毒害的大田效果往往明显小于盆栽试验的效果。例如，虽然土壤施入硅肥也可以抑制小白菜对Pb、Cr等重金属的吸收和积，但是其效率较低；在100mg·kg^-1镉污染土壤施入500mg·kg^-1的氧化硅仅能使小白菜地上部生物量增加16.9％，叶片镉含量降低17.8％，其每亩的施用成本在100元以上。氧化硅溶胶具有颗粒细、比表面积大、分散度好、附着性强等特点，易被植物吸收。我们前期研究证明，叶面施肥具有利用效率高、吸收快等特点；而且也证实了向水稻叶面喷施氧化硅溶胶，可以提高水稻对重金属的抗性，抑制Cd、Pb等重金属向籽粒转运。但至今尚未有通过叶面施硅来抑制蔬菜重金属吸收积累的报道。我们前期的专利技术“一种可抑制水稻吸收重金属的稀土复合硅溶胶”(ZL200610036994.8)所研发的复合硅溶胶是针对水稻开发的，其叶面喷施对水稻重金属吸收积累具有较好的抑制效果；但是由于蔬菜大多是双子叶植物，其对硅的吸收利用和单子叶植物水稻有着很大的差异；因此用于蔬菜重金属吸收抑制的硅溶胶及其叶面施用技术和水稻有很大的差别。目前还没有针对抑制蔬菜重金属吸收的叶面肥料。

除此，由于大多数土壤污染属于复合污染，除了重金属污染外，硝酸盐也是常见的一种污染物。由于化肥的大量施用，特别是氮肥(如尿素、硫酸铵等)的施用量过大，会造成蔬菜的硝酸盐污染比较严重。蔬菜是易富集硝酸盐的植物，通常硝酸盐积累顺序为：叶菜类＞根菜类＞葱蒜类＞瓜果类＞豆类＞茄果类。我国部分地区叶菜类蔬菜硝酸盐污染十分严重，如在深圳某市场采集的菠菜、小白菜、奶白菜、通常和菜心5种蔬菜的硝酸盐含量均大于3100mg/kg，为严重硝酸盐污染蔬菜。蔬菜施用氮肥或其他硝酸盐肥料后会在蔬菜体内富集，硝酸盐本身毒性并不大，但其可能在人体内转变为亚硝酸盐，亚硝基化合物具有强烈的致癌性。亚硝酸盐在血液中能与血红蛋白相结合，生成高铁血红蛋白，使血红蛋白不能正常与氧结合和分离，从而丧失携带氧的能力，严重时可导致呼吸中枢麻痹，窒息而死亡。另一方面，亚硝酸盐是亚硝胺的前体，亚硝胺对人体具有致癌、致畸、致突变等危害，进而诱发消化系统癌变。

随着工农业的飞速发展，农药、化肥的大量施用，农田越来越多的呈现出重金属-硝酸盐复合污染的特征；特别是在设施农业土壤上，为了追求蔬菜高产稳产，在蔬菜种植时往往大量施用农药化肥且长年连作，从而造成土壤硝酸盐和重金属大量累积。目前，对土壤重金属污染的治理措施大致有工程治理、生物治理、农业措施治理、化学治理等。工程治理主要针对重污染土壤的治理；对轻度污染土壤则主要采用生物治理等方法；这些方法进行大规模土壤污染治理往往投资大但见效小。而蔬菜硝酸盐控制的主要措施是控制氮肥的施用量；但是减少氮肥施用后会在一定程度上造成蔬菜减产。而当蔬菜产量和品质之间出现矛盾时，农民往往会只重视产量。虽然通过筛选合适的蔬菜品种，调节蔬菜生长过程中水分、光照、温度等条件也可以控制蔬菜体内硝酸盐积累，但效果往往并不理想。而且在现有的蔬菜污染控制措施中，只有单一针对蔬菜重金属污染或针对硝酸盐污染的防控措施；而蔬菜重金属和硝酸盐复合污染的控制技术还未见报道。

发明内容