降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法技术

本发明专利技术公开一种降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，属于土壤污染修复与农产品安全技术领域。该方法采用基肥和追肥的方式将钾肥、磷肥以及混合氮肥的不同用量施加于喹诺酮类抗生素污染土壤中，并在作物不同生长阶段控制不同田间持水量。该水肥调控方法可有效去除污染土壤中喹诺酮类抗生素含量，降低种植作物体内喹诺酮类抗生素含量，实现污染农田“边生产、边修复”，并保障农产品质量安全的生态农业生产理念，另外具有操作简单、安全和无二次污染等优点，在农田土壤有机污染修复与农产品安全生产中具有重要的应用前景，为土壤中抗生素污染修复和解决农产品质量安全问题提供实用技术。

Water and fertilizer control methods for reducing the pollution of quinolone antibiotics in crops and soils

【技术实现步骤摘要】
降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法
本专利技术属于土壤污染修复与农产品安全
，具体涉及一种降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法。
技术介绍
抗生素是由微生物产生或化学合成的具有抗病原体或其它活性的一类物质。人类医疗中大量使用各种抗生素，特别是我国已成为抗生素滥用大国。现代养殖业也大量使用抗生素以防病治病、提高饲料利用率和促进动物生长。美国动物用抗生素年销售额达45亿美元，我国每年用于饲料添加剂的四环素类抗生素也高达1000t金霉素和7000t土霉素。养殖中使用抗生素可导致在动物性食品(肉、奶、蛋、蜂蜜等)中残留污染，严重危害人体健康，如生殖与发育毒害、神经毒害、过敏反应、免疫力降低、耐药性等。对孕妇和胎儿危害尤其严重，如四环素、链霉素、磺胺类等可造成胎儿畸形、器官功能异常和溶血性贫血等。因此，国内外对于动物性食品中抗生素污染问题一直十分重视和广泛研究，并制定了残留量和每日摄取量控制标准。无论是人用还是动物用抗生素，通常绝大部分(高达80～90％)以药物原形随粪尿排出体外，源源不断地大量进入环境。人用抗生素在污水中含量高达数十μg/L，去除率通常不到50％，在污水厂出水中含量仍较高，致使流域水体受到抗生素污染。珠三角地区污水处理厂进出水中抗生素含量较高，珠江广州河段水体中抗生素含量甚至与国外城市污水中相当。我国其它地方地表水如黄浦江、海河盆地，甚至三峡水库等均普遍检出抗生素。因此，抗生素已成为新型重要环境有机污染物。由于地表水已普遍受到抗生素污染，因此农业灌溉尤其是以污水进行灌溉会导致土壤抗生素污染。特别是富含各种抗生素的畜禽粪尿(高达几十甚至上千mg/kg)广泛作为有机肥用于农业生产，每年输入土壤中抗生素的数量甚至不亚于农药。抗生素水溶性通常较高，在环境中容易被农作物吸收累积，通过植物性食品危害人体健康。因此，基于农产品质量安全考虑，最近人们越来越关注农作物对抗生素的吸收累积问题。合理的水肥调控农艺措施可以调节根际土壤环境，为根际微生物群落创造更为有利的生存条件，提高微生物的代谢活性。合理的水肥调控措施也有利于提高作物抵御抗生素等有机污染物胁迫的能力，降低抗生素等有机污染物的吸收累积。因此合理的水肥调控农艺措施不仅有利于提高作物产量，而且有利于降低作物吸收积累抗生素等有机污染物的风险。本专利技术操作简单、安全，对土壤环境不引入二次污染，能够规避农产品污染风险，对于高效利用区域性中低浓度污染土壤生产安全农产品并实现“边生产、边修复”具有重要意义。
技术实现思路
针对当前我国农田土壤喹诺酮类抗生素污染状况、农产品安全生产的要求以及现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法。该方法通过对土壤水分与施肥进行调控相结合，可同时修复农田土壤喹诺酮类抗生素污染和降低作物中喹诺酮类抗生素含量，实现污染农田“边生产、边修复”，并保障农产品质量安全。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，包括如下步骤：采用基肥和追肥的方式将钾肥和磷肥、混合氮肥施加于种植作物的喹诺酮类抗生素污染土壤中，并使土壤中水分的含量控制在田间持水量的50％～90％。结果表明该水肥调控方法可有效去除污染土壤中喹诺酮类抗生素含量，并降低种植作物体内喹诺酮类抗生素含量。优选的，所述的混合氮肥为尿素、硝酸铵、氯化铵、氰氨化钙和有机氮肥等中的至少两种。所述的混合氮肥的施用量为120～380mg/kg。所述的钾肥和磷肥为K2HPO4。所述的K2HPO4的施用量为80～200mg/kg。优选的，所述的土壤中水分的含量控制先干后湿，即作物生长前期土壤水分控制在田间持水量的50～55％，作物生长后期土壤水分控制在田间持水量的70～90％。优选的，所述的土壤中水分的含量控制先湿后干，即作物生长前期土壤水分控制在田间持水量的70～90％，作物生长后期土壤水分控制在田间持水量的50～55％。优选的，所述的喹诺酮类抗生素为环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星、洛美沙星、氧氟沙星。本专利技术在污染土壤中通过调控作物不同生长期土壤水分含量和施加不同肥料及施用量可有效降低污染土壤及植物中喹诺酮类抗生素含量。该技术可在进行农田土壤喹诺酮类抗生素污染修复的同时保障农产品安全生产，具有“边生产边修复”的特点，另外具有绿色、无二次污染等优点，在农田土壤有机污染防治中具有重要的应用前景，为土壤中抗生素污染修复和解决农产品安全问题提供实用技术。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：(1)本专利技术施加混合氮肥并配施钾肥和磷肥，可以降低作物和土壤中的喹诺酮类抗生素含量。另外本专利技术是通过氮肥、磷肥和钾肥和控制水分实现抗生素含量的降低。因此，1、本专利技术对于降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素积累的效果显著好于现有技术。2、本专利技术通过合理的水肥调控农艺措施即可控制作物和土壤喹诺酮类抗生素污染，在不影响农业生产的同时，可以高效利用区域性中低浓度污染土壤生产安全农产品，实现“边生产、边修复”的同时保障农产品安全。(2)本专利技术提供降低土壤和作物中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，克服了物理化学方法修复土壤污染过程中成本高以及可能造成二次污染甚至影响农业生产的缺陷，本专利技术为我国农田土壤抗生素等有机污染物修复与农产品安全生产提供了有力的技术保障。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1设置污染土壤中环丙沙星的初始浓度为20mg/kg，同时土壤中添加160mg/kg尿素、40mg/kg氯化铵、40mg/kg有机氮肥和100mg/kg磷肥和钾肥K2HPO4。加入适当去离子水保持土壤湿度为60％左右。每盆约播种20颗菜心种子，待幼苗生长至4片真叶时逐渐间苗直至每盆保留4株长势一致的植株。每日早晚用去离子水各浇灌一次，水调控实验严格按照实验要求控制土壤水分含量。幼苗期(播种后前10天)，土壤水分含量控制在田间持水量的65％，生长前期(11～30天)土壤水分含量控制在田间持水量的70％，生长后期(31～45天)，栽培土壤中水分含量控制在田间持水量的55％。菜心生长45天后，分别采集每盆土壤样品和植物样品进行环丙沙星含量测定。菜心地上部和根部环丙沙星含量相对于对照(不施肥，土壤含水量始终控制在田间持水量的60％)分别降低了62.7％和44.7％。土壤中环丙沙星含量降低了27.3％。实施例2设置污染土壤中恩诺沙星初始浓度为20mg/kg，同时土壤中添加320mg/kg硝酸铵、60mg/kg尿素和200mg/kg磷肥和钾肥K2HPO4。加入适当去离子水保持土壤湿度为60％左右。每盆播种10颗旱稻种子，待幼苗生长至3片真叶时逐渐间苗直至每盆保留4株长势一致的植株。每日早晚用去离子水各浇灌一次，水调控实验严格按照实验要求控制土壤水分含量。幼苗期(播种后前15天)，土壤水分含量控制在田间持水量的60％，生长前期(16～45天)土壤水分含量控制在田间持水量的50％，生长后期(46～60天)，土壤中水分含量控制在田间持水量的70％。旱稻生长60天后，分别采集每盆土壤样品和植物样品进行恩诺沙星含量测定。旱稻地上部和根部恩诺沙星含量相对于对照(不施肥，土壤含水量始终控制在田间持水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，其特征在于包括如下步骤：采用基肥和追肥的方式将钾肥和磷肥、混合氮肥施加于种植作物的喹诺酮类抗生素污染土壤中，并使土壤中水分的含量控制在田间持水量的50％～90％。

【技术特征摘要】
1.一种降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，其特征在于包括如下步骤：采用基肥和追肥的方式将钾肥和磷肥、混合氮肥施加于种植作物的喹诺酮类抗生素污染土壤中，并使土壤中水分的含量控制在田间持水量的50％～90％。2.根据权利要求1所述的降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，其特征在于：所述的混合氮肥为尿素、硝酸铵、氯化铵、氰氨化钙和有机氮肥中的至少两种。3.根据权利要求1或2所述的降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，其特征在于：所述的混合氮肥的施用量为120～380mg/kg。4.根据权利要求1所述的降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染的水肥调控方法，其特征在于：所述的钾肥和磷肥为K2HPO4。5.根据权利要求4所述的降低作物和土壤中喹诺酮类抗生素污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫测辉，冯乃宪，成玉婷，吴小莲，李彦文，向垒，蔡全英，李慧，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44