CN102284476A

CN102284476A - 一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂

Info

Publication number: CN102284476A
Application number: CN 201110228961
Authority: CN
Inventors: 魏树和; 詹杰; 牛荣成; 周启星
Original assignee: Institute of Applied Ecology of CAS
Current assignee: Institute of Applied Ecology of CAS
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明涉及镉污染水田的稻米安全生产技术，具体地说是一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂。向种植稻米的污染土壤施加海泡石和石灰或海泡石和磷酸二氢钙混合物作为调控剂。通过施入本发明的水田调控制剂，使水稻品种实现在中低水平镉污染水田上水稻正常生长，且稻米中镉含量符合我国农业行业标准无公害稻米(NY 5115-2008)镉限量值。

Description

一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂

技术领域

本发明涉及镉污染水田的稻米安全生产技术，具体地说是一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂。

背景技术

分布于城乡结合部的农田土壤，正面临着越来越严峻的环境问题，其中，水田土壤中重金属的污染也很严重，尤其是工业废水灌溉农田。这些重金属极易通过食物链进入人体内，对人体健康存在很大的威胁(文献1：师荣光，赵玉杰，彭胜巍，等.不同土地利用类型下土壤-作物镉含量积累及其健康风险分析[J].资源科学.2008，30(12)：1904-1910.；文献2：白玲玉，曾希柏，李莲芳，等.不同农业利用方式对土壤重金属累积的影响及原因分析[J].中国农业科学.2010，43(1)：96-104.)。研究表明，进入人体的Cd能够与含羟基、氨基、巯基的高分子有机物结合，使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾等器官的正常功能。另外，Cd还会损伤肾小管，导致糖尿、蛋白尿、氨基酸尿，并使尿钙和尿酸的排出量增加，引起肾功能不全。长期食用含镉食物会影响钙和磷的代谢，引起肾、肺、肝等内脏器官的病理变化，诱发骨质疏松、软骨病和肾结石等疾病，也有可能引起“骨痛病”(文献3：Kondo K.Incidence of minamata disease incommunities along the Agano river，Niigata，Japan-pattern of theexposure and official diagnosis of patients[J].Nippon EisegakuZasshi.1996，51599-611.)。鉴于我国实际国情，将大面积中轻度污染农田停止农作，进行长时间的植物修复或其它成本昂贵工程修复显然是不现实的。通过向污染土壤中施加一些调控剂，以降低农作物可食部分镉含量使其符合我国农业行业标准无公害稻米(NY 5115-2008)镉限量值，这样可以使中低水平污染农田得以安全利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案

一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂：向种植水稻的污染土壤施加海泡石和石灰或海泡石和磷酸二氢钙混合作为调控剂。

所述海泡石和石灰的施加量分别为污染土壤重量百分比的0.1％～15％；海泡石和磷酸二氢钙施加量分别为污染土壤重量百分比的0.1％～15％。

所述海泡石、石灰和磷酸二氢钙优选的加入量为海泡石施加量为污染土壤重量百分比的1％～10％；石灰施加量为污染土壤重量百分比的0.5％～1.2％；磷酸二氢钙施加量为污染土壤重量百分比0.5％～1.2％。

向种植水稻的污染土壤施加海泡石和石灰或海泡石和磷酸二氢钙混合的调控剂，使水稻能够正常生长，实现污染农田安全生产的目的。

所述种植的水稻品种为镉低积累水稻品种。所述镉低积累水稻品种为沈稻4号。将调控剂与污染土壤混均于土壤表层，待泡田整平后插秧。

本发明所具有的优点：通过施入本发明的水田调控制剂，使水稻品种实现在中低水平镉污染水田上水稻正常生长，且稻米中镉含量符合我国农业行业标准无公害稻米(NY 5115-2008)镉限量值。此外，所施加的调控剂对土壤本身没有负面影响，不造成二次污染。同时，可以促进水稻的早生快发，提高水稻产量。(烦请在增加一些优点)

具体实施方式

实施例

镉污染水田安全生产调控剂的筛选

1.试验设计

以沈阳稻区水稻品种为主，广泛收集水稻品种，利用土壤小区试验，参照水田镉污染的实现情况，通过人为投加镉的方法配制镉污染土壤，以我国农业行业标准无公害稻米(NY 5115-2008)镉限量值为依据，测定各品种对镉的富集特征，同时找出对镉相对含量较高的品种，即辽星17。以镉高积累水稻品种为试材，通过向污染土壤中施加海泡石、石灰、磷酸二氢钙调控剂，筛选出水稻安全生产调控剂。

具体步骤：春季在被镉污染的水田土壤上，均匀撒施入污染土壤重量百分比分别为0.1％～15％的海泡石与磷酸二氢钙的混合调控剂，然后，按常规栽培方式，采用旋耕的方式将调控剂与土壤混均于土壤表层，待泡田整平后按常规方式插秧及进行其它常规生产管理。

试验设计如下：

处理1：清洁土壤

处理2：CK，即不施加调控剂

处理3：S1，施加3％海泡石

处理4：S2，施加6％海泡石

处理5：S3，施加9％海泡石

处理6：S1+P，施加3％海泡石+1％磷酸二氢钙

处理7：S2+P，施加6％海泡石+1％磷酸二氢钙

处理8：S3+P，施加9％海泡石+1％磷酸二氢钙

处理9：S1+L，施加3％海泡石+1％石灰

处理10：S2+L，施加6％海泡石+1％石灰

处理11：S3+L，施加9％海泡石+1％石灰

处理2-11镉污染水平分别为：Cd 2.5mg/kg，Cd 5.0mg/kg。

2.样品分析

待水稻成熟后收获的植物样品，一部分用于地上部重金属含量的测定，其余部分分根、茎、叶、果4部分，分别用自来水充分冲洗，然后再用去离子水冲洗，沥去水分，在105℃下杀青30min，然后在70℃下于烘箱中烘至恒重。烘干后的植物样品粉碎过筛备用，土壤样品风干后过100目筛备用。植物及土壤样品均采用HNO₃-HClO₄法消化(二者体积比为3∶1)，原子吸收分光光度计法测定Cd的含量，原子吸收分光光度计为日立180-80，镉的吸收波长为228.8。土壤的有机质含量等基本理化性质的测定采用常规的测定方法。

3.统计：所获数据用Microsoft Excel和SPSS16.0进行统计分析，利用Duncan新复极差检验进行差异显著性检验(p＜0.05)。

4结果：采用原子吸收分光光度计法，测定了40个品种的各处间稻米中的镉含量，结果见表1。根据我国农业行业标准无公害稻米(NY 5115-2008)镉限量值为≤0.2mg/kg这一衡量标准，可以看出，当镉施加量为2.5mg/kg时，沈稻4号稻米中镉含量小于0.2mg/kg，当镉投加水平为5.0mg/kg，沈稻4号也是最低的，只有0.31，0.40mg/kg。当镉投加水平为2.5，5.0mg/kg时，辽星17对镉的含量最高，分别达0.80-1.47mg/kg，可以被认为是镉高积累品种。

表1各品种稻米的镉含量(mg/kg)

编号	品种	CK	Cd 2.5	Cd 5.0
					1	富禾66	0.02	0.46	0.62
2	富禾80	0.03	0.31	0.58
					3	天福20	nd	0.53	0.74
4	沈稻7号	nd	0.31	0.55
					5	沈稻6号	0.03	0.32	0.43
6	元丰6号	0.02	0.40	0.94
					7	天福1号	0.05	0.40	0.58
8	FZ18	0.05	0.37	0.63
					9	富禾6号	0.01	0.29	0.44
10	盐丰47	0.01	0.26	0.45
					11	沈稻4号	0.03	0.19	0.31
12	元丰糯	0.04	0.29	0.67
					13	沈稻1号	0.02	0.32	0.68
14	沈农2100	0.07	0.56	0.93
					15	沈农315	0.04	0.31	0.53
16	富禾70	0.02	0.37	0.43
					17	沈稻2号	0.07	0.37	0.53
18	辽糯	0.05	0.47	0.92
					19	开粳1号	0.04	0.42	0.66
20	富禾90	0.06	0.35	0.90
					21	沈农9014	0.05	0.47	1.06
22	沈稻3号	0.09	0.52	0.71
					23	辽优5273	0.10	0.57	0.79
24	辽河糯	0.12	0.32	0.66
					25	辽星17	0.18	0.87	1.21
26	辽星11	0.18	0.54	0.84
					27	辽开79	0.17	0.42	0.81
28	辽优1052	0.22	0.41	0.66
					29	辽优2006	0.24	0.59	0.69
30	丰优505	0.17	0.36	0.45
					31	辽粳454	0.19	0.45	0.81
32	辽粳9号	0.17	0.33	1.31
					33	辽优548	0.17	0.52	1.01
34	辽星13	0.15	0.49	0.55
					35	辽粳294	0.15	0.34	0.49
36	旱稻403	0.15	0.54	0.82
					37	沈香糯	0.16	0.51	0.85
38	辽粳371	0.15	0.36	0.44
					39	辽星19	0.21	0.40	0.61
40	辽星1号	0.21	0.47	1.33

另外从海泡石、石灰和磷酸二氢钙3种环境友好的调控剂中，筛选出钝化效果较好的组合(参见表2)，即3％海泡石与1％磷酸二氢钙的混合调控剂。如表2所示，施加不同钝化剂后，水稻辽粳17稻米中镉含量与没有施加钝化剂的处理相比，基本上均显著下降(p＜0.05)，主要原因在于降低了土壤有效态Cd含量，其中，3％海泡石+1％磷酸二氢钙的混合调控剂处理效果最好，当土壤中镉施加量为2.5mg/kg时，稻米中镉含量为0.19mg/kg，已符合卫生质量标准即小于0.2mg/kg。

由此建立了镉污染水田的绿色生产技术，其机理主要在于这些钝化剂降低了土壤中镉的有效态含量。

表2不同钝化剂处理辽星17稻米中Cd含量(mg/kg)

注：同一镉处理条件下，同一行不同数据后不同字母间表示处理间差异显著，p＜0.05

Claims

1.一种适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：向种植水稻的污染土壤施加海泡石和石灰或海泡石和磷酸二氢钙混合作为调控剂。

2.按权利要求1所述的适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：所述海泡石和石灰的施加量分别为污染土壤重量百分比的0.1％～15％；海泡石和磷酸二氢钙施加量分别为污染土壤重量百分比的0.1％～15％。

3.按权利要求1或2所述的适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：海泡石施加量为污染土壤重量百分比的1％～10％；石灰施加量为污染土壤重量百分比的0.5％～1.2％；磷酸二氢钙施加量为污染土壤重量百分比0.5％～1.2％。

4.按权利要求1所述的适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：向种植水稻的污染土壤施加海泡石和石灰或海泡石和磷酸二氢钙混合的调控剂，使水稻能够正常生长，实现污染农田安全生产的目的。

5.按权利要求4所述的适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：所述种植的水稻品种为镉低积累水稻品种。

6.按权利要求5所述的适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：所述镉低积累水稻品种为沈稻4号。

7.按权利要求1所述的适用镉污染水田中稻米安全生产的调控剂，其特征在于：将调控剂与污染土壤混均于土壤表层，待泡田整平后插秧。