CN103766182A - 一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法 - Google Patents

Abstract

一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，它属于一种水稻栽培方法。它主要是解决现有水稻栽培方法培育的水稻镉含量较多、产量不高等技术问题。其技术方案要点是：它包括水稻栽培的常规栽培方法，其特征在于在分蘖期撒施包括生石灰、草木灰的混合肥，调整土壤的酸碱度pH值大于6、小于7.2，以降低禾苗对镉的吸收；在始穂期喷洒含硒（Se）的叶面肥，以使禾苗特别是幼穗增加对硒的吸收，以便生产出富硒大米，以抑制稻谷对镉的吸收。它主要是用于水稻培育。

Description

一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法

技术领域

本发明涉及一种水稻栽培方法，特别是一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法。 

背景技术

众所周知，地球和地球上的万物都是由化学元素组成的。作为地球上化学和生物进化中的万物之灵，人体的化学组成在质和量上都与地球大致相同，几乎含有地球表层存在的所有元素。这些元素，按其含量多少被分为常量元素和微量元素。 常量元素包括氧、碳、氢、氮、钙、硫、磷、钠、钾、氯、镁等11种，它们组成人体的基本结构，占人体重量的99.95%，其中氢和氧结合的水(H₂O)就占人体总重量的65%。 硒从1817年被发现后的100多年，一直被当成有毒元素。但是，1957年发现它是防止营养性肝坏死的一种保护因子；1973年发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分；1980年我国发现硒缺乏是克山病的重要病因。人们逐渐认识，象摄取淀粉和蛋白质一样，我们每天必须摄入适量的硒。1988年中国营养学会推荐的“每日膳食中营养素供应量与我国的膳食指南”中, 把硒和能量、蛋白质、几种重要维生素以及钙、铁、锌、碘等并列为15种每日膳食必需营养素。但有些元素对人体有害，需要阻止摄入。 

对人体有害元素如镉Cd，需要尽量阻止其摄入。镉Cd的毒性较大，它对身体危害最严重的是结缔组织损伤、生殖系统功能障碍、肾损伤、致畸和致癌，镉Cd在肾中一旦累积到一定量，就可能损害泌尿系统，长期食用镉Cd污染土壤上所生产的“镉Cd米”会患上著名的“骨痛病”，所以我国对镉Cd含量的大米标准规定值为≤0.2mg/kg。而在我国由镉Cd等重金属引起的土壤污染问题已有较多报道。上世纪80年代中期对南方某省镉Cd污染水灌溉导致的污染地区所做的研究表明，大米镉Cd含量超标率为71.69%，肉禽蛋类未超限量。2005~2009年对南方某省食品镉Cd污染情况进行的调查，镉Cd的检出率为64.4%，超标率为7.3%；镉Cd超标食品涉及粮食、水果、食用菌、水产品、动物内脏等，说明在一些地区镉Cd污染情况比较普遍。因此寻找一种降低大米中镉Cd含量的方法十分迫切。 

而硒是人体必需的微量元素，硒在自然界的存在方式又分为两种：无机硒和有机硒。无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠，从金属矿藏的含硒元素的矿石粉末副产品中获得；但无机硒强化剂的吸收和利用不是很理想，其生物有效性低，毒性较大，中毒量与需要量之间范围小，因而被严格限制其使用量，如今，日本、美国等发达国家已经禁止在食品甚至动物饲料中添加亚硒酸钠等无机硒。 

有机硒它主要是硒通过生物转化与氨基酸结合而成，一般以硒蛋氨酸的形式存在；依循蛋氨酸代谢途径代谢，参与蛋白的合成，容易在组织内储存、吸收；被人体吸收后可迅速的被人体利用，有效改善人体内血硒状况；硒能直接作用于病毒，抑制病毒在体内的复制，并能参与细胞的修复，预防多种病毒性疾病。（如乙肝、心炎等）硒能中和或转化自由基的物质，抗氧化，从而祛除自由基对人体的损害，有延缓衰老的作用。硒具有和胰岛素相同的作用，可以不依赖胰岛素来调节体内糖份，可以延缓、减轻、防止糖尿病并发症的产生。硒还是是癌细胞的杀伤剂，能减轻放、化疗的毒副作用，降低抗癌药物对肾、骨髓和肠胃的毒性，缓解患者的病痛。硒还可与污染食物、蓄积体内的铅、汞、镉等重金属有很强的亲和力，与其结合形成硒-金属-蛋白质复合物，直接排出体外，起到解毒和排毒的作用。 

而硒在地球表面分布是极不平衡的，我国约有72%地区缺硒，特别是从东北到西南的15个省市自治区的部分地区构成了“贫硒地带”。因此，中国著名营养学家于若木提出，我国要像抓补碘那样抓好补硒工作。 一般食品的含硒量都在0.2ppm以下，干牡蛎、干海米的含硒量最高，也不到3ppm，野生和按常规方法栽培的食菌的含硒量一般不会超过1ppm。如何通过食物补硒就成为了当前研究的重要课题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能极大限度降低大米镉Cd含量、并提高产量、简单易行的有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括水稻栽培的常规栽培方法，特别是在分蘖期撒施包括生石灰、草木灰的混合肥，调整土壤的酸碱度pH值大于6、小于7.2，优先方案是：调整土壤的酸碱度pH值达到6.5～7，以降低禾苗对镉的吸收；在始穂期喷洒含硒（Se）的叶面肥，以使禾苗特别是幼穗增加对硒的吸收，以便生产出富硒大米，并可以抑制稻谷对镉的吸收。 

所述分蘖期使用的混合肥中生石灰与草木灰的重量比为10：（0.8～2）。所述分蘖期使用的混合肥中包括生石灰、草木灰和有机肥，其重量比为：生石灰10份，草木灰1-2份，有机肥2-3份：。 

所述始穂期喷洒的叶面肥中包括腐植酸、有机硒，其中有机硒占总重量的0.8%-1.2%。或者包括腐植酸、有机硒、氮化锶（Sr₃N₂），其中有机硒占总重量的0.6%-1.0%，，氮化锶（Sr₃N₂）占总重量的0.1%-0.2%，且氮化锶（Sr₃N₂）的浓度小于等于1mg/L。 

尤其是在始穂期后控制粉剂类农药的使用，特别是齐穗后不再喷施粉剂类农药。 

本发明的有益效果是：能有效降低大米中的镉Cd含量，使大米中镉Cd含量远小于标准规定的数值，同时可生产出富硒大米，能提高产量，操作简单易行，它主要是用于水稻培育。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。 

实施例1，本发明包括水稻栽培的常规栽培方法，但是在在分蘖期施放包括生石灰、草木灰等混合肥，也还可增加撒施其它氮肥。因分蘖的发生和秧苗营养状况有关 尤其是氮素营养起主导作用，并在此积极促进前期分蘖，适当控制后期分蘖；分蘖期也是根生长的主要时期，凡是从茎节上长出的根，称为第一次根，第一次根上长出的分枝根， 称为第二次根或第一次分枝，以后还可以长出第三、四次根；水稻所有的节都有发根能力，随叶片的出生，一节一节地向上发根；水稻根系发育和土壤中水、肥、气、热等状况关系密切，也水稻禾苗生长最旺盛时期，对各种营奍成份的吸收也最旺盛，同时，对镉的吸收也会很多，在此时期一定要控制禾苗对镉的吸收。为此，本发明通过在此时撒施生石灰、草木灰等混合肥以调整土壤酸碱度，其中石灰的作用主要是调整土壤酸碱度，使其pH值大于6、小于7.5，其酸碱度pH值优选6.5～7，可以控制水稻对镉Cd的吸收，而且还在一定程度上影响了镉Cd在水稻体内的分配，选择草木灰与石灰搭配是因为草木灰质轻并呈碱性，有利于调整土壤酸碱度，而且凡植物所需的矿质元素，草木灰中几乎都含有，并还可增加撒施其它氮肥以促进禾苗生长。 

通过模拟实验，研究了土壤pH对水稻土、紫色土和黄壤的水溶态、可交换态、碳酸盐态、铁锰氧化态、有机结合态和残渣态Cd含量的影响。结果表明：在中碱性条件下，水溶态Cd质量分数比值小于3%，但pH6.5时，水溶态Cd含量随着pH 减小迅速增加， pH 为4. 57 时，水稻土水溶态Cd 质量分数比值最高达48 39%；可交换态Cd含量在碱性条件下，随着土壤pH值增大迅速下降，在酸性区域内，可交换态Cd含量随pH增加呈上升趋势；碳酸盐态和铁锰氧化态Cd含量随土壤pH增大而增加；有机结合态Cd含量随土壤pH增加而增大，但变化幅度不大。 

通过实验研究表明：投放石灰粉可用来提高受污染江水中的PH值，使水呈弱碱性，此时镉离子将以碳酸镉、氢氧化镉细小颗粒沉淀，镉在土水体系中的迁移是一快反应过程，4种土壤对镉的吸附量随土水系统中pH的变化，可分为3个区域，即低吸附量区、中等吸附区，以及强吸附和沉淀区，在中等吸附区镉吸附量与pH呈正相关；pH 6以下被吸附的镉中生物有效态镉量随pH的升高而增加，pH 6以上被吸附的镉中生物有效态镉量随pH升高而降低，石灰导致镉毒性降低的主要原因是pH>7.5时镉主要以粘土矿物和氧化物结合态及残留态形式存在。在弱酸性土壤中氨基酸带阳电荷，易吸附外界溶液中的阴离子，在弱碱性土壤中氨基酸带阴电荷，易吸附外界溶液中的阳离子。而且，土壤酸碱度也可做为施肥的参考依据，当土壤pH值在6.5－7.5时，土壤中各种养分多。大多数植物适宜在这个pH范围内生长，水稻在pH值4－9之间都可以生长，但以pH值6－7为宜；但当稻田的土壤的pH=8，水稻长势较差。 

长穗期的生长发育(拔节至抽穗) 水稻生长发育到分蘖末期，便开始茎秆节间的伸长(拔节)和幼穗分化，直到节间伸长完毕，幼穗长至出穗为止，称为长穗期；水稻这一时期营养生长和生殖同时并进，一方面完成根、茎、叶等营养器官的生长发育，同时幼穗分化发育，形成生殖器官；水稻生殖生长期包括拔节孕穗期、抽穗开花期和灌浆结实期，水稻幼穗自剑叶叶鞘中伸出，叫抽穗；一穗全部抽出约需 3—5天左右；全田有10％的稻株抽出叶鞘一半时，为始穗期。在始穂期喷洒含硒Se的叶面肥，包括使用碱金属或碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解，生成多硒化合物，或是由硒通过生物转化与氨基酸结合而成的有机硒如硒蛋氨酸等，以使禾苗特别是幼穗增加对硒的吸收，以便生产出富硒大米，同时，可以降低镉Cd在大米中的含量。在此期间，还要严格控制粉剂类农药的使用，因粉剂类农药中普遍含镉Cd元素，所以在此期间应严格控制其使用，齐穗后尽量少用或不用，以避免对水稻造成二次镉Cd污染。 

实施例2，本发明所述分蘖期使用的混合肥中生石灰与草木灰的重量比为8：（0.8～2），也可选用8.5：1.5或9：1的配比；也可在此混合肥中加入有机肥，即在混合肥中包括生石灰、草木灰和有机肥，其优选重量比为：生石灰10份，草木灰1-2份，有机肥2-3份。混合肥可按50kg/亩施放，以达到调整土壤酸碱度适合上述要求的目的。其余同实施例1。 

实施例3，本发明在始穂期喷洒的叶面肥中包括腐植酸、有机硒，其中有机硒约占总重量的0.8%-1.2%，也还可在其中加入渗透剂，渗透剂主要是为了加强对叶面肥的吸收效果，腐植酸主要是为了提高产量，有机硒的浓度为0.1mg/kg-0.3mg/kg时效果佳，人体不存在长期贮藏硒Se的器官，机体所需的硒应该不断从饮食中得到足够量的硒，硒浓度的平衡对许多器官、组织的生理功能有着重要的保护作用和促进作用，降镉Cd和补硒Se一举两得。其余同上述实施例。 

实施例4，本发明在始穂期喷洒的叶面肥中包括腐植酸、有机硒、氮化锶（Sr₃N₂），其中硒Se占总重量的0.6%-1.0%，氮化锶（Sr₃N₂）占总重量的0.1%-0.2%，且氮化锶（Sr₃N₂）的浓度小于等于1mg/L，也还可在其中加入渗透剂，渗透剂主要是为了加强对叶面肥的吸收效果，腐植酸主要是为了提高产量，锶Sr是一种人体必需的微量元素，具有防止动脉硬化，防止血栓形成的功能，可以减少大米中的镉Cd含量，同时也使大米的营养更加丰富，硒Se的含量为0.1mg/kg-0.3mg/kg时效果佳，人体不存在长期贮藏硒Se的器官，机体所需的硒应该不断从饮食中得到足够量的硒，硒浓度的平衡对许多器官、组织的生理功能有着重要的保护作用和促进作用，降镉Cd和补硒Se补锶Sr一举多得，也可加入适量的钛、铁、锌、锰、钼、镁等对有人提有益的微量元素。其余同上述实施例。 

实施例5，本发明在始穂期后控制粉剂类农药的使用，特别是齐穗后不再喷施粉剂类农药，粉剂类农药中含有一定的镉Cd，所以应严格控制使用量，尽量少用或不用，以避免对水稻造成二次镉Cd污染。其余同上述实施例。 

实施例6，本发明所述的水稻栽培方法，其他阶段按常用方法实施，若只在分蘖期施放生石灰、草木灰为主的混合肥，则产出大米的化验结果中镉Cd含量为0.325mg/kg、硒Se含量为0.052 mg/kg，其中镉Cd含量超过国家含镉Cd大米标准，而硒含量很少。若在始穂期再施放含硒Se的叶面肥，则产出大米的化验结果中镉Cd含量为0.018 mg/kg，硒Se含量为0.433 mg/kg，大米中镉Cd含量远低于国家标准，若在含硒Se的叶面肥中减少硒的含量并加入适量的氮化锶（Sr₃N₂），则产出大米的化验结果中镉Cd含量为0.026 mg/kg，硒Se含量为0.220 mg/kg，镉Cd含量同样远低于国家标准，而硒Se含量也在最佳范围内，以上三种方法除第一种以外，其余二种种出的水稻长势略好于用常规方法种植的对照用水稻，谷粒千粒重略高于对照，空壳粒少，后期落色好，有增产效果，与周边水稻的镉含量0.66mg/kg比有明显降低，最低与周边对照可降36倍，与第一种方法比可降18倍，明显低于国家标准，基本上不吸收镉。可见在水稻的生长过程中调整土壤酸碱度，在最关键的灌浆期增施对作物及人体有益的微量元素可有效阻止水稻吸收重金属。通过这样的方法可有效解决镉超标问题，所以采用在分蘖期施放生石灰、草木灰为主的混合肥，在始穂期采用含腐植酸、渗透剂、有机硒和氮化锶（Sr₃N₂）的叶面肥的栽培方法为最佳。其余同上述实施例。 

Claims (7)

1.一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，它包括水稻栽培的常规栽培方法，其特征是：在分蘖期撒施包括生石灰、草木灰的混合肥，调整土壤的酸碱度pH值大于6、小于7.2，以降低禾苗对镉的吸收；在始穂期喷洒含硒（Se）的叶面肥，以使禾苗特别是幼穗增加对硒的吸收，以便生产出富硒大米，并可以抑制稻谷对镉的吸收。

2.根据权利要求1所述的一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，其特征是：在分蘖期撒施包括生石灰、草木灰的混合肥，以调整土壤的酸碱度pH值达到6.5～7。

3.根据权利要求1所述的一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，其特征是：所述分蘖期使用的混合肥中生石灰与草木灰的重量比为8：（0.8～2）。

4.根据权利要求1所述的一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，其特征是：所述分蘖期使用的混合肥中包括生石灰、草木灰和有机肥，其重量比为：生石灰10份，草木灰1-2份，有机肥2-3份。

5.根据权利要求1所述的一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，其特征是：所述始穂期喷洒的叶面肥中包括腐植酸、有机硒（Se），其中有机硒（Se）占总重量的0.8%-1.2%。

6.根据权利要求1所述的一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，其特征是：所述始穂期喷洒的叶面肥中包括腐植酸、有机硒（Se）、氮化锶（Sr₃N₂），其中有机硒（Se）占总重量的0.6%-1.0%，氮化锶（Sr₃N₂）占总重量的0.1%-0.2%，且氮化锶（Sr₃N₂）的浓度小于等于1mg/L。

7.根据权利要求1所述的一种有效降低稻谷镉含量的水稻栽培方法，其特征是：在始穂期后控制粉剂类农药的使用，特别是齐穗后不再喷施粉剂类农药。