CN103804091A - 降低粮食作物重金属含量的富硒营养调节剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型降低粮食作物重金属含量的富硒营养调节剂及其研制，其采用叶面喷施富硒秸秆发酵液和壳聚糖水溶液相结合的方法，通过提供具有络合重金属能力的有机高分子，改善作物对矿质金属吸收和转运体系，进一步抑制粮食作物对重金属的吸收和利用，降低作物中二价重金属的富集，实现降低作物重金属含量，同时提供有机硒成份，增强作物对硒营养元素的吸收利用，提高稻米品质。

Description

降低粮食作物重金属含量的富硒营养调节剂及其应用

技术领域

本发明涉农业技术领域，特别是肥料领域，具体而言，涉及一种新型降低粮食作物重金属含量的富硒营养调节剂及其应用。

背景技术

具有丰富矿产资源省份的湖南、江西、广西等地，同时也是国家重要产粮基地。近年来，随着矿业的大量开发、工业“三废”的过量排放、固体废弃物的处理不善、工业废弃物农用等，都导致了土壤中砷、铅、镉、汞等重金属含量急剧增加，这类重金属由于与同属于二价的铁、钼的作物必须微量元素性质相近，会比较容易经土壤-水稻体系迁移进入农作物，并富集于农产品中，不仅影响着农作物（水稻）产量，还容易在农产品（稻米）中富集，严重影响稻米的卫生品质和营养品质，被人们食用后，对人体健康造成严重的潜在威胁。如2009年发生在湖南浏阳的“镉污染”事件，相当一部分村民经过体检被判定为慢性镉中毒，同时耕地土壤受到镉污染，稻谷中重金属严重超标。因此，控制和降低稻米重金属污染亟需解决。

针对土壤及农产品中重金属污染日益严重的现状，目前控制和降低水稻中重金属污染的方思路主要有两方面，筛选重金属低积累品种和改进农艺栽培技术。筛选重金属低积累品种是基于水稻品种对重金属积累能力品种间的差异，但这种差异并非持续和稳定的差异，且品种筛选时间较长，随地域差异和年度差异较大，目前还没有能广泛应用的品种。改进农艺栽培技术通过研究土壤中能够被植物吸收积累的重金属是影响水稻吸收与积累的重要原因，通过稻田肥水控制、土壤pH调控和土壤氧化还原电位调控等方法，但这类方法通过耗费大量水资源、伴随降低钙、锰、锌等有益微量元素等途径取得了部分成效，弊大于利，且大多处于理论推测阶段，不能很好解决实际问题。

因此，较切实际的办法是通过研究水稻对重金属吸收、转运代谢的生物途径来实现。专利03157195.6、200710070666.4、201110051612.X分别公开了三种基于有益微量元素肥来拮抗水稻对土壤重金属镉吸收利用的方法，如专利03157195.6通过在肥料中添加镧系微量元素来降低土壤镉的活性，实现控制植物对镉的吸收，专利200710070666.4通过土施螯合态亚铁肥来控制水稻重金属镉积累农艺技术措施，专利201110051612.X通过将海泡石、铁锰氧化物、高岭土、膨润土、电厂炉渣等富含铁、锰等金属的原料复合而成，实现降低重金属富集的效果。这些技术需用较大量稀有金属或铁肥，成本较大，在实际应用中农民难以承受。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够型降低粮食作物重金属含量的富硒营养调节剂。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：

本发明一方面涉及一种降低粮食作物重金属含量的富硒营养调节剂，其有效成份为壳聚糖、富硒秸秆发酵液和腐植酸，其中富硒秸秆发酵液的硒含量为0.5-5ppm，有效成分比例如下：

壳聚糖：富硒秸秆发酵液：腐植酸重量比（20-30）：（20-30）：（40-60）；

优选重量比例为：20-25：23-27：48-57。

在本发明的一个优选实施方式中，所述壳聚糖为以可溶性壳寡糖、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖羧酸盐或者组合物；所述富硒秸秆发酵液为富硒稻秆、富硒玉米秆、富硒小麦秆中÷或者混合组分经发酵而得；腐植酸为可溶性的黄腐酸、生化黄腐酸或其混合。

本发明另一方面还涉及所述的富硒营养调节剂在降低稻米中重金属污染中的应用，优选的，所述的重金属包括Cd。

本发明另一方面还涉及所述的应用，所述降低作物重金属富硒营养调节剂的使用方式为在作物孕穗期，每200g兑水15公斤，叶面喷施，喷施4小时内遇雨均应重新喷施；优选的使用量为每亩400-500g。

施用本发明的复合肥料能够显著降低稻米中的重金属污染，使Cd污染降低到国标以内，同时提高了大米中硒含量，大大改善了大米品质。

具体实施方式

实施例1：可降低作物重金属的富硒营养调节剂在水稻品种浙福中的减低重金属Cd污染的实验

1.供试材料

长沙黄兴镇试验点水稻品种为浙福，4月14日插秧，6月16日收割。黄兴镇土壤类型及化学性质为pH4.90，有机质33.7g/kg，全氮2.06g/kg，碱解氮223.0mg/kg，有效磷4.2mg/kg，速效钾82.0mg/kg，全镉9.02mg/kg，全铅41.1mg/kg，全砷13.3mg/kg，全铬81.8mg/kg，全汞0.06mg/kg。

2.具体实验设计

采用田间小区试验，平行处理6个小区，每个小区面积6m×6m=36m²，基肥为复合肥（NPK15-15-15）60kg/亩，追肥为尿素（12kg/亩）。田间管理措施按照当地习惯。在水稻孕穗期叶面喷施富硒营养调节剂（液体，壳聚糖：富硒秸秆发酵液：腐植酸=20：20：60，其中壳聚糖为可溶性壳聚糖，富硒秸秆发酵液含硒为2mg/kg，腐植酸为生化腐植酸），喷施4小时内遇雨均应重新喷施，使用量为每亩500g兑水30公斤。实验以喷施清水为对照组。对照组和处理组各3个小区。

3.样品采集与测定

秧苗移栽前基础土壤取多点混合样，土样经风干磨碎过20目和100目筛后送湖南省土壤肥料研究所农化检测中心进行理化性状分析。水稻收获时随机取5蔸稻谷样，齐根收割，稻谷晒干后进行考种分析，考种完毕后将稻谷去糙粉碎，进行糙米Se、Cd的测定。

4.结果与分析

从试验结果可以看出，水稻株高、千粒重和考种产量有略微升高，但均无显著差异。由此可见，复合硒肥对水稻生长的影响不明显，无不利影响。

表1复合硒肥对水稻生长的影响

同时从测定处理组和对照组糙米中镉含量比较，处理组水稻糙米中的Cd含量显著降低，降幅达到18.7%，而Se含量显著增加，硒含量增加182%，达到富硒大米标准。可见，施用复合肥料能够显著降低稻米中的重金属污染，使Cd污染降低到国标以内，同时提高了大米中硒含量，大大改善了大米品质。

表2复合硒肥对重金属镉的影响

其他实施例：

1、可降低作物重金属复合硒肥（其他配方）在水稻品种浙福中的减低重金属Cd污染的实验

应当理解的是，本发明的具体实施方式仅仅是出于示例性说明的目的，其不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的技术人员可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.降低粮食作物重金属镉含量的富硒营养调节剂，其有效成份为壳聚糖、富硒秸秆发酵液和腐植酸等，其中富硒秸秆发酵液的硒含量为0.5-5ppm，有效成分比例如下：

壳聚糖：富硒秸秆发酵液：腐植酸重量比（20-30）：（20-30）：（40-60）；

优选重量比例为：20-25：23-27：48-57。

2.根据权利要求1所述的富硒营养调节剂，所述壳聚糖为以可溶性壳寡糖、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖羧酸盐等单一化合物或者组合物；所述富硒秸秆发酵液为富硒稻秆、富硒玉米秆、富硒小麦秆中的单一组分或者混合组分经发酵而得；腐植酸为常见可溶性的黄腐酸、生化黄腐酸等单一组分或者混合组分。

3.根据权利要求1或2所述的富硒营养调节剂在降低稻米中重金属污染中的应用，优选的，所述的重金属是Cd。

4.根据权利要求1所述的富硒营养调节剂的应用，所述的富硒营养调节剂使用方式为叶面喷施。

5.根据权利要求4所述的应用，所述降低作物重金属富硒营养调节剂的使用方式为在作物孕穗期，每200g兑水15公斤，叶面喷施，喷施4小时内遇雨均应重新喷施；优选的使用量为每亩400-500g。