CN103918517A - 一种可降低大米中重金属含量的水稻种植方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，涉及农作物种植技术领域，包括以下步骤：A、稻种消毒；B、催芽；C、秧田准备；D、播种育苗；E、大田整理；F、插秧；G、施肥；H、灌溉；I、病虫害防治；J、收获；具有既可降低大米中的重金属含量、又可降低土壤中的重金属含量、且能修复重金属污染土壤等特点，适合土壤受到重金属污染的地区应用，对于非污染地区应用，可减少农药化肥的使用量。
Description
技术领域
本发明涉及农作物种植技术领域，特别是一种可降低大米中重金属含量的水稻种植方法。
背景技术
土壤在生物与环境之间起着物质交换和能量交换的作用，但是随着人类社会的发展，工业三废的排放对环境造成了极大的破坏，土壤的重金属污染问题越来越突出，特别是水稻主产区土壤的重金属污染严重威胁了我国居民饮食安全。近年来，大米及米制品重金属镉超标屡被报道，为主食粮食的安全问题敲响了警钟。由于重金属具有不可降解、不易移动溶解等特性，因此重金属污染很难被土壤固有的生态系统所分解；同时，土壤中的重金属被植物的根部吸收积累后最终将进入食物链，严重危害了人类及其他生物的健康。
中国专利(专利申请号为201010502325.1)公开的“一种降低重金属在蔬菜中累积量的方法”，是向土壤中施加改良剂，所述改良剂为麦饭石与赤泥的组合；所述的降低重金属在蔬菜中累积量的方法，所述麦饭石与赤泥的施加量为：每千克土壤施加麦饭石20g·kg-1，每千克土壤施加赤泥2g，或者在大面积田地中按照以下比例施加：750kg·hm-2赤泥和7500kg·hm-2麦饭石；组合改良剂的使用大幅度的降低了镉等重金属污染土壤中芹菜的Cd含量，使蔬菜可食部镉等重金属含量降低64.72％。
发明内容
本发明的目的是提供一种既可降低大米中的重金属含量、又可降低土壤中的重金属含量、且能修复重金属污染土壤的水稻种植方法。
本发明所采取的技术措施是发明一种可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，包括以下步骤：
A、稻种消毒：将晒后的水稻种子按料液比为1:1.2-1.5于消毒液中浸泡12h，捞出晾干，继续按料液比1:2-3于茶粕提取液中浸泡24h，其后捞出晾干，再按料液比1:2-4浸泡于清水中，12h后捞出晾干，即成消毒稻种，备用；
所述的茶粕提取液是按以下方法制得：将茶粕粉碎至20-60目，按质量比1:10-40加入清水，浸泡1-3天，滤去茶粕渣，即得茶粕提取液(本说明书中所涉及的茶粕提取液均为此液)；
B、催芽：将备用的消毒稻种按照常规方法进行催芽，成为待播种，备用；
C、秧田准备：对选定的秧田，按1.0-2.5kg/m2的比例施用茶粕复合肥，然后翻耕整平，成为待播秧田，备用；
所述的茶粕复合肥(本说明书中所涉及的茶粕复合肥均为此肥)是由以下重量比例的原料混合而成：腐熟茶粕100-150份、尿素1-3份、过磷酸钙2-4份、磷酸二氢钾1-2份；
D、播种育苗：往育秧盘中装入2-3cm厚的营养土，然后，将育秧盘摆放于备用的待播秧田的泥面上，压实，再将备用的待播种播入，先用茶粕提取液喷透，再覆上1-3cm厚的营养土，然后按照常规方法育成待插秧苗，备用；
所述的营养土是由以下步骤制备而成：取旱田土打碎至10-50目，用石灰或石膏调整pH值至6.0-7.0，再按质量比为1:2-10添加茶粕复合肥，然后用水浇透，晾干后继续浇水，重复2-3次后即得营养土(本说明书中所涉及的营养土均为此土肥)；
E、大田整理：先整地筑埂，田埂高度为25-60cm；然后，将田面起畦，畦面高度15-30cm，宽度15-35cm，接着，将茶粕复合肥按照每亩200-400kg的量耥入畦面中，并注入高于畦面5-20cm的水，静置3-5天后，排出多余水分至插秧所需水位，成为待插秧大田；
F、插秧：将备用的待插秧苗插入备用的待插秧大田中，插秧规格为10～15×15～20cm；
G、施肥：在水稻生长过程中分三次施用茶粕复合肥，分蘖期施用蘖肥，其每亩施用量为80-120kg；抽穗期施用穗肥，其每亩施用量为60-100kg；灌浆期施用粒肥，其每亩施用量为40-70kg；
H、灌溉：当畦面水位低于水稻生育期所需水位或每次施肥1-3天后灌溉，每次注水高度为高于畦面5-20cm，静置1-2天，然后，排出多余水分至水稻生育期所需水位；
I、病虫害防治：在水稻生长过程中，病虫害防治时所用农药的溶解媒介均采用茶粕提取液；
J、收获：水稻成熟后，即进行收获。
步骤A中所述的消毒液是将强氯精(即：NKC-621三氯异氰脲酸，又称TCCA)按质量比1:600-1000溶解于茶粕提取液中制得；也可采用多效灵、克瘟散、稻瘟净等其它的水稻种子消毒剂。
茶籽饼粕(即：茶粕)是油茶籽(Camellia oleifera Abel)榨油后的剩余物，其中含有10-20％的茶皂素(又名茶皂甙)。茶皂素是一种天然的非离子型表面活性剂，据相关的研究报道，茶皂素作为淋洗剂，对重金属污染土壤的修复有较好的效果；同时，茶皂素还具有杀虫灭菌作用，可减少农药的使用量；此外，茶粕中还含有多种酚类及氨基酸类物质，富含植物所需的多种矿物元素如Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等，能够满足植物生长过程中对多种矿物质的需求，是一种较好的有机肥料。
本发明的可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，采用由茶籽饼粕(即：茶粕)制备的茶粕提取液作为水稻种子的二次消毒液，并采用由茶籽饼粕制备的茶粕复合肥及营养土作为育秧肥和育秧基质，还采用由茶籽饼粕制备的茶粕复合肥作为水稻种植的基肥和追肥，可以有效地抑制水稻对重金属的吸收和累积，并减少农药和化肥的使用量，因而，可以有效降低所种植大米中的重金属含量，提高稻米品质和产量。此外，采用大田起畦的种植方式，并结合灌溉、静置、排出的方式，对土壤中的重金属进行淋洗，从而可降低土壤中的重金属含量，对重金属污染土壤进行修复。
本发明的可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，曾进行过水稻种植试验，考察试验前后土壤及水稻不同部位的重金属含量，试验过程及结果如下：
1、试验田的选择
选取XX县322国道旁边，被自含铅汽油的燃烧及汽车轮胎磨损产生的粉尘等重金属污染严重的水田。
2、试验设计及结果
选用汕优82做为供试水稻品种，试验共分2组，每组做3个重复，试验组采用本发明的种植方法；对照组样品采用传统的水稻种植方法，使用普通农家肥与化肥复配；水稻收获后检测土壤及水稻各部位的重金属含量。试验结果如下：
表1水稻及土壤中重金属含量(mg/kg)
注：ND代表未检出
由表1内的数据可知，水稻体内重金属的积累量以根部最高，茎叶部位次之，以果实部位含量最低。采用本发明的种植方法种植后，土壤中重金属含量随土壤的淋洗过程而显著降低，同时植物根、茎叶及大米等不同部位的重金属含量均显著下降，且明显低于国家标准水平。而对照组样品，种植后土壤中重金属含量没有明显的降低，金属砷与金属铅反而出现升高的现象，植物各部位重金属含量明显高于采用本发明的种植技术。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步说明。下面的说明是以例举的方式，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例一：
本实施例的可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，包括以下步骤：
A、稻种消毒：
a、茶粕提取液制备：将茶粕粉碎至20目，按质量比1:40加入清水，浸泡两天后，滤去茶粕渣，取上清液，即为茶粕提取液，备用；
b、消毒：先用茶粕提取液按1:600的料液比溶解强氯精，制得消毒液；再将于太阳下自然晾晒1天后的水稻种子，按料液比为1:1.2浸泡于消毒液中，12h后捞出种子晾干；接着，将种子继续按料液比1:2浸泡于茶粕提取液中，24h后捞出晾干；最后，将种子按料液比1:3浸泡于清水中，12h后捞出晾干，即成消毒稻种，备用；
B、催芽：将备用的消毒稻种按照常规方法进行催芽，成为待播种，备用；
C、秧田准备：
a、茶粕复合肥制备：按重量份分别取腐熟茶粕100份、尿素1份、过磷酸钙2份、磷酸二氢钾1份，混合后得茶粕复合肥，备用；
b、秧田整理：对选定的秧田，按1.1kg/m2的比例施用茶粕复合肥，然后翻耕整平，成为待播秧田，备用；
D、播种育苗：
a、营养土制备：取旱田土打碎至10目，用石灰或石膏调整pH值至6.5，再按质量比为1:2添加茶粕复合肥，然后用水浇透，晾干后继续浇水，重复2次后即得营养土，备用；
b、播种：往育秧盘中装入2-3cm厚的营养土，然后，将育秧盘摆放于备用的待播秧田的泥面上，压实，再将备用的待播种播入，先用茶粕提取液喷透，再覆上1-3cm厚的营养土，期间不间断喷施茶粕提取液，保持水分，然后按照常规方法育成待插秧苗，备用；
E、大田整理：先整地筑埂，田埂高度为60cm；然后，将田面起畦，畦面高度15cm，宽度15cm，接着，将茶粕复合肥按照每亩200kg的量耥入畦面中，并注入高于畦面10-15cm的水，静置4天后，排出多余水分至插秧所需水位，成为待插秧大田；
F、插秧：将备用的待插秧苗插入备用的待插秧大田中，插秧规格为10×15cm；
G、施肥：在水稻生长过程中分三次施用茶粕复合肥，分蘖期施用蘖肥，其每亩施用量为85kg；抽穗期施用穗肥，其每亩施用量为60kg；灌浆期施用粒肥，其每亩施用量为45kg；
H、灌溉：当畦面水位低于水稻生育期所需水位或每次施肥2天后灌溉，每次注水高度为高于畦面8cm，静置1天，然后，排出多余水分至水稻生育期所需水位；
I、病虫害防治：在水稻生长过程中，病虫害防治时所用农药的溶解媒介均采用茶粕提取液；
J、收获：水稻成熟后，即进行收获。
采用上述方法种植前后土壤重金属含量及水稻重金属含量如下表2所示。
表2种植后大米及土壤重金属含量
| 重金属 | 种植前土壤 | 种植后土壤 | 根部 | 茎叶 | 大米 |
| 镉 | 0.13 | 0.028 | 0.0013 | 0.0001 | ND |
| 砷 | 13.13 | 5.02 | 3.31 | 1.41 | ND |
| 汞 | 0.087 | 0.012 | 0.01 | 0.0031 | ND |
| 铅 | 17.55 | 6.71 | 1.21 | 0.51 | ND |
| 铬 | 47.82 | 20.15 | 7.12 | 1.02 | 0.31 |
注：ND代表未检出
由表2内数据可知，采用实施例一的方法种植后，土壤重金属含量显著降低，水稻根及茎叶部位重金属含量较低，大米中重金属含量符合标准GB2762-2012的要求。
实施例二：
本实施例的可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，包括以下步骤：
A、稻种消毒：
a、茶粕提取液制备：将茶粕粉碎40目，按质量比1:50加入清水，浸泡两天后，滤去茶粕渣，取上清液，即为茶粕提取液，备用；
b、消毒：先用茶粕提取液按1:600的料液比溶解强氯精，制得消毒液；再将于太阳下自然晾晒1天后的水稻种子，按料液比为1:1.2浸泡于消毒液中，12h后捞出种子晾干；接着，将种子继续按料液比1:2浸泡于茶粕提取液中，24h后捞出晾干；最后，将种子按料液比1:3浸泡于清水中，12h后捞出晾干，即成消毒稻种，备用；
B、催芽：将备用的消毒稻种按照常规方法进行催芽，成为待播种，备用；
C、秧田准备：
a、茶粕复合肥制备：按重量份分别取腐熟茶粕125份、尿素1.5份、过磷酸钙3份、磷酸二氢钾1.5份，混合后得茶粕复合肥，备用；
b、秧田整理：对选定的秧田，按2.0kg/m2的比例施用茶粕复合肥，然后翻耕整平，成为待播秧田，备用；
D、播种育苗：
a、营养土制备：取旱田土打碎至25目，用石灰或石膏调整pH值至6.7，再按质量比为1:5添加茶粕复合肥，然后用水浇透，晾干后继续浇水，重复3次后即得营养土，备用；
b、播种：往育秧盘中装入2-3cm厚的营养土，然后，将育秧盘摆放于备用的待播秧田的泥面上，压实，再将备用的待播种播入，先用茶粕提取液喷透，再覆上1-3cm厚的营养土，期间不间断喷施茶粕提取液，保持水分，然后按照常规方法育成待插秧苗，备用；
E、大田整理：先整地筑埂，田埂高度为45cm；然后，将田面起畦，畦面高度20cm，宽度25cm，接着，将茶粕复合肥按照每亩350kg的量耥入畦面中，并注入高于畦面10-15cm的水，静置4天后，排出多余水分至插秧所需水位，成为待插秧大田；
F、插秧：将备用的待插秧苗插入备用的待插秧大田中，插秧规格为13×13cm；
G、施肥：在水稻生长过程中分三次施用茶粕复合肥，分蘖期施用蘖肥，其每亩施用量为100kg；抽穗期施用穗肥，其每亩施用量为80kg；灌浆期施用粒肥，其每亩施用量为50kg；
H、灌溉：当畦面水位低于水稻生育期所需水位或每次施肥2天后灌溉，每次注水高度为高于畦面10cm，静置2天，然后，排出多余水分至水稻生育期所需水位；
I、病虫害防治：在水稻生长过程中，病虫害防治时所用农药的溶解媒介均采用茶粕提取液；
J、收获：水稻成熟后，即进行收获。
采用上述方法种植前后土壤重金属含量及水稻重金属含量如下表3所示。
表3种植后大米及土壤重金属含量
| 重金属 | 种植前土壤 | 种植后土壤 | 根部 | 茎叶 | 大米 |
| 镉 | 0.13 | 0.017 | 0.0020 | 0.0001 | ND |
| 砷 | 13.13 | 5.92 | 3.01 | 1.23 | ND |
| 汞 | 0.087 | 0.022 | 0.02 | 0.0021 | ND |
| 铅 | 17.55 | 5.87 | 1.31 | 0.41 | ND |
| 铬 | 47.82 | 21.15 | 5.12 | 1.11 | 0.21 |
注：ND代表未检出
由表3内数据可知，采用实施例二的方法种植后，土壤重金属含量显著降低，水稻根及茎叶部位重金属含量较低，大米中重金属含量符合标准GB2762-2012的要求。
实施例三：
本实施例的可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，包括以下步骤：
A、稻种消毒：
a、茶粕提取液制备：将茶粕粉碎至60目，按质量比1:45加入清水，浸泡两天后，滤去茶粕渣，取上清液，即为茶粕提取液，备用；
b、消毒：先用茶粕提取液按1:600的料液比溶解强氯精，制得消毒液；再将于太阳下自然晾晒1天后的水稻种子，按料液比为1:1.2浸泡于消毒液中，12h后捞出种子晾干；接着，将种子继续按料液比1:2浸泡于茶粕提取液中，24h后捞出晾干；最后，将种子按料液比1:3浸泡于清水中，12h后捞出晾干，即成消毒稻种，备用；
B、催芽：将备用的消毒稻种按照常规方法进行催芽，成为待播种，备用；
C、秧田准备：
a、茶粕复合肥制备：按重量份分别取腐熟茶粕150份、尿素3份、过磷酸钙4份、磷酸二氢钾2份，混合后得茶粕复合肥，备用；
b、秧田整理：对选定的秧田，按2.5kg/m2的比例施用茶粕复合肥，然后翻耕整平，成为待播秧田，备用；
D、播种育苗：
a、营养土制备：取旱田土打碎至50目，用石灰或石膏调整pH值至7.0，再按质量比为1:10添加茶粕复合肥，然后用水浇透，晾干后继续浇水，重复3次后即得营养土，备用；
b、播种：往育秧盘中装入2-3cm厚的营养土，然后，将育秧盘摆放于备用的待播秧田的泥面上，压实，再将备用的待播种播入，先用茶粕提取液喷透，再覆上1-3cm厚的营养土，期间不间断喷施茶粕提取液，保持水分，然后按照常规方法育成待插秧苗，备用；
E、大田整理：先整地筑埂，田埂高度为25cm；然后，将田面起畦，畦面高度30cm，宽度35cm，接着，将茶粕复合肥按照每亩400kg的量耥入畦面中，并注入高于畦面15-20cm的水，静置4天后，排出多余水分至插秧所需水位，成为待插秧大田；
F、插秧：将备用的待插秧苗插入备用的待插秧大田中，插秧规格为20×20cm；
G、施肥：在水稻生长过程中分三次施用茶粕复合肥，分蘖期施用蘖肥，其每亩施用量为120kg；抽穗期施用穗肥，其每亩施用量为100kg；灌浆期施用粒肥，其每亩施用量为70kg；
H、灌溉：当畦面水位低于水稻生育期所需水位或每次施肥2天后灌溉，每次注水高度为高于畦面8cm，静置2天，然后，排出多余水分至水稻生育期所需水位；
I、病虫害防治：在水稻生长过程中，病虫害防治时所用农药的溶解媒介均采用茶粕提取液；
J、收获：水稻成熟后，即进行收获。
采用上述方法种植前后土壤重金属含量及水稻重金属含量如下表4所示。
表4种植后大米及土壤重金属含量
注：ND代表未检出。
由表3内数据可知，采用实施例三的方法种植后，土壤重金属含量显著降低，水稻根及茎叶部位重金属含量较低，大米中重金属含量符合标准GB2762-2012的要求。
本发明的可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，适合土壤受到重金属污染的地区应用，对于非污染地区应用，可减少农药化肥的使用量。
Claims (2)
1.一种可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，其特征在于包括以下步骤：
A、稻种消毒：将晒后的水稻种子按料液比为1:1.2-1.5于消毒液中浸泡12h，捞出晾干，继续按料液比1:2-3于茶粕提取液中浸泡24h，其后捞出晾干，再按料液比1:2-4浸泡于清水中，12h后捞出晾干，即成消毒稻种，备用；
所述的茶粕提取液是按以下方法制得：将茶粕粉碎至20-60目，按质量比1:10-40加入清水，浸泡1-3天，滤去茶粕渣，即得茶粕提取液；
B、催芽：将备用的消毒稻种按照常规方法进行催芽，成为待播种，备用；
C、秧田准备：对选定的秧田，按1.0-2.5kg/m2的比例施用茶粕复合肥，然后翻耕整平，成为待播秧田，备用；
所述的茶粕复合肥是由以下重量比例的原料混合而成：腐熟茶粕100-150份、尿素1-3份、过磷酸钙2-4份、磷酸二氢钾1-2份；
D、播种育苗：往育秧盘中装入2-3cm厚的营养土，然后，将育秧盘摆放于备用的待播秧田的泥面上，压实，再将备用的待播种播入，先用茶粕提取液喷透，再覆上1-3cm厚的营养土，然后按照常规方法育成待插秧苗，备用；
所述的营养土是由以下步骤制备而成：取旱田土打碎至10-50目，用石灰或石膏调整pH值至6.0-7.0，再按质量比为1:2-10添加茶粕复合肥，然后用水浇透，晾干后继续浇水，重复2-3次后即得营养土；
E、大田整理：先整地筑埂，田埂高度为25-60cm；然后，将田面起畦，畦面高度15-30cm，宽度15-35cm，接着将茶粕复合肥按照200-400kg/666.7的量耥入畦面中，并注入高于畦面5-20cm的水，静置3-5天后，排出多余水分至插秧所需水位，成为待插秧大田；
F、插秧：将备用的待插秧苗插入备用的待插秧大田中，插秧规格为10～15×15～20cm；
G、施肥：在水稻生长过程中分三次施用茶粕复合肥，分蘖期施用蘖肥，其每亩施用量为80-120kg；抽穗期施用穗肥，其每亩施用量为60-100kg；灌浆期施用粒肥，其每亩施用量为40-70kg；
H、灌溉：当畦面水位低于水稻生育期所需水位或每次施肥1-3天后灌溉，每次注水高度为高于畦面5-20cm，静置1-2天，然后，排出多余水分至水稻生育期所需水位；
I、病虫害防治：在水稻生长过程中，病虫害防治时所用农药的溶解媒介均采用茶粕提取液；
J、收获：水稻成熟后，即进行收获。
2.根据权利要求1所述可降低大米中重金属含量的水稻种植方法，其特征在于：步骤A中所述的消毒液是将强氯精按质量比1:600-1000溶解于茶粕提取液中制得。
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