CN103936495A - 一种降低镉在烟草中积累的制剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境保护中土壤重金属污染的治理和农产品安全领域，涉及一种降低镉在烟草中积累的制剂及其使用方法。一种降低镉在烟草中积累的制剂，该制剂包含如下浓度的组分：还原性谷胱甘肽50-65mg/L，亚硒酸钠 15-22mg/L，硅酸钠2.5-3.5×103mg/L。本发明制剂具有配制简单、使用方便、无毒副作用和成本低等优点。使用时以叶面喷施的方式进行，与喷洒农药类似，简单易操作，并且该制剂能够同时提高作物锌、硒等营养元素含量。本发明适用于生产镉低积累烟草产品，适合在中轻度镉污染地区推广应用。

Description

一种降低镉在烟草中积累的制剂及其使用方法

技术领域

本发明属于环境保护中土壤重金属污染的治理和农产品安全领域，涉及一种降低镉在烟草中积累的制剂及其使用方法。

背景技术

镉(Cadmium,Cd)是已知的毒性最强和农田受污染最严重的重金属之一。同时，Cd的迁移性较强，易被植物吸收并转移至地上部，超过一定限度不仅对作物生长发育造成伤害，导致产量和品质下降，更有可能通过食物链威胁人类健康。因此，降低Cd积累不仅能提高农作物的品质，保护生态平衡，还可降低Cd带给人类的健康风险。据调查,我国受镉污染的耕地已超过1.33万hm²，涉及11个省25个地区。1955年至上世纪70年代初，在日本富山市神通川流域曾因大米镉含量超标引起第二公害病—“骨痛病”，先后导致80多人死亡，政府与民众即使时至今日亦谈虎色变，为此政府对各种食品的镉含量制订了严格的标准要求。总之,镉污染已对农业生产的可持续发展和人类的生存质量产生了巨大的威胁(Davis,1984)。控制和降低农作物镉污染亟待解决。

中国是世界最大的烟草生产和消费国，近年来烟叶种植面积超过100万公顷，总产达200万吨。烟草与1000万人口的就业和一亿多人口的经济生活密切相关（周瑞增，1997），烟草业每年的税收超过2100亿元,约占国民收入的9%左右。同时烟叶及其产品是我国烟草行业出口创汇的重要组成部分。已有研究表明，烟草是对镉等重金属吸收转移能力极强的作物（王晓敏等，2008），同时不适当的农艺措施可影响烟叶重金属含量。烟草中的重金属镉，会通过抽吸过程中主流烟气进入人体，对人体造成潜在危害。人体过量摄入会导致蛋白尿、氨基酸尿和糖尿，影响磷钙的吸收代谢，增加肾骨病变的危险性，并有可能致癌和致畸。2010年10月在澳大利亚悉尼召开的第九届亚太烟草与健康会上发表的国际烟草控制政策评估项目报告指出：接受检测的大前门、红双喜、红塔山等13个中国品牌香烟中镉平均含量为3.24μg/g（2.0–5.4之间）；其含量与加拿大产香烟相比，最高超出3倍以上。由此引发烟草行业的“重金属”危机。烟草在生产加工过程中人为添加重金属的可能性几乎没有，超标反映的是环境问题。土壤重金属镉污染已对烟叶质量安全、人体健康构成严重威胁。烟草中镉的含量、迁移及控制成为广大烟草科技工作者关注的热点问题。

还原性谷胱甘肽（GSH）是一种广泛存在于植物和动物中的一种小分子游离硫醇三肽，对维持蛋白硫醇水平、硫醇和二硫键交换、氢过氧化物和自由基的清除以及氨基酸的跨膜运输等诸多生命过程发挥着重要作用（Mendoza-Co′zat等，2005）。GSH特有的氧化还原及亲核特性，使得它参与抵御包括外源性物质、氧自由基、盐害、酸害以及重金属在内的多种毒性反应（Ferguson和Booth1998；Wu等2003）。Chen等（2010）发现向Cd溶液中添加GSH能够显著缓解Cd引起的大麦生长抑制并降低Cd引起超氧阴离子、过氧化氢和丙二醛的积累。GSH能够调控水稻中抗氧化酶活性进而抵御Cd和Cr毒害（Cai等，2011）。硒（Se）是人类和动物体内必需的微量元素，它的生物化学功能已经被广泛研究（Hartikainen，2005）。虽然，Se对于植物来说是非必需元素，但是有研究表明Se能够提高植物生长速率、抑制膜脂过氧化和增加抗氧化能力（Djanaguiraman等，2005）。锌（Zn）是植物生长所必需的微量元素，同时与Cd存在拮抗作用（Aravind等，2009）。Wu等(2002)发现Zn能够显著降低大麦中Cd的积累。番茄中也发现了相类似的结果（Mohammad等，2009）。Zn还能缓解汞引起的生长抑制（Chen等，2007）。硅（Si）是植物体内含量较高的元素之一，占植株干重的0.1%-10%不等。杨超光等（2005）报道向土壤中添加2.0g/kg硅酸钠后可缓解玉米镉毒害。

虽然以上研究能够缓解镉毒害，但是均是采用缓解因子与Cd共培养的方式，实际生产中还没有切实可行的方法；如果考虑到实际生产应用，此种方式面临操作复杂、施用量相对偏大、成本偏高等一系列问题。

发明内容

本发明提供一种降低镉在烟草中积累的制剂，本制剂以叶面喷施的方式进行，易于配制，同时操作简便，成本低廉，非常适用于农业大田生产。

本发明还提供上述降低镉在烟草中积累的制剂的使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种降低镉在烟草中积累的制剂，该制剂包含如下浓度的组分：还原性谷胱甘肽50-65mg/L，亚硒酸钠15-22mg/L，硅酸钠2.5-3.5×10³mg/L。

作为优选，该制剂由以下浓度的组分组成：还原性谷胱甘肽50mg/L，亚硒酸钠15mg/L，硅酸钠2.84×10³mg/L。

一种所述的制剂的使用方法，具体是：用喷雾器将该制剂均匀喷施于烟草叶片表面至均匀挂湿，喷施时间控制在早晨9点以前或傍晚4点以后进行。本发明采用叶面喷施的方式，操作简单，成本低廉，施用量相对较小。

本发明的有益效果是：本发明制剂具有配制简单、使用方便、无毒副作用和成本低等优点。使用时以叶面喷施的方式进行，与喷洒农药类似，简单易操作，并且该制剂能够同时提高作物锌、硒等营养元素含量。本发明适用于烟草生产低镉产品，适合在中轻度Cd污染地区推广应用。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

降低Cd积累制剂的组分和浓度如下：还原性谷胱甘肽50mg/L，亚硒酸钠15mg/L，硅酸钠2.84×10³mg/L。

配制方法：按上述各组分均匀混合成溶液后，于四叶期叶面喷施至湿润为止，每5天喷一次，共喷2次；第一次喷施后10天取样，8次重复，每盆种4株。不同处理Cd含量见表1。

表1叶面喷施GSH+Se+Si对Cd胁迫下烟草Cd含量及生物量的影响

*，Cd+GSH+Se+Si处理组与Cd处理组相比降低的百分率。a,b和c表示0.05水平差异显著性。

与单独Cd处理相比，叶面喷施GSH+Se+Si使烟草地上部和根系Cd含量分别显著下降25.3%和21.7%。同时，虽然烟草地上部和地下部干重与Cd处理相比未达到显著水平，但具有上升的趋势。因此，该制剂在实际烟草生产中具有极重要的应用价值。与其它将缓解因子和Cd共培养的方式相比，无论是在成本还是在操作上都明显好于前者。

实施例2

降低Cd积累制剂的组分和浓度如下：还原性谷胱甘肽65mg/L，亚硒酸钠22mg/L，硅酸钠3.5×10³mg/L。使用方法同实施例1。

实施例3

降低Cd积累制剂的组分和浓度如下：还原性谷胱甘肽60mg/L，亚硒酸钠20mg/L，硅酸钠2.5×10³mg/L。使用方法同实施例1。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (3)

1.一种降低镉在烟草中积累的制剂，其特征在于该制剂包含如下浓度的组分：

还原性谷胱甘肽       50-65 mg/ L，

亚硒酸钠     15 -22mg/ L，

硅酸钠  2.5 -3.5×10³ mg/ L。

2.根据权利要求1所述的降低镉在烟草中积累的制剂，其特征在于该制剂由以下浓度的组分组成：还原性谷胱甘肽     50mg/ L，亚硒酸钠  15mg/ L，硅酸钠 2.84×10³ mg/ L。

3.一种权利要求1所述的制剂的使用方法，其特征在于：用喷雾器将该制剂均匀喷施于烟草叶片表面至均匀挂湿，喷施时间控制在早晨9点以前或傍晚4点以后进行。