CN105594530B - 一种水稻控镉富硒的农艺方法 - Google Patents

一种水稻控镉富硒的农艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水稻控镉富硒的农艺方法。该方法是在水稻分蘖期保持土壤半湿润状态，将100g/亩硒肥均匀施入土壤，施肥2d后淹水直至水稻收获。对于中碱性土壤，水稻糙米中镉浓度可降低20.9％‑26.5％，硒含量0.083～0.106mg/kg，达富硒标准(Se>0.04mg/kg)；对于酸性土壤，水稻糙米中镉的浓度可降低38.0％‑63.0％，硒含量0.248‑0.283mg/kg，达富硒标准。该方法不仅克服了硒肥作为基肥施用易被土壤矿物固定导致其在水稻生长旺盛期硒生物有效性降低而控镉效果差，以及叶面喷施量少控镉效果差、喷施量大又会导致籽粒硒含量过高带来健康风险的缺陷，又能生产出富硒大米。

Description

一种水稻控镉富硒的农艺方法
技术领域
本发明涉及中低污染农田安全生产技术领域，尤其是中低镉污染农田水稻安全生产技术。
背景技术
据2014年4月17日全国土壤污染状况调查公报显示，我国耕地土壤重金属点位超标率为19.4％，主要为中轻度污染(超标率为18.3％)。无论是西南、中南地区，还是长三角、珠三角以及辽宁和西北地区，镉都是农田首要控制污染物(全国超标率占7.0％)。我国农田镉污染直接威胁到我国农产品质量安全和农业可持续发展，如广东湖南等地的镉大米事件。针对我国农田镉污染程度低、面积大和农田农用等特点，亟需研发高效、经济、快速、简便、可复制易推广的农田安全利用技术。目前关于镉污染土壤治理与安全利用的研究有很多，包括镉低积累品种选育、钝化剂研制与应用、种植制度调整与农艺技术等。镉低积累品种往往难以同时兼顾产量和品质，实际大面积推广应用并不多见；钝化剂研制较多，主要包括石灰、有机肥、生物炭、海泡石、羟基磷灰石等，其主要通过改变土壤pH、改变镉的形态降低土壤中有效镉含量，大多数成本较高，且长期施用易使土壤理化性质发生改变，如长期施用石灰易造成土壤板结，导致肥力降低影响作物产量；农艺技术相对比较简单易行，如全生育期淹水、叶面喷施硒肥(或硅肥)等，但控镉效果有限，且不稳定。
硒(Se)是人体和动物生长发育必需的微量元素之一，我国是一个缺硒大国，有72％的人口生活在硒缺乏地区，人群日平均硒摄入量远远低于中国营养学会的参考摄入量。但如果硒摄入过多，也会对人体产生较大的毒害作用。在所有的元素中，硒具有最窄的缺乏剂量(<40μg/d)和致毒剂量(>400μg/d)范围，一般情况下，食物中硒含量在0.1-1mg/kg之间被认为是对人和动物的安全范围。水稻是我国三大主要粮食作物之一，我国约有60％的人口以大米为食。增加稻米硒含量在世界范围内被公认为是最直接有效、经济安全的补硒途径。开发富硒稻米，对于提高人民整体健康水平、改善稻米品质、增加稻米附加值、促进农民增收等均具有重要的社会和经济意义。作为一种抗氧化剂、蛋白质组分，近年来很多学者用硒来作为降低作物吸收镉的钝化剂使用，通常硒的施用方式有两种：作为基肥施用和叶面喷施。Na2SeO3用作基肥施入土壤，水稻生长初期镉的吸收转运能力有限，而在水稻吸收转运镉的关键时期(分蘖期及以后)，由于基肥施入的Na2SeO3大部分已被土壤矿物固定或转化为其他形态的Se而使其控镉效果降低。叶面喷施硒肥用量过低，效果不显著；喷施硒量过高又容易导致籽粒中硒的过量积累而产生健康风险，且效果不稳定。目前文献中还没有关于在水稻分蘖期土壤施用硒肥控镉富硒报道。
我们利用弱碱性水稻土和酸性水稻土进行多次试验，发明了水稻分蘖期土壤施用硒肥控镉富硒方法。
发明内容
本发明针对中低镉污染农田安全生产技术需要，提供在水稻分蘖期土壤施用硒肥控镉富硒的方法。对于中碱性土壤，水稻糙米中镉浓度可降低20.9％-26.5％，糙米中硒含量0.083-0.106mg/kg，达到富硒标准(GB/T 22499-2008，Se>0.04mg/kg)；对于酸性土壤，水稻糙米中镉的浓度可降低38.0％-63.0％，稻米糙米中硒含量0.248-0.283mg/kg，达到富硒标准。
分蘖期是水稻营养生长的主要时期，水稻根系对必需矿质元素吸收积累的同时，也将重金属离子大量吸收积累。分蘖期施入土壤的硒，有效性高，此时水稻对硒吸收能力强，硒的吸收会拮抗水稻对镉的吸收。因此，在水稻镉吸收关键时期土施硒肥有可能会具有更好的控镉效果，但由于此时施入硒肥Se的生物有效性很高，容易造成籽粒Se含量过高产生健康风险，因此，施用量非常关键。同时，由于中低镉污染土壤种植水稻基本上采取全生育期淹水以降低水稻对镉的吸收和转运，但如果在淹水状态下施用硒肥，很容易造成Se的流失，用量过少达不到控镉效果；为了控镉势必需要加大硒肥用量，而这又容易导致硒在土壤和糙米中的过量积累。施用硒肥后，如果不及时淹水，硒肥对于水稻根表铁膜形成的促进作用及其对镉吸收的抑制作用就受到影响，因此，硒肥施用前后的水分管理也非常重要。本发明的技术要点在于：
1)确定合理的施用时期：水稻分蘖期(出现第一个分蘖开始)。
2)确定合理的施用量：每亩施用亚硒酸钠量100g。
3)施用方式与其他条件：保持土壤呈半湿润状态，将亚硒酸钠量溶解于适量水配置成溶液均匀喷施于土壤(也可以和追肥混合施入土壤)，硒肥施用2d后灌水，保持土壤淹水至水稻收获。
本发明所采用的技术方案是：一种水稻控镉富硒的方法，是在水稻生长至分蘖期，保持土壤至半湿润状态，将100g/亩硒肥(Na2SeO3)溶于水均匀洒施于土壤表面，施肥2d后保持淹水状态至水稻收获。
本发明试验表明，水稻分蘖期土壤施用硒肥效果最好，施用100g/亩亚硒酸钠，碱性土壤水稻糙米中镉含量可降低20.9％-26.5％，酸性土壤水稻糙米中镉含量可降低38.0％-63.0％，且都达到我国食品安全限量标准(<0.2mg/kg)，同时糙米中的硒含量达到富硒水平(>0.04mg/kg)。
本发明方法不仅克服了硒肥(亚硒酸钠)作为基肥施用，因硒易被土壤矿物固定导致其在水稻生长旺盛期硒生物有效性降低而控镉效果差，以及叶面喷施硒肥量少控镉效果差、喷施硒肥量大又会导致籽粒硒含量过高带来健康风险的缺陷，又能生产出富硒大米。方法简单易行、成本低廉，且同时达到控镉富硒的效果。
具体实施方式
实施例1：
在pH 7.8、全硒含量0.3mg/kg的中轻度镉超标(全镉含量分别为0.63mg/kg和1.23mg/kg)的弱碱性水稻土，种植水稻苏香粳一号(江苏太湖地区农业科学研究所选育，1997年通过苏州市农作物品种审定小组审定)，在不同时期施入100g/亩亚硒酸钠，至成熟期收获。试验结果如表1：
表1 弱碱性土壤施用硒肥的控镉富硒效果
Figure BDA0000910206140000031
硒肥作为基肥施用控镉效果较差，分蘖期施用硒肥控镉效果最好。即使该水稻品种吸收镉含量较低，分蘖期施用硒肥其糙米镉含量仍较对照处理降低了21.0％-26.5％，糙米中硒含量为0.083-0.106mg/kg，达富硒标准。
实施例2：
在pH 5.0、全硒含量0.37mg/kg的中轻度镉超标(土壤全镉分别为0.41和1.31mg/kg)酸性水稻土中，种植水稻苏香粳一号，在不同时期施入100g/亩亚硒酸钠，至成熟期收获。试验结果如表2：
表2 酸性土壤施用硒肥的控镉富硒效果
Figure BDA0000910206140000032
土壤全镉为1.31mg/kg的酸性水稻土对照处理，水稻糙米镉含量已经超过国家食品安全限量(0.2mg/kg)。在2种酸性土壤中，硒肥作为基肥施用效果较差，分蘖期施用硒肥效果均表现出最优的控镉效果，其糙米镉含量降低了37.9％-63.0％，即使在土壤全镉为1.31mg/kg的酸性水稻土，糙米镉含量也达到稻米安全食用标准，其控镉效果优于传统施用石灰措施，且籽粒中硒含量为0.248-0.283mg/kg，达富硒标准。
上述实例表明该方法在酸性、碱性水稻土中，水稻分蘖期土壤施用硒肥均优于其他时期施用，且在镉有效性高的酸性水稻土中控镉效果更为显著，在中轻度镉污染农田应用能够有效控镉，还能生产富硒稻米。

Claims (1)

1.一种水稻控镉富硒的农艺方法，其特征在于：水稻生长至分蘖期，保持土壤至半湿润状态，将100g/亩硒肥溶于水均匀洒施于土壤表面，施肥2d后保持淹水状态至水稻收获；
所述的硒肥是Na2SeO3；
所述水稻控镉富硒的农艺方法不仅克服硒肥作为基肥施用，因硒易被土壤矿物固定导致其在水稻生长旺盛期硒生物有效性降低而控镉效果差，以及叶面喷施硒肥量少控镉效果差、喷施硒肥量大又会导致籽粒硒含量过高带来健康风险的缺陷，又能生产出富硒大米。
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