CN105964676A - 用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法。本发明的目的在于提供一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法。本发明的特征在于以下步骤：A.将可降解螯合剂鼠李糖脂用水稀释搅拌均匀，得到稀释剂；B.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中，从而实现降低水稻籽实中重金属的目的。所述螯合剂分两次施用到水稻田中，第一次施用时间为水稻移栽前1‑2天，施用量每亩为上述稀释剂重量的2/3，第二次施用在水稻移栽后的30‑40天，施用量为稀释剂重量的1/3。本发明主要用于施用在水稻田中以减少重金属尤其是镉在水稻植株中的积累。

Description

用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法
技术领域
本发明涉及一种用螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法，尤其涉及一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法。
背景技术
重金属在污染土壤中主要以6种形态存在：水溶态、交换态、铁锰氧化物结合态、碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态等。其中水溶态、弱交换态以及小部分碳酸盐态的重金属可以被植物吸收，而大部分与土壤固相牢固结合的重金属则很难被吸收。螯合剂能够改变重金属在土壤溶液中的存在形态，或者是以重金属-螯合剂和重金属-有机酸形态促进重金属的吸收，从而增加植物的修复效率；或者是通过形成重金属-螯合剂的形态降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，从而达到对重金属的消减、钝化和固化作用，因此运用螯合剂修复重金属污染土壤取决于螯合剂的种类。
常用的螯合剂大致可分为合成螯合剂和天然螯合剂。合成螯合剂主要包括：乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)和羟乙基替乙二胺(HEDTA)等；天然螯合剂主要包括：柠檬树、丙二酸、组氨酸等。目前在降低植物重金属毒害中应用较多的重金属螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、有机酸类以及腐殖酸类重金属螯合剂。本申请所述生物螯合剂为一种生物表面活性剂-鼠李糖脂，与EDTA相比，具有易降解和能够改良土壤等特性。该生物可降解螯合剂与金属的络合是快速、稳定的，能高效的减少游离态的Cd2+。实验表明，每摩尔该生物可降解螯合剂的最大络合能力是0.2mol Cd2+。通过计算得到的镉-鼠李糖脂平衡分配常数(log Kp＝-2.47)比报道的镉-沉淀物、镉-腐殖酸要高。而通过计算得到的镉-鼠李糖脂平衡分配系数(log Kp＝4.89)与报道的溶解有机质吸收有机污染物的系数相当。该生物可降解螯合剂一是可能通过和溶液中游离态的金属离子络合，来降低重金属离子在溶液相中的活性；二是可能通过降低界面张力，表面活性剂分子聚集在固-液界面上，与被吸附的重金属接触，从而使重金属从土壤上解吸下来。Mulligan C.N(2005)测定该生物可降解螯合剂与阳离子的螯合能力为K+<Mg2+<Mn2+<Ni2+<Co2+<Ca2+<Hg2+<Fe3+<Zn2+<Cd2+<Pb2+<Cu2+<Al3+。由此说明该生物可降解螯合剂能够与重金属Cd2+形成稳定的重金属-螯合物，从而降低重金属的生物有效性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法，以降低水稻植株中重金属尤其是镉的含量，并能改良土壤。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法，其特征在于以下步骤：
A.将可降解螯合剂鼠李糖脂用水稀释搅拌均匀，得到稀释剂；
B.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中，从而实现降低水稻籽实中重金属的目的。
所述螯合剂分两次施用到水稻田中，第一次施用时间为水稻移栽前1-2天，施用量每亩为上述稀释剂重量的2/3，第二次施用在水稻移栽后的30-40天，施用量为稀释剂重量的1/3。
本发明的有益效果是：该生物可降解螯合剂与重金属形成络合物后，能够降低重金属Cd的毒害作用。鼠李糖脂能够降低重金属的毒害作用同时增加萘的生物降解。当鼠李糖脂添加量为10倍Cd浓度时(890μM)，能够完全消除Cd的毒害作用，添加量与Cd浓度持平时(89μM)，能减弱Cd的毒害作用，而当添加量为Cd浓度的1/10时(8.9μM)，鼠李糖脂没有作用。鼠李糖脂减弱重金属的毒害作用可能与鼠李糖脂-镉复合物的形成有关，以及与鼠李糖脂与细胞表面相互作用从而改变镉的吸收有关。
采用本发明减少水稻植株中镉积累的方法不但能够减少水稻籽实中重金属的含量，而且可以改良土壤环境，促进水稻植株的生长。本申请为原位修复污染土壤技术，不破坏场地，对土壤的扰动小，技术操作简单，耗资少，可以在田间大规模应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明。
本发明的特征在于以下步骤：
A.将可降解螯合剂鼠李糖脂用水稀释搅拌均匀，得到稀释剂；
B.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中，从而实现降低水稻籽实中重金属的目的。
所述螯合剂分两次施用到水稻田中，第一次施用时间为水稻移栽前1-2天，施用量每亩为上述稀释剂重量的2/3，第二次施用在水稻移栽后的30-40天，施用量为稀释剂重量的1/3。
本发明中所述生物可降解螯合剂为液体形式，溶于水后，施加到土壤中。
供试土壤：为第四纪红色粘土发育的红黄泥田。
供试作物：水稻，品种为五丰优T025.
实验设计和方法：
试验于2015年7月－10月在长沙县春华镇大鱼塘村福星组王应龙责任田进行。本试验公设3个处理，3个重复，共9个小区，随机区组排列，每小区面积30m2，小区间做土埂包衣膜隔离，四周设置1.5m宽保护行。
实例1：不使用螯合剂(鼠李糖脂)，常规施肥(40％复合肥30kg/亩)；
实例2：亩施供试螯合剂(鼠李糖脂)3kg+水47kg＝50kg稀释剂，水稻移栽前1天第一次施用33kg，水稻移栽后30天第二次施用17kg，+常规施肥(40％复合肥30kg/亩)；
实例3：亩施供试螯合剂(鼠李糖脂)3kg+水97kg＝100kg稀释剂，水稻移栽前2天第一次施用66kg，水稻移栽后40天第二次施用34kg，+常规施肥(40％复合肥30kg/亩)。
试验田间管理
田间管理遵循“最适”和“一致”的原则，各处理之间除施肥措施以外，其他各项管理措施均保持一致，且符合生产要求，由专人在同一天内完成。试验田晚稻6月18日播种，7月19日整地，7月20-21日做埂覆膜，7月22日分处理按方案施基肥。各处理其他各项管理措施保持一致，10月24日采集试验田各小区耕作层土壤样品、稻谷样品，10月29日试验田收割，分别对各小区进行测产验收，考察各处理多项经济性状和测定实际产量。
土壤样品测定方法
土壤样品采集后带回实验室，检测出肉眼可见的食物残体、根系、外来物等，捏碎，平铺在塑料样品盘中，在室温条件下风干，磨碎，分别做1mm和0.25mm筛，装入塑料瓶中备用。
土壤全镉和全铅采用王水－高氯酸消煮－原子吸收光谱法；土壤全汞采用硫酸－无氧化二钒－冷原子吸收光谱法；土壤全砷采用氢化物发生原子吸收光谱法；土壤全铬采用氢氟酸－高氯酸－硝酸消煮－原子吸收光谱法；有效态镉的测定采用原子吸收法(GB/23739-2009)。土壤pH采用水提玻璃的电极法测定；土壤理化性状的测定采用常规分析方法进行。
植株样品的测定方法
水稻植株样品采集后，带回实验室，经烤种，分为茎叶和稻谷两部分，在80摄氏度杀青30分钟，然后在65摄氏度烘干，用不锈钢粉碎机磨碎，过40目筛，装入塑料瓶中备用。
以下给出本发明的实施例。
表1不同实施例对晚稻经济性状的影响
试验结果表明晚稻使用供试螯合剂的处理与不使用螯合剂相比较，株高增加5.6-7.5cm，有效穗增加0.3-0.4万/667m2，穗长平均增加0.7-0.8cm，穗总粒数增加7.0-8.4粒，穗实粒数增加9.8-13.4粒，结实率提高2.8-4.4％，千粒重增加0.2-0.3g。根据水稻产量构成形状计算的理论产量看，稻谷增产率在11.1-15.4％。
不同实施例对晚稻产量的影响
田间试验结果表明，使用供试螯合剂的实施例水稻平均产量在550.6-569.2kg/667m2，增产率为8.3-12.0％。经方差分析与多重比较表明，实施例2，3之间的水稻产量没有显著差异，实施例1与实施例2之间达显著差异，实施例1与实施例3之间达显著差异。
表2田间试验不同实施例水稻产量
表3水稻产量结果分析—F测试
变异来源 平方和 自由度 方差 F值 F0.05 F0.01
实施例间 11.776 2 5.888 15.937* 6.944 18.000
重复间 0.056 2 0.028 0.075 6.944 18.000
误差 1.478 4 0.369
总和 13.309 8
表4水稻产量结果分析—多重比较(LSR法)
不同实施例对土壤重金属镉含量的影响
试验前后土壤样品测试结果表明：施用螯合剂后对降低土壤有效镉有一定效果，实施例2和实施例3与试验前相比分别降低了0.2-0.3mg/kg，对于土壤中全量重金属含量没有明显的影响。pH值有一定程度的提高，最高提高了0.3个值。
不同实施例对稻谷镉含量的影响
据采集稻谷样品检测结果表明，实施例2，3稻谷镉含量平均值分别为0.453mg/kg、0.34mg/kg，较实施例1对照区稻谷镉含量0.787mg/kg分别下降0.334mg/kg，0.447mg/kg，降镉分别为42.4％、56.8％，降镉效果十分显著。
表6不同实施例稻谷镉(Cd)含量比较分析
螯合剂鼠李糖脂生产单位：中国科学院微生物研究所，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

Claims (2)

1.一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法，其特征在于以下步骤：
A.将可降解螯合剂鼠李糖脂用水稀释搅拌均匀，得到稀释剂；
B.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中，从而实现降低水稻籽实中重金属的目的。
2.按权利要求1所述用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法，其特征在于所述螯合剂分两次施用到水稻田中，第一次施用时间为水稻移栽前1-2天，施用量每亩为上述稀释剂重量的2/3，第二次施用在水稻移栽后的30-40天，施用量为稀释剂重量的1/3。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112159666A (zh) * 2020-10-10 2021-01-01 天津华勘环保科技有限公司 一种复合型镍污染土壤生物清洗剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102553903A (zh) * 2012-01-11 2012-07-11 中国科学院南京土壤研究所 一种修复重金属污染土壤的方法
CN102764757A (zh) * 2012-08-02 2012-11-07 大连民族学院 一种矿区重金属污染土壤的生物修复方法
CN104263375A (zh) * 2014-09-22 2015-01-07 安徽大泽生物肥料科技有限公司 一种复合土壤调理剂及其制备方法和用途
CN104498566A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 江南大学 一种半固态发酵法制备鼠李糖脂的方法及其应用
CN104845629A (zh) * 2015-05-05 2015-08-19 长沙华时捷环保科技发展有限公司 用于修复重金属污染土壤的淋洗药剂及淋洗方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102553903A (zh) * 2012-01-11 2012-07-11 中国科学院南京土壤研究所 一种修复重金属污染土壤的方法
CN102764757A (zh) * 2012-08-02 2012-11-07 大连民族学院 一种矿区重金属污染土壤的生物修复方法
CN104263375A (zh) * 2014-09-22 2015-01-07 安徽大泽生物肥料科技有限公司 一种复合土壤调理剂及其制备方法和用途
CN104498566A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 江南大学 一种半固态发酵法制备鼠李糖脂的方法及其应用
CN104845629A (zh) * 2015-05-05 2015-08-19 长沙华时捷环保科技发展有限公司 用于修复重金属污染土壤的淋洗药剂及淋洗方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐建设 等: "水体中污染底泥重金属淋洗技术", 《安徽建筑工业学院学报》 *
孙小峰 等: "有机修复剂在重金属污染土壤修复中的应用", 《应用生态学报》 *
有机修复剂在重金属污染土壤修复中的应用;孙小峰 等;《应用生态学报》;20060630;第17卷(第6期);第1123-1128页 *
水体中污染底泥重金属淋洗技术;唐建设 等;《安徽建筑工业学院学报》;20110630;第19卷(第3期);第62-66页 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112159666A (zh) * 2020-10-10 2021-01-01 天津华勘环保科技有限公司 一种复合型镍污染土壤生物清洗剂

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