CN107897207A - 一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂 - Google Patents

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Abstract

一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂，其原料包括、可溶性硅、可溶性锌、表面活性剂、腐殖酸钾和水，其重量份配比为：可溶性硅150‑200;可溶性锌4‑10;表面活性剂10‑30;腐殖酸钾10‑20;水1000。优点：本发明通过叶面喷施，能有效抑制重金属镉向水稻稻米的运输，降低水稻稻米中镉含量，从而能够在中低程度重金属镉污染土壤上生产出符合国家标准的大米。

Description

一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂
技术领域
本发明涉及农作物叶面喷洒肥料技术领域，特别是涉及一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂及其制备方法和使用。
背景技术
随着我国工业迅速发展，特别是矿山开采、金属冶炼、化工、电子、电镀和造革等行业的发展，产生了大量的重金属污染物，特别是富含镉矿体的自然风化和相应的露天开采、冶炼等矿业活动，以及大量施用化肥、农药等化工产品，导致了我国大面积的土壤重金属镉污染，矿山及冶炼厂周边地带尤为严重。根据全国首次土壤污染状况调查结果显示，全国土壤重金属总超标率为16.1%，耕地土壤面积点位超标为19.4%；以无机污染为主，无机污染物中镉污染最为严重，占土壤污染7%，其中稻田土壤镉污染将近1.33万hm2，分布于11省25个地区，其中90%以上为中度、轻度、轻微程度污染。
大米是我国主要的粮食之一，全国60%以上的人口以大米为主食，水稻种植面积将近 2869 万公顷，在全球水稻种植面积中占 1/5，稻米的年产量达到 1.85 亿吨，约占世界总产量的 1/3，因此，稻米的安全性不容忽视。影响水稻安全质量的因素很多，其中土壤重金属污染及其导致的环境质量恶化是引发水稻质量问题的重要因素和源头，而在影响大米品质的因素中又以镉污染最为严重。据潘根兴院士研究，土壤关系着食用大米的品质，水稻自身的独特的基因，也影响着水稻米粒吸收土壤中特殊物质的能力，其中稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米，大豆等其他作物品种。在重金属镉污染耕地种植水稻很容易导致镉大米的出现。受到污染的镉大米在食物链的生物放大作用下，对人和动物的生命和健康构成了严重威胁。近年来，全国多个省份曝出的镉大米事件，再次敲响了土壤镉污染的警钟，尤其是在湖南、湖北、江西等长江以南地带，这一问题更加突出。如何在不浪费这些地区耕地的基础上，生产出安全的粮食作物已成为热点和难点。
目前镉污染土壤的治理方法主要集中在物理化学修复技术如客土法、玻璃化技术、电动技术、土壤淋洗等技术。这些技术虽然具有彻底、稳定的优点，但是工程量巨大，投资高，破坏土体机构，只适合小面积重污染区修复治理，并不适合耕地土壤修复。生物修复技术及联合修复技术是未来发展的方向，但对于现阶段耕地土壤修复来说，周期长，效果显现慢是其推广的难点。
而不影响农民正常耕种，治理费用低廉，通过调整水稻对重金属镉的吸收、转运代谢和控制在镉植株体内的积累，从而降低稻米中镉的含量，进而生产出符合国家标准的农产品，在实际应用中更容易让农民接受。
发明内容
本发明目的是针对目前耕地土壤重金属镉污染治理中难点，结合镉污染土壤现状，对中轻程度的镉污染土壤，通过调整水稻对重金属镉的吸收、转运代谢和控制其在植株体内的积累，降低水稻稻米中镉的含量，从而生产出符合国家标准的大米。本发明提供一种用于降低水稻稻米中重金属镉含量，提高水稻光合作用的叶面阻控剂及其制备方法和使用。
一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂，其原料包括、可溶性硅、可溶性锌、表面活性剂、腐殖酸钾和水，其重量份配比为：
可溶性硅150-200 可溶性锌4-10 表面活性剂10-30 腐殖酸钾10-20 水1000。
可溶性锌为硫酸锌，所述表面活性剂为聚山梨酯。
制备方法包括如下：向配有搅拌加热装置的容器中将可溶性硅150-200g放入1000g水中，在加热条件下搅拌混合，使其充分溶解到水中,依次按照每升水投入聚山梨酯10-30g，可溶性锌4-10g，腐殖酸钾10-20g的比例投入原料，加热搅拌使其充分溶解即可。
本发明的优点：
1、本发明采用叶面喷施的方法，降低水稻稻米中重金属镉的含量，具有操作简单，不影响正常耕种，适用范围广，更经济有效的特点。
2、本发明避开直接对镉污染土壤的处理，能有效降低成本，缩短污染治理时间，不对耕地土壤结构产生破坏，同时所收割的水稻秸秆集中处理也有利于土壤中镉含量的降低。
3、本发明选用的硅、锌等原料，可以增强水稻光合作用，增强根系活力，增加水稻抗逆性和抗倒伏的能力，能有效提过水稻产量，提高农民收入。
附图说明
图1为叶面阻控剂对不同浓度镉污染土壤中水稻稻杆和稻米隔含量的影响柱形图
具体实施方式
一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂，其原料包括、可溶性硅、可溶性锌、表面活性剂、腐殖酸钾和水，其重量份配比为：
可溶性硅150-200 可溶性锌4-10 表面活性剂10-30 腐殖酸钾10-20 水1000。
可溶性锌为硫酸锌，所述表面活性剂为聚山梨酯。
制备方法包括如下：向配有搅拌加热装置的容器中将可溶性硅150-200g放入1000g水中，在加热条件下搅拌混合，使其充分溶解到水中,依次按照每升水投入聚山梨酯10-30g，可溶性锌4-10g，腐殖酸钾10-20g的比例投入原料，加热搅拌使其充分溶解即可。
上述阻控剂的使用时期为在水稻分蘖期和抽穗期，在使用时，将上述阻控剂用水稀释200-500倍，均匀喷施在水稻植株叶片表面。让叶面阻控剂通过植株叶片吸收进入植株体内，从而发挥作用。
使用方法为在水稻分蘖期和抽穗期，将上述阻控剂用水稀释200-500倍，均匀喷施在水稻植株叶片表面。在抽穗期可喷施2次，间隔7-10天。
叶面阻控剂的施加量为500ml/亩。有效成分Si大于等于60g每亩。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的叶面阻控剂所含硅酸钠、硫酸锌、腐殖酸钾、聚山梨酯均为市售材料。所述硅酸钠为苏州滕泰化工科技有限公司生产的滕泰牌硅酸钠，优品级，3.0模，颗粒度160目，含量大于等于99%。所述硫酸锌购自天津北辰方正试剂厂的硫酸锌，分析纯，pH值为4.4-6.0。所述腐殖酸钾购自天津市光复精细化工所，化学纯，水溶性干基腐殖酸含量大于50%，pH值为9-10，水不溶物小于10%。所述聚山梨酯为江苏海安石油化工厂生产，优品级，含量大于99%。
本实施例采用土壤盆栽试验， 土壤采用湖北省荆门市五三农场土壤，每盆钵装土5kg，设4个处理，重复三次，另设置一组空白对照。于某大棚进行试验。
盆钵土壤经自然风干后研磨，过20目筛。底肥施用氮肥尿素 1.38g/kg，施用磷肥过磷酸钙 0.68g/kg，施用钾肥氯化钾0.49g/kg。将施过底肥的土壤称重，每份5kg，共16份。按照浓度梯度1mg/kg，2mg/kg,5mg/kg,10mg/kg，将外源镉加入到土壤中，混合均匀后装到盆钵中，每个浓度4次重复。将盆钵土壤充分加水湿润后放置一周种植水稻。
所用水稻为黄华占品种，每盆种植6株，种植日期为8月8号。其后注意水稻的浇水、人工除虫和在适当时期补施肥料，保证水稻的正常生长。在水稻生长的分蘖期和抽穗期分别对水稻进行处理。
具体实施措施如下，
1、水稻分蘖期，在9月8号以叶面喷施的方式，将该叶面阻控剂200倍稀释液第一次喷施在水稻叶面。
2、水稻抽穗期，在10月9号和10月19号，对水稻两次喷施叶面阻控剂
3、11月14号在水稻完全成熟后取植株样本，分稻杆、稻米。植株样本先用水清洗干净，并用去离子水润洗，自然风干后在 105℃杀青 30 分钟，然后在 70℃烘干，称量植株干重，然后密封保存备用。
4、水稻样本按照GB5009.15-2014标准，采用石墨炉原子吸收光谱法测量样本镉含量，检测结果如图1。
由图1可见叶面阻控剂能有效降低不同浓度镉污染土壤中水稻稻米的镉浓度，降低率达到68%-82%。在喷施叶面阻控剂的情况下，除了在10mg/kg镉浓度的土壤种植的水稻稻米镉浓度高于国家食品安全卫生标准限定值0.2mg/kg外，在其他隔污染浓度的土壤中种植的水稻稻米都达到国家食品安全卫生标准。说明本发明有效解决了在镉污染5mg/kg以下土壤中生产出达到国家食品安全卫生标准稻米的难题，同时也能有效降低重度镉污染土壤中水稻稻米镉含量。
实施例2
实施地点为湖北省荆门市钟祥市某水稻种植区。所选择试验田土壤理化性质为土壤pH为6.61，碱解氮含量为121.1mg/kg,速效磷含量为238mg/kg，速效钾含量为232.81mg/kg，有机碳含量为19g/kg。全镉含量为1.2mg/kg。所用水稻品种为黄华占
具体实施措施如下：
1.将试验田分块筑垒，所种水稻按每亩 20000 穴进行抛秧，施用肥料为复合肥。
2.在水稻分蘖期第一次将阻控剂200倍稀释液均匀喷施在水稻叶片上，在抽穗期进行第二次喷施，间隔7-10天第三次喷施叶面阻控剂。喷施时间为晴天傍晚。
3.在稻谷成熟后，分别在处理区和对照区进行取样。采用食品安全国家标准食品中镉的测定（GB5009.15-2014）中规定的镉检测方法测定该试验区域中未喷施叶面阻控剂的水稻中稻米平均镉含量为0.28mg/kg，喷施叶面阻控剂的水稻中稻米镉含量仅为为0.09mg/kg。喷施叶面阻控剂后的水稻稻米镉含量低于《食品中污染物限量》（GB2762-2012）中对大米中镉含量的限量要求0.2mg/kg。表明本发明叶面阻控剂能有效降低镉污染土壤种植的水稻稻米中镉含量。

Claims (3)

1.一种用于降低水稻稻米重金属镉污染的叶面阻控剂，其特征在于其原料包括、可溶性硅、可溶性锌、表面活性剂、腐殖酸钾和水，其重量份配比为：
可溶性硅150-200 可溶性锌4-10 表面活性剂10-30 腐殖酸钾10-20 水1000。
2.根据权利要求1所述的叶面阻控剂，其特征在于所述可溶性硅为硅酸钠或硅酸钾，可溶性锌为硫酸锌，所述表面活性剂为聚山梨酯。
3.根据权利要求1所述的叶面阻控剂，其特征在于制备方法包括如下：向配有搅拌加热装置的容器中将可溶性硅150-200g放入1000g水中，在加热条件下搅拌混合，使其充分溶解到水中,依次按照每升水投入聚山梨酯10-30g，可溶性锌4-10g，腐殖酸钾10-20g的比例投入原料，加热搅拌使其充分溶解即可。
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