CN108046902A - 叶面阻控剂、制备方法及降低农作物镉污染的方法 - Google Patents

叶面阻控剂、制备方法及降低农作物镉污染的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农田重金属修复技术领域，尤其是涉及一种叶面阻控剂、制备方法及降低农作物镉污染的方法，以降低农作物的可食部分中重金属镉的含量。叶面阻控剂，包括可溶性硒5－10份，可溶性硅60－80份；壳聚糖5－10份；抗坏血酸20－30份；去离子水140－160份，无水乙醇2－5份。本发明提供了对农作物叶面喷施阻控剂用于从土壤－植物系统的作物段，抑制了重金属向可食部位转移修复耕地重金属的新思路。

Description

叶面阻控剂、制备方法及降低农作物镉污染的方法
技术领域
本发明涉及农田重金属修复技术领域，尤其是涉及一种叶面 阻控剂、制备方法及降低农作物镉污染的方法。
背景技术
镉作为一种重金属元素，毒性较大，被镉污染的空气和食物 对人体危害严重，且在人体内代谢较慢，日本因镉中毒曾出现“痛 痛病”。由于电解锌工业的发展，镉(Cd)产量及其产生的环境污 染随之而来；近年来爆发多次镉污染事件。尤其是近来曝光的“镉 米”事件引起政府及公众的担忧，全国土壤环境状况总体不容乐 观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废 弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境 背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。
全国土壤总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度 污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。其中镉的点位 超标率高达7％。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江 三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、 铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方 向逐渐升高的态势。我国土壤重金属污染已经进入一个集中多发 期。国土部门数据显示，以镉大米为例，我国每年受重金属污染 的粮食高达1200万吨，重金属修复已刻不容缓。
国内外传统的修复方法研究中，对于镉污染农田的治理方法 包括：物理法或物理化学法、化学法、农艺调控法。对于污染严 重、面积小的土壤治理效果明显，但是工程量大、人力物力消耗 高，而且破坏了土壤的结构和生境，存在二次污染的环境风险。
就镉对农作物的污染而言，以样本农作物水稻为例，不同部 位镉的含量不一样，由大到小的次序排列为：根部——茎叶—— 糙米。而镉元素通过农作物的迁移，到达农作物中可食部位，通 过食物链传递摄入人体内对健康危害极大，如对肾、肺、肝、睾 丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性。近些年发生的镉中毒 事件，越来越引起人们的重视。
重金属镉在农作物体内的迁移能力较强，一些常规的农艺调 控，钝化作用，只能经过根部治理，不可避免有一些通过根部运 输到达植株。
发明内容
本发明的主要任务在于提供一种叶面阻控剂、制备方法及降 低农作物镉污染的方法，以降低农作物的可食部分中重金属镉的 含量。
为实现上述技术效果，本发明提供的技术方案在于：
一种用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂，包括：
可溶性硒5-10份，可溶性硅60-80份；壳聚糖5-10份；抗坏血 酸20-30份；去离子水140-160份，无水乙醇2-5份。
更进一步地，
所述的可溶性硒为硒酸钠或亚硒酸钠的一种或两种。
更进一步地，
所述的可溶性硅为硅酸钾、硅酸钠、水溶性二氧化硅中的一种或 多种。
更进一步地，
所述阻控剂还包括表面活性剂，所述的表面活性剂为吐温80、 聚氧乙烯脂肪醇醚类、正硅酸乙酯中的一种或多种。
更进一步地，
所述阻控剂还包括四水钼酸铵、正硅酸乙酯、氯化钾中的一种或 多种。四水钼酸铵、正硅酸乙酯和氯化钾可以作为叶片的肥料使用。
一种制备用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂的方法，包括：
将抗坏血酸溶于水中形成抗坏血酸溶液，将硒酸钠溶于水中形成 硒酸钠溶液，将抗坏血酸溶液加入至硒酸钠溶液中得到纳米硒溶液；
将可溶性硅融入水中形成可溶性硅溶液，在可溶性硅中加入无水 乙醇，然后加入无水乙醇与吐温80的混合液，制得无机硅溶液；
将壳聚糖和水溶性二氧化硅加入去离子水中，制得壳聚糖溶液；
将纳米硒溶液、无机硅溶液和壳聚糖溶液依次加入去离子水中， 混匀、静置至室温，制得叶面阻控剂。
更进一步地，
将20重量份的抗坏血酸溶于去离子水中形成抗坏血酸溶液；将 10重量份的硒酸钠溶液溶于水中形成硒酸钠溶液；将抗坏血酸溶液 溶于硒酸钠溶液，得到均匀的纳米硒溶液，并将纳米硒溶液置于微波 炉中经微波稳定；
将30重量份的可溶性硅溶于100份蒸馏水中，加入2重量份无 水乙醇混匀后搅拌，形成可溶性硅溶液；将2份无水乙醇与1重量份 吐温80的混合液加入至可溶性硅溶液，制得无机硅溶液；
将8份壳聚糖、10份水溶性硅加入92份去离子水中，搅拌制得 壳聚糖溶液；
将纳米硒溶液、无机硅溶液和壳聚糖溶液依次加入150重量份的 去离子水中，混匀、静置至室温，制得叶面阻控剂。
一种降低农作物镉污染的方法，稀释所述叶面阻控剂制得叶面阻 控剂稀释剂，将叶面阻控剂稀释剂喷洒至农作物叶片。
更进一步地，
叶面阻控剂的用量为每亩200g-400g。
更进一步地，
稀释叶面阻控剂时，水量和叶面阻控剂的体积比为(400-600)： 1。
结合上述技术方案，本发明能够达到的技术效果在于：
本发明的优点有效的避开了对土壤中镉的直接处理，使修复 难度降低。同时添加的硅可以提高植物的抗逆性，根据相关研究 表明，施硅能够将Cd沉积在茎叶的细胞壁中，从而减轻Cd向果 穗部位积累，从而降低农作物重金属毒害。同时添加的硒作为抗 氧化元素和能量代谢元素，提高农产品品质。
本发明提供了对农作物叶面喷施阻控剂用于从土壤－植物系 统的作物段，抑制了重金属向可食部位转移修复耕地重金属的新 思路。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所 获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关 系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能 理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用 于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以 是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
将20份抗坏血酸溶于去离子水中，搅拌10min，称取10份硒酸 钠溶于水中，然后将抗坏血酸溶液加入硒酸钠溶液中，并不停搅拌， 得到均匀稳定的纳米硒溶液1#，在微波炉中经微波稳定。称取30份 硅酸钠溶于100份去离子水，加入2份无水乙醇混匀后搅拌30min，然后将2份无水乙醇与1份吐温80的混合液缓慢滴入，然后充分搅 拌2h，制得无机硅溶液2#。称取壳聚糖8份，水溶性二氧化硅30 份，倒入95份去离子水中，连续搅拌10min，制成溶液3#，将1#、 2#、3#所得溶液，加入装有150份去离子水中的锥形瓶中，置于摇床 上以150r/min的速度，晃动30min，取出产品静置至室温，可灌装， 出厂。
实验地点为湖南省湘潭市湘潭县某水稻种植基地。
分别在水稻分蘖期、抽穗期和蜡熟期分3次将上述叶面阻控剂 400倍液均匀喷施在水稻叶片上，每次共喷施200g/亩，喷施时 间为晴天无风条件下(一般时间为上午9时前，露水落地后，下午5 时后，如遇风雨，可增加喷施次数)；
在稻谷成熟后，对稻谷和土壤采样检测：处理后的糙米镉最大 含量为0.188mg/kg，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》 (GB2762—2017)中对大米中镉含量的限量要求0.2mg/kg；同 时对土壤镉最大有效含量进行检测，为0.331mg/kg。
实施例2
将15份抗坏血酸溶于去离子水中，搅拌10min，称取15份硒酸 钠溶于水中，然后将抗坏血酸溶液加入硒酸钠溶液中，并不停搅拌， 得到均匀稳定的纳米硒溶液1#，在微波炉中经微波稳定。称取20份 硅酸钠溶于100份去离子水，加入2份无水乙醇混匀后搅拌30min，然后将2份无水乙醇与1份吐温80的混合液缓慢滴入，然后充分搅 拌2h，制得无机硅溶液2#。称取壳聚糖10份，水溶性二氧化硅35 份，倒入取90份去离子水中，连续搅拌10min，制成溶液3#，将1#、 2#、3#所得溶液，加入装有150份去离子水中的锥形瓶中，置于摇床 上以160r/min的速度，晃动30min，取出产品静置至室温，可灌装， 出厂。
实验地点为湖南省湘潭市湘潭县某水稻种植基地。
分别在水稻分蘖期、抽穗期和蜡熟期分3次将上述叶面阻控剂 500倍液均匀喷施在水稻叶片上，每次共喷施250g/亩，晴天无 风条件下(一般时间为上午9时前，露水落地后，下午5时后，如遇 风雨，可增加喷施次数)；
在稻谷成熟后，对稻谷和土壤采样检测：处理后的糙米镉最大 含量为0.142mg/kg，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》 (GB2762—2017)中对大米中镉含量的限量要求0.2mg/kg；同 时对土壤镉最大有效含量进行检测，为0.3mg/kg。
实施例3
将15份抗坏血酸溶于去离子水中，搅拌10min，称取20份硒酸 钠溶于水中，然后将抗坏血酸溶液加入硒酸钠溶液中，并不停搅拌， 得到均匀稳定的纳米硒溶液1#，在微波炉中经微波稳定。称取20份 硅酸钠溶于100份去离子水，加入2份无水乙醇混匀后搅拌30min，然后将2份无水乙醇与1份吐温80的混合液缓慢滴入，然后充分搅 拌2h，制得无机硅溶液2#。称取壳聚糖15份，水溶性二氧化硅40 份，倒入90份去离子水中，连续搅拌10min，制成溶液3#，将1#、 2#、3#所得溶液，加入装有150份去离子水中的锥形瓶中，置于摇床 上以180r/min的速度，晃动30min，取出产品静置至室温，可灌装， 出厂。
实验地点为湖南省湘潭市湘潭县某水稻种植基地。
分别在水稻分蘖期、抽穗期和蜡熟期分3次将上述叶面阻控剂 600倍液均匀喷施在水稻叶片上，每次共喷施250g/亩，晴天无风 条件下(一般时间为上午9时前，露水落地后，下午5时后，如遇风 雨，可增加喷施次数)；
在稻谷成熟后，对稻谷和土壤采样检测：处理后的糙米镉最大 含量为0.161mg/kg，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》 (GB2762—2017)中对大米中镉含量的限量要求0.2mg/kg；同 时对土壤镉最大有效含量进行检测，为0.256mg/kg。
实施例4
将15份抗坏血酸溶于去离子水中，搅拌10min，称取20份硒酸 钠溶于水中，然后将抗坏血酸溶液加入硒酸钠溶液中，并不停搅拌， 得到均匀稳定的纳米硒溶液1#，在微波炉中经微波稳定。称取20份 硅酸钠溶于100份去离子水，加入2份无水乙醇混匀后搅拌30min，然后将2份无水乙醇与1份吐温80的混合液缓慢滴入，然后充分搅 拌2h，制得无机硅溶液2#。称取壳聚糖15份，水溶性二氧化硅40 份，倒入90份去离子水中，连续搅拌10min，制成溶液3#，将1#、 2#、3#所得溶液，加入装有150份去离子水中的锥形瓶中，置于摇床 上以180r/min的速度，晃动30min，取出产品静置至室温，可灌装， 出厂。
实验地点为湖南省湘潭市长沙县某水稻种植基地。
分别在水稻分蘖期、抽穗期和蜡熟期分3次将上述叶面阻控剂 600倍液均匀喷施在水稻叶片上，每次共喷施250g/亩，晴天无风 条件下(一般时间为上午9时前，露水落地后，下午5时后，如遇风 雨，可增加喷施次数)；
在稻谷成熟后，对稻谷和土壤采样检测：处理后的糙米镉最大 含量为0.194mg/kg，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB2762—2017)中对大米中镉含量的限量要求0.2mg/kg；同 时对土壤镉最大有效含量进行检测，为0.308mg/kg。
实施例5
将15份抗坏血酸溶于去离子水中，搅拌10min，称取20份硒酸 钠溶于水中，然后将抗坏血酸溶液加入硒酸钠溶液中，并不停搅拌， 得到均匀稳定的纳米硒溶液1#，在微波炉中经微波稳定。称取20份 硅酸钠溶于100份去离子水，加入2份无水乙醇混匀后搅拌30min，然后将2份无水乙醇与1份吐温80的混合液缓慢滴入，然后充分搅 拌2h，制得无机硅溶液2#。称取壳聚糖15份，水溶性二氧化硅40 份，倒入90份去离子水中，连续搅拌10min，制成溶液3#，将1#、 2#、3#所得溶液，加入装有150份去离子水中的锥形瓶中，置于摇床 上以180r/min的速度，晃动30min，取出产品静置至室温，可灌装， 出厂。
实验地点为湖南省长沙县某水稻种植基地。
分别在水稻分蘖期、抽穗期和蜡熟期分3次将上述叶面阻控剂 600倍液均匀喷施在水稻叶片上，每次共喷施250g/亩，晴天无风 条件下(一般时间为上午9时前，露水落地后，下午5时后，如遇风 雨，可增加喷施次数)；
在稻谷成熟后，对稻谷和土壤采样检测：处理后的糙米镉最大 含量为0.177mg/kg，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》 (GB2762—2017)中对大米中镉含量的限量要求0.2mg/kg；同 时对土壤镉最大有效含量进行检测，为0.281mg/kg。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载 的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各 实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂，其特征在于，包括：
可溶性硒5-10份，可溶性硅60-80份；壳聚糖5-10份；抗坏血酸20-30份；去离子水140-160份，无水乙醇2-5份。
2.根据权利要求1所述的用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂，其特征在于，
所述的可溶性硒为硒酸钠或亚硒酸钠的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂，其特征在于，
所述的可溶性硅为硅酸钾、硅酸钠、水溶性二氧化硅中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂，其特征在于，
所述阻控剂还包括表面活性剂，所述的表面活性剂为吐温80、聚氧乙烯脂肪醇醚类、正硅酸乙酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂，其特征在于，
所述阻控剂还包括四水钼酸铵、正硅酸乙酯、氯化钾中的一种或多种。
6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂的方法，其特征在于，包括：
将抗坏血酸溶于水中形成抗坏血酸溶液，将硒酸钠溶于水中形成硒酸钠溶液，将抗坏血酸溶液加入至硒酸钠溶液中得到纳米硒溶液；
将可溶性硅融入水中形成可溶性硅溶液，在可溶性硅中加入无水乙醇，然后加入无水乙醇与吐温80的混合液，制得无机硅溶液；
将壳聚糖和水溶性二氧化硅加入去离子水中，制得壳聚糖溶液；
将纳米硒溶液、无机硅溶液和壳聚糖溶液依次加入去离子水中，混匀、静置至室温，制得叶面阻控剂。
7.根据权利要求6所述的制备用于降低农作物镉污染的叶面阻控剂的方法，其特征在于：
将20重量份的抗坏血酸溶于去离子水中形成抗坏血酸溶液；将10重量份的硒酸钠溶液溶于水中形成硒酸钠溶液；将抗坏血酸溶液溶于硒酸钠溶液，得到均匀的纳米硒溶液，并将纳米硒溶液置于微波炉中经微波稳定；
将30重量份的可溶性硅溶于100份蒸馏水中，加入2重量份无水乙醇混匀后搅拌，形成可溶性硅溶液；将2份无水乙醇与1重量份吐温80的混合液加入至可溶性硅溶液，制得无机硅溶液；
将8份壳聚糖、10份水溶性硅加入92份去离子水中，搅拌制得壳聚糖溶液；
将纳米硒溶液、无机硅溶液和壳聚糖溶液依次加入150重量份的去离子水中，混匀、静置至室温，制得叶面阻控剂。
8.一种采用如权利要求1-5任一项所述的叶面阻控剂降低农作物镉污染的方法，其特征在于：
稀释所述叶面阻控剂制得叶面阻控剂稀释剂，将叶面阻控剂稀释剂喷洒至农作物叶片。
9.根据权利要求8所述的降低农作物镉污染的方法，其特征在于：
叶面阻控剂的用量为每亩200g-400g。
10.根据权利要求8所述的降低农作物镉污染的方法，其特征在于：
稀释叶面阻控剂时，水量和叶面阻控剂的体积比为(400-600)：1。
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