CN110149868A - 降低稻米镉含量的制剂及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低稻米镉含量的试剂及其方法，旨在解决稻米镉超标的技术问题。其由硅肥、表面活性剂和有机水溶肥组成，每升试剂中，所述Na₂SiO₃·9H₂O的含量为2.5~3.5g，所述安融乐的含量为15~25mL，所述有机水溶肥的含量为0.8~0.85mL，按照上述比例备料，将各成分混合，添加水至所需的体积，混匀后即得，并在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别对水稻叶面进行喷施。与水稻叶片单独喷施Si肥相比，Si与表面活性剂及有机水溶肥联合施用显著降低了水稻籽粒中的Cd含量。

Description

降低稻米镉含量的制剂及其方法

技术领域

本发明涉及水稻生产技术领域，具体涉及一种降低稻米镉含量的试剂及其方法。

背景技术

水稻是最容易蓄积镉的作物之一，在水稻广泛种植区发生镉污染的报道大量出现，如长江三角洲、珠江三角洲及江西和广东等地。稻田中的镉通过水稻的根系被吸收，并向上运输到茎、叶和稻米中。

镉可在生物体内富集，并通过食物链进入人体而引起慢性中毒。尤为可怕的是，镉一旦被人体摄入，在体内的半衰期长达10-30年，会在人体的骨骼和肾脏等部位不断富集，进而引发骨质疏松、肾功能衰竭、癌症及心血管病等一系列疾病。因此，防止或避免稻米中镉超标已成为我国粮食安全生产中亟待解决的重大问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种降低稻米镉含量的试剂及其方法，以解决稻米镉超标的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种降低稻米镉含量的试剂，由硅肥、表面活性剂和有机水溶肥组成。

所述硅肥优选为偏硅酸钠（Na₂SiO₃·9H₂O），所述表面活性剂为安融乐（悬浮剂）。

所述有机水溶肥料的中有机质的含量不低于40g/L、N和K₂O的总含量不低于100g/L、B的含量为15-25g/L。

所述有机水溶肥料优选皓达有机水溶肥料。

优选的，以制备每升上述降低稻米镉含量的试剂为例，所需原料Na₂SiO₃·9H₂O2.5~3.5g，安融乐15~25mL，所述有机水溶肥0.8~0.85mL，将各成分混合，添加水至1升体积，混匀后即得。

利用上述试剂降低稻米中镉含量的方法：在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别叶面喷施上述试剂。

优选的，每亩水稻在分蘖期、抽穗期及灌浆初期中所述试剂的用量均为60~70L。

进一步的，在水稻移栽前于稻田土壤撒施石灰140~160kg/666.7m²。

硅（Si）是土壤中丰度最高的元素，而水稻是一种典型的硅富集作物，研究表明，硅的高积累不但对水稻的丰产、抗性起到重要作用，还会对稻株中重金属的阻控以及可持续农耕非常重要；硅成分阻控水稻体内Cd积累的主要机理在于硅能与重金属Cd络合而沉淀于细胞壁和液泡当中，进而减少伤流液中重金属的运输量，即减少重金属Cd向籽粒的转运量，从而起到区室化阻控的作用。

在本发明中安融乐与其他成分配合增效的作用在于：（1）安融乐接触并包裹亲水或非亲水的硅成分（如偏硅酸钠）分子；（2）降低溶液的表面张力，使得硅有效成分穿能过水稻叶片表面的蜡质层及叶片气孔；（3）通过细胞壁的跨膜运输，实现水稻体内不同组织间的运输；（4）到达靶标部位，释放硅有效成分（偏硅酸钠），从而发挥效果。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1. 提供一种易于实施且成本低廉的降低稻米中镉富集的方法。

2.与水稻单独叶面喷施Si肥相比，本发明试剂显著降低了水稻籽粒中的Cd含量。

3. 与水稻单独叶面喷施Si肥相比，施用本发明试剂显著降低了水稻根系吸收的Cd含量以及地上部（包括茎秆和叶片）的Cd含量。

附图说明

图1为本发明硅肥叶面喷施联合其他技术对水稻籽粒Cd含量的影响。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：一种降低稻米镉含量的试剂，由偏硅酸钠（Na₂SiO₃·9H₂O）、安融乐（悬浮剂）和皓达有机水溶肥料。

安融乐（悬浮剂）由南非尼勒思科882有限责任公司生产，主要成分包括卵磷脂和维生素E，为大豆里提取的植物源产品；皓达有机水溶肥料，农业部肥料登记证为农肥（2015）准字4491号，执行标准号为Q/HDNY OO1；主要技术指标（g/L）：有机质≥40，N+K₂O≥100，B：15-25；剂型：水剂。

分别取3g Na₂SiO₃·9H₂O、0.02L安融乐、0.83mL 有机水溶肥，将各成分混合，添加水至1L并混合均匀，制得降低稻米镉含量的试剂（降镉试剂）。

本试剂中各成分相辅相成，肥效高，吸收快（打药后30分钟内不下雨，则不需要重新补喷），肥料利用率高，不但能有效降低重金属污染农田稻米中的镉含量，还能提高叶绿素含量，增强光合作用，提高各种酶活性，增加养分积累，促进水稻生长。

实施例2：降低稻米镉含量的验证试验

实施地点：湖南浏阳蕉溪乡的稻田，土壤Cd含量为1.97±0.13 mg/kg；pH为6.06；根据BG 2762-2017，该水稻土的Cd含量接近管制值，属于Cd重污染土壤。

制备硅肥：取3g Na₂SiO₃·9H₂O，添加水至1L制得。

制备硅肥和安融乐混合肥料：分别取3g Na₂SiO₃·9H₂O、0.02L安融乐，添加水至1L并混合均匀，即得。

选取50m²的试验区域种植水稻，均分为5个小区，设5组试验；

（1）对照组：不做降镉处理；

（2）硅肥组：分别在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别对水稻叶面喷施1L硅肥；

（3）硅肥+石灰组：在水稻移栽前对稻田土壤撒施石灰2.25kg，分别在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别对水稻叶面喷施1L硅肥；

（4）硅肥+安融乐混合组：分别在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别对水稻叶面喷施1L硅肥和安融乐混合肥料；

（5）降镉试剂组（本发明）：分别在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别对水稻叶面喷施1L降镉试剂（实施例1）。

在水稻收获期进行采样，每小区取5株，脱粒后充分混匀并研磨至粉末，利用混合酸湿法消解样品：籽粒样品用ED36（美国Labtech）可调温电热消解仪进行消解。称取0.5 g籽粒粉末样品放入50mL高温消煮管中，加10mL混合酸（HNO₃:HClO₄=4:1，为GR级）的同时注意将消煮管边缘的残留样品冲刷至底部，然后盖上消煮管盖子放置过夜。次日，开通风橱，先将消解仪温度设置为95^oC恒温10min；升温到120^oC并保持30min；再升温到170^oC消煮1h，彻底消解样品。如果溶液不透明，冷却后补加5mL混合酸，或滴加H₂O₂，升温并保持温度，至溶液透明。最后升温至190^oC，赶酸至溶液2-3滴左右消解完毕。待消解液冷却后，用去离子水定容至25mL，过滤至干净的塑料白瓶中即完成消解。原子吸收分光光度计-石墨炉法（GTA120，美国Varrian）测定Cd含量，测定结果如图1所示。

验证试验表明，合理施用本发明降镉试剂，能使水稻吸收的Cd明显下降，稻米中的Cd含量显著降低，下降幅度达到34.6%。

在重金属污染的稻田土壤中合理施用石灰能够降低重金属的生物有效性，进而降低水稻对Cd等重金属的吸收；在水稻移栽前对稻田土壤撒施石灰，能使水稻中镉含量进一步降低。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (8)

1.一种降低稻米镉含量的试剂，其特征在于，由硅肥、表面活性剂和有机水溶肥组成。

2.根据权利要求1所述的降低稻米镉含量的试剂，其特征在于，所述硅肥为偏硅酸钠。

3.根据权利要求2所述的降低稻米镉含量的试剂，其特征在于，所述表面活性剂为安融乐。

4.根据权利要求3所述的降低稻米镉含量的试剂，其特征在于，所述有机水溶肥料中的有机质的含量不低于40g/L、N和K₂O的总含量不低于100 g/L、B的含量为15-25g/L。

5.根据权利要求4所述的降低稻米镉含量的试剂，其特征在于，每升试剂中，需要原料Na₂SiO₃·9H₂O 2.5~3.5g，安融乐15~25mL，有机水溶肥 0.8~0.85mL。

6.权利要求4所述的降低稻米镉含量的试剂的制备方法，其特征在于，根据权利要求4所述的比例备料，将各成分混合，添加水至所需的体积，混匀后即得。

7.一种降低稻米中镉含量的方法，其特征在于，在水稻分蘖期、抽穗期及灌浆初期分别叶面喷施权利要求1所述降低稻米镉含量的试剂至少一次，每次喷施量为60~70L/666.7m²。

8.根据权利要求6所述的降低稻米镉含量的方法，其特征在于，于水稻移栽前先在稻田土壤撒施石灰140~160 kg/666.7m²。