CN110337856A - 减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法 - Google Patents

减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法:(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种20‑30分钟;(2)播种;(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成浓度为150‑200mg/L的水溶液,在出苗后的第3‑15天,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。

Description

减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法
技术领域
本发明涉及一种减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,属于生物领域。
背景技术
苦荞(Fagopyrum.tataricum)属于蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill)植物,是主要栽培种类之一。多年的研究表明苦荞籽粒含有七大营养及保健成分,即淀粉、维生素、纤维素、脂肪、蛋白质、矿物质、生物类黄酮(主要成分为芦丁),食用荞麦食品不仅有降血糖、降血压、降血脂、抗癌防癌、保护心血管等功效,还有助于预防高血压、糖尿病、肠癌、冠心病等常见疾病,故被誉为“五谷之王”,现已被开发研制成多种保健产品面世。
目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝类体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质,而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态,即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性,使动植物中毒,甚至死亡。
重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布,而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时,底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,可以直接威胁高等生物包括人类。
近年来,随着工业生产的迅速发展以及农田污灌的加剧,大量的重金属如汞、铬、铅、镉、砷等进入环境,由此所引起的土壤重金属污染不仅对植物产生了毒害,更通过食物链影响人类的身体健康和生命安全。
本发明旨在提供一种通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,减少重金属对人体的危害。
乳酸钾(Potassium lactate),也称为2-羟基丙酸单钾盐。分子式为C3H5KO3,分子量为128.17。乳酸钾(Potassium lactate)为透明无色或基本无色的黏稠液体,无臭或略有不愉快的气味,混溶于水。使用时无毒、无刺激性、无过敏,对环境没有伤害,价格较低。
海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。是一种安全、可靠的天然糖类。海藻糖是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原性糖,有3种异构体即海藻糖(α,α)、异海藻糖(β,β)和新海藻糖(α,β),并对多种生物活性物质具有非特异性保护作用。海藻糖在自然界中许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在,如人们日常生活中食用的蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有含量较高的海藻糖。
申请人发现,在特定时期联合使用乳酸钾和海藻糖可以显著降低重金属在苦荞籽粒中累积。乳酸钾和海藻糖都是环境友好物质,不会对环境造成损伤,发明人发现,在播种前使用海藻糖溶液浸泡,不仅可以提高出芽率,还可以结合后期在生长关键期喷洒乳酸钾,显著降低对重金属的吸收。本发明的方法成本低,使用简单,最关键的是相比于很多化合物,对环境友好。重金属对环境有重大伤害,如果使用同样难以降解的化合物,就会对环境造成二次伤害,得不偿失。
一种通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种20-30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成浓度为150-200mg/L的水溶液,在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
本发明的优点:
在特定时期联合使用乳酸钾和海藻糖可以显著降低重金属在苦荞籽粒中累积。乳酸钾和海藻糖都是环境友好物质,不会对环境造成损伤,发明人发现,在播种前使用海藻糖溶液浸泡,不仅可以提高出芽率,还可以结合后期在生长关键期喷洒乳酸钾,显著降低对重金属的吸收。本发明的方法成本低,使用简单,最关键的是相比于很多化合物,对环境友好。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明的具体实施例如以下说明,实施例1-3每种具体浓度重复3次。
实施例1
试验点位于贵州省生物技术研究所实验田,试验苦荞品种为当地主栽品种,2017年7月15日播种,2017年10月9日收割。
选用肥力中等的重金属污染的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
上述试验土壤的主要重金属含量所示:
Cd(mg/kg) Pb(mg/kg) Hg(mg/kg) Cr(mg/kg) As(mg/kg)
32.51 38.92 35.78 34.56 3.82
通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种20分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成浓度为150mg/L的水溶液,在出苗后的第3-15天,用喷雾器每天进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例2
其他同实施例1,通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种20-30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成浓度为180mg/L的水溶液,在出苗后的第3-15天,用喷雾器每天进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例3
通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成浓度为200mg/L的水溶液,在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例4
对照1,不用海藻糖:
通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用温水浸种30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成浓度为200mg/L的水溶液,在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例5
对照2:用乳酸钠替代乳酸钾
通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸纳配置成浓度为200mg/L的水溶液,在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例6
对照3,不用乳酸钾:
通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒纯水:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷纯水作为对照,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的纯水;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例7
对照4,不用乳酸钾和海藻糖:
(1)浸种和拌种:播种前用温水浸种30分钟;
(2)播种:
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。
小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g;
(3)开花前期喷洒纯水:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷纯水作为对照,每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的纯水;
(2)采取常规水分管理与田间管理。各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
实施例7
使用常规方法测定苦荞籽的重金属含量,结果如下所示
Cd(mg/kg) Hg(mg/kg) Pb(mg/kg)
实施例1 0.019±0.005 0.021±0.007 0.009±0.002
实施例2 0.020±0.007 0.022±0.010 0.010±0.003
实施例3 0.021±0.008 0.023±0.009 0.010±0.002
对照1(不用海藻糖) 0.032±0.010 0.30±0.11 0.011±0.003
对照2(乳酸钠组) 0.25±0.12 0.32±0.09 0.45±0.07
对照3(不加乳酸钾) 0.25±0.08 0.30±0.10 0.39±0.08
对照4(空白) 0.26±0.09 0.33±0.05 0.41±0.08
可见,相对空白组(对照4),本发明的方法可以显著降低重金属的积累。从实验结果观察可知,海藻糖对Cd和Pb的积累并非很重要,但是对阻断Hg的积累非常重要,只用乳酸钾并不能有效阻断汞的积累。海藻糖对Pb的积累基本没有显著的影响,对Cd的积累有一些影响。此外,虽然乳酸钠和乳酸钾理化性质接近,但是实验中发现并无效果,原理有待进一步阐述。
综上,申请人发现,在特定时期联合使用乳酸钾和海藻糖可以显著降低重金属在苦荞籽粒中累积。乳酸钾和海藻糖都是环境友好物质,不会对环境造成损伤,发明人发现,在播种前使用海藻糖溶液浸泡,不仅可以提高出芽率,还可以结合后期在生长关键期喷洒乳酸钾,显著降低对重金属的吸收。本发明的方法成本低,使用简单,最关键的是相比于很多化合物,对环境友好。
需要说明的是,以上所述仅为本发明的优选具体的实施例,若依本发明的构想所作变动,其产生的功能作用,仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的范围内。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种通过生物方法减少重金属在苦荞籽粒中累积的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(1)浸种和拌种:播种前用0.3%的海藻糖溶液浸种20-30分钟;
(2)播种;
(3)开花前期喷洒乳酸钾溶液:
8至10天可出苗,当小苗长到1尺高,到开花前期这段时间,是苦荞生长的关键时期,将乳酸钾配置成水溶液,在出苗后的数天内,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液;
(2)采取常规水分管理与田间管理:各小区间筑田埂,并用塑料薄膜覆盖,以防肥水相互渗透,当各小区中有70%苦荞籽粒成熟时采收。
2.权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述步骤(2):
作为优选,选用肥力中等的黄壤土,土壤有机质18.2g/kg,全氮1.02g/kg,碱解氮108.0mg/kg,有效磷8.2mg/kg,速效钾105.0mg/kg,pH值6.75。小区面积为2m*5m,行距30cm,每小区播种苦荞38.0g。
3.权利要求2所述的方法,其特征在于:
所述步骤(3):
将乳酸钾配置成浓度为150-200mg/L的水溶液。
4.权利要求3所述的方法,其特征在于:
所述步骤(3):
在出苗后的第3-15天,用喷雾器进行叶面喷乳酸钾溶液。
5.权利要求4所述的方法,其特征在于:
所述步骤(3):
每个2m*5m的区域均匀喷洒1.5L所述的水溶液。
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