CN115918319B - 一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于重金属污染农田土壤环境治理技术领域,公开了一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用。本发明通过在水稻插秧或种植前撒施适量过硫酸钠,配施钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素基肥,同时在整个生育期内进行合理的水分管理或水分调节,能有效降低水稻对砷的吸收累积,使水稻稻米中砷的含量低于国家食品中污染物限量标准,达到安全生产的目标。此外,与传统土壤治理方法相比,本发明的方法工程量小、所施加的原料成本低廉,施用方法和技术管理简单,成效明显,易于推广。

Description

一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用
技术领域
本发明属于重金属污染农田土壤环境治理技术领域,涉及一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用。
背景技术
稻田土壤中的砷来源广泛,主要来源于采矿、冶炼和含砷废水灌溉等人为途径,导致许多稻田土壤大面积砷含量升高。据环保部、国土部2014年发表的《全国土壤污染状况调查公报》,我国耕地中As超标率达到2.7%,在污染元素中排第三位,仅次于镉和镍。与其它元素相比,As是较易被水稻吸收并转运至水稻籽粒的元素。由于砷的毒性和普遍性,稻田土壤中的砷污染对人类和生态系统构成了巨大威胁。与其他谷物作物相比,即使是在砷污染很少或没有砷污染的地区种植的作物,稻米(Oryza sativa L.)中砷含量也会自然升高。稻米作为我国主要粮食作物,大米消费已成为人类接触砷的主要途径。因此,如何将砷固定在水稻土中并减少砷在水稻籽粒中的积累已成为关系人体健康的重大环境与食品安全问题,修复治理稻田土壤重金属污染,保障稻米食用安全,对于生态环境安全与食物安全有着不可忽视的作用。
据文献调研,稻田重金属污染修复治理技术主要包括物理修复方法、化学修复、筛选重金属低积累水稻品种、植物修复以及农艺调控措施等。在砷污染土壤的各类修复技术中,物理修复方法因花费大、工程量大,不太适合于大面积中低度污染稻田的治理;植物修复技术受修复植物生物量小、修复周期长、占用耕地、费用高等因素限制,如何大面积推广还需继续探索;植物修复如叶面调控技术(通过叶面喷施外源硅(Si)、硒(Se)等控制稻米砷等)因叶面调理剂存在效果不稳定,修复效率亟需提高的问题,也仍需进一步研究。在诸多修复方法中,化学修复具有修复周期短、修复效果显著且操作简单的优点,被广泛用于砷污染土壤的修复。如原位化学氧化技术在欧美等发达国家己经广泛应用于土壤修复领域。原位化学氧化(ISCO、In-situ chemical oxidation)的原理是将氧化剂注入土壤中,通过吸附解吸、酸碱反应、离子交换、水解、氧化还原等过程破坏土壤或地下水中的有机污染物,使其降解为无毒或低毒物质。原位化学氧化技术具有对污染物类型不敏感,可去除石油类污染物、苯、酚类、多环芳烃、多氯联苯等大多数有机污染物的特点。而且一些修复药剂反应过程中释放热量和氧气,可增加土壤微生物活性,化学氧化修复效果稳定、修复周期短效率高,特别适用于原位修复。
原位化学氧化技术常用氧化剂主要有过氧化氢、臭氧、高锰酸钾、过硫酸钠等,其中Na2S2O8作为一种强氧化剂,可还原成SO4 2-,在一般的环境条件下,具有很高的化学活性,并且非常稳定。但过硫酸钠作为原位化学氧化的氧化剂需要经过活化才能达到修复的效果,其活化方式主要有热活化、零价铁活化、亚铁盐活化、碱活化、强氧化剂活化、土壤过渡金属矿物。而土壤和沉积物中存在大量的铁、锰、钛等过渡金属矿物,这些过渡金属矿物在土壤中多以氧化物的形式存在,可以活化过硫酸盐产生·S04 -,在潮湿或碱性条件下生成氧化能力更强的·OH,进而对污染物进行降解。然而,目前过硫酸钠在砷污染稻田中的修复中的效果仍较低,特别是在降低稻米中砷含量的研究较少,过硫酸钠修复技术的大面积推广还需继续探索。
发明内容
针对上述现有技术砷污染稻田土壤修复技术中技术效果不稳定、修复效率不高的难点,本发明将提供一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法及应用。
为实现上述目的,具体包括以下技术方案:
一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,包括如下步骤:
(1)在水稻种植或插秧之前,先对酸性砷污染的稻田进行翻耕和整地,使整地后的酸性砷污染的稻田土壤表面覆盖2-3.5cm的水层,再施加过硫酸钠及基肥,然后进行二次翻耕,二次翻耕结束后进行平衡;所述基肥包括钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素;
(2)在步骤(1)得到的稻田土壤中进行水稻种植或插秧,在水稻分蘖后期至水稻乳熟期对稻田土壤进行淹水-晒田交替管理,在水稻蜡熟期及以后使稻田土壤自然落干,直至收获稻米。
本发明通过在水稻插秧或种植前撒施适量过硫酸钠,配施钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素基肥,同时在整个生育期内进行合理的水分管理或水分调节,能有效降低水稻对砷的吸收累积,使水稻稻米中砷的含量低于国家食品中污染物限量标准,达到安全生产的目标。
作为本发明优选的实施方式,步骤(1)中,以过二硫酸根离子的质量计,所述过硫酸钠的施加量为100-500mg/kg,通过过二硫酸根离子的质量(mg)/土的质量(kg)得到。
作为本发明进一步优选的实施方式,以过二硫酸根离子质量计,所述过硫酸钠的施加量为100-250mg/kg,通过过二硫酸根离子的质量(mg)/土的质量(kg)得到。
本发明的发明人发现,过硫酸钠的施加量不同,也会影响降低稻米中砷含量的程度,在上述施加量下,能够降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的效果更好。
作为本发明优选的实施方式,步骤(1)中,按亩计,所述基肥的施加量为10-60kg/亩。
作为本发明进一步优选的实施方式,步骤(1)中,按亩计,所述基肥的施加量为25kg/亩。
作为本发明优选的实施方式,步骤(1)中,按土的质量计,所述基肥的施加量为0.1-0.6mg/kg。
作为本发明进一步优选的实施方式,步骤(1)中,按土的质量计,所述基肥的施加量为0.188mg/kg。
作为本发明优选的实施方式,步骤(1)中,基肥中所述钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素的质量比为钙镁磷肥:碳酸氢铵:尿素=1:(1-2):(1-5)。
作为本发明进一步优选的实施方式,步骤(1)中,基肥中所述钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素的质量比为钙镁磷肥:碳酸氢铵:尿素=1:1:1.3。
作为本发明优选的实施方式,步骤(1)中,所述平衡的天数为5~10天。
作为本发明进一步优选的实施方式,步骤(1)中,所述平衡的天数为7天。
所述平衡是指在二次翻耕后静置,其目的是为了使得所施加的过硫酸钠及基肥更均匀、有效。
作为本发明优选的实施方式,步骤(2)中,所述淹水-晒田交替管理具体为:在水稻返青分蘖期使稻田土壤淹水2~3.5cm,期间晒田1-2天,同步进行田间除草;在分蘖末期至孕穗期使稻田土壤淹水4~5cm,期间晒田小于1天;在扬花期、灌浆期和乳熟期使稻田土壤分别依次进行淹水2~3cm、晒田,且晒田天数均小于1天。
水稻分蘖后期为水稻分蘖期(一般30天左右)最后10天左右时间。
水稻返青分蘖期指水稻插秧到幼穗分化前的这一时期,该时期的长短随水稻品种、区域气候及栽培条件等而不同,本发明中指插秧或种植后10-30天。
在分蘖末期至孕穗期指分蘖期最后5天至水稻孕穗的15~20天。
本发明的发明人发现,在上述整个水稻生育期内进行合理的水分管理或水分调节的方式下可有效降低所种植水稻的稻米中砷含量。
作为本发明优选的实施方式,所述酸性砷污染的稻田的土壤As含量超标约2.79倍,属于中度污染水平。
本发明还提供一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法在修复酸性砷污染的稻田或降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量中的应用。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明通过在水稻插秧或种植前撒施适量过硫酸钠,配施钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素基肥,同时在整个生育期内进行合理的水分管理或水分调节,能有效降低水稻对砷的吸收累积,使水稻稻米中砷的含量低于国家食品中污染物限量标准(GB2762-2017),达到安全生产的目标。
(2)本发明的方法作为一种原位化学氧化联合水分管理修复技术,与传统土壤治理方法相比,本发明的方法工程量小、所施加的原料成本低廉,施用方法和技术管理简单,成效明显,易于推广。
附图说明
图1为实施例1-2和对比例1的大田水稻植株中稻米的砷含量柱状图,其中CK代表对比例1的大田水稻植株中稻米样品,PS100代表实施例1的大田水稻植株中稻米样品,PS250代表实施例2的大田水稻植株中稻米样品。
图2为实施例4、5和对比例2的水稻植株中稻米的砷含量柱状图,其中CK代表对比例2的盆栽水稻植株中稻米样品,PS100代表实施例4的盆栽水稻植株中稻米样品,PS250代表实施例5的盆栽水稻植株中稻米样品。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将通过具体对比例和实施例对本发明作进一步说明。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明,本发明所用试剂和材料均为市购。
以下实施例所用的酸性砷污染的稻田土壤为广东省佛山市某砷污染稻田,土壤pH值为5.52±0.47,土壤总As含量为113.6±22.90mg/kg,土壤总Cd含量为0.16±0.035mg/kg。
在3月底至4月上旬种植早稻,8月上旬种植晚稻,先对酸性砷污染的稻田进行深翻耕和整地,整地后使酸性砷污染的稻田土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,同时保证稻田给排水功能完善。
在稻田插秧前,施加适量过硫酸钠及基肥,进行二次翻耕后平衡一周再插秧,在水稻苗分蘖后期至乳熟期对稻田水分进行淹水-晒田交替管理,水稻蜡熟期及以后使稻田土壤自然落干直至收获稻米。
实施例1
本实施例为酸性砷污染稻田田间水稻种植试验。
(1)对酸性砷污染的稻田除草、翻耕、整地后,使酸性砷污染的稻田土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,向酸性砷污染的稻田中均匀撒施100mg/kg过硫酸钠(以过二硫酸根S2O8 2-计,w/w),同时施加基肥(按每亩地施7.5kg钙镁磷肥、7.5kg碳酸氢铵、10kg尿素的施加量计),然后进行二次翻耕,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,田间淹水2~3.5cm,期间晒田1-2天,同步进行田间人工除草,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,田间淹水4~5cm,期间晒田小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
特别地,由于田间地势有高低,夏季高温,田间水分蒸发较快,对于高低势地块应及时补水;如遇暴雨,对低地势地块则应及时排水,防止田间水分过多。
实施例2
本实施例为酸性砷污染稻田田间水稻种植试验。
(1)对酸性砷污染的稻田除草、翻耕、整地后,使酸性砷污染的稻田土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,再向酸性砷污染的稻田中均匀撒施250mg/kg过硫酸钠(以过二硫酸根S2O8 2-计,w/w),同时施加基肥(按每亩地施7.5kg钙镁磷肥、7.5kg碳酸氢铵、10kg尿素的施加量计),然后进行二次翻耕,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,田间淹水2~3.5cm,期间晒田1-2天,同步进行田间人工除草,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,田间淹水4~5cm,期间晒田小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
特别地,由于田间地势有高低,夏季高温,田间水分蒸发较快,对于高低势地块应及时补水;如遇暴雨,对低地势地块则应及时排水,防止田间水分过多。
实施例3
本实施例为酸性砷污染稻田的温室盆栽水稻种植试验。
(1)盆栽用土来源于大田试验基地,每盆装5kg酸性砷污染稻田土于聚乙烯花盆(31cm高、底部直径20cm,顶部直径27.5cm),每盆施500mg/kg过硫酸钠(以过二硫酸根S2O8 2-计,w/w),同时施加基肥(按每盆施0.28g钙镁磷肥、0.28g碳酸氢铵、0.38g尿素的施加量计),充分与土壤混匀,设3个平行样品,水稻苗移栽前用自来水浇灌至使盆栽土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,盆栽保持淹水2~3.5cm,期间晒田1-2天,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,盆栽淹水4~5cm,期间晒土小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
实施例4
本实施例为酸性砷污染稻田的温室盆栽水稻种植试验。
(1)盆栽用土来源于大田试验基地,每盆装5kg酸性砷污染稻田土于聚乙烯花盆(31cm高、底部直径20cm,顶部直径27.5cm),每盆施100mg/kg过硫酸钠(以过二硫酸根S2O8 2-计,w/w),同时施加基肥(按每盆施0.28g钙镁磷肥、0.28g碳酸氢铵、0.38g尿素的施加量计),充分与土壤混匀,设3个平行样品,水稻苗移栽前用自来水浇灌至使盆栽土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,盆栽淹水2~3.5cm,期间晒土1-2天,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,盆栽淹水4~5cm,期间晒土小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
实施例5
本实施例为酸性砷污染稻田的温室盆栽水稻种植试验。
(1)盆栽用土来源于大田试验基地,每盆装5kg酸性砷污染稻田土于聚乙烯花盆(31cm高、底部直径20cm,顶部直径27.5cm),每盆施250mg/kg过硫酸钠(以过二硫酸根S2O8 2-计,w/w),同时施加基肥(按每盆施0.28g钙镁磷肥、0.28g碳酸氢铵、0.38g尿素的施加量计),充分与土壤混匀,设3个平行样品,水稻苗移栽前用自来水浇灌至使盆栽土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,盆栽淹水2~3.5cm,期间晒土1-2天,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,盆栽淹水4~5cm,期间晒土小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
对比例1
与实施例1相比,区别仅在于本对比例不施加过硫酸钠。
(1)向除草、翻耕后的酸性砷污染的稻田中均匀施加基肥(按每亩地施7.5kg钙镁磷肥、7.5kg碳酸氢铵、10kg尿素的施加量计),然后进行二次翻耕,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,田间淹水2~3.5cm,期间晒田1-2天,同步进行田间人工除草,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,田间淹水4~5cm,期间晒田小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,田间淹水2~3cm,期间晒田小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
特别地,由于田间地势有高低,夏季高温,田间水分蒸发较快,对于高低势地块应及时补水;如遇暴雨,对低地势地块则应及时排水,防止田间水分过多。
对比例2
与实施例4相比,区别仅在于本对比例不施加过硫酸钠。
本对比例为酸性砷污染稻田的温室盆栽水稻种植试验。
(1)盆栽用土来源于大田试验基地,每盆装5kg酸性砷污染稻田土于聚乙烯花盆(31cm高、底部直径20cm,顶部直径27.5cm),施加基肥(按每盆施0.28g钙镁磷肥、0.28g碳酸氢铵、0.38g尿素的施加量计),充分与土壤混匀,设3个平行样品,水稻苗移栽前用自来水浇灌至使盆栽土壤表面覆盖水层为2~3.5cm,平衡1周后插秧;
(2)在水稻返青分蘖期,盆栽淹水2~3.5cm,期间晒土1-2天,然后复淹水2~3.5cm,至水稻进入分蘖末期;
(3)在水稻分蘖末期至孕穗期,盆栽淹水4~5cm,期间晒土小于1天,然后复淹水4~5cm,至水稻进入扬花期;
(4)在水稻扬花期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入灌浆期;
(5)在水稻灌浆期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入乳熟期;
(6)在水稻乳熟期,盆栽淹水2~3cm,期间晒土小于1天,然后复淹水2~3cm,至水稻进入蜡熟期;
(7)在水稻蜡熟期及以后,使稻田土壤水分自然落干,直至收获稻米。
对比例3
本对比例为酸性砷污染稻田的温室盆栽水稻种植试验。
本对比例与对比例2相比,区别仅在于本对比例的基肥施加的种类为磷酸氢钙、氯化钾和尿素(磷酸氢钙以0.15g P2O5/kg土计、氯化钾以0.2g K2O/kg土计,尿素以0.2g N/kg土计,w/w)。
对比例4
本对比例为酸性砷污染稻田的温室盆栽水稻种植试验。
与对比例2相比,区别仅在于本对比例在步骤(2)~(6)不进行所述淹水-晒田交替管理,仅在步骤(2)~(6)中水稻的全育期的盆栽田间淹水2~3.5cm。
上述实施例与对比例的水稻经过约四个半月生长、收获,采集水稻植株(包括水稻根茎叶及稻米籽粒)进行分析。将水稻根茎叶及稻米籽粒置于干燥箱,在105℃下杀青30分钟,在70℃的条件下烘干直到重量保持稳定,然后置于不锈钢研磨机中进行破碎研磨,并过60目筛。然后对水稻植株不同部位进行消解,采用ICP-MS测定水稻植株不同部位中砷含量,测试结果如表1~表4和图1~图2所示。
表1实施例1、2和对比例1的大田水稻植株的砷含量的测试结果
注:上表1中水稻植株不同部位As降幅(%)=(对比例1的As含量-各实施例的As含量)/对比例1的As含量×100%;数据基于每个样品的三组重复实验测定结果的平均值进行计算。
表2实施例3-5和对比例2的盆栽水稻植株的砷含量的测试结果
注:上表2中实施例3~5的盆栽水稻植株不同部位As降幅(%)=(对比例2的As含量-各实施例的As含量)/对比例2的As含量×100%;数据基于每个样品的三组重复实验测定结果的平均值进行计算。
由表1及表2中结果可看出,通过在砷污染稻田土壤中施用适量过硫酸钠及基肥(钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素),联合水分管理措施,可达到缓解As对水稻的毒害和显著降低籽粒As含量的效果。其中,与对比例2相比,盆栽水稻稻米中As含量下降可达61.23%;与对比例1相比,大田水稻稻米中As含量下降可达29.25%,可见本发明的方法对稻米中As含量的降低有显著的效果。
表3对比例2和3的盆栽水稻植株的砷含量的测试结果
注:上表3中对比例3水稻植株不同部位As降幅(%)=(对比例3的As含量-对比例2的As含量)/对比例2的As含量×100%;数据基于每个处理的三组重复实验测定结果的平均值进行计算。
表4对比例2和4的盆栽水稻植株的砷含量的测试结果
注:上表4中对比例4的水稻植株不同部位As降幅(%)=(对比例4的As含量-对比例2的As含量)/对比例2的As含量×100%;数据基于每个处理的三组重复实验测定结果的平均值进行计算。
由表3和表4中结果可看出,通过在砷污染稻田中施加磷酸氢钙、氯化钾和尿素作为基肥较以钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素作为基肥,水稻稻米中As含量下降-4.57%。全生育期淹水较本发明的水稻全生育期水分以淹水-晒田交替管理方法,水稻稻米中As含量下降-106.62%,可见本发明中提出的基肥施加种类及水分管理措施均可起到降低稻米As吸收的作用。
本发明在施加过硫酸钠时同时施加钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素,可消除或减缓施加过硫酸钠在修复酸性砷污染的稻田土壤过程中对土壤质量的不利影响。其中钙镁磷肥作为一种以含磷为主,同时含有钙、镁、硅等成分的多元化学碱性肥料,溶于水后可改善土壤pH;碳酸氢铵用作氮肥,可同时提供作物生长所需的铵态氮和二氧化碳,促进作物生长和光合作用,催苗长叶并改善土壤质量;尿素是一种有机态氮肥,属中性速效肥料,经过土壤中的脲酶作用,水解成碳酸铵或碳酸氢铵后,而被作物吸收利用,三种基肥配施可改善土壤质量并促进水稻生长;同时过硫酸钠可在稻田土壤中过渡金属矿物作用下被活化产生·S04 -,在淹水厌氧条件下生成氧化能力更强的·OH,进而降低土壤中砷的有效性。如此,在本发明过硫酸钠、钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素四种组分的协同作用,可显著降低水稻籽粒As含量,改善了单一施加过硫酸钠对土壤环境带来的不利影响,对缓解农田土壤重金属污染具有重大的现实意义。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)在水稻种植或插秧之前,先对酸性砷污染的稻田进行翻耕和整地,使整地后的酸性砷污染的稻田土壤表面覆盖2-3.5cm的水层,再施加过硫酸钠及基肥,然后进行二次翻耕,二次翻耕结束后进行平衡;所述基肥包括钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素;
(2)在步骤(1)得到的稻田土壤中进行水稻种植或插秧,在水稻分蘖后期至水稻乳熟期对稻田土壤进行淹水-晒田交替管理,在水稻蜡熟期及以后使稻田土壤自然落干,直至收获稻米;所述淹水-晒田交替管理具体为:在水稻返青分蘖期使稻田土壤淹水2~3.5cm,期间晒田1-2天,同步进行田间除草;在分蘖末期至孕穗期使稻田土壤淹水4~5cm,期间晒田小于1天;在扬花期、灌浆期和乳熟期使稻田土壤分别依次进行淹水2~3cm、晒田,且晒田天数均小于1天。
2.如权利要求1所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,步骤(1)中,以过二硫酸根离子的质量计,所述过硫酸钠的施加量为100-500mg/kg。
3.如权利要求2所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,步骤(1)中,以过二硫酸根离子质量计,所述过硫酸钠的施加量为100-250mg/kg。
4.如权利要求1所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,步骤(1)中,基肥中所述钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素的质量比为钙镁磷肥:碳酸氢铵:尿素=1:(1-2):(1-5)。
5.如权利要求4所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,步骤(1)中,基肥中所述钙镁磷肥、碳酸氢铵及尿素的质量比为钙镁磷肥:碳酸氢铵:尿素=1:1:1.3。
6.如权利要求1所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,包括如下(a)或(b)项:
(a)步骤(1)中,按亩计,所述基肥的施加量为10-60kg/亩;
(b)步骤(1)中,按土的质量计,所述基肥的施加量为0.1-0.6mg/kg。
7.如权利要求6所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,包括如下(a)或(b)项:
(a)步骤(1)中,按亩计,所述基肥的施加量为25kg/亩;
(b)步骤(1)中,按土的质量计,所述基肥的施加量为0.188mg/kg。
8.如权利要求1所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述平衡的天数为7天。
9.一种降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法的应用,其特征在于,权利要求1-8任一项所述的降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量的方法在修复酸性砷污染的稻田或降低酸性砷污染稻田的稻米中砷含量中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103477927A (zh) * 2013-09-24 2014-01-01 曾敏 一种中轻度砷污染稻田水稻种植水分管理方法
CN108405594A (zh) * 2018-03-01 2018-08-17 湖南省农业环境生态研究所 一种抑制稻米镉累积的酸性镉污染土壤调理方法
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103477927A (zh) * 2013-09-24 2014-01-01 曾敏 一种中轻度砷污染稻田水稻种植水分管理方法
CN108405594A (zh) * 2018-03-01 2018-08-17 湖南省农业环境生态研究所 一种抑制稻米镉累积的酸性镉污染土壤调理方法
CN108658708A (zh) * 2018-07-19 2018-10-16 河北省硅谷农业科学研究院 一种用于农田镉污染防治的施肥方法及应用
CN113751489A (zh) * 2021-08-24 2021-12-07 江苏省农业科学院 基于碱性中轻度砷污染土壤改良的可持续生产稻米的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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张肇元等.《化肥使用方法》.广西人民出版社,1964,(第1版),第5-10页. *

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