一种微量喷施的水稻专用阻镉剂及其调控方法和应用与流程

[0001]
本发明属于本发明属于农用肥料技术领域，具体涉及一种微量喷施的水稻专用阻镉剂配方及其调控方法和应用。


背景技术：

[0002]
水稻是我国第二大粮食作物，根据《全国种植业结构调整规划(2016-2020年)》，到2020年，我国水稻播种面积将稳定3000万公顷(4.5亿亩)，占我国粮食种植面积的32％左右。在粮食安全政策的绝对红线下，2008-2018年我国稻谷播种面积从2935万公顷上升至3019万公顷，增长2.86％；稻谷产量从1.84亿吨上升至1.99亿吨，增长8.15％，整体呈现出相对稳定的趋势。在我国粮食消费中，稻谷的消费量占我国粮食消费总量的35％左右，高于小麦(20％左右)和玉米(30％左右)，其中我国60％的人口以大米为主食，稻谷的消费量占我国口粮消费总量的65％以上，在我国粮食安全和国民经济发展中有着不可替代的重大作用。为确保我国粮食的绝对安全，在耕地面积总量稳定不变，甚至有所下降的前提下，提高单产是满足国家粮食需求的重要基础。我国水稻单产较高，根据国家统计局的数据，2015年我国水稻单产平均为6.89吨/公顷，高于小麦(5.39吨/公顷)和玉米(5.89吨/公顷)。随着我国农技推广和服务体系的不断完善，以及水稻超高产品种的培育，我国水稻单产还有增长的潜力，预计2020年可以达到7.09吨/公顷，到2026年可望达到7.29吨/公顷。
[0003]
镉是毒性较大的重金属元素，在环境中具有化学活性强、毒性持久、移动性大等特点，易通过食物链富集危及人类健康。人体摄入镉后会致使镉在体内蓄积，对身体危害最严重的是结缔组织损伤、生殖系统功能障碍、肾损伤、致畸和致癌，对孕妇胎儿和婴幼儿发育影响最大，因此国际上各国对人体镉的日摄入量都有严格的控制标准。经调查发现，我国土壤镉污染范围广、来源多，在湖南、湖北、广东、广西、江西、四川等地都出现了较严重的镉污染农田。
[0004]
2014年我国公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，我国土壤污染总超标率为16.1％，从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方，耕地点位超标率达19.4％，污染类型以无机型为主，其中重金属镉点位超标率高达7.0％。由于镉处于水溶态时活性大且易被作物吸收，因此污染农田多以水稻田为主，我国大米标准规定值为镉≤0.2mg/kg。因此，我国镉污染区稻米镉污染的防控技术是保障稻米安全卫生的重要途径。
[0005]
综上，针对当现有相关水稻降镉剂配方和施用技术的缺陷，如何发明一种基于稻专用阻镉剂配方及其调控技术方法，是现有技术中尚未解决的技术难题。
[0006]
因此，如何提供一种喷施的水稻专用阻镉剂配方及其调控方法和应用是本领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

[0007]
本发明公开了一种微量喷施的水稻专用阻镉剂及其调控方法和应用。
[0008]
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009]
一种微量喷施的水稻专用阻镉剂，包括以下成分：
[0010]
可溶性硒/se
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.36％w/v；
[0011]
可溶性氮/n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
9.2％w/v；
[0012]
可溶性磷/p2o5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.69％w/v；
[0013]
一种微量喷施的水稻专用阻镉剂，包括以下成分：
[0014]
亚硒酸钠/na2seo3ꢀꢀꢀꢀꢀ
30g/1000ml；
[0015]
尿素/co(nh2)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200g/1000ml；
[0016]
磷酸二氢钾/kh2po4ꢀꢀꢀꢀ
50g/1000ml；
[0017]
水稻专用阻镉剂在无人机喷施中的应用；
[0018]
随着我国农业生产现代化技术的快速发展和农村劳动力的限制，轻简化生产和机械化生产成为当前农业生产的主要技术手段；传统的人工喷雾器喷施叶面肥和农药，已逐步被无人机喷施所替代；与人工喷施相比，无人机喷施具有用量少，效率高，实现既经济又高效的特点；如无人机喷施一次，每亩水稻只需1升溶液，而人工喷雾器喷施则每亩需50-80升，因此，必需有适合无人机喷施的专用配方及剂型。
[0019]
现有的各种水稻降镉技术中，在配方组成及施用技术上都有所不同，各有创新，且多数以土壤改良剂或调理剂为主，叶面喷施较少；其中，叶面喷施的降镉专用叶面肥中，主要针对人工喷雾器喷施手段而发明配方和施用方法，其主要特点是每亩喷施的溶液量大；喷施时都要求稀释几十至近千倍后施用，每亩喷施50升以上才能达到稻米降镉的效果，显然，这些配方及其界定的施用技术不适用于无人机喷施。
[0020]
本发明根据无人机叶面喷施的技术特点和要求而发明，每亩专用剂的用量为40-60ml，稀释到1升后装载到无人机上喷施，适合无人机喷施。
[0021]
水稻专用阻镉剂的配制方法，包括：
[0022]
1)将可溶性硒、可溶性氮和可溶性磷分别加入溶剂溶解，分别得溶解液；
[0023]
2)将步骤1)中硒、氮和磷溶解液，转移到单一容器中，混匀并定容；
[0024]
3)分装；
[0025]
优选的，可溶性硒为亚硒酸钠，可溶性氮为尿素，可溶性磷为磷酸二氢钾；
[0026]
水稻专用阻镉剂的施用方法，包括以下步骤：
[0027]
1)准备期：水稻移栽整地时，基施熟石灰，施后翻耕整地；
[0028]
2)移栽-分蘖前：稻田水层控制在3-6cm；
[0029]
3)分蘖期-拔节期：分蘖开始时，稻田水层控制在2-4cm；分蘖盛期时排水露田，但不晒田；拔节开始时，稻田复水，水层控制在1-5cm；
[0030]
4)孕穗期：从幼穗分化到抽穗前，稻田水层控制在1-5cm，幼穗分化期喷施水稻专用阻镉剂1次；
[0031]
5)抽穗期-开花期：从抽穗开始到整个开花期，稻田水层控制在3-5cm，齐穗期喷施水稻专用阻镉剂1次，
[0032]
6)灌浆成熟期：从籽粒灌浆开始到成熟，稻田水层控制在1-5cm，收割前5-10天排水；
[0033]
优选的，水稻专用阻镉剂的施用方法，其它管理与农户习惯一致；
[0034]
优选的，步骤1)中，熟石灰用量为30-70公斤/亩；
[0035]
优选的，步骤4)中，水稻专用阻镉剂每亩用量为40-60ml；
[0036]
优选的，步骤5)中，水稻专用阻镉剂每亩用量为40-60ml；
[0037]
优选的，步骤5)中，喷施水稻专用阻镉剂的具体时间为80％植株抽穗时。
[0038]
本发明的有益效果：
[0039]
(1)本发明根据无人机叶面喷施的技术特点和要求而发明，每亩专用剂的用量为40-60ml，稀释到1升后装载到无人机上喷施，适合无人机喷施。
[0040]
(2)本发明采用下阻上控(地下阻止镉的吸收，地上控制镉的运输)原理，将控制土壤活性镉被水稻根系吸收转运与控制镉在水稻体内向稻谷的迁移累积相结合，实现稻米镉含量的调控；
[0041]
(3)本发明专用阻镉剂所含的亚硒酸钠被水稻叶片吸收后在体内可以螯合镉而抑制镉的移动，未参与螯合的游离亚硒酸钠可以向籽粒迁移富集，使稻米具有降镉富硒的优点和效果；
[0042]
(4)本发明专用阻镉剂所含的氮、磷、钾组分可以促进水稻的生长，因此在施用本发明专用阻镉剂到达阻镉富硒的同时，还能提高水稻产量的作用。
[0043]
综上所述，本发明公开了一种微量喷施的水稻专用阻镉剂配方，包括：可溶性硒、可溶性氮和可溶性磷，配制成的药剂可用于无人机喷施；喷施本申请阻镉剂的水稻，稻米中的镉降低量可达50％以上，硒增加量可达70％以上，稻谷产量提升约5％，且喷洒操作简便，适用于大规模农业生产。
具体实施方式
[0044]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0045]
亚硒酸钠购自亚硒酸钠生产公司，尿素购自农资市场，磷酸二氢钾购自农资市场，无人机由当地自备，一季中稻由当地购自农资市场。
[0046]
水稻专用阻镉剂配制方法：
[0047]
将3公斤亚硒酸钠放入10升容器中加10升水溶解，将20公斤尿素放入50升容器中40升水溶解，将5公斤磷酸二氢钾分放入20l容器中，加入15升水溶解；之后转移到100升的容器中搅拌均匀并定容到100升，然后根据储存的容器大小分装。
[0048]
实施例1
[0049]
将微量喷施的水稻专用阻镉剂进行大田应用试验：
[0050]
实验点位于江西省鄱阳县石门街镇北门村，土壤ph5.5，土壤镉含量为0.22mg/kg，一季中稻，在当地农户习惯耕种的基础上，根据本发明技术特点的要求，开展本实施例的实验，具体实施方式为：
[0051]
1)准备期：2019年6月12日，选择三个不同稻田，在水稻移栽整地时，分别基施熟石灰30公斤/亩、50公斤/亩和70公斤/亩共三个处理，每处理面积1亩，三次重复，氮磷钾等肥料的施用量、施用时期和施用方法，以及翻耕整地方法和深度等均与农户习惯一致；
[0052]
2)移栽-分蘖前：稻田水层控制在3cm；
[0053]
3)分蘖期-拔节期：分蘖开始时，稻田水层控制在2cm；分蘖盛期时排水露田，但不晒田；拔节开始时，稻田复水，水层控制在1cm；
[0054]
4)孕穗期：从幼穗分化到抽穗前，稻田水层控制在1cm，幼穗分化期喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为40ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0055]
5)抽穗期-开花期：从抽穗开始到整个开花期，稻田水层控制在3cm，80％植株抽穗时，喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为40ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0056]
6)灌浆成熟期：从籽粒灌浆开始到成熟，稻田水层控制在1cm，收割前5天排水。
[0057]
7)其他等农艺措施(如：杂草和病虫害防治；氮磷钾等肥料施用量和施用方法；翻耕整地方法和深度等)均与农户习惯一致。
[0058]
统计稻谷产量和稻米硒、镉含量，实验结果，如表1：喷施专用阻镉剂的处理稻米镉平均含量为0.102mg/kg，习惯措施(对照)0.302mg/kg降低了66.2％。同时，稻谷产量平均增加5.47％，稻米硒含量平均增加76.5％。
[0059]
实施例2
[0060]
将微量喷施的水稻专用阻镉剂进行大田应用试验：
[0061]
实验点位于江西省鄱阳县古县渡镇古北村，土壤ph5.6,土壤镉含量为0.34mg/kg，一季中稻，在当地农户习惯耕种的基础上，根据本发明技术特点的要求，开展本实施例的实验，具体实施方式为：
[0062]
1)准备期：2019年6月13日，选择三个不同稻田，在水稻移栽整地时，分别基施熟石灰30公斤/亩、50公斤/亩和70公斤/亩共三个处理，每处理面积1亩，三次重复，氮磷钾等肥料的施用量、施用时期和施用方法，以及翻耕整地方法和深度等均与农户习惯一致；
[0063]
2)移栽-分蘖前：稻田水层控制在6cm，移栽后15天；
[0064]
3)分蘖期-拔节期：分蘖开始时，稻田水层控制在4cm；分蘖盛期时排水露田，但不晒田；拔节开始时，稻田复水，水层控制在5cm；
[0065]
4)孕穗期：从幼穗分化到抽穗前，稻田水层控制在5cm，幼穗分化期喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为60ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0066]
5)抽穗期-开花期：从抽穗开始到整个开花期，稻田水层控制在5cm，80％植株抽穗时，喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为60ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0067]
6)灌浆成熟期：从籽粒灌浆开始到成熟，稻田水层控制在5cm，收割前10天排水。
[0068]
7)其他等农艺措施(如：杂草和病虫害防治；氮磷钾等肥料施用量和施用方法；翻耕整地方法和深度等)均与农户习惯一致。
[0069]
统计稻谷产量和稻米硒、镉含量，实验结果，如表2：喷施专用阻镉剂的处理稻米镉含量平均为0.116mg/kg，习惯措施(对照)0.347mg/kg降低了66.5％。同时，稻谷产量平均增加4.5％，稻米硒含量平均增加114.6％。
[0070]
实施例3
[0071]
将微量喷施的水稻专用阻镉剂进行大田应用试验：
[0072]
实验点位于湖南省澧县官垸镇永和村，土壤ph5.3，土壤镉含量为0.44mg/kg，一季中稻，在当地农户习惯耕种的基础上，根据本发明技术特点的要求，开展本实施例的实验，
具体实施方式为：
[0073]
1)准备期：2019年6月17日，选择三个不同稻田，在水稻移栽整地时，分别基施熟石灰30公斤/亩、50公斤/亩和70公斤/亩共三个处理，每处理面积1亩，三次重复，氮磷钾等肥料的施用量、施用时期和施用方法，以及翻耕整地方法和深度等均与农户习惯一致；
[0074]
2)移栽-分蘖前：稻田水层控制在5cm，移栽后15天；
[0075]
3)分蘖期-拔节期：分蘖开始时，稻田水层控制在4cm；分蘖盛期时排水露田，但不晒田；拔节开始时，稻田复水，水层控制在4cm；
[0076]
4)孕穗期：从幼穗分化到抽穗前，稻田水层控制在3cm，幼穗分化期喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为40ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0077]
5)抽穗期-开花期：从抽穗开始到整个开花期，稻田水层控制在3cm，80％植株抽穗时，喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为60ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0078]
6)灌浆成熟期：从籽粒灌浆开始到成熟，稻田水层控制在5cm，收割前10天排水。
[0079]
7)其他等农艺措施(如：杂草和病虫害防治；氮磷钾等肥料施用量和施用方法；翻耕整地方法和深度等)均与农户习惯一致。
[0080]
统计稻谷产量和稻米硒、镉含量，实验结果，如表3：喷施专用阻镉剂的处理稻米镉含量平均为0.160mg/kg，习惯措施(对照)0.383mg/kg降低了58.2％。同时，稻谷产量平均增加5.4％，稻米硒含量增加117.0％。
[0081]
实施例4
[0082]
将微量喷施的水稻专用阻镉剂进行大田应用试验：
[0083]
实验点位于湖南省汉寿县罐头嘴镇张家汊村，土壤ph5.2，土壤镉含量为0.81mg/kg，一季中稻，在当地农户习惯耕种的基础上，根据本发明技术特点的要求，开展本实施例的实验，具体实施方式为：
[0084]
1)准备期：2019年6月19日，选择三个不同稻田，在水稻移栽整地时，分别基施熟石灰30公斤/亩、50公斤/亩和70公斤/亩共三个处理，每处理面积1亩，三次重复，氮磷钾等肥料的施用量、施用时期和施用方法，以及翻耕整地方法和深度等均与农户习惯一致；
[0085]
2)移栽-分蘖前：稻田水层控制在4cm，移栽后15天；
[0086]
3)分蘖期-拔节期：分蘖开始时，稻田水层控制在3cm；分蘖盛期时排水露田，但不晒田；拔节开始时，稻田复水，水层控制在3cm；
[0087]
4)孕穗期：从幼穗分化到抽穗前，稻田水层控制在3cm，幼穗分化期喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为50ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0088]
5)抽穗期-开花期：从抽穗开始到整个开花期，稻田水层控制在3-5cm，80％植株抽穗时，喷施水稻专用阻镉剂1次，水稻专用阻镉剂用量为50ml/亩，喷洒时间选择无风晴天下午进行；
[0089]
6)灌浆成熟期：从籽粒灌浆开始到成熟，稻田水层控制在3cm，收割前7天排水。
[0090]
7)其他等农艺措施(如：杂草和病虫害防治；氮磷钾等肥料施用量和施用方法；翻耕整地方法和深度等)均与农户习惯一致。
[0091]
统计稻谷产量和稻米硒、镉含量，实验结果，如表4：喷施专用阻镉剂的处理稻米镉含量平均为0.192mg/kg，习惯措施(对照)0.659mg/kg降低了70.9％。同时，稻谷产量平均增
加5.28％，稻米硒含量平均增加228.1％。
[0092]
对比例1：
[0093]
对比例1的除准备期不施用熟石灰、幼穗分化期和齐穗期不喷施水稻专用阻镉剂外，其余操作与实施例1一致。
[0094]
对比例2(当地农户习惯措施)：
[0095]
对比例2的除准备期不施用熟石灰、幼穗分化期和齐穗期不喷施水稻专用阻镉剂外，其余操作与实施2一致。
[0096]
对比例3(当地农户习惯措施)：
[0097]
对比例3的除准备期不施用熟石灰、幼穗分化期和齐穗期不喷施水稻专用阻镉剂外，其余操作与实施例3一致。
[0098]
对比例4(当地农户习惯措施)：
[0099]
对比例4的除准备期不施用熟石灰、幼穗分化期和齐穗期不喷施水稻专用阻镉剂外，其余操作与实施例4一致。
[0100]
表1
[0101][0102]
表2
[0103][0104]
表3
[0105][0106]
表4
[0107][0108]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0109]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。