一种降低中度污染土壤稻米镉含量的方法

本发明涉及水稻种植，特别涉及一种降低中度污染土壤稻米镉含量的方法。

背景技术：

1、镉具有很强的生物毒性可通过食物链进入人体引起慢性中毒，中国耕地土壤点位的污染物超标率为19.1％，其中镉的超标率最高，是我国土壤重金属的首要污染物。水稻具有富集镉的特性，稻米镉超标将严重威胁到人们的身体健康，近年来国内出现的广西龙江镉污染、广东大米镉超标事件，更是引起了政府和社会各界人士的高度关注。

2、当前解决镉污染稻田稻米安全生产主要通过以下几种方式：土壤原位钝化修复措施、农艺措施、叶面阻控措施、植物修复技术措施，各项技术还存在成本高且效果不显著的缺陷问题。当前，土壤原位钝化修复技术不稳定及其后效性时间短是影响该技术推广使用的重要瓶颈，多数钝化剂通过吸附结合的机理常常在水稻生育前期钝化材料作用已达到饱和状态，水稻生长后期钝化效果差，进而达不到降低稻米镉含量的最终效果，而叶面阻控技术则存在阻控效率低水稻生育期需多次喷施人工成本高的问题，植物修复技术也存在植物生长缓慢生物量小的问题，农艺淹水管理技术措施在很多山区及缺水地区很难保障水的供应实际实施起来难度还比较大。可以理解当前，单项技术还是难以经济高效的实现中度镉污染稻田土壤稻米安全生产。

3、因此，如何将多项技术有机结合起来使其发挥出1+1>2的效果，是解决中度镉污染稻田稻米安全生产的有效途径之一。采取土壤钝化原位修复+叶面阻控技术相结合的方法，可以有效的控制整个生育期水稻对镉的吸收累积及其向稻米中转运的过程。前期施用钝化剂可以有效的钝化土壤中的镉离子减少水稻对镉的吸收，水稻生长后期施用叶面阻控剂可以将植株体内镉离子进行络合减少镉离子向稻米籽粒运输，最终达到降低稻米镉含量的效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，从而克服现有单一稻米阻隔技术难以经济高效地实现中度镉污染稻田土壤稻米安全生产的缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，包括：

3、(1)在水稻移栽前2-4天，通过土施钝化剂降低土壤镉生物有效性及形成根系保护膜的方式，减少水稻生育期特别是分蘖期、拔节期植株对镉的吸收累积；

4、(2)在水稻抽穗期喷施叶面阻控剂1次，通过与水稻体内镉离子络合和离子通道抑制作用阻控镉离子向籽粒运输。

5、前期施用钝化剂可以有效的钝化土壤中的镉离子减少水稻对镉的吸收，水抽穗前期施用叶面阻控剂可以将植株体内镉离子进行络合减少镉离子向稻米籽粒运输，最终达到降低稻米镉含量的效果。

6、优选的，所述钝化剂包括如下重量份成分：纳米硫15-30g、纳米三氧化二铁20-40g、钙基膨润土150-300g、生物炭80-150g、蚕沙300-500g、贝壳粉200-400g。钙基膨润土、蚕沙等可调整土壤中的营养成分，降低土壤镉生物有效性，纳米硫可以与土壤中镉形成硫化镉沉淀物质大大降低土壤镉的生物活性。生物炭孔隙率高，能很好地吸附土壤中的镉离子，纳米硫、纳米三氧化二铁能对根系形成保护膜，减少水稻生育期特别是分蘖期、拔节期植株对镉的吸收累积。

7、优选的，所述钝化剂的制备方法如下：

8、a、先将钙基膨润土粉碎至300目一下，在高温400-700℃条件下煅烧4小时，备用；

9、b、生物炭材料粉碎至200目，备用；

10、c、贝壳粉粉碎至200目，备用；

11、d、蚕沙晾干水分控制在15％以下，备用；

12、e、将各个材料组分按配方比例混合搅拌均匀，即得钝化剂产品。

13、优选的，所述钝化剂材料按用量150-300kg每亩与基肥一起均匀撒施，撒施后再用拖拉机耙匀。

14、优选的，每1升所述叶面阻控剂包含如下重量份成分：磷酸二氢钾40-75g、十二烷基苯磺酸钠10-15g、硫代硫酸钠150-200g、胱氨酸50-80g、柠檬酸20-35g，纳米硅40-60g，硫酸锰20-40g，乙酸异戊酯5-10g，其余为水。

15、优选的，所述叶面阻控剂的制备方法如下：

16、i、先将各种固态化合物分别用水溶解，各物质保持接近溶解度溶解；

17、ii、将硫代硫酸钠溶液缓缓加入柠檬酸溶液中，边倒入边搅拌，完全混合均匀，得到混合液b；

18、iii、将硫酸锰溶液倒入混合液b，边倒入边搅拌，完全混合均匀，得到混合液c；

19、iv、依次将磷酸二氢钾溶液、胱氨酸溶液倒入混合液c，边倒入边搅拌，得到混合液d；

20、v、将乙酸异戊酯液体倒入十二烷基苯磺酸钠溶液中，边倒入边搅拌,得到混合液e；

21、vi、使用前2小时，将纳米硅溶液、混合液e依次倒入混合液d中，搅拌均匀，即可得到完整的叶面阻控剂。

22、优选的，采用喷雾器将叶面阻控剂均匀地喷施于水稻叶面上。

23、优选的，所述叶面阻控剂的用量为200ml/亩，稀释100-300倍使用。

24、优选的，选择晴好天气喷施叶面阻控剂，若喷施后4小时内遇到下雨，重复喷施一次，叶面阻控剂用量为正常用量的1/3至1/2。

25、与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

26、1.本发明在水稻种植前施用钝化剂可以有效的钝化土壤中的镉离子减少水稻对镉的吸收，水抽穗前期施用叶面阻控剂可以将植株体内镉离子进行络合减少镉离子向稻米籽粒运输，最终达到降低稻米镉含量的效果。

27、2.钙基膨润土、蚕沙等可调整土壤中的营养成分，降低土壤镉生物有效性，纳米硫可以与土壤中镉形成硫化镉沉淀物质大大降低土壤镉的生物活性。生物炭孔隙率高，能很好地吸附土壤中的镉离子，纳米硫、纳米三氧化二铁能对根系形成保护膜，减少水稻生育期特别是分蘖期、拔节期植株对镉的吸收累积。

28、3.本发明的叶面剂通过添加十二烷基苯磺酸钠和乙酸异戊酯成分，十二烷基苯磺酸钠起到表面活性剂的作用增加叶面剂有效成分在水稻叶面的活性，而乙酸异戊酯通过与叶片表面的蜡质层作用,促进水稻对氨基酸、硫代硫酸钠、硅、锰等成分的有效吸收，大大提高了叶面剂有效成分的应用效率和重金属镉阻控效果。

29、4.本发明方法操作简单、省工省时、稻米镉降低效率高。用该方法在中镉污染稻田上水稻糙米镉砷含量降低80％以上，水稻产量提高5％以上。用该方法效果稳定，适合在镉中度污染以下稻田稻米生产产业化应用。

技术特征：

1.一种降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，所述钝化剂包括如下重量份成分：纳米硫15-30g、纳米三氧化二铁20-40g、钙基膨润土150-300g、生物炭80-150g、蚕沙300-500g、贝壳粉200-400g。

3.根据权利要求2所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于， 所述钝化剂的制备方法如下：

4.根据权利要求3所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，所述钝化剂材料按用量150-300kg每亩与基肥一起均匀撒施，撒施后再用拖拉机耙匀。

5.根据权利要求1所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，每1升所述叶面阻控剂包含如下重量份成分：磷酸二氢钾40-75g、十二烷基苯磺酸钠10-15g、硫代硫酸钠150-200g、胱氨酸50-80g、柠檬酸20-35g，纳米硅40-60g，硫酸锰20-40g，乙酸异戊酯5-10g，其余为水。

6.根据权利要求5所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，所述叶面阻控剂的制备方法如下：

7.根据权利要求6所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，采用喷雾器将叶面阻控剂均匀地喷施于水稻叶面上。

8.根据权利要求7所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，所述叶面阻控剂的用量为200ml/亩，稀释100-300倍使用。

9.根据权利要求8所述的降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，其特征在于，选择晴好天气喷施叶面阻控剂，若喷施后4小时内遇到下雨，重复喷施一次，叶面阻控剂用量为正常用量的1/3至1/2。

技术总结
本发明涉及水稻种植技术领域，具体公开了一种降低中度污染土壤稻米镉含量的方法，包括：（1）在水稻移栽前2‑4天，通过土施钝化剂降低土壤镉生物有效性及形成根系保护膜的方式，减少水稻生育期特别是分蘖期、拔节期植株对镉的吸收累积；（2）在水稻抽穗期喷施叶面阻控剂1次，通过与水稻体内镉离子络合和离子通道抑制作用阻控镉离子向籽粒运输。本方法操作简单、省工省时、稻米镉降低效率高。用该方法在中镉污染稻田上水稻糙米镉砷含量降低80%以上，水稻产量提高5%以上。用该方法效果稳定，适合在镉中度污染以下稻田稻米生产产业化应用。

技术研发人员：黄雁飞,刘斌,黄玉溢,陈桂芬,聂雄峰,熊柳梅
受保护的技术使用者：广西壮族自治区农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13