本发明属于农业环境保育与修复
技术领域：
，更具体涉及一种小白菜地上部镉含量进行控剂，同时还涉及一种小白菜地上部镉含量进行控剂的制备方法，还涉及一种灌根型镉阻控剂的用途，适用于菜地镉污染土壤。
背景技术：
：由于冶金厂及镉处理厂依托于城市发展，再加上城市地区人口密集、耕地有限等原因，城郊地区的农产品特别是蔬菜等农产品成为各大城市蔬菜供应的主要来源。但随着各种城市垃圾及污水的倾入，以及城郊菜农为追求最大收益而过量施肥，同时用城市周边水源进行灌溉，种种因素造成城郊土壤镉含量增加，城市蔬菜镉超标问题相继出现，哈尔滨、湖南株洲和湘西、广东、广西、贵州、四川、浙江福州等地都有镉污染的报道。冯红艳在2014年对江苏省紫菜中铝镉的污染状况进行风险监测，镉的超标率(研判值≤0.2mg/kg)达到89.5％；覃志英等(2007)对广西5城市农产品铅镉污染分析结果表明南宁市蔬菜超标率为24.3％；2002年唐书源等在重庆市29个区县42个乡镇采集349个蔬菜样本进行质量安全研究，得出镉的超标率为11.5％且叶菜类超标最为严重的结论，以上结果表明我国菜地土壤和蔬菜镉污染已经比较严重，蔬菜镉污染治理迫在眉睫。当前国内外重金属污染土壤的治理有两种不同的途径：一是固定或钝化重金属，将有效态转化为无效态，使土壤重金属的有效浓度降低到无害的水平，从而降低土壤重金属元素的生物毒性，控制重金属进入食物链和污染周边环境(凌微微2011；田卫东2008)；二是活化重金属，通过促进生物吸收提高土壤重金属的去除效率，使土壤重金属的总量降低到无害的水平(SiegelSMetal1986；ZengMetal2008；曾敏等2005)。目前，石灰、炉渣等碱性物质因其可以提高土壤pH值而钝化土壤中的镉，效果迅速而得到广泛的应用且以基施为主，但长期施用这些物质会造成土壤板结，长远来看不是解决镉污染问题的根本之法。随着农业的发展，各种农业先进的机械农业措施层出不穷，相较于基施型镉阻控剂，灌根型镉阻控剂具有更好的发展前景。技术实现要素：本发明的目的就在于克服现有基施型镉阻控剂存在不足，是在于提供了一种灌根型镉阻控剂，该灌根型镉阻控剂的主要成分硅、钙是蔬菜所需要的营养分子，聚γ-谷氨酸除了有抑制镉的转移效果外还具有保墒增肥、有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质的作用，且配方合理，使用方便。本发明的另一个目的是在于提供了一种灌根型镉阻控剂的制备方法，方法易行，操作简便，不需要复杂的生产工艺，且所制备的镉阻控剂性质稳定，可以广泛的应用于重金属镉污染治理方面。本发明还有一个目的是在于提供了一种灌根型镉阻控剂在小白菜安全生产中的应用，适用镉污染的菜地，不仅可以抑制蔬菜对镉的积累，还可以改善蔬菜品质。为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：本发明的基本思路是：城郊菜地是一座城市的“菜篮子”，城郊菜地镉污染严重危害了城市居民的身体健康，影响社会安定。现有的基施型镉阻控剂存在着有机阻控剂效果不持久、无机阻控剂施用量大、易造成土壤板结等问题，如何筛选一种比例合适、见效迅速且没有副作用的阻控剂组合是镉阻控剂的研究的重中之重。因此，本发明是将有机阻控剂和具有控镉效应的无机阻控剂结合，改进实施方式，筛选出一种更大幅度地降低蔬菜地上部镉含量的灌根型镉阻控剂。一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成：螯合钙和硅酸钾均为分析纯或化学纯试剂；水为去离子水。一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成(优选范围)：一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成(较好范围)：一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成(最好范围)：一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成(最佳值)：一种灌根型镉阻控剂的制备方法，其步骤是：A、称取一定比例的聚γ-谷氨酸(γ-PGA)与水按质量比为1:10进行混合，搅拌至完全溶解；B、称取一定比例的螯合钙(EDTA-Ca)、与水按质量比为1:100进行溶解，搅拌至均匀溶液；C、称取一定比例的硅酸钾(K2SiO3·nH2O)，与水按质量比为1:100进行溶解(可以用超声波加速溶解)，搅拌至均匀溶液；D、将已经溶解的螯合钙(EDTA-Ca)、硅酸钾(K2SiO3·nH2O)溶液与聚γ-谷氨酸(γ-PGA)进行混合均匀，用所需水的大约60％进行定容，获得混合物，获得一种灌根型镉阻控剂，备用。一种灌根型镉阻控剂在小白菜安全生产中的应用，其步骤是：①按灌根型镉阻控剂的组分溶解，混合均匀；②出苗后至成熟前，每隔7天灌根一次，共三次，每次每株10ml；③以作物根部为中心间，半径不超过5cm进行灌根。本阻控剂的工作机理：1、离子间存在着拮抗作用，钙、硅与镉离子间竞争结合位点，氧化胁迫与抗氧化系统与Ca2+及钙调蛋白有关，钙促进植物中螯合剂的生成、增强螯合解毒作用，与其他钙素相比，EDTA-Ca的持续效果好，作用快；硅能提高蔬菜的抗逆性、提高小白菜光合机构的自我保护能力、降低镉胁迫下根和叶片的质膜损伤、提高了镉胁迫下植株叶片的抗氧化物酶活性，抑制自由基的积累。2、聚γ-谷氨酸(γ-PGA)是一种高分子材料，由自然界中微生物发酵产生，由于没有毒性、没有害处、可自然分解和有很好的肥料增效作用而得到广泛的关注，γ-PGA分子链上大量的游离羧基，这些基团使得其具有很强的吸水性同时可以结合阳离子，作为配体有一定的金属螯合作用，可以用于重金属污染治理。本发明与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：①本阻控剂的组成成分易于获得，操作简便易行；②本阻控剂剂效果明显，显著降低植物体内的镉含量；③本阻控剂对环境不会造成二次污染。本发明灌根型镉阻控剂组合可以有效降低小白菜地上部镉含量，降低幅度为70.30％，同时可改善小白菜的营养品质。具体实施方式实施例1：一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成：一种灌根型镉阻控剂的制备方法，其步骤是：A、称取一定比例的聚γ-谷氨酸(γ-PGA)与水按质量比为1:10进行混合，搅拌至完全溶解；B、称取一定比例的螯合钙(EDTA-Ca)、硅酸钾(K2SiO3·nH2O)，与水按质量比为1:100进行溶解；C、将已经溶解的螯合钙(EDTA-Ca)、硅酸钾(K2SiO3·nH2O)溶液与聚γ-谷氨酸(γ-PGA)进行混合均匀，用所需水的大约60％进行定容，获得混合物，备用；一种灌根型镉阻控剂，它由以下重量份的原料制成：以下制备步骤与实施例1相同实施例及原料23456螯合钙0.180.180.20.220.23硅酸钾0.180.20.180.220.23γ-PGA0.020.0150.0150.010.008水99.6299.60599.60599.5599.532总计100100100100100实施例7:一种灌根型镉阻控剂在小白菜安全生产中的应用，其步骤是：①按灌根型镉阻控剂的组分用水溶解，混合均匀；②出苗后至成熟前，每隔7天灌根一次，共三次，每次每株10ml；③以作物根部为中心间，半径不超过5cm进行灌根。实施例8:下面结合实例详细说明：试验时间：2015年；试验地点：武汉。一种灌根型镉阻控剂在小白菜安全生产中的应用，其步骤是：1)种植作物：小白菜2)土壤湖北省武汉市洪山区华中农业大学狮子山黄棕壤，土壤本身全镉含量为0.0516mg/kg，pH为6.20，再通过外源添加氯化镉1.0mg/kg土。3)盆栽试验布置①盆栽土壤镉熟化：盆栽试验用土采用华中农业大学狮子山黄棕壤，将采回来的土晾干，混合过筛后，装盆，每盆3kg土，按1mg/kg土的浓度加入镉(CdCl2·2.5H2O，AR)，待土壤稍干后，将每盆土拌匀进行熟化(2015年10月10日到2016年2月16日)。②2016年2月23日进行播种，出苗后每盆定植6株，15天后进行灌根处理，以0.2％Ca、0.2％Si和0.01％γ-PGA进行灌根作为对照，比较应用效果。③每隔7天左右喷洒一次，每株每次10ml镉阻控剂，共计3次④2016年04月07日收获，共计生长44天。4)测试①测试方法将收获的小白菜样品用去离子水清洗后，经过105℃杀青，并于65℃烘干至恒重，用不锈钢植物磨样机磨碎，过60目筛用于镉的测定；采用混酸(硝酸+高氯酸9+1)消化-原子吸收分光光度计测定镉含量，其含量如表1。另一部分用于品质指标(维生素C、可溶性蛋白、可溶性糖和硝酸盐)的测定，其含量如表2。②测试结果表1灌根型镉阻控剂对小白菜地上部镉含量的影响灌根处理地上部镉含量(mg·kg-1FW)去离子水(对照)0.330aCa0.135cSi0.240bγ-PGA0.208bCa+Si+γ-PGA0.098c用本发明镉阻控剂在小白菜地上部镉含量与对照比降低了70.30％且达到显著性差异(P＝0.05)，与单独用施用螯合钙降低了27.41％，单独施用硅酸钾降低了59.17％，单独施用PGA降低了52.88％，说明本镉阻控剂对小白菜地上部镉含量降低幅度更大。表2灌根型镉阻控剂对小白菜地上部品质指标的影响由表2分析可知，与对照相比，本发明不同组分对小白菜地上部维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量都有着不同程度的改善作用，螯合钙和硅酸钾处理对硝酸盐含量具有一定的降低趋势，而本发明镉阻控剂组合对小白菜地上部维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量也改善作用明显，虽然硝酸盐含量有所升高但未达到显著性差异。综上所述，本发明灌根型镉阻控剂组合可以有效降低小白菜地上部镉含量，降低幅度为70.30％，同时可改善小白菜的营养品质。当前第1页1 2 3