一种降低稻米中镉含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种降低稻米中儒含量的方法，属于农作物食品安全控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 广义上的重金属是指相对密度在5g/cm3W上的金属。在环境污染领域中，我们把 重金属定义为对生物有明显毒性的金属元素或者类金属元素，如铅、锋、铜、儒、神、隶、铭、 儀等。近年来，随着工农业生产的的迅速发展和人类生活水平的提高，工业"Ξ废"和城市生 活污水垃圾的随意排放，W及含有重金属的农药、化肥的不合理使用，使得重金属在±壤中 的含量增加，造成±壤生产力下降、农产品污染和生态环境破坏等生态环境问题。运种后果 一是严重阻碍了农业生产的持续与高效发展，二是±壤中的重金属能被植物吸收后，能够 在植物体内富集，通过食物链进入人体，在人体内累积而不发生分解，一旦重金属在人体内 沉淀过量，都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、关节疼痛，甚至致崎、致癌等。
[0003] 儒是环境中毒性最强和农田受污染最普遍的重金属之一，在我国受儒污染的耕地 面积超过1.4万hm2，设及11个省25个地区，导致受污染的粮食多达1500万吨，中国是稻米生 产和消费大国，约有60%的人口 W稻米为主食。近20年来，我国大米中儒含量超标的问题日 益突出，儒米的潜在危害后果极其严峻。如何降低稻米中儒含量，已成为目前水稻生产亟待 解决的问题。湖南省农业生产水平较高，与此同时农业污染问题也越来越严重，其中重金属 污染已经成为影响全面提高农产品质量和农业可持续发展的重要限值因子。水稻是我省最 重要也是最大宗的粮食作物，随着我省城乡经济的快速发展和居民生活水平的不断提高， 人们对稻米品质的要求也越来越高。因而，提高稻米品质和安全质量对于保障人们健康和 提升国际市场竞争力，具有重大的现实意义。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种在轮作农田低成本、环 境友好、资源节约且能有效降低稻米儒含量的组合防治方法，通过降低稻米的儒含量，减弱 重金属儒在人体的富集。
[0005] 本发明的技术方案是，提供一种降低稻米中儒含量的方法，包括W下步骤：
[0006] (1)将生物炭与±壤重金属纯化剂混合后撒施在儒污染农田的±壤表面，然后与 ±壤混匀，3天W后再施基肥，移栽水稻;生物炭的用量为50-150kg/hm2，±壤重金属纯化剂 的用量为 300-6000kg/hm2;
[0007] (2)待水稻生长至孕穗期喷施两次水溶性叶面娃肥，水溶性叶面娃肥的喷施时间 间隔为5-7天;水溶性叶面娃肥的用量为1500-6000mL/hm2。
[000引进一步地，所述生物炭是将烟草賴杆置于400°C-60(rC溫度下限氧裂解5-化得到。
[0009] 进一步地，所述儒污染农田的±壤中儒含量为0.3-1. Omg/kg。
[0010] 进一步地，所述儒污染农田的±壤的pH值为4.7-6.0。
[0011] 进一步地，进一步地，所述±壤重金属纯化剂的成分为石灰，±壤重金属纯化剂也 可w添加有机肥和吸附剂等成分。
[0012] 进一步地，当所述儒污染农田的±壤中儒含量为0.3-0.6mg/kg时，±壤重金属纯 化剂的用量为300-1500kg/hm2,水溶性叶面娃肥的用量为1500-3000mL/hm2;当所述儒污染 农田±壤中儒含量为0.6-1.0111邑/1^时，±壤重金属纯化剂的用量为3000-60001^/血2，水溶 性叶面娃肥的用量为3000-6000mL/hm2。
[0013] 进一步地，水稻生长至分葉期之前采用湿润灌概(使稻田水分接近饱和，但不建立 水层的灌水方式），分葉期采用淹水0.5-1.5cm的浅水灌概，长穗期至成熟期采用淹水2-4cm 深水灌概，完熟期保持±壤湿润(±壤含水量50-70 % )。
[0014] 本发明通过施用生物炭+±壤重金属纯化剂，喷施水溶性叶面娃肥，并配合淹水管 理措施，对降低水稻中的儒含量具体很好的防治效果。
[0015] 上述本发明的技术方案主要基于W下原理：
[0016] 生物炭具有较高的抑和较大的表面积，施入±壤后对重金属有较强的吸附能力和 较高的吸附容量，其表面的含氧官能团还可与Cd2+形成络合物，从而纯化±壤中的儒。通过 添加±壤重金属纯化剂，能使酸性中轻度儒污染的农田抑值显著提高，从而使农田±壤的 活性儒向难溶态转化。将生物炭和±壤重金属纯化剂一起施用，能起到双重技术联合控儒 的良好效果。
[0017] 向水稻叶面喷施水溶性叶面娃肥，可改变重金属在植株体内的分布，抑制重金属 由水稻叶片向水稻巧粒的运输，能有效降低水稻稻米的重金属儒的积累。
[0018] 不同的水分管理方式会对水稻生长发育过程产生影响，同时也会影响水稻对儒的 积累。在长期淹水的还原条件下化等金属离子和Cd2+的竞争吸附作用W及S2-和Cd2+的共沉 淀作用均增强，通过水分调控管理能改变农田±壤氧化还原电位，降低±壤儒活性，最终达 到降低水稻中儒含量的目的。
[0019] 本发明的有益效果是，该方法先利用烟草的烟叶对儒的富集作用除去±壤中的部 分儒，儒在烟草賴杆中的富集程度低可进一步制成生物炭;下半年农田±壤的活性低，进行 烟草和水稻的轮作可W有效地降低稻米中儒的含量。通过生物质炭与±壤重金属纯化剂、 水溶性叶面娃肥的共同作用使得儒在稻米中的含量降低;生物质炭作为可降低稻米中的儒 含量的有效组分，其原料易得，成本低;使用烟草賴杆制得的生物质炭与淹水管理措施均可 进一步地降低稻米中的儒含量。
【具体实施方式】
[0020] W下结合具体实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范 围。
[0021] 分别选择湖南株洲市某县3个烟草-晚稻轮作农田，其中A为儒轻度污染的强酸性 ±，B为未被重金属儒污染的酸性±，C为儒轻度污染的酸性±，具体±壤本底值和pH值见表 1〇
[0022] 表1试验田铜污染±壤中重金属的本底值和pH值情况表(单位:mg/kg)
[0023]
[0024] ~实施例实验设计: '
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[0025] 分别在3个试验田设置处理田块和对照田块，处理田块按照本发明的步骤进行管 理，对照田块按照当地习常管理。
[0026] 本实施例的处理田管理具体包括W下步骤:上半年烟叶收割完后，将剩下的烟草 賴杆统一回收，在400°c-60(rc溫度范围内限氧裂解化-化至烟草賴杆完全碳化，冷却后所 获得的物质为本发明所施用的生物炭。在对试验田进行翻耕施肥前，将生物炭和±壤重金 属纯化剂均匀撒施在轻中度污染农田±壤表面，然后充分拌匀，平衡3天W上再施用基肥。 其中试验田A施用生物炭lOOkg+上壤重金属纯化剂3500kg/hm2,试验田B施用生物炭100kg+ ±壤重金属纯化剂lOOOkg/hm2,试验田C施用生物炭lOOkg+上壤重金属纯化剂2000kg/hm2。 水稻生长进入孕穗期后喷施两次水溶性叶面娃肥，间隔5-7天，其中水溶性叶面娃肥的用量 A、B、C共3个试验处理田分别为5000ml/hm2、3000ml/hm2、和4000ml/hm 2。3个试验处理田都采 用同样的水分管理，晚稻前期采用湿润灌概，分葉期采用浅水灌概，长穗期期至成熟期采用 深水灌概，完熟期保持±壤湿润。
[0027] W上处理田和对照田的化肥、农药施用均一致，水稻糖米儒含量采用硝酸一高氯 酸混合消解后用ICP-AES进行测定。
[0028] 从检测结果表2可W看出，使用本发明的3个处理田与没有使用本发明的对照田相 比，其糖米儒含量都有一定程度的降低，特别是对儒含量较高和pH值较低的A试验田，其降 儒率达到了50% W上。由此可见，本发明的降儒方法对降低轮作农田的晚稻儒含量有明显 的效果，具有良好的推广应用前景，能为轮作农田的晚稻安全生产提供有效的科学理论和 技术支持。
[0029] 表2不同试验田糖米儒含量(单位mg/kg)。
[0030] _
【主权项】
1. 一种降低稻米中镉含量的方法，其特征在于，在镉污染农田中，上半年种植烟草，下 半年种植水稻，水稻的种植包括以下步骤： (1) 将生物炭与土壤重金属钝化剂混合后撒施在镉污染农田的土壤表面，然后与土壤 混匀，3天以后再施基肥，移栽水稻;生物炭的用量为50-150kg/hm 2，土壤重金属钝化剂的用 量为300-6000 kg/hm2; (2) 待水稻生长至孕穗期喷施两次水溶性叶面硅肥，水溶性叶面硅肥的喷施时间间隔 为5-7天;水溶性叶面硅肥的用量为1500-6000mL/hm 2。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物炭是将烟草秸杆置于4(KTC-60(TC 温度下限氧裂解5_7h得到。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镉污染农田的土壤中镉含量为0.3-1·0mg/kg〇4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镉污染农田的土壤的pH值为4.7-6.0。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤重金属钝化剂的成分为石灰。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述镉污染农田的土壤中镉含量为0.3-0.6mg/kg时，土壤重金属钝化剂的用量为300-1500kg/hm 2,水溶性叶面硅肥的用量为1500-3000mL/hm2;当所述镉污染农田土壤中镉含量为0.6-1. Omg/kg时，土壤重金属钝化剂的用 量为3000-6000 kg/hm2，水溶性叶面硅肥的用量为3000-6000mL/hm2。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，水稻生长至分蘖期之前采用湿润灌溉，分蘖 期采用淹水0.5-lcm的浅水灌溉，长穗期至成熟期采用淹水2-4cm的深水灌溉，完熟期保持 土壤湿润。
【专利摘要】本发明公开了一种降低稻米中镉含量的方法，该方法在镉污染农田中，上半年种植烟草，下半年种植水稻，水稻的种植包括以下步骤：(1)将生物炭与土壤重金属钝化剂混合撒施在镉污染农田的土壤表面，然后与土壤混匀，3天以后再施基肥，移栽水稻；生物炭的用量为50-150kg/hm2，土壤重金属钝化剂的用量为300-6000kg/hm2；(2)待水稻生长至孕穗期喷施两次水溶性叶面硅肥，水溶性叶面硅肥的喷施时间间隔为5-7天；水溶性叶面硅肥的用量为1500-6000mL/hm2。该方法通过生物质炭与土壤重金属钝化剂、水溶性叶面硅肥的共同作用使得镉在稻米中的含量降低；生物质炭作为可降低稻米中的镉含量的有效组分，其原料易得，成本低；使用烟草秸秆制得的生物质炭与淹水管理进一步地降低稻米中的镉含量。
【IPC分类】A01C21/00, A01G16/00
【公开号】CN105594529
【申请号】CN201510961822
【发明人】贺前锋, 晏哲, 刘代欢, 李鹏祥
【申请人】湖南永清环保研究院有限责任公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月21日