用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法

文档序号:10602636阅读:807来源:国知局
用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法。本发明的目的在于提供一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法。本发明的特征在于以下步骤:A.将可降解螯合剂鼠李糖脂用水稀释搅拌均匀,得到稀释剂;B.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中,从而实现降低水稻籽实中重金属的目的。所述螯合剂分两次施用到水稻田中,第一次施用时间为水稻移栽前1?2天,施用量每亩为上述稀释剂重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30?40天,施用量为稀释剂重量的1/3。本发明主要用于施用在水稻田中以减少重金属尤其是镉在水稻植株中的积累。
【专利说明】
用生物可降解藝合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种用馨合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法,尤其设及一种用 生物可降解馨合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法。
【背景技术】
[0002] 重金属在污染±壤中主要W6种形态存在:水溶态、交换态、铁儘氧化物结合态、碳 酸盐结合态、有机结合态和残渣态等。其中水溶态、弱交换态W及小部分碳酸盐态的重金属 可W被植物吸收,而大部分与±壤固相牢固结合的重金属则很难被吸收。馨合剂能够改变 重金属在±壤溶液中的存在形态,或者是W重金属-馨合剂和重金属-有机酸形态促进重金 属的吸收,从而增加植物的修复效率;或者是通过形成重金属-馨合剂的形态降低其在±壤 环境中的移动性和生物可利用性,从而达到对重金属的消减、纯化和固化作用,因此运用馨 合剂修复重金属污染±壤取决于馨合剂的种类。
[0003] 常用的馨合剂大致可分为合成馨合剂和天然馨合剂。合成馨合剂主要包括:乙二 胺四乙酸化DTA)、二乙基Ξ胺五乙酸(DTPA)、乙二醇双四乙酸化GTA)和径乙基替乙二胺 化抓TA)等;天然馨合剂主要包括:巧樣树、丙二酸、组氨酸等。目前在降低植物重金属毒害 中应用较多的重金属馨合剂有乙二胺四乙酸化DTA)、有机酸类W及腐殖酸类重金属馨合 剂。本申请所述生物馨合剂为一种生物表面活性剂-鼠李糖脂,与抓TA相比,具有易降解和 能够改良±壤等特性。该生物可降解馨合剂与金属的络合是快速、稳定的,能高效的减少游 离态的Cd2+。实验表明,每摩尔该生物可降解馨合剂的最大络合能力是0.2mol Cd2+。通过计 算得到的儒-鼠李糖脂平衡分配常数(log Κρ = -2.47)比报道的儒-沉淀物、儒-腐殖酸要 高。而通过计算得到的儒-鼠李糖脂平衡分配系数(log Κρ = 4.89)与报道的溶解有机质吸 收有机污染物的系数相当。该生物可降解馨合剂一是可能通过和溶液中游离态的金属离子 络合,来降低重金属离子在溶液相中的活性;二是可能通过降低界面张力,表面活性剂分子 聚集在固-液界面上,与被吸附的重金属接触,从而使重金属从±壤上解吸下来。Mul 1 igan C.N(2005)测定该生物可降解馨合剂与阳离子的馨合能力为K+<Mg2+<Mn2+<Ni 2+<Co2+<Ca2+< Hg2+<Fe3+<Zn2+<Cd2+<Pb 2+<Cu2+<Al3+。由此说明该生物可降解馨合剂能够与重金属Cd 2+形成 稳定的重金属-馨合物,从而降低重金属的生物有效性。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种用生物可降解馨合剂减少重金属在水稻植株中积累 的方法,W降低水稻植株中重金属尤其是儒的含量,并能改良±壤。
[0005] 为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种用生物可降解馨合剂减少重金 属在水稻植株中积累的方法,其特征在于W下步骤:
[0006] A.将可降解馨合剂鼠李糖脂用水稀释揽拌均匀,得到稀释剂;
[0007] B.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中,从而实现降低水稻巧实中重金 属的目的。
[0008] 所述馨合剂分两次施用到水稻田中,第一次施用时间为水稻移栽前1-2天,施用量 每亩为上述稀释剂重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30-40天,施用量为稀释剂重量 的l/^3。
[0009] 本发明的有益效果是:该生物可降解馨合剂与重金属形成络合物后,能够降低重 金属Cd的毒害作用。鼠李糖脂能够降低重金属的毒害作用同时增加糞的生物降解。当鼠李 糖脂添加量为10倍Cd浓度时(890μΜ),能够完全消除Cd的毒害作用,添加量与Cd浓度持平时 (89μΜ),能减弱Cd的毒害作用,而当添加量为Cd浓度的1/10时(8.9μΜ),鼠李糖脂没有作用。 鼠李糖脂减弱重金属的毒害作用可能与鼠李糖脂-儒复合物的形成有关,W及与鼠李糖脂 与细胞表面相互作用从而改变儒的吸收有关。
[0010] 采用本发明减少水稻植株中儒积累的方法不但能够减少水稻巧实中重金属的含 量,而且可W改良±壤环境,促进水稻植株的生长。本申请为原位修复污染±壤技术,不破 坏场地,对±壤的扰动小,技术操作简单,耗资少,可W在田间大规模应用。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例对本发明及其【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0012] 本发明的特征在于W下步骤:
[0013] Α.将可降解馨合剂鼠李糖脂用水稀释揽拌均匀,得到稀释剂;
[0014] Β.将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中,从而实现降低水稻巧实中重金 属的目的。
[0015] 所述馨合剂分两次施用到水稻田中,第一次施用时间为水稻移栽前1-2天,施用量 每亩为上述稀释剂重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30-40天,施用量为稀释剂重量 的l/^3。
[0016] 本发明中所述生物可降解馨合剂为液体形式,溶于水后,施加到±壤中。
[0017] 供试±壤:为第四纪红色粘±发育的红黄泥田。
[0018] 供试作物:水稻,品种为五丰优T025.
[0019] 实验设计和方法:
[0020] 试验于2015年7月一10月在长沙县春华镇大鱼塘村福星组王应龙责任田进行。本 试验公设3个处理,3个重复,共9个小区,随机区组排列,每小区面积30m2,小区间做±巧包 衣膜隔离,四周设置1.5m宽保护行。
[0021] 实例1:不使用馨合剂(鼠李糖脂),常规施肥(40%复合肥30kg/亩);
[0022] 实例2:亩施供试馨合剂(鼠李糖脂)3kg+水47kg = 50kg稀释剂,水稻移栽前1天第 一次施用33kg,水稻移栽后30天第二次施用17kg,+常规施肥(40%复合肥30kg/亩);
[0023] 实例3:亩施供试馨合剂(鼠李糖脂)3kg+水97kg=100kg稀释剂,水稻移栽前2天第 一次施用66kg,水稻移栽后40天第二次施用34kg,+常规施肥(40%复合肥30kg/亩)。
[0024] 试验田间管理
[0025] 田间管理遵循"最适"和"一致"的原则,各处理之间除施肥措施W外,其他各项管 理措施均保持一致,且符合生产要求,由专人在同一天内完成。试验田晚稻6月18日播种,7 月19日整地,7月20-21日做巧覆膜,7月22日分处理按方案施基肥。各处理其他各项管理措 施保持一致,10月24日采集试验田各小区耕作层±壤样品、稻谷样品,10月29日试验田收 害d,分别对各小区进行测产验收,考察各处理多项经济性状和测定实际产量。
[00%] ±壤样品测定方法
[0027] ±壤样品采集后带回实验室,检测出肉眼可见的食物残体、根系、外来物等,捏碎, 平铺在塑料样品盘中,在室溫条件下风干,磨碎,分别做1mm和0.25mm筛,装入塑料瓶中备 用。
[0028] ±壤全儒和全铅采用王水一高氯酸消煮一原子吸收光谱法;±壤全隶采用硫酸一 无氧化二饥一冷原子吸收光谱法;±壤全神采用氨化物发生原子吸收光谱法;±壤全铭采 用氨氣酸一高氯酸一硝酸消煮一原子吸收光谱法;有效态儒的测定采用原子吸收法(GB/ 23739-2009)。±壤pH采用水提玻璃的电极法测定;±壤理化性状的测定采用常规分析方法 进行。
[0029] 植株样品的测定方法
[0030] 水稻植株样品采集后,带回实验室,经烤种,分为茎叶和稻谷两部分,在80摄氏度 杀青30分钟,然后在65摄氏度烘干,用不诱钢粉碎机磨碎,过40目筛,装入塑料瓶中备用。
[0031] W下给出本发明的实施例。
[0032] 表1不同实施例对晚稻经济性状的影响
[0033]
[0034] 试验结果表明晚稻使用供试馨合剂的处理与不使用馨合剂相比较,株高增加5.6- 7.5cm,有效穗增加0.3-0.4万/667m2,穗长平均增加0.7-0.8cm,穗总粒数增加7.0-8.4粒, 穗实粒数增加9.8-13.4粒,结实率提高2.8-4.4%,千粒重增加0.2-0.3g。根据水稻产量构 成形状计算的理论产量看,稻谷增产率在11.1-15.4%。
[0035] 不同实施例对晚稻产量的影响
[0036] 田间试验结果表明,使用供试馨合剂的实施例水稻平均产量在550.6-569.2kg/ 667m2,增产率为8.3-12.0%。经方差分析与多重比较表明,实施例2,3之间的水稻产量没有 显著差异,实施例1与实施例2之间达显著差异,实施例1与实施例3之间达显著差异。
[0037] 表2田间试验不同实施例水稻产量
[00;3 引
[0043] 不同实施例对±壤重金属儒含量的影响
[0044] 试验前后±壤样品测试结果表明:施用馨合剂后对降低±壤有效儒有一定效果, 实施例2和实施例3与试验前相比分别降低了 0.2-0.3mg/kg,对于±壤中全量重金属含量没 有明显的影响。pH值有一定程度的提高,最高提高了 0.3个值。
[0045]
[0046]
[0047] 不同实施例对稻谷儒含量的影响
[004引据采集稻谷样品检测结果表明,实施例2,3稻谷儒含量平均值分别为0.453mg/kg、 0.34mg/kg,较实施例1对照区稻谷儒含量0.787mg/kg分别下降0.334mg/kg,0.447mg/kg,降 儒分别为42.4%、56.8%,降儒效果十分显著。
[0049]表6不同实施例稻谷儒(Cd)含量比较分析
[(K)加]
[0051]馨合剂鼠李糖脂生产单位:中国科学院微生物研究所,地址:北京市朝阳区北辰西 路1号院3号。
【主权项】
1. 一种用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法,其特征在于以下步 骤: A. 将可降解螯合剂鼠李糖脂用水稀释搅拌均匀,得到稀释剂; B. 将步骤A得到的稀释剂分两次施用到水稻田中,从而实现降低水稻籽实中重金属的 目的。2. 按权利要求1所述用生物可降解螯合剂减少重金属在水稻植株中积累的方法,其特 征在于所述螯合剂分两次施用到水稻田中,第一次施用时间为水稻移栽前1-2天,施用量每 亩为上述稀释剂重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30-40天,施用量为稀释剂重量的 1/3〇
【文档编号】B09C1/08GK105964676SQ201610417584
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】向巨东
【申请人】湖南俣翔农业科技有限公司
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