1.本发明涉及土壤修复技术领域，更具体的说是涉及一种小麦重金属阻隔剂及其使用方法。
背景技术：
2.耕地安全与粮食安全息息相关，而粮食安全是人体健康的基础和保障。目前重金属污染已成为耕地环境污染中最为严重的问题之一，其危害之大，污染面积之广，影响程度之深远必须引起高度重视。据调查表明，我国重金属污染的耕地面积占比高达20％，以中轻度污染为主要污染类型(张小敏等，2015)。重金属对粮食安全的危害不仅取决于总体含量，更重要的是镉形态中易被生物吸收利用部分的含量。农田土壤中重金属的主要来源有农业生产投入、矿区开采、污水灌溉、大气沉降等。面对严峻的污染形势，如何修复重金属污染成为人们关注的焦点，在当前诸多重金属修复方法中，叶面阻隔技术是降低农产品重金属吸收最为简单易行，又凑效最快的修复方式。
3.当重金属含量达到一定量后，会对作物产生毒害作用，影响作物生长。cd会抑制作物中正常的细胞分裂，降低叶片的光合作用效率，引起细胞膜脂质过氧化和抑制抗氧化酶活性，进而抑制植物的健康生长并降低产量(rizwan etal.,2017；rizwanetal.,2018)。重金属含量过高时，会导致活性氧(ros)的过量积累，损伤植物细胞质膜和蛋白质等，降低细胞膜通透性，使得蛋白质不可逆失活，甚至使植物死亡(vanbreusegemanddat,2006；zhao,2007；lehotaietal.,2011)。对作物生长的影响也导致了作物产量的大大减少。据报道，由于重金属污染毒害，我国粮食每年减产超过1000万吨，损失近1200万吨(路子显，2016)。作物中的重金属还会通过食物链，进入人体，对人的呼吸系统、免疫系统和生殖系统等造成极大的健康危害(bulmeretal.,1938；nawrotetal.,2006；akessonetal.,2014)。cd在人体内较为隐蔽，且能存留数十年，在积累到一定量后，其毒害作用日益增强(王雨昕等，2015)，另外，cd在人体内会同一些蛋白结合，影响一些代谢活动的正常进行，造成膜脂过氧化，破坏细胞膜结构，进一步影响生命体的正常代谢活动，甚至导致死亡(tinkovetal.,2018)。
4.植物不仅根部可以从土壤环境中吸取养分，叶片也可以从外部环境中吸取养分。大部分植物叶片可通过三条途径从外界吸取养分：(1)植物叶片表面角质层的亲水小孔；(2)植物叶片细胞的质外连丝；(3)叶片正面和背面的气孔；其中叶片正面和背面的气孔是植物叶片吸收外界养分的主要途径(葛建军等，2008；leeceetal.，1978)。
5.相比较于传统根部浇灌，叶面喷施具有针对性强、作用快、利用率高、用量少和不经过土壤作用可有效减少二次污染等优点，但是也有吸收量小，部分元素利用率低、有效期短且容易对叶片造成伤害等缺陷(庄舜尧等,1998)。
6.叶面阻隔技术是指将阻隔剂喷施到作物叶面，通过提高作物抗氧化系统的能力降低重金属向可食部分的转移，或者与重金属竞争吸收位点，或者将重金属区隔在细胞壁或细胞器上，减少甚至阻隔重金属从根部、秸秆向可食用部分转运，改变重金属在作物体内的分布，从而降低重金属在可食用部分的含量。叶面阻隔剂可能通过抗氧化作用、区隔作用、
螯合作用等降低重金属的毒性，缓解重金属对作物的胁迫。
7.目前大多数叶面阻隔剂主要针对南方的水稻、蔬菜等农作物，但是专门针对北方重金属污染风险小麦种植区的叶面阻隔剂研究较少，本发明提供的是一种针对北方重金属污染风险区的小麦安全生产的高效阻隔重金属的叶面阻隔剂。
技术实现要素：
8.有鉴于此，本发明提供了一种小麦重金属阻隔剂及其使用方法以解决背景技术中出现的技术问题。
9.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
10.一种小麦重金属阻隔剂，包括：20-50g/l硒盐、15-35g/l硅肥、10-20g/l钾盐、1.5-4g/l锌盐。
11.优选的，所述硒盐选自亚硒酸钠、硒酸钠中一种或两种；
12.所述锌盐选自硫酸锌、氯化锌中一种或两种；
13.所述钾盐选自氯化钾、焦磷酸钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种；
14.所述硅肥选自纳米水溶硅肥，其中，si含量》100g/l。
15.优选的，上述的一种小麦重金属阻隔剂，还包括：10-15g/lr-聚谷氨酸；所述r-聚谷氨酸由粉丝加工废水发酵工艺生产得到。
16.优选的，上述的一种小麦重金属阻隔剂，还包括：20-50g/l壳寡糖，所述壳聚糖采用生物酶法制取，分子量为1500-3000da。
17.优选的，上述的一种小麦重金属阻隔剂，还包括：20-40g/l三七总皂苷，所述三七总皂苷由强极性大孔吸附树脂对三七叶的有效成分进行分离纯化得到。
18.优选的，上述的一种小麦重金属阻隔剂，还包括：25-35g/l水杨酸，所述水杨酸由苯酚钠与二氧化碳羧基化后再经酸化而得，质量百分比》99％。
19.上述成分中：
20.亚硒酸钠：硒可以通过抑制自由基的形成，抑制植物对镉的吸收，以及与镉离子形成硒蛋白复合物通过植物自身代谢来降低植体内镉的含量，可有效缓解镉胁迫对植物的毒害，低浓度的硒可以刺激植物生长发育，促进植物代谢能力和抗逆性，激活植物的保护机制，减轻氧化应激反应，植物中的硒可以与重金属离子结合形成金属硒蛋白复合物，然后通过代谢排出植物体外，缓解重金属毒害作用，叶面喷施zn和se可増加cd胁迫下生菜中zn和se的含量，se含量的增加提高了谷胱甘肽过氧化物酶的活性。
21.硫酸锌：叶面喷施0.3％的硫酸锌能缓解小麦所受到的cd毒害，并能显著降低小麦籽实中的cd含量，最大降低率可达42.45％。
22.纳米硅：在水稻苗期、分蘖期和抽穗期叶面喷施纳米硅可降低盆栽中水稻籽实中cd含量，其中有机纳米硅降低水稻籽实中cd含量的效果要明显好于无机纳米硅。
23.硅肥不仅对水稻有较好的效果对小麦的生长也有极大的作用，硅是小麦组成的重要元素，硅肥的使用使小麦叶片更加坚韧挺直，减少小麦叶片互相间遮挡，促进小麦生长，并且硅肥能够明显提升小麦的抗倒伏能力，硅在小麦表面形成“角质-双层硅”结构，能够调节气孔关闭，降低蒸腾作用，使作物更加抗旱耐冻；
24.此外，硅肥能够促进小麦分蘖，提高氮磷钾利用率，增加小麦的抗病虫害能力；能
整体提高小麦的抗逆能力，提高小麦耐cd污染胁迫能力。
25.聚谷氨酸：聚谷氨酸分子含有1000个以上的亲水性(-cooh)，具有亲水性与保水能力；具有多阴电性，促进磷肥与中微量元素的吸收；增强植物抗病及抗逆境能力，有效保证水分和养分的正常吸收；螯合土壤中有毒重金属，对于铅、铬、镉、铝、砷等重金属有的螯合效果，可避免作物吸收过多土壤中有毒重金属，缓解土壤毒害。
26.使用聚谷氨酸可以快速的螯合、絮凝重金属离子，使其不被植物吸收，减少重金属毒害，进而提高作物品质，产生优质无害的农产品。同时聚谷氨酸能有效固持并延长阻隔剂有效成分在叶面上的附着时间，提高阻隔效果。
27.壳寡糖：壳寡糖化学结构与植物纤维非常相似，被称为可食性动物纤维素，它是多糖中唯一带正电荷的小分子物质，并具有稳定的三维结构，特殊的生理活性，对重金属有络合作用。
28.三七叶总皂苷：从三七叶中提取的有效成分，提高作物的抗逆能力，提高作物抗氧化能力，有效清除体内阳离子自由基，有效降低重金属富集对作物带来的伤害。
29.水杨酸：具有可调节植物的生长发育，对植物的光合作用、蒸腾作用与离子的吸收与运输也有调节作用，抑制重金属离子进入植物离子通道。
30.本发明的另一个目的在于提供上述小麦重金属阻隔剂的使用方法，包括：
31.将上述叶面阻隔剂有效成分溶于水中，配置成有效成分为1.0mmol/l-3.0mmol/l的溶液；
32.使用时期根据污染程度决定，在轻度污染区域小麦生长旺盛时期，分别在小麦拔节期、抽穗灌浆期喷施2次；在中度污染区增加1-2次喷施，喷施时期选择在小麦拔节期、扬花期、抽穗灌浆期或乳熟期。
33.小麦抽穗至灌浆期间喷施含亚硒酸钠的硒叶面肥效果最宜，小麦籽粒硒含量相比对照高3倍左右。各组织硒累积量由高到低趋势为籽粒》茎》叶片》根系，且施硒处理后，不同品种小麦产量均有提高。
34.优选的，所述喷施为采用喷雾形式将配置好的叶面阻隔剂溶液喷施于小麦叶片，每亩用量为3l。
35.本发明中各成分作用机理如下：
36.硒酸盐与硫酸盐的化学性质相似，两者离子半径也相近，植物根系运输硒酸盐和硫酸盐的媒介都是硫酸盐转运子，并且分为高亲和力硫酸盐转运子和低亲和力硫酸盐转运子两种。多数植物都是通过高亲和力硫酸盐转运子对硒酸盐进行吸收，这是一种主动耗能的吸收方式。亚硒酸盐与硒酸盐吸收机制不同，目前植物吸收亚硒酸盐的具体方式尚不明确，部分学者的观点是植物吸收亚硒酸盐是一个被动的过程，但有研究表明代谢抑制剂(cccp)和磷酸盐对小麦根系吸收亚硒酸盐具有抑制作用，而缺磷条件下会增加小麦根系吸收亚硒酸盐的能力。进一步研究发现，水稻通过主动吸收向体内运转亚硒酸盐，可能是由磷酸转运蛋白(ospt2)调控的。
37.硒可以抑制植物对镉的富集作用，硒可以通过抑制自由基的形成，抑制植物对镉的吸收，以及与镉离子形成硒蛋白复合物通过植物自身代谢来降低植体内镉的含量，可有效缓解镉胁迫对植物的毒害。
38.低浓度的硒可以刺激植物生长发育，促进植物代谢能力和抗逆性，激活植物的保
护机制，减轻氧化应激反应。植物中的硒可以与重金属离子结合形成金属硒蛋白复合物，然后通过代谢排出植物体外，缓解铅害。
39.硅可以有效促进作物生长并减轻重金属毒性，包括玉米、小麦和水稻。使用si(例如硅酸盐，纳米si和富含si的调理剂)减轻作物中的重金属毒性被认为是一种环境友好且高效的方法。纳米硅的叶面应用可以增加铁，钙和锌等矿质养分的吸收和运输，促进作物的生长并降低作物的cd毒害。
40.植物中含有大量的硅，一般有植物干重的0.1％-10％，对硅的吸收能力也会因植物类型的差异而有所不同。植物以被动运输或主动吸收来吸收硅，大部分双子叶植物以被动方式吸收硅，吸收过程则随着蒸腾流而发生；而水稻、小麦和玉米等主要粮食作物吸收硅则主要以主动吸收的方式来进行。
41.有机硅是指含有si-c键、且至少有一个有机基直接与硅原子相连的化合物，具有表面张力低、粘温系数小、耐高低温等特点。除了被广泛应用于航空航天、电子电气、建筑等行业，还参与生物体新陈代谢，与矿物质的吸收有着直接关系。硅在地壳和土壤中含量丰富，主要以硅酸的形式被植物吸收。施用硅肥促进植物生长发育，提高作物对养分的吸收、积累。施硅肥不仅能提高土壤速效磷含量，还能提高玉米植株氮、磷、钾吸收量及籽粒产量。
具体实施方式
42.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。
43.实施例1
44.大田实验
45.实验材料：济麦55(山东小麦品种)
46.实验设计：实验田位于山东省胶东重金属污染小麦种植区，土壤ph值为5.6，土壤中cd全量0.47mg/kg，cr全量60.7mg/kg、pb全量30.2mg/kg、as全量15.86mg/kg，hg全量0.24mg/kg。
47.小区面积为5m*5m，采用随机区组设计，设3个处理，各处理3次重复，共计15个小区。分别为对照组(去离子水)、叶面阻隔剂(实施例3)1.5mmol/l，3l/亩、市售含硅阻隔剂500ml/亩，稀释100倍、叶面肥稀释100倍。分别在小麦拔节期、扬花期和孕穗期各喷施一次。喷施时间为上午10点之前或者下午4点后。
48.实验结果：
49.结论：与喷施去离子水的对照及其他处理相比，本发明的叶面阻隔剂显著降低小麦籽粒中重金属含量，cd含量降低幅度为45％。
50.实施例2
51.盆栽试验
52.实验材料：济麦22
53.实验设计：实验田位于山东省农科院实验基地，土壤ph值为7.3，土壤中cd全量0.69mg/kg。
54.采用盆栽试验，分别设置对照组(去离子水)、叶面阻隔剂1(50g/l亚硒酸钠、3.5g/l硫酸锌、30g/l纳米水溶硅肥，用量为3l/亩)、叶面阻隔剂2(30g/l谷氨酸、40g/l壳寡糖、25g/l三七总皂苷，用量为3l/亩)、叶面阻隔剂3(50g/l亚硒酸钠、3.5g/l硫酸锌、30g/l纳米水溶硅肥、30g/l谷氨酸、40g/l壳寡糖、25g/l三七总皂苷，用量为3l/亩)，4个处理，各处理3次重复，共计12个盆栽。稀释100倍叶面喷施。分别在小麦拔节期、扬花期和孕穗期各喷施一次。喷施时间为上午10点之前或者下午4点后。
55.实验结果：
56.结论：喷施去离子水的对照处理小麦籽粒中cd的富集量最高，平均含量为0.106mg/kg，含量范围为0.078～1.655mg/kg，麦籽粒超标现象，显著高于3个叶面阻隔剂处理。叶面阻隔剂1和叶面阻隔剂2处理小麦籽粒cd含量分别平均为0.059mg/kg和0.064mg/kg，而阻隔剂3处理的小麦籽粒cd含量平均为0.043mg/kg，三种叶面阻隔剂配比分别比对照小麦籽粒cd含量降低了44.3％、39.6％和59.4％。其中以无机和有机两种类型复合配置的叶面阻隔剂3效果最佳。
57.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。对这些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。