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应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法.pdf

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应用 硝普钠 控制 稻米 重金属 积累 方法
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摘要
申请专利号:

CN201410509893.2

申请日:

20140929

公开号:

CN104322336A

公开日:

20150204

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:
IPC分类号: A01G16/00,A01G7/06 主分类号: A01G16/00,A01G7/06
申请人: 中国计量学院
发明人: 朱诚,刘周萍,王飞娟,丁艳菲,江琼,孙骏威
地址: 310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号
优先权: CN201410509893A
专利代理机构: 杭州丰禾专利事务所有限公司 代理人: 王晓峰
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410509893.2

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

太阳城集团本发明公开了一种应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法,依次包括以下步骤:(1)整地后移栽水稻秧苗;(2)将硝普钠配置成浓度为1-50mg/L的水溶液,在水稻移栽后7-21天,拔节期第1-7天、扬花期第1-7天和扬花期第7-21天时,用喷雾器进行叶面喷施硝普钠溶液,每个3.5m*4.0m的区域均匀喷洒3L所述的水溶液。通过在稻米生长各时期喷洒适当浓度的硝普钠溶液,使生产的稻米的汞含量均降低30%-50%,且在水稻生产中,整地、育苗、移栽、田间管理均可采用农业常规方法。

权利要求书

太阳城集团1.一种应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法,其特征在于依次包括以下步骤:(1)整地后移栽水稻秧苗;(2)将硝普钠配置成浓度为1-149 mg/L的水溶液,在水稻移栽后7-21天,拔节期第1-7天、扬花期第1-7天和扬花期第7-21天时,用喷雾器进行叶面喷施硝普钠溶液,每个3.5m*4.0m的区域均匀喷洒3L所述的水溶液。2. 根据权利要求1所述的应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法,其特征在于:在水稻移栽后7-21天,喷施59.6mg/L水溶液;在拔节期第1-7天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第1-7天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第7-21天,喷施149mg/L水溶液。3. 根据权利要求2所述的应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法,其特征在于:在水稻移栽后14天,喷施59.6mg/L水溶液;在拔节期第3天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第3天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第14天,喷施149mg/L水溶液。

说明书

技术领域

本发明属于水稻种植技术领域,尤其涉及一种应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法。

背景技术

汞是一种在自然界分布极为广泛的重金属元素,是植物生长的非必需元素,同时也是毒性最强的重金属之一。目前汞污染已经成为世界性的环境污染问题,二十世纪五十年代,日本由于汞污染而引发的“水侯病”事件,就引起人们广泛关注。

    自然情况下,汞广泛沉积于地壳矿物中,土壤中的汞主要来自于地壳物质的风化、火山活动、地热活动等,在未受污染的耕地土壤中汞的含量很低。随着现代工农业的发展,三废的排放、矿产的开采、污水的灌概和含汞农药化肥的使用等,耕地土壤中汞的含量可超过120mg/kg,汞污染形势极其严峻。汞进入土壤后,能迅速的被土壤强烈吸附,特别是富含有机质的土壤。土壤中的汞很容易被植物的根部吸收,并且在植物体内大量的积累,最后通过食物链的传递进入动物和人体,严重威胁人类的健康。汞造成的污染具有隐蔽性、可逆性和长期性的特点,一旦进入土壤、水体等环境很难消除。中国被认为是世界上汞排放量最大的国家之一。据统计,在污水灌溉区,我国共有15个省市(自治区)的水稻田遭受重金属汞污染,这些地区生产的稻米中汞的含量已经超过了国家食品卫生标准(<0.02mg/kg)。尤其珠三角、长三角等经济发达地区土壤汞污染十分严重,近40%的农田土壤中汞超标,其中10%属于严重超标。而近年通过对我国汞矿地区的植株汞含量调查分析及对当地居民汞暴露风险的评估,发现当地种植的植物中,水稻对于汞的富集能力较高。

太阳城集团    水稻是中国最主要的粮食作物,65%的中国人以稻米为绝对主食,中国每年种植2900万公倾水稻,年产约1.76亿吨大米。而水稻又是对汞吸收较强的大宗谷类作物。我国居民膳食结构中,大米的消耗比例为22%-30%(中华人民共和国国家统计局,2010),我国居民膳食中总汞总摄入量的约50%均来自对谷类的消耗。且大米摄入总汞的贡献率达到42%。因此控制和降低大米中重金属汞污染亟需解决。因此,对我国大米中汞含量分布的测定以及人体汞暴露风险评估具有重要意义。

    基于我国粮食耕种和土地使用的自身特点,汞污染难以防范和杜绝。目前,国内外也开展了大量工作来控制和降低水稻重金属汞污染。对重金属污染土壤修复方法包括客土法、淋溶法和固化法等,这些方法成本昂贵,需要特殊的仪器和经过培训的专业人员,还不能从根本上解决问题。而最新发展的植物修复技术虽然经济环保,但其周期漫长并不适合我国人多耕地少的国情。因此,采用适宜的农业栽培措施、调节剂等降低水稻汞的吸收和稻米积累,是保障稻米安全的主要途径。

太阳城集团    已有大量的报道通过稻田肥水调控、施用石灰调控土壤pH和调控土壤氧化还原状态等途径控制稻米汞积累,这些途径的本质在于降低土壤有效态汞含量。然而通过这些途径控制稻米镉积累的同时也产生了大量不可避免的副作用,比如施用石灰提高土壤pH,在降低土壤有效态汞含量的同时也降低了多种矿质微量营养元素如铁、锰、铜、锌等的有效态含量,不利水稻生长。且大多处于理论推测阶段,未能很好的解决实际问题。

硝普钠,又名亚硝基铁氰化钠,是NO的主要供体。一氧化氮(NO)是一种广泛存在于生物体内的信号分子和效应分子,参与了植物体内一系列生理活动的调控过程,如种子萌发、植株生长发育、叶片和果实的衰老、细胞凋亡以及植物抗病虫害、干旱、盐害、低温、重金属等一系列生物与非生物逆境胁迫反应。通过施加外源硝普钠或其类似物能够提高植物对盐、低温、干旱等非生物胁迫因子的抗性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足,提供一种应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法,利用相对少的硝普钠有效控制稻米的汞含量。

为实现本发明之目的,采用以下技术方案予以实现:一种应用硝普钠控制稻米重金属汞积累的方法,其特征在于依次包括以下步骤:

(1)整地后移栽水稻秧苗;

太阳城集团(2)将硝普钠配置成浓度为1-149 mg/L的水溶液,在水稻移栽后7-21天,拔节期第1-7天、扬花期第1-7天和扬花期第7-21天时,用喷雾器进行叶面喷施硝普钠溶液,每个3.5m*4.0m的区域均匀喷洒3L所述的水溶液。

太阳城集团优选地:在水稻移栽后7-21天,喷施59.6mg/L水溶液;在拔节期第1-7天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第1-7天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第7-21天,喷施149mg/L水溶液。

更优选地:在水稻移栽后14天,喷施59.6mg/L水溶液;在拔节期第3天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第3天,喷施104.3mg/L水溶液;在扬花期第14天,喷施149mg/L水溶液。

    与现有技术相比较,本发明的有益效果是:本发明中,硝普钠的施用量少,叶面喷施时,每亩的施用量为0~7g,而公开号为CN101507400A的中国专利文献中,仅整地时就需要向土壤中施用以锰计15~90公斤/公顷量二价锰螯合物,而锰是植物的微量元素,施用过量也会引起植物中该元素的大量积累,硝普钠的施用量大大减少,降低了成本。

太阳城集团    尽管硝普钠的施用次数和施用量均较少,本发明仍有效的控制了稻米中汞的积累,可分别使稻米中的汞含量降低30%-50%,为水稻重金属污染提供了良好的解决途径。另外,微量硝普钠,无毒副作用,不影响水稻的正常生长发育,且来源广泛,价格低廉。

具体实施方式

1、供试材料

试验点位于贵州省铜仁市万山区,试验水稻品种为当地主栽品种,6月16日插秧,10月8日收割。在汞污染三级以上水平(Pb、As、Cd和Cr均未达到污染水平)土壤中种植,试验土壤的主要理化性质见表1。以下试剂均为优级纯。

表1 土壤基本理化性质

2、具体实验设计

太阳城集团    样田间小区实验,水稻种植模式为:每小区占地面积3.5m*4.0m,株行距0.35m *0.25m,为135丛,每小区之间筑埂并加塑料膜防渗,每个处理进行3个重复。如无特殊说明,整地、育苗、移栽、田间管理均为农业常规方法。

用叶面喷施法施用硝普钠。

(1)整地后移栽水稻秧苗;

(2)将硝普钠配置成水溶液,在水稻移栽后14天,拔节期第3天、扬花期第3天和扬花期后14天时,用喷雾器进行叶面喷施硝普钠溶液,3L溶液均匀喷施于每小区(3.5m*4.0m),如若遇到雨天则顺延,水稻的整个生育期采用常规田间管理方式进行管理。表2为各时期喷洒硝普钠的浓度。

太阳城集团表2  不同时期喷洒是硝普钠浓度

3、样品采集与测定:

    移栽前基础土壤取多点混合样,土样经风干研磨过20目和100目筛后,装袋待检测分析其理化性状。

太阳城集团    水稻收获前随机采集稻谷样品,每个小区取样5丛,考察不同处理处理条件下水稻的千粒质量、株高等农艺形状。

    稻米汞含量测定采用氢化物-原子吸收光谱法。水稻样品于60~70℃烘干至恒重,将水稻籽粒用脱壳机去壳,得到糙米;将糙米用不锈钢粉碎机粉碎后,各取0.5 g糙米,加入10 ml的HNO3后采用微波消化法进行消化,消化完成后在赶酸仪上进行赶酸至1ml后用超纯水定容至20ml,最后利用原子吸收光谱法测定样品的汞含量。

太阳城集团表3  各时期喷洒对应浓度硝普钠对糙米中汞含量的降低幅度的影响

4、结果与分析

    在水稻的生育期观察水稻的生长情况,发现叶面喷施的方式施用硝普钠,水稻植株生长发育均表现正常,与对照组(0 mg/L 硝普钠)相比无明显差异,且无重金属中毒症状。水稻在未进行任何处理的常规种植模式后,其收获的糙米中汞含量为0.16 mg/kg左右,超出了国家食用标准(0.02 mg/kg)。而采用硝普钠溶液叶面喷施的方式均能够显著降低糙米中的汞含量,降幅达31-45%,以在水稻移栽后(7-21天),拔节期(1-7天)、扬花期(1-7天)和扬花期后(7-21天)分别喷施59.6 mg/L、104.3 mg/L、104.3 mg/L和149 mg/L硝普钠喷施处理的效果最佳,糙米中汞的降幅可达45%。而以各时期均喷59.6 mg/L水杨酸者效果最差,其它组合居中。究其原因,主要是因为各个生育期不同所致,水稻移栽后,水稻恢复生长,开始吸收矿质元素和水分,这同时也吸收了汞,但是这个时期生物量较小,对于汞的吸收量也小,故只需要喷施较低浓度的水杨酸就可起作用,拔节期是一个生物量急剧增加的时期,因为水稻开始分蘖,对于矿质元素和水分的需要量明显增加,对汞的吸收也会增强,故喷施水杨酸的量也需要增加;扬花期和扬花期后,生物量达到最大,并且水稻植株为了繁育后代,开始灌浆,对于矿质元素和水分的需要量也达到极致,故汞的吸收也达到最强,故此时需喷施高浓度的水杨酸。而平时(扬花期前)喷施过高浓度的水杨酸则有可能对水稻叶片造成伤害,尤其是水稻刚刚定植时期。而59.6 mg/L硝普钠可能对于定植时期刚刚合适,但后期的浓度不足,尤其是扬花期后,故全太阳城集团喷施此浓度的结果来说,是几个处理中最差的。相对而言,各时期均喷施104.3 mg/L硝普钠的效果接近于最佳水平。

上述实施例喷洒硝普钠的太阳城集团是在水稻移栽后14天,拔节期第3天、扬花期第3天和扬花期后14天时,在实施例4喷洒浓度的调节下,前后调整每个时期喷洒水杨酸的太阳城集团,效果均稍差,汞降幅在43-44%。

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