一種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)污染防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用根施硒肥和水分調(diào)控措施 降低稻米鎘、砷含量、提高稻米必須營養(yǎng)元素和氨基酸含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎘(Cd)和砷(As)生物毒性高且分布范圍廣，其污染尤為嚴重，它們能在植物中大 量富集，并對植物產(chǎn)生毒害作用，影響植物正常生長，降低作物產(chǎn)量，甚至導(dǎo)致植物死亡。Cd 和As還可以通過食物鏈進入人類體內(nèi)，參與人體代謝。長期攝入Cd，會引起泌尿系統(tǒng)功能變 化，還會影響骨骼的發(fā)育;而As則很可能引發(fā)膀胱癌、肺癌、肝癌等癌癥。
[0003] 硒（Se)作為一種人體必需，且對植物有益的元素，已被證明可以抑制植物對包括 Cd和As在內(nèi)的重金屬或類重金屬的吸收，促進植物的生長，提高作物的產(chǎn)量。目前，關(guān)于Se 緩解重金屬毒性的機理研究，大多聚焦于Se的抗氧化功能、Se調(diào)節(jié)光合系統(tǒng)及Se修復(fù)受損 細胞等方面。
[0004] 而關(guān)于Se對Cd和As脅迫條件下農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響、Se的形態(tài)變化與農(nóng)產(chǎn)品 品質(zhì)的關(guān)系還不清楚。此外，對于合理利用Se的方式和劑量范圍也尚不明確。此外，不同形 態(tài)的Se在植物體內(nèi)的吸收及代謝過程存在著差異，不同形態(tài)Se在緩解Cd和As毒性及抑制它 們吸收的過程中可能存在著差異，但針對這方面研究結(jié)論或可應(yīng)用的技術(shù)手段還十分缺 乏。
[0005] 我國有72 %地區(qū)的人口缺Se，Se的缺乏會直接危害人體健康，引發(fā)疾病，例如克山 病、心血管疾病、肝疾病、白內(nèi)障，甚至癌癥。因此，通過提高食物尤其是農(nóng)作物硒含量，進而 提高我國缺硒地區(qū)人口的硒攝入量，對保障國民健康有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，本方法利用根施硒 肥和水分調(diào)控措施降低稻米鎘、砷含量，并提高稻米必須元素含量、提高必須氨基酸含量的 方法。
[0007] 本發(fā)明實現(xiàn)目的的技術(shù)方案是：
[0008] -種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，包括如下步驟：
[0009] ⑴插秧前，土壤風(fēng)干；
[0010] ⑵向已風(fēng)干土壤中按照N:P:K元素質(zhì)量比例0.1-0.3g:0.05-0.25g:0.25-0.35g， 加入 CO (NH) 2，KH2PO4，K2SO4N 三種基肥；
[0011] ⑶向已風(fēng)干土壤中按照〇.l-8mg kg-1比例，加入Na2Se〇3或Na2Se〇4;
[0012] ⑷水稻插秧前，土壤淹水卜2周；
[0013] (5冰稻整個生育期期間，土壤保持淹水。
[0014] 而且，所述步驟⑴插秧前，需將土壤風(fēng)干至含水率2%-5%。
[0015] 而且，所述⑶(NH)2，KH2P〇4，K2S〇4N三種基肥以及Na2Se03和/或Na2Se〇4均以粉末狀 加入，粉末粒徑小于20目。
[0016] 而且，所述步驟⑶插秧前土壤淹水厚度保持在2_6cm，水稻插秧后土壤淹水厚度保 持在2-6cm。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
[0018] 本發(fā)明利用0)(順)2，狃屮〇4，1(23(^三種基肥和他:^0 3和/或似:^〇4作為硒肥加入 源，同時配合合理的田間水分管理方式，即插秧前將土壤充分淹水、插秧后水稻全生育期淹 水的方式種植水稻，能夠顯著改變水稻根系形態(tài)和數(shù)量，從而顯著降低水稻稻米中鎘和砷 的含量。
[0019] 本發(fā)明可顯著提高稻米硒含量，并改善稻米中硒的形態(tài)，提高食物補充硒的安全 性和營養(yǎng)價值，有利于改善我國人口普遍缺硒的現(xiàn)狀。
[0020] 本發(fā)明能顯著提高水稻稻米中鐵含量，同時能夠提高水稻稻殼中鎂、鐵、鋅以及莖 葉中的鎂、鉀含量，提高水稻整體品質(zhì)，增加水稻非可食部分的利用價值。
[0021] 本發(fā)明能顯著增加水稻稻米中氨基酸總量，能夠提高必須氨基酸占總氨基酸的比 例，提高稻米品質(zhì)，改善稻米口感，增加稻米的市售價值。
[0022] 本發(fā)明中Na2Se03和/或Na2Se〇4加量越高，CO(NH) 2，KH2P〇4，K2S〇4N三種基肥的加量 越低，硒可促進以上基肥的吸收。
【附圖說明】
[0023] 圖1:淹水加根施Na2Se03或Na2Se〇4對水稻稻米、稻殼、莖葉、根系四種部位硒（圖1- 1)、鎘（圖1-2)、砷（圖1-3)含量的影響。
[0024] 圖2:淹水加根施Na2Se03或Na2Se〇4對水稻籽粒中硒形態(tài)的影響。
[0025] 表6:淹水加根施Na2Se03或Na2Se〇4對水稻產(chǎn)量的影響。
[0026] 表7:淹水加根施Na2Se03或Na2Se〇4對稻米中Mg、K、Ca含量的影響。
[0027] 表8:根施Na2Se03或Na2Se〇4對水稻稻米氨基酸含量的影響。
【具體實施方式】
[0028] 下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明方法。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù) 手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā) 明的范圍，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背 離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改 動也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0029] 實施例1
[0030] 一種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，步驟如下：
[0031] ⑴將土壤風(fēng)干至含水率2 % ;
[0032] ⑵按照N: P: K比例0 · 2g: 0 · 2g: 0 · 3g，加入粒徑為20目的粉末狀⑶(NH)2，KH2P〇4， K2S〇4N三種基肥；
[0033] ⑶再按照5mg kg-1比例，加入粒徑為100目的粉末狀Na2Se〇4,充分混勻；
[0034] ⑷水稻插秧前1周將土壤充分淹水，淹水厚度保持3cm;水稻插秧后全生育期保持 淹水，淹水厚度保持4cm。
[0035] 表1中稻米中鐵含量顯著增加29%。
[0036] 表2中稻米中砷、鎘含量分別顯著降低58%、45%，稻米硒含量顯著提高139倍。 [0037]表1水稻稻米微量元素含量
[0039] 備注:表中不同字母代表顯著性差異 [0040] 表2根施Se對水稻稻米As、Se、Cd含量的影響
[0042] 備注:表中不同字母代表顯著性差異 [0043] 實施例2
[0044] 一種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，步驟如下：
[0045] ⑴將土壤風(fēng)干至含水率4%;
[0046] ⑵按照N: P: K比例0 · 3g: 0 · 25g: 0 · 35g，加入粒徑為50目的粉末狀⑶(NH) 2，KH2P〇4， K2S〇4N三種基肥；
[0047]⑶再按照0.1 lmg 1^1比例，加入粒徑為20目的粉末狀Na2Se03，充分混勻；
[0048]⑷水稻插秧前2周將土壤充分淹水，淹水厚度保持4cm;水稻插秧后全生育期保持 淹水，淹水厚度保持2cm。
[0049] 表3中稻米中砷、鎘含量分別明顯降低29 %、10 %，稻米硒含量顯著提高1.75倍。
[0050] 表4中必需氨基相比對照顯著增加9%。
[0051 ] 表3根施Se對水稻稻米As、Se、Cd含量的影響
[0053] 備注:表中不同字母代表顯著性差異 [0054]表4水稻稻米氨基酸含量
[0055]
[0056] 備注:表中不同字母代表顯著性差異 [0057] 實施例3
[0058] -種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，步驟如下：
[0059] ⑴將土壤風(fēng)干至含水率4%;
[0060]⑵按照N:P:K比例0.1g:0.05g:0.25g，加入粒徑為 100 目的粉末狀CO(NH)2，KH2P〇4， K2S〇4N三種基肥；
[0061 ]⑶再按照0. lmg kg"1比例，加入粒徑為50目的粉末狀Na2Se〇4,充分混勻；
[0062] ⑷水稻插秧前一周將土壤充分淹水，淹水厚度保持3cm;水稻插秧后全生育期保持 淹水，淹水厚度保持3cm。
[0063] 表5中稻米中砷、鎘含量分別降低30%、14%，稻米硒含量顯著提高63%。
[0064] 表5根施Se對水稻稻米As、Se、Cd含量的影響
[0066] 備注:表中不同字母代表顯著性差異
[0067]表 6

【主權(quán)項】
1. 一種降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，其特征在于:包括如下步驟： ⑴插秧前，土壤風(fēng)干； ⑵向已風(fēng)干土壤中按照N:P:K元素質(zhì)量比例0.1-0.3g: 0.05-0.25g: 0.25-0.35g，加入 CO (NH) 2，KH2PO4，K2SO4N 三種基肥； (3)向已風(fēng)干土壤中按照0. l_8mg kg-1比例，加入Na2Se〇3或Na2Se〇4; ⑷水稻插秧前，土壤淹水1-2周； (5)水稻整個生育期期間，土壤保持淹水。2. 如權(quán)利要求1所述的降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，其特征在于:所述步驟⑴插秧 前，需將土壤風(fēng)干至含水率2 % -5 %。3. 如權(quán)利要求1所述的降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，其特征在于：所述CO(NH)2， KH2P〇4，K2S(kN三種基肥以及Na2Se03和/或Na 2Se〇4均以粉末狀加入，粉末粒徑小于20目。4. 如權(quán)利要求1所述的降低水稻稻米鎘、砷含量的方法，其特征在于:所述步驟⑶插秧 前土壤淹水厚度保持在2-6cm，水稻插秧后土壤淹水厚度保持在2-6cm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低稻米鎘、砷含量、提高稻米必須營養(yǎng)元素和氨基酸含量的方法：在插秧之前，將土壤風(fēng)干，將CO(NH)2，KH2PO4，K2SO4N三種肥料，以及Na2SeO3或Na2SeO4以粉末狀按照0.1-8mg？kg-1比例，與基肥一同加入土壤中，充分混勻，在插秧前一周，對已加基肥和硒的土壤進行淹水，保持2-6cm的淹水層。本發(fā)明利用加入三種基肥和硒肥，同時配合合理的田間水分管理方式，即插秧前將土壤充分淹水、插秧后水稻全生育期淹水的方式種植水稻，能夠顯著改變水稻根系形態(tài)和數(shù)量，從而顯著降低水稻稻米中鎘和砷的含量。
【IPC分類】C05D9/02, A01B79/02, A01G16/00, C05G1/00, A01G25/00, A01C21/00
【公開號】CN105612848
【申請?zhí)枴緾N201610049286
【發(fā)明人】馮人偉, 廖國健, 郭軍康, 王瑞剛, 徐應(yīng)明
【申請人】農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月25日