CN105612848A - 一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低稻米镉、砷含量、提高稻米必须营养元素和氨基酸含量的方法：在插秧之前，将土壤风干，将CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种肥料，以及Na₂SeO₃或Na2SeO₄以粉末状按照0.1-8mg？kg^-1比例，与基肥一同加入土壤中，充分混匀，在插秧前一周，对已加基肥和硒的土壤进行淹水，保持2-6cm的淹水层。本发明利用加入三种基肥和硒肥，同时配合合理的田间水分管理方式，即插秧前将土壤充分淹水、插秧后水稻全生育期淹水的方式种植水稻，能够显著改变水稻根系形态和数量，从而显著降低水稻稻米中镉和砷的含量。

Description

一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法

技术领域

本发明属于农业污染防治技术领域，具体涉及一种利用根施硒肥和水分调控措施降低稻米镉、砷含量、提高稻米必须营养元素和氨基酸含量的方法。

背景技术

镉(Cd)和砷(As)生物毒性高且分布范围广，其污染尤为严重，它们能在植物中大量富集，并对植物产生毒害作用，影响植物正常生长，降低作物产量，甚至导致植物死亡。Cd和As还可以通过食物链进入人类体内，参与人体代谢。长期摄入Cd，会引起泌尿***功能变化，还会影响骨骼的发育；而As则很可能引发膀胱癌、肺癌、肝癌等癌症。

硒(Se)作为一种人体必需，且对植物有益的元素，已被证明可以抑制植物对包括Cd和As在内的重金属或类重金属的吸收，促进植物的生长，提高作物的产量。目前，关于Se缓解重金属毒性的机理研究，大多聚焦于Se的抗氧化功能、Se调节光合***及Se修复受损细胞等方面。

而关于Se对Cd和As胁迫条件下农作物产量与品质的影响、Se的形态变化与农产品品质的关系还不清楚。此外，对于合理利用Se的方式和剂量范围也尚不明确。此外，不同形态的Se在植物体内的吸收及代谢过程存在着差异，不同形态Se在缓解Cd和As毒性及抑制它们吸收的过程中可能存在着差异，但针对这方面研究结论或可应用的技术手段还十分缺乏。

我国有72％地区的人口缺Se，Se的缺乏会直接危害人体健康，引发疾病，例如克山病、心血管疾病、肝疾病、白内障，甚至癌症。因此，通过提高食物尤其是农作物硒含量，进而提高我国缺硒地区人口的硒摄入量，对保障国民健康有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法，本方法利用根施硒肥和水分调控措施降低稻米镉、砷含量，并提高稻米必须元素含量、提高必须氨基酸含量的方法。

本发明实现目的的技术方案是：

一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法，包括如下步骤：

⑴插秧前，土壤风干；

⑵向已风干土壤中按照N：P：K元素质量比例0.1-0.3g：0.05-0.25g：0.25-0.35g，加入CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥；

⑶向已风干土壤中按照0.1-8mgkg^-1比例，加入Na₂SeO₃或Na₂SeO₄；

⑷水稻插秧前，土壤淹水1-2周；

⑸水稻整个生育期期间，土壤保持淹水。

而且，所述步骤⑴插秧前，需将土壤风干至含水率2％-5％。

而且，所述CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥以及Na₂SeO₃和/或Na₂SeO₄均以粉末状加入，粉末粒径小于20目。

而且，所述步骤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。

本发明的优点和积极效果是：

本发明利用CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥和Na₂SeO₃和/或Na₂SeO₄作为硒肥加入源，同时配合合理的田间水分管理方式，即插秧前将土壤充分淹水、插秧后水稻全生育期淹水的方式种植水稻，能够显著改变水稻根系形态和数量，从而显著降低水稻稻米中镉和砷的含量。

本发明可显著提高稻米硒含量，并改善稻米中硒的形态，提高食物补充硒的安全性和营养价值，有利于改善我国人口普遍缺硒的现状。

本发明能显著提高水稻稻米中铁含量，同时能够提高水稻稻壳中镁、铁、锌以及茎叶中的镁、钾含量，提高水稻整体品质，增加水稻非可食部分的利用价值。

本发明能显著增加水稻稻米中氨基酸总量，能够提高必须氨基酸占总氨基酸的比例，提高稻米品质，改善稻米口感，增加稻米的市售价值。

本发明中Na₂SeO₃和/或Na₂SeO₄加量越高，CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥的加量越低，硒可促进以上基肥的吸收。

附图说明

图1：淹水加根施Na₂SeO₃或Na₂SeO₄对水稻稻米、稻壳、茎叶、根系四种部位硒(图1-1)、镉(图1-2)、砷(图1-3)含量的影响。

图2：淹水加根施Na₂SeO₃或Na₂SeO₄对水稻籽粒中硒形态的影响。

表6：淹水加根施Na₂SeO₃或Na₂SeO₄对水稻产量的影响。

表7：淹水加根施Na₂SeO₃或Na₂SeO₄对稻米中Mg、K、Ca含量的影响。

表8：根施Na₂SeO₃或Na₂SeO₄对水稻稻米氨基酸含量的影响。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明方法。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1

一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法，步骤如下：

⑴将土壤风干至含水率2％；

⑵按照N：P：K比例0.2g：0.2g：0.3g，加入粒径为20目的粉末状CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥；

⑶再按照5mgkg^-1比例，加入粒径为100目的粉末状Na₂SeO₄，充分混匀；

⑷水稻插秧前1周将土壤充分淹水，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。

表1中稻米中铁含量显著增加29％。

表2中稻米中砷、镉含量分别显著降低58％、45％，稻米硒含量显著提高139倍。

表1水稻稻米微量元素含量

备注：表中不同字母代表显著性差异

表2根施Se对水稻稻米As、Se、Cd含量的影响

备注：表中不同字母代表显著性差异

实施例2

一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法，步骤如下：

⑴将土壤风干至含水率4％；

⑵按照N：P：K比例0.3g：0.25g：0.35g，加入粒径为50目的粉末状CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥；

⑶再按照0.11mgkg^-1比例，加入粒径为20目的粉末状Na₂SeO₃，充分混匀；

⑷水稻插秧前2周将土壤充分淹水，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。

表3中稻米中砷、镉含量分别明显降低29％、10％，稻米硒含量显著提高1.75倍。

表4中必需氨基相比对照显著增加9％。

表3根施Se对水稻稻米As、Se、Cd含量的影响

备注：表中不同字母代表显著性差异

表4水稻稻米氨基酸含量

备注：表中不同字母代表显著性差异

实施例3

一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法，步骤如下：

⑴将土壤风干至含水率4％；

⑵按照N：P：K比例0.1g：0.05g：0.25g，加入粒径为100目的粉末状CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥；

⑶再按照0.1mgkg^-1比例，加入粒径为50目的粉末状Na₂SeO₄，充分混匀；

⑷水稻插秧前一周将土壤充分淹水，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。

表5中稻米中砷、镉含量分别降低30％、14％，稻米硒含量显著提高63％。

表5根施Se对水稻稻米As、Se、Cd含量的影响

备注：表中不同字母代表显著性差异

表6

表7

表8

Claims (4)

1.一种降低水稻稻米镉、砷含量的方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴插秧前，土壤风干；

⑵向已风干土壤中按照N：P：K元素质量比例0.1-0.3g：0.05-0.25g：0.25-0.35g，加入CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥；

⑶向已风干土壤中按照0.1-8mgkg^-1比例，加入Na₂SeO₃或Na₂SeO₄；

⑷水稻插秧前，土壤淹水1-2周；

⑸水稻整个生育期期间，土壤保持淹水。

2.如权利要求1所述的降低水稻稻米镉、砷含量的方法，其特征在于：所述步骤⑴插秧前，需将土壤风干至含水率2％-5％。

3.如权利要求1所述的降低水稻稻米镉、砷含量的方法，其特征在于：所述CO(NH)₂，KH₂PO₄，K₂SO₄N三种基肥以及Na₂SeO₃和/或Na₂SeO₄均以粉末状加入，粉末粒径小于20目。

4.如权利要求1所述的降低水稻稻米镉、砷含量的方法，其特征在于：所述步骤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。