一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法技术

本发明专利技术公开了一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法，包括：（1）将钝化剂抛洒在稻田土壤表面，进行翻耕直至钝化剂与土壤混合均匀，钝化剂施用后保持稻田土壤含水率在60%以上，平衡培养3～7天；（2）施用含硅化合物的拮抗元素，施用方法为在水稻种植前基施半量，将剩余半量在水稻孕穗期补施；（3）在水稻孕穗初期、灌浆期各进行一次喷施叶面阻控剂，叶面阻控剂由含硅化合物、表面活性剂、水混合制备而成。本发明专利技术水稻安全生产方法，能显著降低稻米中镉含量，操作方法简便，效果稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法
本专利技术属于重金属污染土壤安全利用
，具体为一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法。
技术介绍
土壤是农业种植的基础，作物产量、质量与土壤健康状况息息相关，随着工农业的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重。镉是耕地土壤中常见的污染元素，被认为是环境中毒性最大的元素之一，进入人体后能长期富集在肝、肾等器官，并引发骨质疏松与骨软化症状。水稻作为世界三大主要粮食作物之一，全球有50％以上人口以稻米为主食，水稻同时也是典型的耐镉作物，镉易在稻米中累积，对人体健康产生巨大威胁。原位化学钝化修复技术是重金属污染土壤修复的常用手段，其原理是通过向土壤中施加钝化剂或改良剂，降低重金属在土壤中的生物有效性和迁移能力，减少农作物对重金属的吸收累积。目前常用的化学钝化修复材料主要有：含硅、含磷、含钙物质、有机物料、金属氧化物、粘土矿物、生物炭以及一些新型材料。由于中重度镉污染稻田土壤中镉浓度及活性高，导致钝化修复材料用量较大、效果不稳定，而农艺修复技术措施如淹水灌溉、镉低累积品种等也仅对中轻度镉污染稻田具有较好的修复治理效果。显然单一的钝化修复技术措施对降低中重度污染稻田糙米中镉含量具有一定效果，但仍然难以实现安全利用。因此，我国当前对于重金属重度污染土壤，主要采取风险管控的方式，即对其进行休耕或种植结构调整，阻断重金属进入食物链的途径。当前对于中重度镉污染稻田的治理，常用的淹水灌溉、原位化学钝化修复、低累积品种等单一技术措施，难以显著降低糙米镉累积，实现安全生产，同时一些技术措施实施过程中没有考虑水稻不同生育期镉吸收累积的差异，导致技术措施实施过程中钝化修复材料用量较大，效果不显著，连续多季水稻种植操作繁琐，效果稳定性差。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法，能够在连续多季水稻种植过程中显著降低糙米镉含量，实现安全生产。本专利技术采用的技术方案如下：一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法，包括：(1)施用土壤钝化剂：钝化剂施用量为中度镉污染稻田为3000～4500kg/hm2，重度镉污染稻田为4500～9000kg/hm2；施用方法为：将钝化剂抛洒在稻田土壤表面，再进行稻田的翻耕，直至钝化剂与土壤混合均匀，钝化剂施用后保持稻田土壤含水率在60％以上，平衡培养3～7天；(2)施用拮抗元素：所述拮抗元素为含硅化合物，中度镉污染稻田施用量为以硅计45～90kg/hm2，重度镉污染稻田基施用量为以硅计90～135kg/hm2，施用方法为：在水稻种植前基施半量，将剩余半量在水稻孕穗期补施，基施采用撒施方式，与土壤钝化剂施用同时进行；在水稻孕穗期，将含硅化合物溶解在灌溉水中，使中度镉污染稻田灌溉水中硅含量为0.05～0.15g/L，重度镉污染稻田灌溉水中硅含量为0.15～0.30g/L，然后将其灌溉稻田，使稻田土壤表面覆水高度达到2～5cm，持续5～10天；(3)关键生育期喷施叶面阻控剂：所述叶面阻控剂由以硅计15～25质量份的含硅化合物、4～8质量份的表面活性剂、70～80质量份的水混合制备而成；叶面阻控剂的施用量为：将叶面阻控剂进行稀释，使中度镉污染稻田喷施浓度为以硅计0.1～0.2g/L，重度镉污染稻田喷施浓度为以硅计0.2～0.4g/L，每公顷稻田喷施量为150～600L；施用方法为：在水稻孕穗初期、灌浆期各进行一次喷施。进一步地，还包括后续连续多季水稻种植实施措施，具体为：(1)检测土壤pH值：在稻田中按“S型”或“W型”布置10～15个检测样点，检测每个样点的土壤pH值，计算平均值；(2)补施土壤钝化剂：检测土壤pH值后，若pH值≥6.0，则不需要补施钝化剂；若5.5≤pH值<6.0，中度镉污染土壤则补施钝化剂1500～2250kg/hm2，重度镉污染土壤补施2250～3000kg/hm2；若pH值<5.5，中度镉污染土壤则补施钝化剂2250～4500kg/hm2，重度镉污染土壤补施3000～6000kg/hm2；(3)补施拮抗元素：拮抗元素以每2季水稻种植为一周期进行补施，补施量和补施方法同第一季水稻种植保持一致；(4)喷施叶面阻控剂：叶面阻控剂每季水稻种植期间均需要喷施，喷施量和喷施方法同第一季水稻种植保持一致。进一步地，施用土壤钝化剂时，在稻田翻耕之前，将一半施用量的钝化剂抛洒在稻田土壤表面，再进行稻田的翻耕，在翻耕后的稻田土壤表面，将另一半施用量的钝化剂均匀抛洒，继续翻耕1～3次，直至钝化剂与土壤混合均匀。进一步地，所述钝化剂为石灰石、海泡石、羟基磷灰石、沸石的混合物。进一步地，所述拮抗元素的含硅化合物以及叶面阻控剂的含硅化合物均为硅酸钠、硅酸钾中的一种或混合物。进一步地，所述表面活性剂为吐温、司盘、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。进一步地，喷施叶面阻控剂时，将叶面阻控剂均匀喷晒于水稻叶片上，喷施效果为叶面刚好湿润，不滴液为好，喷施时间段为上午9点前，下午5点以后，喷施当日如遇降雨，需要在2～5天内进行补喷。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术的水稻安全生产方法，能够显著降低糙米镉含量，符合国家食品污染物限量标准；(2)本专利技术通过施加土壤钝化剂和基施拮抗元素硅可以有效提高土壤pH值，极大增强带负电荷的土壤胶体对带正电荷重金属离子吸附能力，降低土壤中镉的活性；添加含硅、钙等材料能与镉形成沉淀，降低水稻根系镉吸收；(3)本专利技术通过基施拮抗元素硅，除能促进水稻生长、提高抗虫性以外，还能通过离子吸附、改变重金属赋存形态、刺激植株抗氧化系统和区隔化等方式降低镉毒害作用；(4)水稻孕穗期、灌浆期，是水稻镉累积的关键时期，在孕穗期、灌浆期喷施叶面阻控剂能够增强植株抗逆性，抑制水稻蒸腾作用降低根系中镉向水稻地上部位转运，同时叶面阻控剂中的硅还能与茎、叶中的镉形成Si-Cd复合物沉淀，阻碍镉在木质部的运输与再活化，减少了镉向糙米中转运，达到降低糙米镉含量的目的；(5)本专利技术中使用的钝化材料、含硅化合物廉价易得，无生态环境风险，同时本专利技术操作方法简便，效果稳定，对水稻产量无影响，农户接受度高，适用于大面积中重度镉污染稻田安全生产。附图说明图1是实施例1中重度镉污染稻田第1季晚稻不同处理对糙米镉含量的影响对照图。图2是实施例1中重度镉污染稻田第2季晚稻不同处理对糙米镉含量的影响对照图。图3是实施例2中中度镉污染稻田不同处理对糙米中镉含量的影响对照图。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：重度镉污染稻田连续2季水稻种植田间应用...

【技术保护点】
1.一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法，其特征在于，包括：/n（1）施用土壤钝化剂：钝化剂施用量为中度镉污染稻田为3000～4500 kg/hm2，重度镉污染稻田为4500~9000 kg/hm2；施用方法为：将钝化剂抛洒在稻田土壤表面，再进行稻田的翻耕，直至钝化剂与土壤混合均匀，钝化剂施用后保持稻田土壤含水率在60%以上，平衡培养3～7天；/n（2）施用拮抗元素：所述拮抗元素为含硅化合物，中度镉污染稻田施用量为以硅计45～90 kg/hm2，重度镉污染稻田施用量为以硅计90～135 kg/hm2；施用方法为：在水稻种植前基施半量，剩余半量在水稻孕穗期补施，基施采用撒施方式，与土壤钝化剂施用同时进行；在水稻孕穗期，将剩余半量含硅化合物溶解在灌溉水中，使中度镉污染稻田灌溉水中硅含量为0.05～0.15 g/L，重度镉污染稻田灌溉水中硅含量为0.15～0.30 g/L，然后将其灌溉稻田，使稻田土壤表面覆水高度达到2～5 cm，持续5～10天；/n（3）关键生育期喷施叶面阻控剂：所述叶面阻控剂由以硅计15～25质量份的含硅化合物、4～8质量份的表面活性剂、70～80质量份的水混合制备而成；叶面阻控剂的施用量为：将叶面阻控剂进行稀释，使中度镉污染稻田喷施浓度为以硅计0.1～0.2 g/L，重度镉污染稻田喷施浓度为以硅计0.2～0.4 g/L，每公顷稻田喷施量为150～600 L；施用方法为：在水稻孕穗初期、灌浆期各进行一次喷施。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法，其特征在于，包括：
（1）施用土壤钝化剂：钝化剂施用量为中度镉污染稻田为3000～4500kg/hm2，重度镉污染稻田为4500~9000kg/hm2；施用方法为：将钝化剂抛洒在稻田土壤表面，再进行稻田的翻耕，直至钝化剂与土壤混合均匀，钝化剂施用后保持稻田土壤含水率在60%以上，平衡培养3～7天；
（2）施用拮抗元素：所述拮抗元素为含硅化合物，中度镉污染稻田施用量为以硅计45～90kg/hm2，重度镉污染稻田施用量为以硅计90～135kg/hm2；施用方法为：在水稻种植前基施半量，剩余半量在水稻孕穗期补施，基施采用撒施方式，与土壤钝化剂施用同时进行；在水稻孕穗期，将剩余半量含硅化合物溶解在灌溉水中，使中度镉污染稻田灌溉水中硅含量为0.05～0.15g/L，重度镉污染稻田灌溉水中硅含量为0.15～0.30g/L，然后将其灌溉稻田，使稻田土壤表面覆水高度达到2～5cm，持续5～10天；
（3）关键生育期喷施叶面阻控剂：所述叶面阻控剂由以硅计15～25质量份的含硅化合物、4～8质量份的表面活性剂、70～80质量份的水混合制备而成；叶面阻控剂的施用量为：将叶面阻控剂进行稀释，使中度镉污染稻田喷施浓度为以硅计0.1～0.2g/L，重度镉污染稻田喷施浓度为以硅计0.2～0.4g/L，每公顷稻田喷施量为150～600L；施用方法为：在水稻孕穗初期、灌浆期各进行一次喷施。


2.如权利要求1所述的一种用于中重度镉污染稻田土壤的水稻安全生产方法，其特征在于，还包括后续连续多季水稻种植实施措施，具体为：
（1）检测土壤pH值：在稻田中按“S型”或“W型”布置10～15个检测样点，检测每个样点的土壤pH值，计算平均值；
（2）补施土壤钝化剂：检测土壤pH值后，若pH值≥6.0，则不需要补施钝化剂；若5.5≤pH值<6.0，中度镉污染土壤则补施钝化剂1500～2250kg/hm2，重度镉污染土壤补施2250～3000kg/hm2；若p...

【专利技术属性】
技术研发人员：周航，廖柏寒，辜娇峰，刘佳炜，易红伟，孙志光，何晓林，王彦臻，刘湘华，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，湖南双红农科环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43