一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法技术

本发明专利技术提供一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法，包括从水稻的蜡熟期开始至收获对稻田进行水分调控灌溉措施，所述水分调控灌溉措施是指保持稻田土壤水势维持在

【技术实现步骤摘要】
一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法


[0001]本专利技术属于水稻栽培
，具体涉及一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法。

技术介绍

[0002]水稻(Oryza sativa.L)是我国最主要的粮食作物，然而，近年来随着我国农田土壤重金属污染加剧，“镉米”问题逐渐凸显。早在2002年，农业部稻米及制品质量监督检验测试中心对全国市场稻米进行安全性抽检结果显示，稻米中镉超标率达到10.3％。另有资料显示，我国南方地区稻米Cd超标率在23％左右，在污染较为严重的省份如湖南、广东和广西，稻米超标率高达60％～88％。土壤Cd污染给中国农业生产造成了严重的经济损失，给人体健康带来了很大风险，加强农田Cd污染防治、控制稻米Cd积累研究具有重要的现实意义。
[0003]水分管理为稻田土壤Cd污染控制的主要农艺调控措施之一，是根据水稻各生育期需水特性对稻田进行适宜的灌排水，以保障水稻产量、稻米品质及安全性。由于水稻特殊的灌溉方式(淹水或干
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湿交替)及根际泌氧的特性使得稻田系统有着特有的氧化
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还原交替的水分变化规律。目前，水稻的栽培方式有多种，比如：分蘖盛期和抽穗期控水，其他时期都是淹水；再比如营养生长阶段直至灌浆期都是淹水，之后到了成熟期采用晒田的处理方式。这两种方式各有利弊，前者营养生长阶段基本都淹水，生殖生长期的绝大部分时间也是淹水，虽然可显著降低水稻对Cd的吸收，但淹水灌溉会产生稻株发育不良、抗逆性差、后期倒伏、肥料流失等问题，且水稻产量显著下降，耗水量大大增加等。后者成熟期采用晒田处理，虽然可以在某种程度上避免水稻后期减产，但这种处理方式会导致水稻籽粒中Cd的富集。因此，在水稻整个生长期如何科学合理进行稻田水分调控灌溉措施，达到有效减少稻米对土壤Cd的吸收累积同时不造成水稻减产，具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法，该方法操作简单、节约生产成本，尤其适宜于我国中轻度Cd污染(0.6
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1.8mg/kg)稻田中高产量、低重金属含量的稻米生产；本专利技术能够显著降低土壤Cd的有效性，抑制Cd向水稻植株各部位迁移以及水稻籽粒中Cd的富集，同时本专利技术基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法不会造成水稻减产。
[0005]针对上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法，包括从水稻的蜡熟期开始至收获对稻田进行水分调控灌溉措施，所述水分调控灌溉措施是指保持稻田土壤水势维持在
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18.6KPa～
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0.6KPa(比如
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18.0KPa、
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15.6KPa、
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12.8KPa、
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5.2KPa、
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1.4KPa)。
[0006]在上述降镉方法中，作为一种优选实施方式，所述水分调控灌溉措施是指保持稻田土壤水势维持在
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12.4～
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0.6KPa(比如
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10.0KPa、
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7.5KPa、
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4.5KPa、
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1.5KPa、
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0.8KPa)；优选地，保持稻田土壤水势维持在
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5.5～
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0.6KPa(比如
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5.0KPa、
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4.0KPa、
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3.0KPa、
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2.0KPa、
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1.0KPa)。
[0007]本专利技术中，分蘖始期是指从第一个分蘖芽萌发开始到全田有10
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15％的水稻开始分蘖的时间阶段。分蘖始期结束后即进入分蘖中期和后期。拔节末期是指全田有50％以上的水稻拔节已经结束即进入拔节末期。水稻的拔节末期至乳化期结束(中间包括孕穗期约30天，抽穗期约10天，扬花期约10天，灌浆期约7～15天)，依次进行晒田处理、复水处理和干湿交替处理。蜡熟期至收获是指水稻籽粒无乳状物，手压籽粒有坚硬感，谷壳开始变黄至水稻籽粒饱满可进行收割这段期间。
[0008]本专利技术人通过大量研究发现，水稻籽粒对Cd的吸收主要发生在生育后期，分蘖期至灌浆期是控制水稻Cd吸收的重要时期，而灌浆期至蜡熟期乃至完熟期和枯熟期是控制水稻植株内Cd由茎叶向籽粒转移的关键时期。专利技术人还发现，稻米中大于75％的Cd是在水稻蜡熟期稻田排水氧化阶段积累的。基于这些发现，专利技术人研发了本专利技术基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法，通过对营养生长阶段和生殖生长阶段的稻田水分控制，特别是前期水分控制配合水稻的蜡熟期至收获进行水分调控灌溉措施即保持稻田土壤水势维持在
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18.6KPa～
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0.6KPa(此时稻田土壤保持最大持水量为70％以上或淹水高度至3cm)，优选地，水分调控灌溉措施即保持稻田土壤水势维持在
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12.4～
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0.6KPa(此时稻田土壤保持最大持水量100％或淹水高度至3cm)，更优选地，水分调控灌溉措施即保持稻田土壤水势维持在
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5.5KPa～
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0.6KPa(此时稻田土壤保持淹水高度至3cm)，相较于现有技术中全生育期淹水灌溉或者蜡熟期至收获进行晒田处理的方式，本专利技术能够在保证水稻产量不下降的基础上，能够显著降低稻田土壤Cd的有效性，显著降低水稻籽粒中Cd含量。步骤(1)
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(5)是尽可能地保证水稻正常生长生殖同时控制水稻植株对Cd的吸收，以减少后期植株Cd向水稻籽粒的转移。
[0009]在淹水处理条件下，土壤胶体、团聚体、铁锰矿物、固相有机质、磷酸盐对Cd的吸附、酸性土壤pH的升高和氧化还原电位(Eh)的降低、水稻根际铁锰氧化膜的阻碍、硫化物与Cd
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的共沉淀、还原菌的还原作用以及根系分泌物的螯合作用都可能导致土壤中Cd活性降低，然而，全生育期淹水虽然可以显著降低水稻对Cd的吸收，但淹水灌溉会使得稻株发育不良、抗逆性差、后期倒伏、肥料流失等问题，导致水稻产量显著下降。此外，由于水稻进入蜡熟期后对水分的需求量明显减小，因此，出于耗水量的考虑，现有技术中水稻在蜡熟期至收获往往进行晒田处理，而这种处理方式会导致稻田形成间歇性氧化环境，当氧气重新进入土壤，含Cd硫化物快速氧化和土壤pH降低导致土壤Cd的有效性大幅度增加，从而进一步导致水稻籽粒中Cd的富集。本专利技术中基于水稻蜡熟期的稻田进行合理水分调控灌溉措施，在不影响水稻产量的基础上，最大程度地减少水稻籽粒中Cd的积累。
[0010]此外，土壤水势是土壤水所具有的势能，其绝对值的大小代表了土壤水分运动和植物吸水的难易。通常不同土壤在从饱和含水率到毛细管破裂含水率的变幅内，土壤水对作物的作用和影响基本一致，而同一土壤水势值指标，对作物的生理需水和根系吸收而言也是一致的。因此，利用土壤水势指导稻田水分调控灌溉从而实现降镉同时不降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蜡熟期土壤水势的水稻降镉方法，其特征在于，包括从水稻的蜡熟期开始至收获对稻田进行水分调控灌溉措施，所述水分调控灌溉措施是指保持稻田土壤水势维持在
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18.6KPa～
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0.6Kpa。2.根据权利要求1所述的降镉方法，其特征在于，所述水分调控灌溉措施是指保持稻田土壤水势维持在
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12.4～
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0.6KPa；优选地，保持稻田土壤水势维持在
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5.5～
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0.6KPa。3.根据权利要求1或2所述的降镉方法，其特征在于，在水稻的蜡熟期开始之前，还包括如下处理：(1)移栽于稻田土壤中的水稻幼苗至分蘖始期结束对稻田进行淹水处理；(2)在水稻的分蘖中期至分蘖末期结束，对稻田进行晒田处理；(3)在拔节末期除外的整个拔节期对稻田进行淹水处理；(4)从水稻拔节末期开始到水稻长至白根外露，进行晒田处理；(5)从步骤(4)晒田处理结束后先进行稻田复水，然后直至乳化期结束对稻田进行干湿交替处理。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的降镉方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，所述复水是指灌溉至淹水，优选淹水高度为2
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【专利技术属性】
技术研发人员：王萌，陈世宝，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：