本发明专利技术属于作物学技术领域，具体涉及太湖流域稻区在土壤重金属镉铅砷轻中度污染土壤农田上持续生产安全晚粳稻米的技术方法，包括水稻基因型品种的筛选和验证，根据各基因型在一般对照大田轻度污染条件和人工添加重金属的中度污染条件下的综合表现，筛选出籽粒Cd、As、Pb含量相对较低，且农艺性状、稻米品质优的水稻基因型品种；对所筛选出的水稻基因型品种，结合施用可以显著抑制稻米重金属积累的硅肥，进而实现在土壤重金属轻中度污染农田上持续生产安全晚粳稻米。本发明专利技术的目的在于提供一种生态环保、经济有效、成本低廉的在土壤重金属轻中度污染农田上持续生产安全晚粳稻米的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属作物学
，具体涉及在土壤重金属镉铅砷轻中度污染土壤农田上持续生产安全晚粳稻米的技术方法。
技术介绍
随着工业“三废”排放量增加，农业自身面源污染的加剧，全球水稻田土壤重金属污染问题日益严重，由此造成土壤生产力下降、农产品污染与生态环境破坏等严重问题，已成为阻碍农业生产持续、高效发展的主要因子之一，更为严重的是土壤中的这些有毒重金属可通过水稻吸收并在籽粒中积累，经食物链进入人体，从而威胁广大城乡居民的身体健康。我国稻田土壤和稻米有毒重金属的污染也日趋严重。据统计，目前我国受镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)等有毒重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5，由此造成的经济损失仅仅在粮食作物上每年就达200亿元之多。一些工业发达地区，如长三角和珠三角，土壤重金属的富集和污染更为严重。为了减轻或避免有毒重金属对人类的危害，一些国际组织和许多国家对有关食品制定了有毒重金属的最大允许量，如国际粮农组织和国际卫生组织提出，水稻和小麦等粮食Cd的AMV为0.10mg/kg。水稻是全球也是我国最重要的粮食作物，稻米是我国城乡居民赖以生存的主粮之一。但目前稻米重金属含量超标的问题十分突出，据农业部稻米及其制品质量监督检验测试中心2002年对全国市场稻米安全性抽检结果，Pb和Cd超标的试样分别达28.4%和10.3%，也有少量试样表现As超标，长江三角洲地区历来是我国的“鱼米之乡”，但土壤重金属的富集和污染趋势也已很明显，稻米重金属污染也十分严重。据研究，太湖地区水稻土表层土壤Zn、Pb和Cd有效态含量逐年上升，土壤Pb、Cd污染通量已接近或高于国际规定的上限，对食物安全构成了严重威胁。浙江省是长三角地区经济发展最快的地区之一，近年来，稻田土壤和稻米重金属污染的现状也不容乐观，杭州市富阳诸家坞畈受重金属污染，土壤 Pb 含量为 58mg/kg、Cu 为 237mg/kg、Zn 为 1040mg/kg,稻米 Pb 为 12.4mg/kg 和 Cu 为15.4mg/kg,大大超过粮食国家卫生标准。湖州市部分田块也出现了重金属Cd、Pb和Cr等污染现象。浙江省地质调查院2002年对浙北地区土壤重金属污染现状评价结果表明，浙北地区属于清洁和基本清洁的农田占81%，轻度污染的占10%，中度以上污染的占9%，其中重污染的占3%，并主要集中在杭州、宁波、绍兴市及城郊地区，在浙江嘉兴、富阳、绍兴、浦江取省晚稻联品试验的土壤和11个基因型稻米测定分析，结果表明，四地土壤和稻米有毒重金属污染较为严重，超标的有毒重金属元素主要包括镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)等。虽然有些重金属是植物生长必需元素，但所有重金属在较高浓度时对植物都会产生毒害作用。稻田受重金属污染后，土壤中的有毒重金属可能被植物吸收通过食物链进入人体，从而不仅降低稻米的市场竞争力，更为可怕的是将威胁人类健康。例如，Cd中毒会引起肾功能障碍、肺损害、骨损伤、痛痛病(骨软化症)、癌症、心血管病。As对人的心肌、呼吸中枢、生殖系统、造血机制、免疫系统都有不同程度的损伤。Tsukahara等研究表明，稻米是日本成年人体内最主要的Cd来源之一，体内约30-40%Cd来源于经稻米摄入。据研究，稻米是亚洲人体内主要的Cd摄入源之一，尽管国家和地区间有差异，但总体上经稻米Cd摄入量占总Cd摄入量的比例，菲律宾马尼拉地区约为20%，中国大陆大部分地区、中国台湾、孟加拉国和泰国等约为30-40%,马来西亚的Kuala Lumpur较高,达53%。因此，降低稻米重金属含量对于保障人体健康具有极其重要的意义。随着社会经济的快速发展，人民生活水平日益提高，稻米消费者对稻米品质的要求日趋提高，稻米安全质量业已成为国内外市场竞争力的重要因素。因此，面对水稻生产新的产需形势和目前土壤有毒重金属污染的严峻局面，生产有毒重金属积累量低于AMV的安全稻米，是实现稻农增收、农业增效和保障人们身体健康的一条重要途径。稻米中有毒重金属积累的高低，是土壤气候、品种(基因型)和农艺措施等因素综合作用的结果。为了减少粮食作物食用部分吸收和积累有毒重金属，最根本的措施是进行土壤修复降低土壤中的重金属含量。但采用常规的物理与化学治理技术(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)，不仅费用昂贵，或需要特殊的仪器设备和培训专门的技术人员，而且有可能导致二次污染。近年来兴起的植物修复，是目前国际上该领域的研究热点。植物修复的基础是特定植物能在地上部积累高含量的有毒重金属，但目前除Zn和Ni等少数重金属发现可用于生产实践的超积累植物外，其它重金属尚无理想的超积累植物，离实际应用还有较大距离。因此，抑或是采取农艺措施降低现有栽培品种的重金属吸收和积累量，抑或是选育低重金属积累品种，是目前达到降低水稻籽粒重金属吸收和积累目标的现实途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种绿色环保，持续，经济，有效的在土壤重金属轻中度污染农田上持续生产安全晚粳稻米的方法。实现本专利技术的技术方案如下:，主要由以下步骤构成:包括水稻基因型品种的筛选以及对所筛选出的水稻基因型品种结合施加经过筛选的硅肥； 所述水稻基因型品种的筛选主要由以下步骤构成: Cl)品种选择和种植:选取的水稻基因型品种，统一通过大田常规湿润育秧，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中； (2)取样和预处理:一般大田土壤种植的成熟期水稻，每小区随机取约5丛30-40稻穗，脱粒，水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤种植的成熟期水稻，每小区各取中间4丛约30-40稻穗，脱粒，将一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中所取稻穗脱粒的籽粒干燥后用脱糙机脱成糙米，后用精米机碾成精米，用粉碎机粉碎成精米粉，过100目筛； (3)样品重金属测定:采用湿式消解法，称取精米粉样品0.3000g，置于IOOml小烧杯中，加入IOml硝酸+高氯酸配成的混合酸，加玻盖浸泡10-12h，加热消解，80°C消解2h，后升温到120°C，直至消解液呈无色透明或略带淡黄色，冷却后用去离子水冲洗、定容至50ml容量瓶，用定量滤纸过滤后待测，用石墨炉原子吸收光谱仪测定稻米中Cd含量，用原子荧光吸收光谱仪测定稻米中As、Pb含量； (4)对比筛选:通过测定的实际数据与按照农业部“无公害食品——大米”规定的Cd、As、Pb含量限量标准相对照，筛选出未超标的水稻基因型品种，同时选取对照品种，根据各基因型品种在一般大田土壤轻度污染条件和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中度污染条件下的综合表现，各基因型较对照品种的农艺性状和稻米品质、田间表现和病虫害等的综合表现，筛选出籽粒Cd、As、Pb含量相对较低，且农艺性状、稻米品质优于或与对照品种相似的水稻基因型品种； (5)验证与鉴定:连续三年将所筛选出的水稻基因型品种统一通过大田常规湿润育秧，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中，重复步骤(2)和(3)，通过测定的实际数据与按照农业部“无公害食品——大米”规定的Cd、As、Pb含量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在土壤重金属轻中度污染农田上持续生产安全晚粳稻米的方法，其特征在于：包括水稻基因型品种的筛选以及对所筛选出的水稻基因型品种结合施加经过筛选的硅肥；所述水稻基因型品种的筛选主要由以下步骤构成：（1）品种选择和种植：选取的水稻基因型品种，统一通过大田常规湿润育秧，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中；?（2）取样和预处理：一般大田土壤种植的成熟期水稻，每小区随机取约5丛30?40稻穗，脱粒，水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤种植的成熟期水稻，每小区各取中间4丛约30?40稻穗，脱粒，将一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中所取稻穗脱粒的籽粒干燥后用脱糙机脱成糙米，后用精米机碾成精米，用粉碎机粉碎成精米粉，过100目筛；（3）样品重金属测定：采用湿式消解法，称取精米粉样品0.3000g，置于100ml小烧杯中，加入10ml硝酸+高氯酸配成的混合酸，加玻盖浸泡10?12h，加热消解，80℃消解2h，后升温到120℃，直至消解液呈无色透明或略带淡黄色，冷却后用去离子水冲洗、定容至50ml容量瓶，用定量滤纸过滤后待测，用石墨炉原子吸收光谱仪测定稻米中Cd含量，用原子荧光吸收光谱仪测定稻米中As、Pb含量；（4）对比筛选：通过测定的实际数据与按照农业部“无公害食品——大米”规定的Cd、As、Pb含量限量标准相对照，筛选出未超标的水稻基因型品种，同时选取对照品种，根据各基因型品种在一般大田土壤轻度污染条件和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中度污染条件下的综合表现，各基因型较对照品种的农艺性状和稻米品质、田间表现和病虫害等的综合表现，筛选出籽粒Cd、As、Pb含量相对较低，且农艺性状、稻米品质优于或与对照品种相似的水稻基因型品种；（5）验证与鉴定：连续三年将所筛选出的水稻基因型品种统一通过大田常规湿润育秧，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中，重复步骤（2）和（3），通过测定的实际数据与按照农业部“无公害食品——大米”规定的Cd、As、Pb含量限量标准相对照，验证和鉴定所筛选出的水稻基因型品种是否可在轻中度污染农田上持续生产。...
【技术特征摘要】
1.一种在土壤重金属轻中度污染农田上持续生产安全晚粳稻米的方法，其特征在于:包括水稻基因型品种的筛选以及对所筛选出的水稻基因型品种结合施加经过筛选的硅肥； 所述水稻基因型品种的筛选主要由以下步骤构成: (1)品种选择和种植:选取的水稻基因型品种，统一通过大田常规湿润育秧，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中； (2)取样和预处理:一般大田土壤种植的成熟期水稻，每小区随机取约5丛30-40稻穗，脱粒，水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤种植的成熟期水稻，每小区各取中间4丛约30-40稻穗，脱粒，将一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中所取稻穗脱粒的籽粒干燥后用脱糙机脱成糙米，后用精米机碾成精米，用粉碎机粉碎成精米粉，过100目筛； (3)样品重金属测定:采用湿式消解法，称取精米粉样品0.3000g，置于100ml小烧杯中，加入IOml硝酸+高氯酸配成的混合酸，加玻盖浸泡10-12h，加热消解，80°C消解2h，后升温到120°C，直至消解液呈无色透明或略带淡黄色，冷却后用去离子水冲洗、定容至50ml容量瓶，用定量滤纸过滤后待测，用石墨炉原子吸收光谱仪测定稻米中Cd含量，用原子荧光吸收光谱仪测定稻米中As、Pb含量； (4)对比筛选:通过测定的实际数据与按照农业部“无公害食品——大米”规定的Cd、As、Pb含量限量标准相对照，筛选出未超标的水稻基因型品种，同时选取对照品种，根据各基因型品种在一般大田土壤轻度污染条件和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中度污染条件下的综合表现，各基因型较对照品种的农艺性状和稻米品质、田间表现和病虫害等的综合表现，筛选出籽粒Cd、As、Pb含量相对较低，且农艺性状、稻米品质优于或与对照品种相似的水稻基`因型`品种； (5)验证与鉴定:连续三年将所筛选出的水稻基因型品种统一通过大田常规湿润育秧，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中，重复步骤(2)和(3)，通过测定的实际数据与按照农业部“无公害食品——大米”规定的Cd、As、Pb含量限量标准相对照，验证和鉴定所筛选出的水稻基因型品种是否可在轻中度污染农田上持续生产。2.根据权利要求1所述的一种在土壤重金属轻中度污染农田上持续生产安全晚粳稻米的方法，其特征在于:所述步骤(1)中选取的水稻基因型品种，水稻统一通过大田常规湿润育秧，秧龄为28天，5-6叶时，选生长一致的秧苗分别移栽种植于一般大田土壤和水泥池中人工添加重金属Cd、As、Pb污染的土壤中。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：程旺大，张红梅，姚海根，朱永官，沈亚强，段桂兰，
申请(专利权)人：浙江省嘉兴市农业科学研究院所，
类型：发明
国别省市：
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