[发明专利]一种生产低重金属污染稻米的综合农艺调控方法

说明书

本发明公开了一种生产低重金属污染稻米的综合农艺调控方法。该方法包括钙硫铝复合重金属钝化剂与基肥一起结合田间整地一次性施用于耕作层土壤；葛林美叶面阻控剂在水稻分蘖中期、始穗期和齐穗期分别施用3次，每次用量为150g/亩，施用方法为用清水稀释200倍后，均匀喷施于水稻植株的叶面；在水稻分蘖期和乳熟期控制稻田耕作层土壤水势保持在‑15~0 KPa之间，其它生育期田面淹水。使用本发明的综合农艺调控方法，不仅提高水稻稻米产量，还有效地降低稻米Cd、Pb重金属的含量，并节约灌溉用水、提高水分利用效率，且操作简单，尤其适宜于我国南方红黄壤区广大轻中度重金属污染稻田上生产低重金属含量的稻米产品。

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种生产低重金属污染稻米的综合农艺调控方法。

背景技术

水稻是中国最重要的粮食作物之一，种植面积计3040万hm² ，总产量达2.01亿t，种植面积和总产量分别占粮食的27％和36％。水稻是中国最主要的口粮消费作物，在所有口粮消费中占比60％左右，水稻口粮消费占水稻总消费量的85%。因此，水稻种植在我国粮食作物生产中占据着极其重要的地位。然而，我国农田土壤的重金属污染问题不容乐观。据《全国土壤污染状况调查公报》(环境保护部等，2014)，中国耕地土壤点位污染超标率为19.4%，其中轻中度污染点位占总超标点位的94.3%；全国土壤污染类型以镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍等8种重金属为主，其超标点位数占全部超标点位的82.8%。由于农田土壤受重金属污染，在受污染农田上生产的农产品重金属污染问题日益突出。据国土资源部资料，全国每年受重金属污染的粮食高达1200万t，直接经济损失超过200亿元(马铁铮等,2013)。农产品出口因重金属等有害物质超标而被退回的事件也多有发生；因产地环境污染导致农产品中有毒有害重金属含量超标而损害人体健康的事件屡有发生。近年来，我国多地发生的因稻米镉含量超标导致的“镉米”事件更是引发群众恐慌，一度引起当地70％的米商停产，农民不敢再种水稻，几乎成了严重的社会问题。

受重金属污染农田土壤的修复技术主要包括两种：一是直接清除土壤中的重金属，其代表性措施主要有工程措施和植物修复措施，但工程措施因成本高且导致土壤自然性状的破坏，植物修复措施因目标生物量低、修复周期长且高富集重金属植物后续处置困难，故此类修复技术在实际应用过程中受到了很大的限制；二是通过改变重金属在土壤中的赋存形态，减弱其迁移能力和降低其生物可利用性，其代表性措施如原位钝化修复措施，该类技术因成本较低、操作简单、见效快而适合大面积农田污染治理，因此日益倍受环境工作者的广泛关注(李剑睿等,2014；Brown et al, 2004)。

田间水分管理是一种较为常用且效果显著的降低土壤有效态重金属含量的原位钝化农艺调控措施。大量研究表明，稻田保持适当水层(调节氧化还原电位及硫离子含量)可以减少稻米对重金属的吸收。陈涛等(1980)的水稻盆栽试验结果表明，在抽穗后进行落干，籽实的Cd含量比正常灌水的高12倍。吴燕玉等（1985）对沈阳张士灌区镉污染水田采取常规灌溉方法管理(干湿交替，排水烤田)，稻米Cd含量可达1.12 mg/kg，而采取全生育期淹水管理，稻米Cd含量仅为0.39mg/kg。水稻不同生育期控水对水稻重金属累积也会产生较大的差异。杨定清等（2016）通过田间小区试验研究了农户常规灌溉(CK)、孕穗期至灌浆前期淹水（模式1）和全生育期淹水（模式2）等3种水分管理措施对稻米镉含量影响的试验结果表明，水稻孕穗期至灌浆前期淹水技术是一种既节约用水，保证水稻产量同时又能有效降低稻米镉含量的农艺措施；而全生育期淹水虽然也能有效降低稻米镉含量，但同时也导致水稻明显减产。徐加宽等（2007）研究表明，由于水稻籽粒对Cd的吸收发生在生育后期，水稻抽穗后进行排水管理，造成稻田的氧化条件，吸收的Cd必然比后期正常灌水、勤灌水或浅灌水要高得多。吴燕玉等（1985）不同生育期排水落干试验表明，对稻米中Cd含量的影响大小顺序为开花期>抽穗期>分蘖期>乳熟期。