[发明专利]复合微生物肥料在降低水稻籽粒重金属含量中的应用

说明书

本发明公开了复合微生物肥料在降低水稻籽粒重金属含量中的应用。一种降低水稻籽粒重金属含量的方法，在插秧前，即6月上旬，按照50‑60kg/亩施“杺丰元牌”液体生态酶肥作为基肥；7月上旬，按照40‑50kg/亩施“杺丰元牌”液体生态酶肥作为分蘖肥；两周后，7月中下旬，鸡粪200‑300kg/亩施用，作为第二次分蘖肥。在8月底，液体生态酶肥按照15‑20kg/亩施用，作为穗肥。“杺丰元牌”液体生态酶肥有效地降低了水稻糙米中的重金属含量，主要体现在液态生物酶肥显著降低重金属Pb、Co、Cr、V在糙米中的积累，尤其是对Pb的调控，使水稻籽粒食用符合国家食品安全标准。

技术领域

本发明属于生物肥料领域，涉及复合微生物肥料在降低水稻籽粒重金属含量中的应用。

背景技术

稻米仍然是世界范围内的主要食物，超过一半的世界人口将稻米作为主要食物，其为亚洲约5.57亿人口提供了食物，养活了全球数十亿人。稻米在维护粮食安全上有举足轻重的作用(Wu et al.,2021)。中国是世界稻米主要生产国家之一，2019年世界稻谷总产量7.14亿吨，其中中国稻谷总产量为1.99亿吨，占比27.87％。亚洲的稻谷产量占全球70％以上。但自二十一世纪初以来，亚洲稻米产量的增长已逐步放缓，如何提高稻米产量以紧跟甚至超越人口增长速率已成为迫在眉睫的问题。

水稻的生长条件极为广泛，从旱地到深水，都可以种植水稻。世界上灌溉稻、旱稻、雨灌稻和深水稻分别占水稻面积的51％、11％、34％和4％。在这四种水稻类型中，灌溉稻的平均单产高于其他的水稻种植类型。在这种类型中，施用肥料及使用农药是提高产量的有效手段。世界在不断发展的同时也面临着耕地减少及人口增长的尖锐问题，在诸多影响粮食产量的因素中，施用化肥是见效最短成效最为显著的方法。自1980年起，中国化肥施用量在以年均4％的速度增长，并已经成为世界上最大的化肥生产国和消费国(房丽萍和孟军,2013)。随着资源的不断消耗，燃料价格也随之上涨，这就意味着化肥价格的上涨以及生产和运输成本提高。许多研究已经提出了在农业领域中使用有机肥料替代化肥，例如农家肥料和农作物残留物，以减少对化肥的依赖并应对土壤肥力退化。

生物有机肥是以多种有益微生物如具有固氮功能的固氮菌、具有发酵功能的芽孢杆菌等，加入到一些粪污、农副产品、中草药残渣中，并以特殊工艺加工制成的有机肥料。该肥料综合了有机肥和微生物肥料的优点，能够有效地提高肥料利用率，降低农药的使用，减少环境污染，改善土壤质量，增加作物产量。

水稻生长过程中易从土壤中吸收累积重金属，导致谷粒重金属含量超标。研究发现，与其它谷类作物相比，水稻易从土壤中吸收Cd、Pb、As等元素，而水稻植株累积Cd的同时会抑制营养元素锌(Zn)、铁(Fe)、镁(Mg)等的吸收。与吸入和皮肤接触等方式相比，食物摄入是人类暴露潜在污染物的主要途径。例如，食用Cd污染大米导致的慢性Cd中毒极端事件(痛痛病)。此外，As及其化合物已被国际癌症组织确认为致癌物，关于大米As污染亦有大量报道，而在大米中As以有机和无机2种形式存在，其中无机砷(Asi)毒性远大于有机砷。Lee等(2008)研究表明，食用受污染土壤种植的水稻是废弃矿区周边居民暴露As的主要途径。近年来，湖南、贵州、广东和江苏等地均发现“问题大米”(张慧娟等,2020)。重金属一旦被体内消化、吸收代谢后，可在人体内持续存在，排泄期长达数十年，因此被归类为潜在有毒元素。此外，由于亚洲、拉丁美洲等部分地区以大米为主食，且以大米为原料的食品制成品消费率极高，导致其食品安全问题尤为突出。由此，水稻重金属的吸收累积特征及其潜在食品安全风险和人体健康风险分析值得重点关注。