[发明专利]一种降低高浓度镉污染下水稻籽粒镉含量的硅素分期施用方法

说明书

本发明属于农产品重金属污染防治技术领域，公开了一种降低高浓度镉污染下水稻籽粒镉含量的硅素分期施用方法。该方法包括以下步骤：在高浓度镉污染稻田中，于移栽期和拔节期分别施用可溶性硅酸盐，移栽期和拔节期施用的可溶性硅酸盐的总量不少于163kg/hm²(以有效成分SiO₂计)。与不施硅肥相比，移栽期和拔节期不同硅素施用比率能有效的降低稻米中镉含量，且各施硅处理的产量有所提高；当移栽期和拔节期的硅素施用比率为50％:50％以及30％:70％时，精米中镉含量下降的尤为显著，与不施硅肥的对照相比降幅分别达到了36.3％和35.0％，其产量也显著增加，与对照相比增加幅度分别达到了28.6％、26.5％。

技术领域

本发明属于农产品重金属污染防治技术领域，特别涉及一种降低高浓度镉污染下水稻籽粒镉含量的硅素分期施用方法。

背景技术

随着工农业的快速发展，农田环境污染问题日益严重，重金属污染是主要的耕地污染之一。农田土壤一旦受到重金属污染不仅会危害农作物的生长和发育，进而影响作物产量和品质，并通过食物链危及人类健康，从而给粮食生产带来安全问题。

水稻(Oryza sativa L.)作为我国主要的农作物，因“工业三废”的超标排放、污水灌溉和化肥、农药和农膜的使用等，使大量的镉释放到水稻田中，其中1.3万hm²耕地受镉污染，导致稻米Cd超标现象时有发生，其安全问题日益突出。因此，针对目前水稻田镉污染的情况，选择易实施和易为农户接受的低成本的农艺措施来降低稻米中镉积累显得尤为迫切。

以往通过稻田水分调控、施用适宜的改良剂、有机酸、调节土壤pH和调控土壤氧化还原状态等途径来控制稻米镉积累。然而通过这些途径控制稻米镉积累的同时也产生了大量不可避免的副作用，比如施用石灰提高土壤pH，在降低土壤有效态镉含量的同时也降低了多种矿质微量营养元素如铁、锰、铜、锌等的有效态含量，从而不利水稻生长。此外，也有用生物纳米材料对重金属污染土壤进行改良研究，并尝试在农业环境保护上的直接应用。到目前为止，生产上尚没有一项可广泛应用于控制稻米镉积累的农艺技术。因而，开辟一条新的对水稻生产既无不利影响又可有效控制稻米镉积累的农艺措施显得十分迫切。

硅是水稻生长的重要营养元素，接近氮、磷、钾的需求量，居第四位。现有研究表明：硅肥不仅能增加水稻产量、改善稻米品质，还能增强水稻抵抗病虫害浸染，提高水稻抗重属胁迫、抗旱等逆境的能力。近年来，硅肥或富硅改良剂的施用已成为镉污染农田水稻安全生产的重要技术措施。

在硅肥施用技术上，大多是把硅肥作为基肥一次性施入(即撒入)稻田，也有将硅肥作为叶面肥在抽穗前或抽穗后喷施。然而，有研究发现，不同生育期(移栽前、分蘖期、拔节期、抽穗期)施硅对水稻各器官镉积累的影响不同，拔节期施硅对减轻稻米镉的积累有着较好的效果。也有研究表明分蘖期、抽穗期前、及抽穗后单独一次喷施硅肥对稻米镉浓渡的控制效果较差，而在抽穗前5天和抽穗后10天分二次喷施硅肥对稻米镉含量的降低有很好效果。再者，不同生育期施用硅肥对水稻产量及其硅素吸收效率差异明显，有研究发现生殖生长期施硅可显著提高水稻籽粒产量，改善光合效能。然而有关水稻生长过程中不同生育期硅素分期施用比率对稻米镉含量的影响方面，还未见详细的公开报道。因而缺乏降低稻米中镉含量的硅素最佳施用期和施用比率。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种在高浓度镉污染的土壤中，既能大幅度降低精米镉含量，又能明显提高水稻产量的于水稻移栽期和拔节期分期施用硅素的方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种降低高浓度镉污染下水稻籽粒镉含量的硅素分期施用方法，其包括以下步骤：在高浓度镉污染稻田中，于水稻移栽期和拔节期分别施用可溶性硅酸盐(主要指水溶性硅酸盐)的肥料，移栽期和拔节期施用的可溶性硅酸盐的总量为不少于163kg/hm²(以硅酸盐含有效成分SiO₂的量计)；