[发明专利]生产低镉稻米同时修复稻田土壤镉污染的方法

说明书

本发明公开了生产低镉稻米同时修复稻田土壤镉污染的方法，包括以下步骤：步骤一，极小粒径SiO₂NPs溶胶(0‑5nm)的制备与表征；步骤二，大粒径SiO₂NPs溶胶(100‑200nm)的制备与表征；步骤三，极小粒径和大粒径SiO₂NPs溶胶应用液的配制与喷施方式。在籼稻分蘖末期开始喷施极小粒径SiO₂NPs溶胶，每间隔2周喷洒1次，连续喷施3次，能够显著促进土壤镉向水稻茎叶的转运；在拔节末期继续喷施大粒径SiO₂NPs溶胶，每间隔1周喷施1次，连续喷施3次，能够显著阻断镉由茎叶向籽粒的迁移累积，进而降低稻米镉含量。因此，该发明在生产低镉稻米的同时还能够利用秸秆修复稻田土壤镉污染。

技术领域

本发明涉及水稻镉污染防治的叶面阻控技术领域，具体为生产低镉稻米同时修复稻田土壤镉污染的方法。

背景技术

降低水稻对重金属的吸收通常有两种途径：一种是土壤钝化技术，即向污染稻田中施加各种改良剂，钝化土壤重金属，从而降低其迁移能力和生物有效性；另一种是叶面阻控技术，即在特定生长阶段，向水稻茎叶喷施适宜剂量的植物改良剂，抑制有毒重金属或类金属从茎叶向籽粒的迁移累积，从而降低稻米中这些有毒元素的含量。

水稻是一种典型的喜硅作物。普通硅肥能够减少水稻对镉的吸收累积，进而降低稻米镉含量。SiO₂NPs溶胶或纳米硅肥具有纳米颗粒的特殊的物理化学性质和行为，在改善作物营养、增强作物抗逆性和防治重金属污染等方面比普通硅肥更显优势，对农业可持续发展将发挥重要作用。然而，不同粒径SiO₂NPs对同一品种水稻茎叶组织转运镉的阻控作用是不同的，对籼稻和粳稻吸收转运镉的作用机制也可能存在品种差异，甚至产生相反的作用。

相关专利(CN201310737996.X)或文献只报道了100nm以下SiO₂NPs对稻米镉累积的抑制作用，未阐明量子点尺寸SiO₂NPs溶胶对籼稻茎叶转运镉的促进作用以及大粒径SiO₂NPs(100nm)对籼稻籽粒镉累积阻控的尺寸效应(即SiO₂NPs溶胶粒径越大，阻控镉累积的效应就越明显)，也未揭示大粒径SiO₂NPs溶胶(100nm)对籼稻和粳稻稻米镉累积的截然相反的调控效应，更未发现利用这两种特殊粒径SiO₂NPs溶胶和水稻生长的特定时期在生产低镉稻米的同时利用秸秆修复稻田镉污染的研究报道。因此，发明生产低镉稻米同时修复稻田土壤镉污染的方法技术具有重要的应用前景。

发明内容

本发明旨在提供生产低镉稻米同时修复稻田土壤镉污染的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：生产低镉稻米同时修复稻田土壤镉污染的方法，包括以下步骤：步骤一，极小粒径SiO₂NPs溶胶(0-5nm)的制备与表征；步骤二，大粒径SiO₂NPs溶胶(100-200nm)的制备与表征；步骤三，极小粒径和大粒径SiO₂NPs溶胶应用液的配制与喷施方式；

其中在上述步骤一中，制备过程分为以下几个步骤：(1)首先分别量取150ml无水乙醇和10ml浓氨水，混合后用封口膜密封；(2)一次磁力搅拌60分钟；(3)逐滴加入4ml正硅酸乙脂，二次磁力搅拌60分钟；(4)缓慢加入500ml去离子水，继续三次磁力搅拌60分钟；(5)80℃水浴加热，蒸发去除乙醇残留，用去离子水定容至1000ml，4℃保存；(6)应用TEM和EDS对该溶胶进行表征。

在上述步骤二中，制备分为以下几个步骤：(1)将150ml无水乙醇与30ml浓氨水混合后用封口膜密封；(2)一次磁力搅拌60分钟；(3)逐滴加入4ml正硅酸乙脂，二次磁力搅拌60分钟；(4)缓慢加入500ml去离子水，继续三次磁力搅拌60分钟；(5)同上蒸发去除乙醇残留，用去离子水定容至1000ml，4℃保存；(6)应用TEM和EDS对其进行表征；