降低水稻籽粒中汞含量的制劑及其制備法和用法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低水稻籽粒中汞含量的制劑，其制備方法為依次包括如下步驟：1)、于反應(yīng)釜中加入1L水，調(diào)節(jié)水溫至50-60℃；2)、依次分別加入L-甲硫氨酸15-20g、L-半胱氨酸100-150g、L-硒代甲硫氨酸25-30g、谷胱甘肽50-60g、磷酸二氫鉀120-200g及復(fù)硝酚鈉10-15g；3)、所得物冷卻至室溫后，過濾、滅菌、灌裝即為成品——降低水稻籽粒中汞含量的制劑。本發(fā)明還同時(shí)提供了該制劑的使用方法。采用本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)中輕度汞污染地區(qū)種植的水稻籽粒汞含量不超過20μg/kg。
【專利說明】降低水稻籽粒中汞含量的制劑及其制備法和用法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品安全【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種降低種植于中輕度汞污染土壤上水稻 籽粒中汞含量，實(shí)現(xiàn)食品安全的制劑及其用法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國土壤重金屬污染形勢嚴(yán)峻，已嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全。環(huán)境保護(hù)部 和國土資源部2014年4月17日聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示全國土壤 總點(diǎn)位超標(biāo)率為16. 1 %，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率更高達(dá)19. 4%。其中在8種調(diào)查的無機(jī)污染 物中，鎳砷汞的點(diǎn)位超標(biāo)率分別列第2、3、5位，是需要重點(diǎn)關(guān)注的重金屬污染物。我國被 認(rèn)為是全球最大的汞排放國家，長期大規(guī)模開采與冶煉導(dǎo)致礦區(qū)環(huán)境汞污染嚴(yán)重，主要集 中在貴州、四川、重慶、陜西、遼寧、山東、廣東、廣西、湖南等地。汞是嚴(yán)重危害人體健康的 環(huán)境有毒物質(zhì)。水稻是我國的最重要的糧食作物和主糧之一，廣泛種植，特別是上述汞污染 嚴(yán)重地區(qū)，因此水稻也成為人體攝入汞等重金屬元素的一條重要途徑。我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) (GB2762-2012)限定大米中汞的限定值是總汞不得超過20 μ gkg-Ι，而在上述嚴(yán)重污染區(qū)， 糙米中的總汞量超標(biāo)情況時(shí)有發(fā)生，甚至非常嚴(yán)重，如貴州萬山等地區(qū)由于長期的汞礦開 采和金屬冶煉，造成該地區(qū)嚴(yán)重的汞污染，水稻作糙米中的總汞最高可達(dá)569 μ gkg-Ι，對人 體健康已經(jīng)造成嚴(yán)重的潛在危害?？梢婇_發(fā)如何控制生長在汞污染土壤上的水稻向籽粒運(yùn) 輸汞，降低汞污染地區(qū)水稻籽粒汞含量，保障稻米的食品安全性的相關(guān)技術(shù)，對汞污染地區(qū) 及周邊地區(qū)人群的飲食健康具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，除了嚴(yán)格控制新增汞污染源 (含汞廢水、廢渣等）的排放進(jìn)入稻田，防治土壤污染進(jìn)一步增強(qiáng)外，而對于如何解決因長 期暴露于汞污染土壤引起的水稻稻米汞含量易超標(biāo)問題還沒有很好的辦法。
[0003] 雖然201110247132. 0專利申請公開了采用錳肥和硒肥相結(jié)合在水稻孕穗期和齊 穗期進(jìn)行葉面噴的方法，實(shí)現(xiàn)降低水稻中的重金屬含量，利用的是葉面噴施錳和硒元素對 重金屬元素的拮抗作用。其缺點(diǎn)在于，對于水稻而言，錳和硒在一定濃度范圍內(nèi)，其是微量 元素，有利于水稻生長，但超出一定濃度后，就變成了有害元素，抑制水稻生長，影響水稻產(chǎn) 量，這對于農(nóng)戶而言，難于把握，增加操作難度。此外，相對于根部施肥來說，葉面液面噴施 而言，其吸收和利用率較小，進(jìn)而相對影響了其對汞等重金屬在水稻體的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)效率。 因此需尋找對水稻生長而言，既是環(huán)境友好型，同時(shí)又可幫助水稻降低汞等重金屬在其體 內(nèi)的運(yùn)輸與累積，實(shí)現(xiàn)安全農(nóng)產(chǎn)品輸出的材料或制劑顯得更有現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種既是環(huán)境友好型，同時(shí)又可幫助水稻降低汞 等重金屬在其體內(nèi)的運(yùn)輸與累積，實(shí)現(xiàn)安全農(nóng)產(chǎn)品（包括水稻籽粒）輸出的制劑及制備法 和使用方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種降低水稻籽粒中汞含量的制劑，該制劑 的主原料由以下重量的組分組成：L-甲硫氨酸15-20g、L-半胱氨酸100-150g、L-硒代甲硫 氨酸25-30g、谷胱甘肽50-60g，磷酸二氫鉀120-200g及復(fù)硝酚鈉10-15g。
[0006] 本發(fā)明還同時(shí)提供了上述降低水稻籽粒中汞含量的制劑的制備方法，依次包括如 下步驟：
[0007] 1)、于反應(yīng)釜中加入IL水，調(diào)節(jié)水溫至50_60°C ;
[0008] 2)、然后依次分別加入L-甲硫氨酸15-20g、L-半胱氨酸100-150g(較佳為 100-130g)、L-硒代甲硫氨酸25-30g、谷胱甘肽50-60g(較佳為50-55g)、磷酸二氫鉀 120-200g(較佳為 120-150g)及復(fù)硝酚鈉 10-15g ;
[0009] 每一組分加入后于50-60°C恒溫反應(yīng)25_35min(較佳為30min)后再加入下一 組分，直至作為最后一個(gè)組分的復(fù)硝酚鈉加入后于50-60°C恒溫反應(yīng)25-35min(較佳為 30min)；
[0010] 3)、將步驟2)所得物冷卻至室溫后，過濾、滅菌、灌裝即為成品一降低水稻籽粒中 汞含量的制劑。
[0011] 備注說明：室溫一般指10_30°C，過濾一般是指過2500目的濾網(wǎng)，滅菌一般是指于 121 °C加熱20分鐘。
[0012] 本發(fā)明還同時(shí)提供了上述降低水稻籽粒中汞含量的制劑的使用方法：
[0013] 在以下5個(gè)時(shí)期分別施用（噴施）制劑：
[0014] 時(shí)期①：水稻移栽前整地時(shí)，
[0015] 時(shí)期②：移栽后一個(gè)月（基本接近或處于分蘗期），所述移栽在整地施用制劑一周 后進(jìn)行，
[0016] 時(shí)期③：水稻拔節(jié)期第1?10天，
[0017] 時(shí)期④：水稻揚(yáng)花期第1?7天，
[0018] 時(shí)期⑤：水稻揚(yáng)花期后第7?21天；
[0019] 時(shí)期①?時(shí)期②：每個(gè)時(shí)期施用一次，每次制劑的用量為2. 5-4. OL/畝，施用時(shí)稀 釋200-300倍（體積倍）；
[0020] 時(shí)期③?時(shí)期⑤：每個(gè)時(shí)期施用一次（早晨9點(diǎn)以前），每次上述制劑用量 L 0-3. OL/畝，施用時(shí)稀釋400-600倍（體積倍）。
[0021] 備注說明：
[0022] 時(shí)期①?時(shí)期②直接對著該土壤噴施制劑，在時(shí)期③?時(shí)期⑤對水稻根部和葉面 噴施制劑。
[0023] 作為本發(fā)明的制劑的使用方法的改進(jìn)：
[0024] 時(shí)期①?時(shí)期②：每次制劑的用量為3. 0-3. 5L/畝（更佳為3. 0-3. IL/畝），稀釋 250 倍；
[0025] 時(shí)期③為：水稻拔節(jié)期第5?7天（更佳為4?5天），
[0026] 時(shí)期④為：水稻揚(yáng)花期第1?3天（更佳為2?3天），
[0027] 時(shí)期⑤為：水稻揚(yáng)花期后第14?16天，
[0028] 時(shí)期③?時(shí)期⑤：每次制劑的用量為I. 4-1. 8L/畝（更佳為I. 4-1. 6L/畝），稀釋 500 倍。
[0029] 本發(fā)明在移栽后至成熟前，根據(jù)水稻生長發(fā)育特性，確定了上述施用時(shí)間。
[0030] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制劑具有配制簡單、使用方便的特點(diǎn)；成分均為特 定氨基酸和小分子肽以及養(yǎng)分及生長調(diào)節(jié)劑，在實(shí)現(xiàn)控制汞在水稻籽粒中迀移、富集之外， 還促進(jìn)水稻生長，無毒副作用，屬于環(huán)境友好型的有效降低汞在水稻籽粒中累積，實(shí)現(xiàn)安全 農(nóng)產(chǎn)品輸出的制劑。使用時(shí)以噴施的方式進(jìn)行，與農(nóng)藥噴灑類似，簡單易操作，且在水稻生 產(chǎn)過程中，整地、育苗、移栽、田間管理均采用農(nóng)業(yè)常規(guī)方法。本發(fā)明技術(shù)主要原理是通過 對汞暴露水稻采用本發(fā)明所述的氨基酸和小分子肽等進(jìn)行調(diào)控汞在水稻中吸收、迀移與積 累，最后實(shí)現(xiàn)中輕度汞污染地區(qū)（即汞含量<5. 5mg/kg的土壤）水稻籽粒安全輸出。一方 面通過土壤施用，使其與汞發(fā)生較強(qiáng)的鍵合作用，使其沉淀于土壤，阻滯水稻對汞的吸收， 另一方面水稻生長過程中通過吸收土壤與葉面噴施的上述特定氨基酸與小分子肽物質(zhì)，促 進(jìn)含相應(yīng)物質(zhì)的蛋白合成，這類蛋白與汞發(fā)生較強(qiáng)的鍵合作用，改變了水稻中汞的化學(xué)存 在形態(tài)，這類蛋白鍵合的汞沉積于水稻莖葉中，不發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)，從而降低汞暴露稻田水稻籽粒 中總汞含量，實(shí)現(xiàn)籽粒安全輸出。本發(fā)明為在中輕度汞污染地區(qū)水稻籽粒汞污染提供了良 好的解決途徑。
[0031] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)中輕度汞污染地區(qū)種植的水稻籽粒汞含量低于我國食品衛(wèi) 生標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2012)限定大米中汞的限定值，即總汞不得超過20yg/kg，且本發(fā)明的制 劑易于配制，同時(shí)操作簡便，成本低廉，非常適用于農(nóng)業(yè)大田生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 實(shí)施例1、
[0033] 降低水稻籽粒中汞含量的制劑的制備方法，依次包括如下步驟：于反應(yīng)釜中加入 IL水，調(diào)節(jié)水溫至50-60°C，依次分批加入L-甲硫氨酸20g，L-半胱氨酸130g，L-硒代甲硫 氨酸30g，谷胱甘肽55g，磷酸二氫鉀120g及復(fù)硝酚鈉12g，每一組分加入后恒溫（50-60°C ) 反應(yīng)30min，直至作為最后一個(gè)組分的復(fù)硝酚鈉加入后于50-60°C恒溫反應(yīng)30min。將反應(yīng) 產(chǎn)物冷卻至室溫后、過濾（過2500目的濾網(wǎng)）、滅菌（于121°C加熱20分鐘）、灌裝即為成 品一降低水稻籽粒中汞含量的制劑。
[0034] 采用上述制劑開展小區(qū)試驗(yàn)，污染土壤試驗(yàn)小區(qū)[容積， Im(長）X Im(寬）X0. 4m(高）]，水泥砌成，所用土壤采自貴州清鎮(zhèn)，土壤采含量為5. 23mg/ kg。小區(qū)種植水稻，采用兩個(gè)水稻品種，一個(gè)為"嘉33"，一個(gè)為"華兩優(yōu)164"，對兩水稻品 種分別設(shè)置制劑處理與不處理（對照）。
[0035] 水稻移栽前整地時(shí)及移栽后一個(gè)月（所述移栽在整地施用制劑一周后進(jìn)行），分 別向土壤中施用上述制劑，每次上述制劑用量3. IL/畝，稀釋250倍；移栽后至成熟前，根據(jù) 水稻生長發(fā)育特性，確定施用時(shí)間，于拔節(jié)期第5天、揚(yáng)花期第2天和揚(yáng)花期后第14天，各 施用1次上述制劑（早晨9點(diǎn)以前，對水稻根部和葉面噴施制劑），每次施用量為I. 6L/畝， 稀釋500倍。插秧后（移栽后）約120天，水稻成熟，收獲水稻，測定水稻不同組織總汞含 量。不同處理下水稻各組織總汞含量見表1。
[0036] 備注說明：
[0037] 稀釋250倍，即為：在1體積倍的制劑中加入249體積倍的水進(jìn)行稀釋。其余以此 類推。
[0038] 汞含量的檢測按GB/T 5009. 17規(guī)定的方法測定。
[0039] 表1不同處理下水稻不同組織總汞含量（mg/kg)

【權(quán)利要求】
1. 降低水稻籽粒中汞含量的制劑，其特征是該制劑的主原料由以下重量的組分組成： L-甲硫氨酸15-20g、L-半胱氨酸100-150g、L-硒代甲硫氨酸25-30g、谷胱甘肽 50-60g，磷酸二氫鉀120-200g及復(fù)硝酚鈉10-15g。
2. 降低水稻籽粒中汞含量的制劑的制備方法，其特征是依次包括如下步驟： 1) 、于反應(yīng)釜中加入1L水，調(diào)節(jié)水溫至50-60°C ; 2) 、然后依次分別加入L-甲硫氨酸15-20g、L-半胱氨酸100-150g、L-硒代甲硫氨酸 25-30g、谷胱甘肽50-60g、磷酸二氫鉀120-200g及復(fù)硝酚鈉10-15g ; 每一組分加入后于50-60°C恒溫反應(yīng)25-35min后再加入下一組分，直至作為最后一個(gè) 組分的復(fù)硝酚鈉加入后于50-60°C恒溫反應(yīng)25-35min ; 3) 、將步驟2)所得物冷卻至室溫后，過濾、滅菌、灌裝即為成品一降低水稻籽粒中汞含 量的制劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低水稻籽粒中汞含量的制劑的制備方法，其特征是： 所述步驟2)為：依次分批加入L-甲硫氨酸20g、L-半胱氨酸130g、L-硒代甲硫氨酸 30g、谷胱甘肽55g、磷酸二氫鉀120g及復(fù)硝酚鈉12g。
4. 如權(quán)利要求2或3所述方法制備而得的降低水稻籽粒中汞含量的制劑的使用方法， 其特征是： 在以下5個(gè)時(shí)期分別施用制劑： 時(shí)期①：水稻移栽前整地時(shí)， 時(shí)期②：移栽后一個(gè)月，所述移栽在整地施用制劑一周后進(jìn)行， 時(shí)期③：水稻拔節(jié)期第1?10天， 時(shí)期④：水稻揚(yáng)花期第1?7天， 時(shí)期⑤：水稻揚(yáng)花期后第7?21天； 時(shí)期①?時(shí)期②：每個(gè)時(shí)期施用一次，每次制劑的用量為2.5-4. 0L/畝，施用時(shí)稀釋 200-300 倍； 時(shí)期③?時(shí)期⑤：每個(gè)時(shí)期施用一次，每次上述制劑用量1.0-3. 0L/畝，施用時(shí)稀釋 400-600 倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制劑的使用方法，其特征在于： 時(shí)期①?時(shí)期②：每次制劑的用量為3. 0-3. 5L/畝，稀釋250倍； 時(shí)期③為：水稻拔節(jié)期第5?7天， 時(shí)期④為：水稻揚(yáng)花期第1?3天， 時(shí)期⑤為：水稻揚(yáng)花期后第14?16天， 時(shí)期③?時(shí)期⑤：每次制劑的用量為1. 4-1. 8L/畝，稀釋500倍。
【文檔編號】A01P21/00GK104488965SQ201410652961
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】謝曉梅, 廖敏, 張楠, 黃宇, 葉照金 申請人:浙江大學(xué)