技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種降低稻米鎘污染的方法，具體涉及一種通過(guò)調(diào)節(jié)早稻種植和收獲時(shí)間來(lái)降低稻米鎘污染的方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)向環(huán)境中排放的污染物急劇增加，其中的重金屬污染物由于在環(huán)境中無(wú)法降解，易于在土壤中累積，從而造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染。鎘與其他重金屬相比具有活性高、易遷移，易在生物和人體內(nèi)積累的特點(diǎn)，同時(shí)水稻相對(duì)于其他大宗作物而言更容易吸收和積累鎘，因此如何降低水稻對(duì)鎘的吸收積累已成為我國(guó)環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

目前有關(guān)降低農(nóng)田水稻鎘吸收的技術(shù)方法有較多報(bào)道，主要分為以下幾類(lèi)：（1）施用鈍化劑降低土壤鎘有效態(tài)；（2）利用超積累植物降低土壤鎘總量；（3）噴施葉面阻控劑降低鎘在水稻籽粒中的積累；（4）客土、深翻、輪/間作等農(nóng)藝措施降低耕作層鎘總量和有效性等。這些技術(shù)均存在著需投入一定成本、改變農(nóng)民種植習(xí)慣、后續(xù)處理麻煩、穩(wěn)定性不高等缺點(diǎn)，因此仍需研發(fā)簡(jiǎn)單易行，農(nóng)民易于接受的降低水稻鎘積累的技術(shù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問(wèn)題：為克服上述技術(shù)的不足之處，本發(fā)明基于生長(zhǎng)積溫對(duì)水稻鎘吸收的影響機(jī)制和水稻對(duì)鎘的吸收/積累規(guī)律的研究，提供了一種降低早稻稻米中鎘含量的方法。

技術(shù)方案：一種降低早稻稻米中鎘含量的方法，通過(guò)調(diào)節(jié)早稻的種植時(shí)間和收獲時(shí)間來(lái)降低稻米中的Cd含量。

所述調(diào)節(jié)時(shí)間具體是指推遲早稻種植時(shí)間或提前收獲時(shí)間。

降低早稻稻米中鎘含量的方法，具體步驟為：根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史氣溫資料和早稻種植習(xí)慣，確定當(dāng)?shù)卦绲镜钠骄N植日期和收獲日期，在此基礎(chǔ)上采用推遲種植時(shí)間，生長(zhǎng)期不變；或，提前收獲，生長(zhǎng)期縮短；或，以上兩者組合使用的技術(shù)方法，生長(zhǎng)期縮短；水稻種植方法和日常管理與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的習(xí)慣一致。

調(diào)節(jié)早稻的種植時(shí)間是指推遲種植時(shí)間為1-3周。

調(diào)節(jié)早稻的收獲時(shí)間是指收獲時(shí)間提前1-2周。

調(diào)節(jié)早稻的種植時(shí)間和收獲時(shí)間是指種植時(shí)間推遲1周的同時(shí)收獲時(shí)間提前1周。

有益效果：使用本發(fā)明技術(shù)，推遲種植的方法可實(shí)現(xiàn)降低稻米中Cd含量17.6%-35.0%，提前收獲的方法可降低稻米Cd含量32.6%-36.9%，兩者組合使用可降低稻米Cd含量50.3%。本技術(shù)操作簡(jiǎn)單，不增加任何成本，農(nóng)民易于接受，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1不同種植時(shí)間對(duì)稻米鎘含量的影響示意圖；

圖2不同收獲時(shí)間對(duì)稻米鎘含量的影響示意圖；

圖3同時(shí)調(diào)節(jié)種植時(shí)間和收獲時(shí)間對(duì)稻米鎘含量的影響示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：推遲早稻種植時(shí)間降低稻米鎘含量的試驗(yàn)

1.供試材料和基礎(chǔ)資料調(diào)研：試驗(yàn)地點(diǎn)位于江西省貴溪市濱江鄉(xiāng)，試驗(yàn)水稻品種為優(yōu)I463（德農(nóng)88）。試驗(yàn)區(qū)農(nóng)田土壤pH為5.27，總鎘含量為0.82 mg/kg。通過(guò)對(duì)貴溪地區(qū)歷史氣象數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民水稻種植習(xí)慣的調(diào)研，確定該地區(qū)早稻的種植時(shí)間約在3月20日左右，因此以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)推遲種植時(shí)間的試驗(yàn)。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用大田試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)三個(gè)試驗(yàn)處理，分別為正常種植（3月20日）、推遲一周種植（3月27日）和推遲二周種植（4月3日）。將試驗(yàn)田塊分為三個(gè)地塊，每個(gè)地塊面積約為200平方米，一個(gè)地塊即為一個(gè)試驗(yàn)處理。早稻種植方式和日常管理與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣種植方式一致。為保證不同處理的水稻生長(zhǎng)期一致，收獲時(shí)間也相應(yīng)延遲，各處理的水稻生長(zhǎng)期均為123天。

3.樣品采集和測(cè)定：收獲時(shí)在每個(gè)處理的田塊中隨機(jī)抽取3個(gè)1×1平方米面積的水稻樣方，收獲所有的稻穗，烘干后，均勻取部分稻粒樣品進(jìn)行脫殼粉碎，然后用20毫升濃硝酸和1毫升高氯酸消化，消化液經(jīng)定容過(guò)濾后用原子吸收測(cè)定。

4.結(jié)果與分析

圖1是不同種植時(shí)間對(duì)稻米鎘含量的影響。從圖中可以看出，隨著種植時(shí)間的推遲，稻米中的鎘呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，推遲一周處理和推遲二周處理中的稻米鎘含量分別從正常種植處理的0.360 mg/kg下降到0.297mg/kg和0.234mg/kg，下降幅度分別為17.6%和35.0%。可見(jiàn)，通過(guò)推遲早稻的種植時(shí)間可有效降低稻米中的鎘含量。

實(shí)施例2：收獲時(shí)間提前降低稻米鎘含量的試驗(yàn)

1.供試材料：試驗(yàn)地點(diǎn)位于江西省貴溪市濱江鄉(xiāng)，試驗(yàn)水稻品種為優(yōu)I463（德農(nóng)88）。試驗(yàn)區(qū)農(nóng)田土壤pH為5.27，總鎘含量為0.82 mg/kg。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用大田試驗(yàn)，將試驗(yàn)田塊分成2個(gè)地塊，每個(gè)地塊約為200平方米。第一個(gè)地塊的種植時(shí)間為3月27日，設(shè)計(jì)兩個(gè)試驗(yàn)處理，每個(gè)處理的面積均為100平方米，一個(gè)處理是正常時(shí)間收獲（7月28日，生長(zhǎng)期123天），另一個(gè)處理是提前一周時(shí)間收獲（7月19日，生長(zhǎng)時(shí)間115天）；第二個(gè)地塊的種植時(shí)間是4月3日，同樣設(shè)計(jì)兩個(gè)試驗(yàn)處理，每個(gè)處理的面積均為100平方米，一個(gè)處理是正常收獲（8月4日，生長(zhǎng)期123天），另一個(gè)處理是提取二周時(shí)間收獲（7月19日，生長(zhǎng)期108天）。

3.樣品采集和測(cè)定：收獲時(shí)在每個(gè)處理的田塊中隨機(jī)抽取3個(gè)1×1平方米面積的水稻樣方，收獲所有的稻穗，烘干后，均勻取部分稻粒樣品進(jìn)行脫殼粉碎，然后用20毫升濃硝酸和1毫升高氯酸消化，消化液經(jīng)定容過(guò)濾后用原子吸收測(cè)定。

4.結(jié)果與分析

圖2是不同收獲時(shí)間對(duì)稻米鎘含量的影響。從圖中可以看出，隨著收獲時(shí)間的提前，稻米中的鎘呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，提前一周收獲處理的稻米鎘含量從正常收獲處理的0.297 mg/kg下降到0.200 mg/kg，下降幅度為32.6%，且稻米鎘含量達(dá)到了0.20 mg/kg的國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2012）；提前二周收獲處理的稻米鎘含量從正常收獲處理的0.234mg/kg下降到0.148 mg/kg，下降幅度達(dá)36.9%，且稻米鎘含量已低于0.20 mg/kg的國(guó)家食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2012）?？梢?jiàn)，通過(guò)提前對(duì)水稻進(jìn)行收獲可有效降低稻米中的鎘含量。

實(shí)施例3：推遲種植結(jié)合提前收獲降低稻米鎘含量的試驗(yàn)

1.供試材料：試驗(yàn)地點(diǎn)位于江西省貴溪市濱江鄉(xiāng)，試驗(yàn)水稻品種為優(yōu)I463（德農(nóng)88）。試驗(yàn)區(qū)農(nóng)田土壤pH為5.27，總鎘含量為0.82 mg/kg。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用大田試驗(yàn)，將試驗(yàn)田塊分成2個(gè)地塊，每個(gè)地塊約為200平方米。第一個(gè)地塊的處理為正常種植和正常收獲，種植時(shí)間為3月27日，收獲時(shí)間為7月28日（生長(zhǎng)期123天），另一個(gè)處理是推遲一周種植的同時(shí)提前一周收獲，種植和收獲時(shí)間分別為4月3日和7月19日（生長(zhǎng)期108天）。

3.樣品采集和測(cè)定：收獲時(shí)在每個(gè)處理的田塊中隨機(jī)抽取3個(gè)1×1平方米面積的水稻樣方，收獲所有的稻穗，烘干后，均勻取部分稻粒樣品進(jìn)行脫殼粉碎，然后用20毫升濃硝酸和1毫升高氯酸消化，消化液經(jīng)定容過(guò)濾后用原子吸收測(cè)定。

4.結(jié)果與分析

圖3是推遲種植和提前收獲時(shí)間組合運(yùn)用對(duì)稻米鎘含量的影響。從圖中可以看出，推遲種植一周和提前收獲一周組合使用的處理中稻米的鎘呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，從正常種植和正常收獲處理的0.297 mg/kg下降到0.148mg/kg，下降幅度為50.3%，且稻米鎘含量已低于0.20 mg/kg的國(guó)家食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2012）?？梢?jiàn)，推遲種植和提前收獲組合使用可大幅度降低稻米中的鎘含量。

一般認(rèn)為，水稻的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的累積受到水稻整個(gè)生育期積溫的影響。申請(qǐng)人通過(guò)溫室模擬增溫試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，稻米中的Cd累積除了與積溫有關(guān)，更重要的是與水稻日溫差的累積有關(guān)，即日溫差累積越大稻米中Cd含量越低。通過(guò)對(duì)早稻整個(gè)生長(zhǎng)期溫度的統(tǒng)計(jì)和分析發(fā)現(xiàn)，推遲種植時(shí)間會(huì)提高早稻整個(gè)生育期的日溫差累積量，因此我們推測(cè)推遲種植可能會(huì)導(dǎo)致稻米Cd含量的下降。隨后通過(guò)在貴溪地區(qū)開(kāi)展大田試驗(yàn)，驗(yàn)證了這一結(jié)論。推遲種植的時(shí)間一般而言推遲越長(zhǎng)，稻米中Cd含量降低越明顯，但由于種植早稻的地區(qū)還需種植晚稻，因此推遲的時(shí)間最多不能超過(guò)3周。推遲的時(shí)間最少也不應(yīng)少于1周，這是因?yàn)槿绻偕俚脑?，則日溫差累積量的差異就不顯著了，對(duì)稻米Cd的影響也就很小了。同樣的推遲種植方法對(duì)中稻和晚稻的效果不顯著，究其原因就是改變種植時(shí)間對(duì)中稻和晚稻整個(gè)生長(zhǎng)季的日溫差累積沒(méi)有顯著影響。通過(guò)對(duì)早稻和中晚稻生長(zhǎng)期溫度的統(tǒng)計(jì)和分析發(fā)現(xiàn)，在早稻種植時(shí)期氣溫有一個(gè)明顯上升的趨勢(shì)，日溫差在逐步變大，而在中稻和晚稻種植時(shí)期氣溫基本上是持平的，日溫差比較穩(wěn)定，因此通過(guò)改變種植時(shí)間對(duì)日溫差的影響很小。