本發(fā)明涉及稻田鉻污染處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種降低中輕度鉻污染稻田中稻米鉻含量的水分管理方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)的發(fā)展，鉻及其化合物應(yīng)用越來越多，如電鍍、皮革、印染、化工等行業(yè)。在我國，每年產(chǎn)生含鉻廢渣約75～90萬噸，其中經(jīng)過處理和綜合利用的不足17％。根據(jù)《浙江省重金屬污染綜合防治規(guī)劃(2010-2015年)》，鉻的排放總量占浙江省工業(yè)重金屬排放總量的95％。鉻已成為環(huán)境中重要的重金屬污染物。

水稻是我國主要糧食作物，全國60％以上的人口以水稻為主食。目前已有不少研究報道了大米鉻污染問題，王曉波等(2015)對廣州市售大米鉻污染水平調(diào)查指出，總鉻和六價鉻檢出率為100％，其中總鉻的超標(biāo)率為26.67％。王國莉(2012)對惠州商品大米重金屬含量分析指出，大米樣品中鉻超標(biāo)率高達34.03％，最高含量達25.31mgkg^-1。

土壤中的鉻通常以三價和六價兩種穩(wěn)定價態(tài)存在。三價鉻在土壤中易與氧、氫氧化物、硫酸鹽或有機質(zhì)等結(jié)合形成難溶的鰲合物或沉淀，具有生物有效性低、遷移性小的特點。相反，六價鉻在土壤中具有溶解性高、遷移性大的特點。此外，一般認為六價鉻對人體的毒性比三價鉻高約100倍。因此，研究控制稻田土壤中鉻形態(tài)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素、尋找有效措施控制水稻對鉻的吸收積累，具有重要意義。

水分管理方式可以改變土壤的理化狀況，如氧化還原電位、ph、亞鐵、硫化物、有機質(zhì)含量等，從而改變土壤中鉻的存在形態(tài)和對植物的有效性，最終影響水稻對鉻的吸收及積累。當(dāng)前水稻種植一般采用干濕交替灌溉，然而這種方法對于鉻污染稻田不適合，會導(dǎo)致土壤中鉻的生物有效性增加，從而提高水稻對鉻的吸收積累。也有采用全淹水處理的，但目前農(nóng)用水資源極度缺乏，要求全生育期淹水也是不切實際的，并且還會導(dǎo)致很多無效分蘗，影響產(chǎn)量，也不利于機械化收割。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種降低中輕度鉻污染稻田中稻米鉻含量的水分管理方法，使得土壤中毒性較強的六價鉻向低毒的三價鉻轉(zhuǎn)變，從而降低污染土壤中鉻的毒性，同時顯著減少水稻植株對鉻的吸收積累，控制稻米中鉻的濃度符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(稻米鉻＜1.0mg/kg)，并且也不會影響水稻產(chǎn)量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種降低中輕度鉻污染稻田中稻米鉻含量的水分管理方法，包括以下步驟：

(1)在水稻返青期至分蘗前期，采用淹水灌溉；

(2)在水稻分蘗后期自然落干，并使土壤含水量保持在35％-40％；

(3)在水稻孕穗期、抽穗楊花期和灌漿期，采用淹水灌溉；

(4)在水稻成熟期，排水曬田，并使土壤含水量保持在30％-35％，直至水稻成熟收獲。

在申請人多年研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種針對中輕度鉻污染稻田如何有效降低稻米鉻含量的水分管理方法。針對中輕度鉻污染稻田的特點，通過在水稻整個生育期內(nèi)合理的水分管理，不同時期采取不同水分管理措施，結(jié)合淹水灌溉、自然落干、排水曬田，最大限度的發(fā)揮各操作的協(xié)同作用，從而有效改變土壤中鉻的價態(tài)和形態(tài)，顯著降低水稻對鉻的吸收累積，使大米中鉻的濃度符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(稻米鉻＜1.0mg/kg)。

步驟(2)在水稻分蘗后期自然落干，并使土壤含水量保持在35％-40％，在降低水稻對鉻的吸收累積作用的同時，還能有效控制無效分蘗。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，水稻返青期淹水灌溉為保持表土之上的水層高度為4-6cm。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，分蘗前期淹水灌溉為保持表土之上的水層高度為7-9cm。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，水稻孕穗期淹水灌溉為保持表土之上的水層高度為7-9cm，抽穗楊花期淹水灌溉為保持表土之上的水層高度為5-7cm，灌漿期為保持表土之上的水層高度為3-5cm。

作為優(yōu)選，水稻孕穗期、抽穗楊花期、灌漿期淹水灌溉的水層高度依次遞減。

發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在淹水處理時，針對水稻生長的各個時期，設(shè)置不同的淹水高度，形成梯度負壓，能保障水稻產(chǎn)量不受影響，節(jié)約水量，且能有效降低水稻對鉻的吸收累積。

作為優(yōu)選，輕度鉻污染稻田的土壤鉻污染單項指數(shù)為：1≤土壤鉻污染單項指數(shù)＜2。

作為優(yōu)選，中度鉻污染稻田的土壤鉻污染單項指數(shù)為：2≤土壤鉻污染單項指數(shù)＜3。

作為優(yōu)選，返青期、分蘗期、孕穗期、抽穗楊花期和灌漿期涵蓋所有的水稻生長周期。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方法抓住重金屬鉻進入稻米的關(guān)鍵時期，實施有效地水分管理，通過改變土壤中鉻的價態(tài)和形態(tài)，降低水稻對鉻的吸收累積，從而使稻米中鉻的含量降低，經(jīng)測定利用本發(fā)明所述方法種植的大米中鉻含量符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(稻米鉻＜1.0mg/kg)。

附圖說明

圖1是為現(xiàn)有方法(對照組)與本發(fā)明的方法(處理組)處理土壤中氧化還原電位動態(tài)對比圖。

圖2是為現(xiàn)有方法(對照組)與本發(fā)明的方法(處理組)處理土壤中有效態(tài)鉻濃度對比圖。

圖3是為現(xiàn)有方法(對照組)與本發(fā)明的方法(處理組)處理水稻大米中鉻含量對比圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。

本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

實施例：

2016年5月上旬，浙江省杭州市富陽區(qū)污染區(qū)域，在鉻輕度污染稻田(土壤鉻濃度323mg/kg，)和中度污染稻田(土壤鉻濃度614mg/kg)進行整地、深翻耕。

在水稻返青期，淹水灌溉保持表土之上的水層高度為4-6cm，分蘗前期，淹水灌溉保持表土之上的水層高度為7-9cm；在分蘗后期，自然落干，使土壤含水量保持在35％-40％；在孕穗期、抽穗楊花期和灌漿期，采用淹水灌溉，水稻孕穗期淹水灌溉保持表土之上的水層高度為7-9cm，抽穗楊花期淹水灌溉保持表土之上的水層高度為5-7cm，灌漿期保持表土之上的水層高度為3-5cm，水稻孕穗期、抽穗楊花期、灌漿期淹水灌溉的水層高度依次遞減，遞減幅度為1-2cm；在水稻成熟期，排水曬田，使土壤含水量保持在30％-35％，直至水稻成熟收獲。

在中輕度鉻污染的稻田中，分別采用農(nóng)戶習(xí)慣的干濕交替現(xiàn)有方法(對照組)與本發(fā)明的方法(處理組)進行水稻植株栽培，并于水稻移栽后28、34、45、48、63、66、81、84、99、102、108、114天測定土壤氧化還原電位動態(tài)。在水稻收獲時采集土壤樣品分析土壤中有效態(tài)鉻濃度，并采集稻谷樣品測定稻米中鉻含量。采用spss18.0統(tǒng)計軟件對結(jié)果進行數(shù)理統(tǒng)計分析，結(jié)果見圖1-3。

從附圖1來看，處理組土壤在孕穗期、抽穗楊花期和灌漿期，一直處于低氧化還原電位的狀態(tài)，隨時間呈下降的趨勢，輕度污染土壤氧化還原電位從-122mv降至-354mv，中度污染土壤氧化還原電位從-96mv降至-318mv，直至水稻成熟期排水曬田，氧化還原電位才開始上升；而對照組土壤氧化還原電位隨土壤淹水和落干變化很大，輕度污染土壤氧化還原電位在264和-226mv之間波動，中度污染土壤氧化還原電位在287和-184mv之間波動。

從附圖2來看，在水稻收獲時，輕度污染和中度污染處理組土壤有效態(tài)濃度分別為2.39mgkg^-1和3.87mgkg^-1，比輕度污染和中度污染對照組土壤有效態(tài)濃度分別降低56.4％和49.7％。

從附圖3來看，輕度污染和中度污染處理組稻米鉻含量都顯著低于對照組。輕度污染和中度污染處理組稻米鉻含量分別為0.59mgkg^-1和0.92mgkg^-1，比對照組稻米鉻含量分別降低了53.9％和61.5％，符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(稻米鉻＜1.0mg/kg)。

此外，對比對照組與處理組的水稻產(chǎn)量，在統(tǒng)計學(xué)上沒有顯著差異。

結(jié)論：在重金屬進入稻米的關(guān)鍵時期，實施有效地水分管理，加速了土壤中六價鉻還原為三價鉻，降低土壤中鉻的生物有效性以及水稻對鉻的吸收累積，從而使大米中鉻的濃度符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(稻米鉻＜1.0mg/kg)。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。