【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于農(nóng)用肥料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種降低水稻籽粒中砷含量的葉面噴施肥。

背景技術(shù)：

砷是一種在自然界廣泛存在的有毒并具有致癌作用的類金屬元素，其污染問題不僅嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，也嚴(yán)重威脅到人類健康，因而砷污染也是全球面臨的十分嚴(yán)峻的環(huán)境問題。我國(guó)是砷礦大國(guó)，砷礦廣泛分布在我國(guó)湖南、云南、廣西、廣東等省區(qū)，砷礦開采或冶煉產(chǎn)生的含砷廢棄物排放給環(huán)境安全帶來十分嚴(yán)重的影響，我國(guó)是受砷中毒危害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。

此外，含砷農(nóng)藥、化肥(主要是磷肥和復(fù)合肥)等農(nóng)資產(chǎn)品過量投入也在一定程度上導(dǎo)致砷在土壤中累積，進(jìn)而影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，影響動(dòng)植物生長(zhǎng)和發(fā)育。因此，修復(fù)砷污染土壤，降低土壤砷對(duì)作物的有效性、減少農(nóng)作物對(duì)砷的吸收量，已成為農(nóng)業(yè)環(huán)境研究的重要方向之一。

水稻是我國(guó)南方地區(qū)主要種植的糧食作物。水稻因其特殊的栽培方式(淹水)而對(duì)砷具有高敏感性。這是因?yàn)樵谘退€原條件下三價(jià)砷在土壤中是主要形態(tài)，具有更強(qiáng)的移動(dòng)性和有效性，更易于被水稻吸收。如何降低水稻籽粒中砷富積量是近年來研究的重點(diǎn)任務(wù)之一。

水分管理是一種有效調(diào)控水稻對(duì)砷吸收的方式，其主要機(jī)理是通過在水稻吸收砷的豐度期減少田間含水量，使三價(jià)砷向移動(dòng)性和有效性相對(duì)弱的五價(jià)砷轉(zhuǎn)化，最終減少水稻對(duì)砷的吸收量，但這種方式或多或少會(huì)影響水稻產(chǎn)量。土壤砷的化學(xué)鈍化方法也是一種較為有效的方法，如通過向水稻土中添加含磷或鐵的鈍化劑，能夠在一定程度上降低水稻土中砷的有效性，減少水稻對(duì)砷的富集。但總體來看，一是在水田條件下具有高效吸附砷能力的鈍化劑還很少，二是相關(guān)鈍化產(chǎn)品雖然有效地吸附了土壤中易溶態(tài)砷，降低了土壤砷的有效性，但其對(duì)土壤的生物學(xué)功能，如微生物多樣性與豐度、土壤酶活性等產(chǎn)生了負(fù)面影響，進(jìn)而影響了土壤肥力與質(zhì)量。

葉面噴施磷肥、硅肥近年來也常常被用于水稻籽粒富集砷的調(diào)控。這主要是因?yàn)楣琛⒘着c砷具有相同的作物細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，通過葉面施用硅、磷等能夠顯著抑制作物根系對(duì)砷的吸收及其向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而減少水稻籽粒對(duì)砷的富集。近年來，有報(bào)道，通過葉面施用硅肥能顯著減少水稻籽粒中砷的含量，然而其對(duì)水稻吸收砷的調(diào)控效果還相對(duì)有限。目前還很少有報(bào)道葉面施磷后對(duì)水稻籽粒富集砷的影響。此外，影響葉面噴施磷肥或硅肥效果的主要因素是：水稻葉片表面有一層角質(zhì)和蠟質(zhì)層，其主要功能是保護(hù)水稻葉面水分、防輻射和抗病蟲害，但它在很大程度上制約葉面噴施磷肥在水稻葉面上附著，抑制葉細(xì)胞對(duì)磷的吸收，減弱通過施用葉面磷肥調(diào)控水稻吸收砷的效果。因此，如何有效增加磷肥在葉面上的存留，增加其與葉細(xì)胞的接觸是增加施磷調(diào)控水稻籽粒吸收砷效果的關(guān)鍵因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[要解決的技術(shù)問題]

本發(fā)明的目的是提供一種降低水稻籽粒中砷含量的葉面噴施肥。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種降低水稻籽粒中砷含量的葉面噴施肥。所述的葉面噴施肥含有0.21～0.42mm磷酸二氫鉀。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的葉面噴施肥含有磷酸二氫鉀與鼠李糖酯。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述的葉面噴施肥中磷酸二氫鉀的濃度是0.21～0.42mm。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述的葉面噴施肥中鼠李糖酯的濃度是以重量計(jì)0.2～0.5％。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，磷酸二氫鉀的濃度是0.26～0.38mm；鼠李糖酯的濃度是以重量計(jì)0.2～0.4％。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，磷酸二氫鉀的濃度是0.30～0.34mm；鼠李糖酯的濃度是以重量計(jì)0.3～0.4％。

下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

本發(fā)明涉及一種降低水稻籽粒中砷含量的葉面噴施肥。所述的葉面噴施肥含有0.21～0.42mm磷酸二氫鉀。

根據(jù)本發(fā)明，磷酸二氫鉀在所述的葉面噴施肥中的基本作用是它被水稻葉片吸收后能有效阻控水稻籽粒對(duì)砷的富集。

在所述的葉面噴施肥中，如果磷酸二氫鉀水溶液的濃度低于0.21mm，則會(huì)導(dǎo)致水稻葉面吸收磷含量下降，從而顯著降低其阻控水稻籽粒吸收砷的效果；如果磷酸二氫鉀水溶液的濃度高于0.42mm，則會(huì)在一定程度上增加噴施溶液的酸性，不利于本發(fā)明葉面噴施肥實(shí)施效果的提升，此外，也造成營(yíng)養(yǎng)液浪費(fèi)，增加實(shí)施成本；因此，磷酸二氫鉀水溶液的濃度為0.21～0.42mm是合理的。

根據(jù)本發(fā)明，所述的葉面噴施肥含有磷酸二氫鉀與鼠李糖酯。

鼠李糖脂是由假單胞菌或伯克氏菌類產(chǎn)生的一種生物代謝性質(zhì)的生物表面活性劑，同時(shí)也是一種研究時(shí)間最長(zhǎng)、應(yīng)用技術(shù)最為成熟的生物表面活性劑，它屬于一種糖脂類的陰離子表面活性劑，無毒性，可生物降解，具有良好的環(huán)保性。

在本發(fā)明中，鼠李糖酯在所述葉面噴施肥中的基本作用是其疏水基可通過色散力吸附在水稻葉面蠟質(zhì)層表面，其親水基則伸入到葉面細(xì)胞液中形成定向吸附膜，取代葉片表面的疏水蠟質(zhì)層，顯著改善葉面肥料在蠟質(zhì)層的潤(rùn)濕狀況，使肥料充分鋪展，促進(jìn)磷最大限度地被水稻吸收利用，進(jìn)而高效地阻控砷在水稻籽粒中的富集。

本發(fā)明使用的鼠李糖酯是目前市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品，例如由湖州紫金生物科技有限公司以商品名膏狀鼠李糖脂銷售的產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明，在所述的葉面噴施肥中磷酸二氫鉀的濃度是0.21～0.42mm，鼠李糖酯的濃度是以重量計(jì)0.2～0.5％。

在所述的葉面噴施肥中，磷酸二氫鉀的濃度為0.21～0.42mm時(shí)，如果鼠李糖酯的濃度小于0.2％，則導(dǎo)致其親水基在葉面細(xì)胞液中形成的定向吸附膜不充分，無法顯著改善葉面肥料在葉面蠟質(zhì)層的潤(rùn)濕狀況，從而降低磷被水稻吸收利用的效果；如果鼠李糖酯的濃度高于0.5％，則會(huì)導(dǎo)致葉面蠟質(zhì)層的潤(rùn)濕程度過大，在一定程度上減少了磷酸二氫鉀在葉面的相對(duì)濃度，同時(shí)也縮短了磷酸二氫鉀在水稻葉面的附著時(shí)間，不利于水稻葉面對(duì)磷的吸收；因此，鼠李糖酯的濃度為0.2～0.5％是恰當(dāng)?shù)?；?yōu)選地是0.2～0.4％，更優(yōu)選地是0.3～0.4％。

鼠李糖酯的濃度為0.2～0.5％時(shí)，如果磷酸二氫鉀的濃度小于0.21mm，則導(dǎo)致鼠李糖酯在水稻葉面所形成的定向吸附膜中磷濃度過低，使得水稻葉面吸收磷含量下降，顯著降低磷阻控水稻籽粒吸收砷的效果；如果磷酸二氫鉀的濃度高于0.42mm，則會(huì)在一定程度上增加水稻葉面的酸性，影響鼠李糖酯親水基在葉面細(xì)胞液中形成定向吸附膜的效果，從而造成磷酸二氫鉀在水稻葉面鋪展程度下降，降低水稻葉面對(duì)磷的吸收；因此，磷酸二氫鉀的濃度為0.21～0.42mm是可行的；優(yōu)選地是0.26～0.38mm，更優(yōu)選地是0.30～0.34mm。

優(yōu)選地，在所述的葉面噴施肥中磷酸二氫鉀的濃度是0.26～0.38mm；鼠李糖酯的濃度是以重量計(jì)0.2～0.4％。

更優(yōu)選，在所述的葉面噴施肥中磷酸二氫鉀的濃度是0.30～0.34mm；鼠李糖酯的濃度是以重量計(jì)0.3～0.4％。

本發(fā)明的葉面噴施肥可以使用現(xiàn)有葉面肥噴施設(shè)備采用常規(guī)葉面噴施方法進(jìn)行噴施，葉面噴施時(shí)間為水稻抽穗期和灌漿期。每次噴施確保15l噴施液均勻噴施于15m²小區(qū)內(nèi)。應(yīng)該噴施水稻葉片正反兩面，特別是葉背面要充分噴施，因水稻葉面氣孔多在背面。噴灑需在傍晚進(jìn)行，因傍晚溫度低，濕度大，噴在葉面上的磷不易干燥，有利于葉面吸收。陰天可以輕噴，雨天不噴，以防被雨水沖掉。

[有益效果]

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的葉面噴施肥使用現(xiàn)有葉面肥噴施設(shè)備采用常規(guī)葉面噴施方法進(jìn)行噴施，本發(fā)明葉面噴施肥能非常顯著降低水稻籽粒對(duì)砷的富集，也能非常顯著增加水稻籽粒千粒重，因此，具有非常好的應(yīng)用前景。

【附圖說明】

圖1是不同處理的早稻籽粒中砷含量(mg/kg)變化試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖2是不同處理的早稻籽粒千粒重(g)試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖3是不同處理晚稻籽粒中砷含量(mg/kg)變化試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖4是不同處理晚稻籽粒千粒重(g)試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖中：各處理上方的不同字母表示處理間差異的顯著性程度，含有不同字母的處理間比較存在顯著性差異。

【具體實(shí)施方式】

通過下述實(shí)施例將能夠更好地理解本發(fā)明。

實(shí)施例1：湘早燦32號(hào)早稻噴施肥試驗(yàn)

該實(shí)施例的實(shí)施步驟如下：

試驗(yàn)時(shí)間：2015年4月13日-7月16日

試驗(yàn)地點(diǎn)：于湖南石門縣砷污染水稻田；

試驗(yàn)土壤：采用國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ny/t1121.11-2006)，土壤檢測(cè)-第ii部分：土壤總砷的測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定確定砷含量為55.12mg/kg；

試驗(yàn)作物：湘早燦32號(hào)早稻；

試驗(yàn)處理設(shè)置：

(1)：ck噴施相同體積的超純水，每小區(qū)15l；

(2)：0.21mmkh2po4，15l溶液；

(3)：0.42mmkh2po4，15l溶液；

(4)：0.21mmkh2po4+0.2％鼠李糖脂，15l溶液；

(5)：0.42mmkh2po4+0.5％鼠李糖脂，15l溶液。

試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置：5m×3m＝15m²，各處理三次重復(fù)，各小區(qū)布置按隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)方法：本發(fā)明葉面噴施肥的噴施時(shí)間為水稻抽穗期和灌漿期。每次噴施確保15l噴施液均勻噴施于15m²小區(qū)內(nèi)。噴施早稻葉片正反兩面，葉背面要充分噴施。在傍晚進(jìn)行噴灑。陰天可以輕噴，雨天不噴，以防被雨水沖掉。

試驗(yàn)結(jié)果：

早稻成熟后采集早稻籽粒樣品，早稻籽粒樣品在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，計(jì)算各處理千粒重；早稻籽粒在研缽中研磨，然后根據(jù)gb/t5009.11-1996，利用hno3-hclo4-h2so4消解法進(jìn)行消解，再利用氫化物發(fā)生原子熒光法進(jìn)行分析樣品中總砷含量。

對(duì)于本發(fā)明葉面施肥處理，早稻籽粒中砷含量(mg/kg)變化試驗(yàn)結(jié)果列于圖1中。

從圖1結(jié)果可知，與對(duì)照相比，本發(fā)明葉面施肥處理能夠降低早稻籽粒中砷的含量。當(dāng)施用分別只是含有0.21mm和0.42mmkh2po4的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，與對(duì)照相比，早稻籽粒中砷含量分別下降約11.2％和13.2％，當(dāng)施用含有kh2po4和鼠李糖脂的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，當(dāng)施用0.21mmkh2po4+0.2％鼠李糖脂時(shí)，與對(duì)照和單施0.21mmkh2po的處理相比，早稻籽粒中砷含量分別下降約28.7％和19.7％；當(dāng)施用0.42mmkh2po4+0.5％鼠李糖脂時(shí)，與對(duì)照和單施0.21mmkh2po的處理相比，早稻籽粒中砷含量分別下降約19.7％和24.4％。

上述結(jié)果表明，本發(fā)明葉面噴施肥能非常顯著降低早稻籽粒對(duì)砷的富集。

對(duì)于本發(fā)明葉面噴施肥處理，早稻籽粒千粒重(g)試驗(yàn)結(jié)果列于附圖2中。

從圖2的結(jié)果可知，施用本發(fā)明葉面噴施肥后均能明顯促進(jìn)早稻籽粒千粒重的增加。與對(duì)照相比，施用0.21mm與0.42mm的kh2po4時(shí)，早稻千粒重分別增加約15.2％和13.6％；施用含有0.21mmkh2po4+0.2％鼠李糖脂的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，與對(duì)照和單施0.21mmkh2po的處理相比，早稻千粒重分別增加約23.6％和11.0％；施用含有0.42mmkh2po4+0.5％鼠李糖脂的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，與對(duì)照和單施0.42mmkh2po的處理相比，早稻千粒重分別增加約25.7％和16.2％。

這些結(jié)果充分表明，本發(fā)明葉面噴施肥能非常顯著增加早稻籽粒千粒重。

實(shí)施例2：湘晚燦13號(hào)晚稻噴施肥試驗(yàn)

該實(shí)施例的實(shí)施步驟如下：

試驗(yàn)時(shí)間：2015年7月24日-10月27日

試驗(yàn)地點(diǎn)：于湖南石門縣砷污染水稻田；

試驗(yàn)土壤：采用國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ny/t1121.11-2006)，土壤檢測(cè)-第ii部分：土壤總砷測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定確定，該水稻田的砷含量為55.12mg/kg；

試驗(yàn)作物：湘晚燦13號(hào)晚稻；

試驗(yàn)處理設(shè)置與實(shí)施例1的相同：

(1)：ck噴施相同體積的超純水，每小區(qū)15l；

(2)：0.21mmkh2po4，15l溶液；

(3)：0.42mmkh2po4，15l溶液；

(4)：0.21mmkh2po4+0.2％鼠李糖脂，15l溶液；

(5)：0.42mmkh2po4+0.5％鼠李糖脂，15l溶液。

試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置：5m×3m＝15m²，各處理三次重復(fù)，各小區(qū)布置按隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)方法：本發(fā)明葉面噴施肥的噴施時(shí)間為水稻抽穗期和灌漿期。每次噴施確保15l噴施液均勻噴施于15m²小區(qū)內(nèi)。噴施晚稻葉片正反兩面，葉背面要充分噴施。在傍晚進(jìn)行噴灑。陰天可以輕噴，雨天不噴，以防被雨水沖掉。

試驗(yàn)結(jié)果：

晚稻成熟后采集晚稻籽粒樣品，晚稻籽粒樣品在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，計(jì)算各處理千粒重；晚稻籽粒在研缽中研磨，然后根據(jù)gb/t5009.11-1996，利用hno3-hclo4-h2so4消解法進(jìn)行消解，再利用氫化物發(fā)生原子熒光法進(jìn)行分析樣品中總砷含量。

對(duì)于本發(fā)明葉面施肥處理，晚稻籽粒中砷含量(mg/kg)變化試驗(yàn)結(jié)果列于圖3中。

從圖3結(jié)果可知，與對(duì)照相比，本發(fā)明葉面施肥處理能夠降低晚稻籽粒中砷的含量。當(dāng)施用分別只是含有0.21mm和0.42mmkh2po4的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，與對(duì)照相比，晚稻籽粒中砷含量分別下降約9.7％和21.0％。當(dāng)施用含有kh2po4和鼠李糖脂的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，當(dāng)施用0.21mmkh2po4+0.2％鼠李糖脂時(shí)，與對(duì)照和單施0.21mmkh2po的處理相比，晚稻籽粒中砷含量分別下降約26.0％和18.0％；當(dāng)施用0.42mmkh2po4+0.5％鼠李糖脂時(shí)，與對(duì)照和單施0.21mmkh2po的處理相比，晚稻籽粒中砷含量分別下降約38.6％和22.3％。

上述結(jié)果表明，本發(fā)明葉面噴施肥能非常顯著降低晚稻籽粒對(duì)砷的富集。

對(duì)于本發(fā)明葉面噴施肥處理，晚稻籽粒千粒重(g)試驗(yàn)結(jié)果列于附圖4中。

從圖4的結(jié)果可知，施用本發(fā)明葉面噴施肥后均能明顯促進(jìn)晚稻籽粒千粒重的增加。與對(duì)照相比，施用0.21mm與0.42mm的kh2po4時(shí)，晚稻千粒重分別增加約7.8％和17.9％；施用含有0.21mmkh2po4+0.2％鼠李糖脂的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，與對(duì)照和單施0.21mmkh2po的處理相比，晚稻千粒重分別增加約32.5％和23.0％；施用含有0.42mmkh2po4+0.5％鼠李糖脂的本發(fā)明葉面噴施肥時(shí)，與對(duì)照和單施0.42mmkh2po的處理相比，晚稻千粒重分別增加約45.1％和23.1％。

這些結(jié)果充分表明，本發(fā)明葉面噴施肥能非常顯著增加晚稻籽粒千粒重。