一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法技术

一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法，属于水稻种植技术领域。其包括以下步骤：1）于秧苗移栽前整地时，在土壤中施入硫化物，并与土壤充分混匀；或于秧苗移栽至少15天前整地，在土壤中施入硫酸盐，并与土壤充分混匀，保持稻田处于淹水状态；2）于水稻生产中的第一次追肥时，撒施硫化物，并保持土壤淹水状态；3）第一年和第二年每次进行水稻种植时按照步骤1）和2）施硫化物或硫酸盐，第二年之后施硫化物或硫酸盐的方法与步骤1）和2）相同，但施用量减半或减少3/4，或者第二年之后隔年按照步骤1）和2）施硫化物或硫酸盐。本发明专利技术使用来源广泛硫肥，使用量低，价格低廉，使用成本低，能显著降低稻米中的镉含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水稻种植
，具体涉及。
技术介绍
镉作为一种有毒重金属，其对农作物的污染日益严重，农田污染面积日益扩大，在社会上已经引起了广泛关注。近年来，由于工业〃三废〃、污灌以及大量施用农药、肥料等原因，农田重金属污染加剧，稻米重金属安全问题日益突出。根据农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2002年和2003年对我国各地稻米质量安全普查的结果，稻米的质量安全问题之一是镉、铅等重金属超标，超标率均超过10%，一些污染地区的稻米含镉量高达O.4-1. O mg/kg ,远超过我国谷物中镉的最高许可含量O. 2 mg/kg ,己威胁到食物安全和人体健康，控制和降低稻米镉污染亟待解决。通过选用镉低积累品种和通过农艺技术措施降低土壤中有效态镉水平是目前控制水稻镉积累的两条重要途径。针对当前稻田土壤以及稻米重金属镉污染日益严重的现状，国内外开展了大量有关水稻镉低积累品种筛选手口农艺栽培技术研究。水稻(稻米，下同)镉积累存在极显著的品种问差异是水稻镉低积累品种筛选的本质与基础。然水稻镉积累的品种间差异并非稳定的持久的差异，这种差异与水稻利用矿质元素的代谢途径密切相关，甚至是这些代谢途径决定了这种差异，如水稻对铁元素的利用途径就在很大程度上决定了水稻镉的积累。当前对镉低积累水稻品种的筛选并没有把上述因素考虑在内，因此筛选出来的镉低积累品种往往存在明显的地域差异，甚至年度之间也存在显著差异。在当前生产上，国内外还没有任何一个水稻品种可用于镉低积累稻米生产。土壤中能够被植物所吸收的镉(有效态镉)是影响水稻镉吸收与积累的重要因素。因此，通过农艺栽培技术措施降低稻田土壤有效态镉含量来降低稻米镉积累是有其理论基础的。故当前有关通过稻田肥水调控、士壤pH调控、土壤氧化还原电位调控等途径降低稻米镉积累的研究己在国内外广泛开展。肥水调控就是通过合理的施肥和水分灌溉技术来降低稻田有效态镉含量，其中长期淹水灌溉是比较有效的一条途径，然长期淹水灌溉耗费大量灌溉水，这对于水资源日益严重的我国北方地域以及一些南方干旱地域是不现实的，也不利于水稻生长，其利用价值十分有限。施用石灰提高土壤PH，降低稻田土壤有效态镉含量也是一条比较有效的技术路径，但是该技术存在极大的弊端。在土壤PH值提高的同时，土壤中有效态铁、锌、锰、铜、镍等金属矿质营养元素含量大幅下降，严重损害水稻生长和影响稻米产量。鉴于土壤镉主要通过铁、锰、铜、锌等矿质营养元素的吸收途径而被根系所吸收与利用，通过调控土壤中的有效态铁等元素含量，已是控制水稻重金属镉积累重要途径。公开号为CN101133710A的中国专利已经公开了利用土壤镉可通过水稻根系的铁吸收代谢途径进入植株体内这一途径，专利技术了通过土施整合态亚铁肥控制稻米镉积累农艺技术措施；而公开号为CN101507400A的中国专利则公开利用土壤镉可通过锰吸收途径被水稻根系吸收进入植株体内和通过锰转运途径进入地上部和籽粒的过程，专利技术了利用土施螯合态锰(二价)和喷施锰控制水稻镉积累的农艺技术措施。然而，利用螯合态二价金属使用量相对偏大，而且价格较高,导致成本偏高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术根据土壤有效态镉含量(浓度)是水稻根系镉吸收和积累的最关键因素，利用镉的化学特性及其不同化合物在溶液中的溶解度等，设计提供了的技术方案。镉是一种过渡元素，二价镉离子属于路易斯酸(Lewis Acid, LA)，依据其“软硬酸理论”，其作为“软酸”，可与S2+ (或巯基-SH)(路易斯碱，“软碱”)形成非常稳定的化合物。 植株体内的镉可与多种巯基化合物，比如谷胱甘肽、植物螯合肽(PCs)和半胱氨酸等形成稳定的化合物，这一机制已经被普遍证实为植株镉解毒的关键机制。在土壤等环境当中，Cd可以硫化物形成难溶性CdS，其解离常数仅为8. OX 10_27，甚至远低于FeS (为6. 3X 10_18)。硫是作物所需的中量元素，其在土壤中主要以有机态存在，稻田土壤中有机态硫可达土壤总硫的80%以上。在氧化性(好气)土壤中，无机态硫主要以硫酸盐的形式存在； 在淹水土壤中，硫酸盐被还原形成硫化物。研究表明，如果土壤中硫过量，在长期淹水过程中，有可能导致硫化氢的产生，进而导致水稻硫化氢中毒(>0. 03 mg/L)。但由于土壤有大量的铁存在(淹水土壤中以还原态二价铁存在)，二价铁离子可以与硫化物形成难溶性硫化亚铁，大幅降低硫化氢浓度。所以通常情况下，除了硫酸盐土壤，稻田不会发生硫化氢中毒。 而实际上，包括我国在内的许多水稻生产国，如有孟加拉国，中国，印度，印度尼西亚等国常有水稻缺硫症状的发生，因此，硫肥也常作为肥料使用。利用化学反应平衡原理，虽然FeS和CdS均为难溶性化合物，但是FeS的解离常数远高于CdS，因此在土壤中FeS也很容易被Cd置换而形成更难溶的CdS ;大多数时间稻田都处于淹水和还原性较强的状态，土壤中的硫酸盐态无机硫基本都以被还原为硫化物这一特点，通过研究和实践，最终研制出了控制水稻重金属镉积累的施肥方法。所述的一种控制水稻重金属镉积累的方法，其特征在于采用土施硫化物、硫磺和石膏等含硫化合物，通过适度提高和改善稻田土壤硫化物含量，利用硫化物与镉形成难溶性硫化镉，降低土壤中有效镉水平，进而降低水稻根系对镉的吸收，降低和控制稻米铺积累，具体包括所述的，其特征在于包括以下步骤O于秧苗移栽前整地时，在土壤中施入以硫计O. 25 5. O kg/666. 7m2的硫化物， 并与土壤充分混匀；或于秧苗移栽至少15天前整地，在土壤中施入以硫计O. 25 5. O kg/666. 7m2的硫酸盐，并与土壤充分混匀，保持稻田处于淹水状态；2)于水稻生产中的第一次追肥时，撒施以硫计O.25 5. O kg/666. 7m2的硫化物，并保持土壤淹水状态；3)第一年和第二年每次进行水稻种植时按照步骤I)和2)施硫化物或硫酸盐，第二年之后施硫化物或硫酸盐的方法与步骤I)和2)相同，但施用量减半或减少3/4，或者第二年之后隔年按照步骤I)和2)施硫化物或硫酸盐。所述的，其特征在于所述的硫化物为硫化钠、硫化钾、硫化钙、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿和硫磺中的一种或一种以上混合物，所述的硫酸盐为石膏、硫酸铵、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙和硫酸镁中的一种或一种以上混合物。所述的，其特征在于所述的步骤I)中于秧苗移栽前整地时，在土壤中施入以硫计O. 5 2. 5 kg/666. 7m2的硫化物。所述的，其特征在于所述的步骤I)中于秧苗移栽至少15天前整地，在土壤中施入以硫计O. 5 2. 5 kg/666. 7m2的硫酸盐。所述的，其特征在于所述的步骤2)中于水稻生产中的第一次追肥时，撒施以硫计O. 5 2. 5 kg/666. 7m2的硫化物。上述的，设计合理，本专利技术使用来源广泛硫肥，使用量低，价格低廉，使用成本低，普遍适用于我国非硫酸盐土壤的重、中、轻度镉污染的稻田以及农作物生产用地，能显著降低稻米中的镉含量。同时，本专利技术还能作为水稻生长提供充足(但不过量)的硫营养，促进水稻生长和提高水稻产量。与现有技术相比，本专利技术更为经济有效，而且能与传统上的硫肥施用技术想结合，更能为广大农民所接受，操作步骤更为简单。具体实施方式以下结合实施例来进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法，其特征在于包括以下步骤：1）于秧苗移栽前整地时，在土壤中施入以硫计0.25～5.0?kg/666.7m2的硫化物，并与土壤充分混匀；或于秧苗移栽至少15天前整地，在土壤中施入以硫计0.25～5.0?kg/666.7m2的硫酸盐，并与土壤充分混匀，保持稻田处于淹水状态；?2）于水稻生产中的第一次追肥时，撒施以硫计0.25～5.0?kg/666.7m2的硫化物，并保持土壤淹水状态；3）第一年和第二年每次进行水稻种植时按照步骤1）和2）施硫化物或硫酸盐，第二年之后施硫化物或硫酸盐的方法与步骤1）和2）相同，但施用量减半或减少3/4，或者第二年之后隔年按照步骤1）和2）施硫化物或硫酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法，其特征在于包括以下步骤 1)于秧苗移栽前整地时，在土壤中施入以硫计0.25 5. 0 kg/666. 7m2的硫化物，并与土壤充分混匀；或于秧苗移栽至少15天前整地，在土壤中施入以硫计0. 25 5. 0kg/666. 7m2的硫酸盐，并与土壤充分混匀，保持稻田处于淹水状态； 2)于水稻生产中的第一次追肥时，撒施以硫计0.25 5. 0 kg/666. 7m2的硫化物，并保持土壤淹水状态； 3)第一年和第二年每次进行水稻种植时按照步骤I)和2)施硫化物或硫酸盐，第二年之后施硫化物或硫酸盐的方法与步骤I)和2)相同，但施用量减半或减少3/4，或者第二年之后隔年按照步骤I)和2)施硫化物或硫酸盐。2.如权利要求I所述的一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法，其特征在于所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵国胜，沈希宏，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：