一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法
【技術領域】
[0001]本發明為一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法，屬于農產品重金屬污染防治技術。
【背景技術】
[0002]隨著我國人口的大幅度增加、城市化進程的加快、工農業的快速發展，導致對生物有毒的金屬元素(Cr、N1、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等)在土壤中快速、過量地累積，造成了土壤環境的嚴重污染，并已引起了人們的廣泛關注。
[0003]重金屬元素進入人體以后，當含量超過一定的值，就會通過破壞生物酶的活性，使生物酶失活，從而影響人體的正常生物化學反應。當過量的重金屬元素進入人體后，與體內有機成分結合，不再以離子形式存在，形成金屬螯合物或是金屬絡合物，使人的健康受到影響和傷害。重金屬能與身體內的各類營養物質(如:蛋白質、核糖、維生素、激素等)發生反應。從而使上述物質失去或改變其基本的生理機能和活性，然后產生病變。如人體腎臟功能紊亂大多與重金屬含量高的食品攝入過多有關，嚴重時會縮短壽命，甚至導致死亡
[0004]鉻是我國食品安全國家標準中明確限量的7個重金屬污染元素之一。隨著現代工農業的發展，流入環境中的鉻越來越多，土壤鉻污染問題有不斷加重的趨勢。如上海市蘇州河因長期受納含鉻廢水，上、中游受到嚴重污染，水中Cr含量超過國家標準的25倍；馬鞍山市郊的污灌區土壤含絡量高達950mg/kg，是國家限定標準的3倍以上，為清灌區土壤的11倍；天津市鉻污染地區土壤中鉻含量高達582-7060mg/kg，造成農田的嚴重污染。
[0005]土壤中鉻的污染主要來自于工業生產過程中的“三廢”排放，如:酸洗和電鍍廢水、生產耐火材料產生的廢渣、鞣制皮革的廢水、鉻酸鹽和三氧化鉻工業的“廢氣、廢水、廢渣”排放，燃煤、污泥施用、污水灌溉等也是鉻污染的來源。
[0006]鉻含量過高會對植物產生嚴重的毒害作用，當土壤溶液中鉻濃度大于1X 10 6mg/kg時，植物生長開始受到影響，大于25 X 10 6mg/kg時，植物綠色消失，水稻無分蘗，葉鞘顏色變灰，細胞組織受損，開始逐漸潰爛，阻礙植物的生長，降低產量。鉻及其化合物對人體的生殖系統有很強的毒性，尤其是通過影響男性的性腺影響生殖功能。
[0007]水稻是我國最重要的糧食作物，大部分人以稻米為主食，特別在人口稠密的長江流域及以南地區。據研究，鉻可以通過水稻秸桿和稻米經食物鏈進入人體，給人體健康帶來直接或間接的危害。水稻籽粒中的鉻是稻米主食區人體鉻的主要來源，其對人體鉻暴露的貢獻大于飲用水。因此，防治稻田及稻米的鉻污染，對保障我國人民的身體健康非常重要。
[0008]研究表明，土壤中鉻一般以三價鉻形式和六價鉻形式存在，其中六價鉻能溶于水，但自然環境中的含量一般較低，毒性強；三價鉻的毒性要遠遠弱于六價鉻。鉻在土壤中存在的化學形態、生物有效性及毒性受到多種因素的影響，從而影響鉻在土壤一水稻體系中的迀移積累，其中土壤的水分狀況是主要影響因素之一，但對于稻田土壤控水對水稻吸收鉻的影響還缺乏研究，特別是關于控水時間(水稻不同生育時期)、控水程度(土壤干旱程度)對稻米鉻含量的影響還很不清楚。而且，由于水稻是喜水作物，不適宜的控水時間或控水程度還會造成水稻產量下降。在實際水稻生產中，農民由于各種原因(節約灌溉水、灌溉水供應不足、農事活動需要、調節水稻生長狀況等)，會在水稻生育期間的某些時段進行不同程度的控水。但這些水分管理措施往往比較盲目、缺乏科學性，如果灌水方法不當，會促進稻田土壤中有毒有害物質的釋放、增加水稻對這些物質的吸收，結果導致稻米中對人體有毒、有害物質的含量超標，而且還會造成水稻產量下降。
[0009]本發明在申請人多年研究的基礎上，公開一種在重度鉻污染稻田中，既保證水稻產量不會明顯下降，又能大幅度降低稻米鉻濃度的稻田灌水方法。
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的技術問題是:提供一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法，在保證水稻產量不明顯下降的基礎上，可以大幅度降低重度鉻污染稻田中稻米的鉻濃度。
[0011]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法，其特征是:在重度鉻污染稻田中(土壤鉻濃度1000mg/kg，達到國家限定標準的3倍以上)，(I)控水時期。分蘗盛期到抽穗期輕度控水，其它時期淹水灌溉，保持水層3-5cm;(2)控水程度。輕度控水，從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋。如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80% ±5%。
[0012]當水稻生長進入分蘗盛期(一般在移栽后40天左右，秧苗已封行，站在田邊基本看不到水面)時排干水層，讓土壤自然干燥到輕度缺水。從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋。如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80%±5%。達到該控水標準后，再灌水到飽和(未出現明顯水層)，然后讓其自然干燥，如此重復進行，直到水稻開始抽穗時恢復3-5cm水層灌溉。
[0013]本發明的有益效果是:在稻田重度鉻污染地區實施后，可以大幅度降低稻米的鉻濃度，但不會對水稻產量產生明顯影響。與稻米鉻濃度最高的“移栽活棵后全生育期輕度控水”灌溉方法相比，稻米鉻濃度下降74%-75% (見圖1、圖2)，與水稻實際生產中常用的“分蘗盛期到抽穗期及抽穗后第16天到成熟期輕度控水、其它時期保持水層”灌溉方法相比，稻米鉻濃度下降61%-68% (見圖1、圖2)。在稻田重度鉻污染地區(土壤鉻濃度1000mg/kg，達到國家限定標準的3倍以上)，通過該申請專利技術方案的實施，可以控制稻米鉻濃度符合國家衛生標準(稻米鉻濃度〈1.0mg/kg, GB2762-2005)。
【附圖說明】
[0014]圖1 土壤鉻濃度為1000mg/kg時不同灌水方法下秈稻稻米鉻濃度；
[0015]圖2 土壤鉻濃度為1000mg/kg時不同灌水方法下粳稻稻米鉻濃度。
[0016]圖1-圖2中，注釋如下:稻田灌水方法代碼:
[0017]A-全生育期保持水層3_5cm
[0018]B-移栽活棵后全生育期輕度控水
[0019]C-分蘗盛期到抽穗期輕度控水，其它時期保持水層
[0020]D-抽穗到成熟期輕度控水，其它時期保持水層
[0021]E-分蘗盛期到抽穗期及抽穗后第16天到成熟期輕度控水，其它時期保持水層
【具體實施方式】
[0022]實施例1:一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法，在水稻生產中，從分蘗盛期到抽穗期控水，其它時期淹水灌溉，保持水層3-5cm ;控水程度為輕度控水，從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋。如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80% ±5%。與稻米鉻濃度最高的“移栽活棵后全生育期輕度控水”灌溉方法相比，稻米鉻濃度下降74%-75% (見圖1、圖2)，與水稻實際生產中常用的“分蘗盛期到抽穗期及抽穗后第16天到成熟期輕度控水、其它時期保持水層”灌溉方法相比，稻米鉻濃度下降61%-68% (見圖1、圖2)。
[0023]水稻生長到分蘗盛期(一般在移栽后40天左右，秧苗已封行，站在田邊基本看不到水面)排干水層，讓土壤自然干燥到輕度缺水。從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋。如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80% ±5%。達到該控水標準后，再灌水到飽和(未出現明顯水層)，然后讓其自然干燥，如此重復進行，直到水稻開始抽穗時恢復3-5cm水層灌溉。
[0024]在水稻品種的選擇上，宜選擇對土壤中鉻吸收能力較弱的粳稻品種，不宜選擇對鉻吸收能力較強的秈稻品種。
[0025]附圖1和附圖2證明本實施例可以大幅度降低稻米的鉻濃度。圖中數據是在土壤鉻濃度為1000mg/kg(重度污染程度，達到國家限定標準的3倍以上)條件下獲得的，其氮、磷、鉀肥施肥為中等施肥水平，其它管理措施按水稻生產常規進行。
[0026]如果不進行控水，稻米鉻濃度較高，容易超過國家衛生標準，水稻產量也會有所下降(產量下降5% -10% );如果采用實際生產中常用的“分蘗盛期到抽穗期及抽穗后第16天到成熟期控水、其它時期保持水層”灌溉方法，稻米鉻濃度會大幅度升高，遠遠超過國家衛生標準。
【主權項】
1.一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法，其特征是:在重度鉻污染稻田中(土壤絡濃度1000mg/kg，達到國家限定標準的3倍以上)，從分蘗盛期到抽穗期控水，其它時期淹水灌溉(保持水層3-5cm);控水程度為輕度控水，從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋。如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80%±5% ο
【專利摘要】本發明公開了一種降低重度鉻污染稻田中稻米鉻濃度的灌水方法，屬于農產品重金屬污染防治技術領域。在重度鉻污染稻田中(土壤鉻濃度1000mg/kg，達到國家限定標準的3倍以上)，從分蘗盛期到抽穗期輕度控水，其它時期淹水灌溉，保持水層3-5cm；控水程度為輕度控水，從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋。如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80％±5％。與水稻實際生產中常用的“分蘗盛期到抽穗期及抽穗后第16天到成熟期輕度控水、其它時期保持水層”灌溉方法相比，稻米鉻濃度下降61％-68％。在稻田重度鉻污染地區，通過該申請專利技術方案的實施，可以控制稻米鉻濃度符合國家衛生標準。
【IPC分類】A01G16/00, A01G25/00
【公開號】CN105075762
【申請號】CN201510501656
【發明人】劉建國, 張雯, 王明新
【申請人】常州大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月16日