小白菜根际镉阻控剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种小白菜根系镉阻控剂及其制备方法和应用，属于植物控镉剂领域。本发明的小白菜根系镉阻控剂包含如下按质量百分比计的组分：硅藻土33%～33.5%，花生饼66.5%～67%。将所述质量百分比的组分磨碎混合均匀即得到小白菜根系镉阻控剂。该镉阻控剂的使用方法为：将镉阻控剂与基肥同时施用，镉阻控剂的施用量为150‑300kg/亩；在镉污染土地上均匀撒施，并进行深耕使镉阻控剂与土壤混合均匀。本发明小白菜根系镉阻控剂的原料成本低，制备简便易行，能显著降低植物体内镉含量和积累量，能够有效利用农业生产中的废弃物并提高土壤养分含量，对环境不会造成二次污染。

权利要求

1.一种小白菜根系镉阻控剂，其特征在于：由如下按质量百分比计的组分组成：硅藻土

33％～33.5％，花生饼66.5％～67％。

2.权利要求1所述的小白菜根系镉阻控剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将所述质量百分比的组分磨碎混合均匀即得到小白菜根系镉阻控剂。

3.权利要求1所述的小白菜根系镉阻控剂在土壤镉污染治理中的应用。

4.权利要求1所述的小白菜根系镉阻控剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：将小白菜根系镉阻控剂与基肥同时施用，小白菜根系镉阻控剂的施用量为150-300kg/亩；在镉污染土地上均匀撒施，并进行深耕使小白菜根系镉阻控剂与土壤混合均匀。

说明书

小白菜根际镉阻控剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及植物控镉剂，具体涉及一种小白菜根系镉阻控剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 随着工业飞速发展，人口剧增以及城市化进程的加快，人类活动导致土壤环境中重金属污染日益严重。土壤环境中重金属污染不仅抑制农作物生长发育降低产量，而且降低农产品品质。土壤中重金属经农作物如蔬菜吸收通过食物链最终危害人体健康。城市周边的农村地区为城市和地方居民提供蔬菜和粮食，农村土壤的质量关乎其生产食物的安全。其中，“五毒”元素之一Cd是生物生长发育过程的非必需元素，也是自然界中对动、植物及人体危害性最大的重金属种类之一，因此，对重金属镉污染土壤的治理和修复，是十分紧迫的任务。

[0003] 常见的重金属污染土壤修复措施包括化学钝化、土壤淋洗和生物修复等。其中化学钝化使用便利而被广泛应用，利用化学物质来降低土壤中重金属的迁移性和生物有效性，从而减少农作物对重金属的吸收积累，减少通过食物链进入人体的重金属。化学钝化是国内外普遍使用的土壤重金属污染治理方法之一，该方法基于向污染土壤中添加钝化剂，通过吸附、沉淀、络合等一系列反应，使重金属向稳定态转化，以降低其迁移能力及对植物有效性，从而达到修复重金属污染土壤的目的。

[0004] 国内外已有大量研究采用化学钝化剂来改变重金属污染土壤。朱健等在实验室模拟土壤培养条件试验结果显示，随着硅藻土施用量的增加，土壤交换态Pb2+的含量明显下降，由最初的11.22％下降至3.94％(应用硅藻土处理含重金属离子废水相关理论基础及关键技术研究[D].中南林业科技大学,2013.)。目前，国内外关于有机肥的钝化修复研究主要集中于猪粪、泥炭等，而有机质含量高的农业废弃物花生饼作为土壤重金属钝化剂的研究尚无报道。考虑到硅藻土质地轻，粉尘大，加入其他物质来增加其质量，并能够同时改善品质。通过有机无机钝化物配合施用，有可能更大幅度地降低农作物及蔬菜中镉累积量，为重金属轻度污染土壤安全利用提供一种新思路。

[0005] 目前，我国主要大、中城市郊区土壤和蔬菜都已受到不同程度的重金属污染，其中部分已达到比较高的残留水平，如何控制或减少蔬菜产品中重金属含量是城市郊区农业可持续发展中急需解决的问题之一。

发明内容

[0006] 本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种小白菜根系镉阻控剂及其制备方法和应用。

[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现：

[0008] 一种小白菜根系镉阻控剂，包含如下按质量百分比计的组分：硅藻土33％～33.5％，花生饼66.5％～67％，各组分之和为100％。其中，硅藻土为化工厂生产的硅藻土助滤剂，花生饼为花生榨油后的副产物。

[0009] 上述小白菜根系镉阻控剂的制备方法，包括如下步骤：将所述质量百分比的组分磨碎混合均匀即得到小白菜根系镉阻控剂。

[0010] 上述小白菜根系镉阻控剂可用于土壤镉污染的治理。

[0011] 上述小白菜根系镉阻控剂的使用方法，包括如下步骤：将小白菜根系镉阻控剂与基肥同时施用，小白菜根系镉阻控剂的施用量为150-300kg/亩；在镉污染土地上均匀撒施，并进行深耕使小白菜根系镉阻控剂与土壤混合均匀。

[0012] 本发明小白菜根系镉阻控剂的工作机理：本镉阻控剂的成分具有吸附性，能够吸附并固定土壤中的镉，抑制小白菜对镉的吸收；本镉阻控剂的成分与土壤中的镉形成了沉淀或复合物，减少小白菜对镉的吸收；离子间存在着拮抗作用，硅与镉离子间存在拮抗作用，抑制了小白菜对镉的吸收；本镉阻控剂的成分能够改变土壤的pH和根际氧化还原能力降低了镉的有效性。

[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

[0014] (1)本发明小白菜根系镉阻控剂的的原料成本低，制备简便易行。

[0015] (2)本发明小白菜根系镉阻控剂效果明显，能显著降低植物体内镉含量和积累量。

[0016] (3)本发明小白菜根系镉阻控剂能够有效利用农业生产中的废弃物并提高土壤养分含量。

[0017] (4)本发明小白菜根系镉阻控剂对环境不会造成二次污染。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0019] 实施例1

[0020] 试验时间：2015年；试验地点：武汉市江夏区。

[0021] (1)小白菜根系镉阻控剂的制备

[0022] 首先将花生饼用粉碎机粉碎成<2mm的粉末状颗粒，备用。按质量比1:2的比例称取硅藻土助滤剂和粉碎的花生饼，混匀，得到小白菜根系镉阻控剂。

[0023] 按上述方法制备由油茶饼或豆饼与硅藻土助滤剂混匀得到的镉阻控剂。

[0024] (2)大田试验

[0025] ①小白菜(苏州青)2015年10月12日播种，11月5日移栽。

[0026] ②小区划分：设六个处理，三个重复，小区间随机排列。每个小区大小为4.5m×1.7m。

[0027] ③播种前两周(10月15日)以蔬菜瓜果专用肥(湖北库神化工)为肥源，按每亩地施入100kg，按小区进行施肥，即每小区施用1.15kg。同时随基肥一起施用小白菜根系镉阻控剂，每亩地施用量为150kg，按小区进行撒施，即每小区施用1.72kg。

[0028] 另外以不施镉阻控剂(T1，空白对照，CK)、施硅藻土助滤剂(T2，硅藻土作为镉阻控剂)、硅藻土与油茶饼配施(T3)、硅藻土与豆饼配施(T4)或施硅钙镁钾肥(T6，山西世纪亚科丰肥业)作为对照试验，来比较小白菜根系镉阻控剂应用效果。

[0029] 均匀撒施后进行深耕，以镉阻控剂与土壤充分混合为准。

[0030] 其他田间管理方式同当地农民习惯相同，2015年12月20日收获，共生长70天。

[0031] (3)品质分析

[0032] ①测试方法：

[0033] 硝酸盐的测定——比色法；维生素C的测定——滴定法；可溶性糖的测定——蒽酮比色法；蛋白质的测定——考马斯亮蓝G-250法。小白菜根系镉阻控剂对小白菜品质的影响见表1。

[0034] 表1.小白菜根系镉阻控对小白菜品质指标的影响

[0035]

[0036] 注：同行不同小写字母(a、b、c、d)表示同一组合不同处理间差异显著(P<0.05)。

[0037] ②测试结果

[0038] 相比对照(T1)而言，单施硅藻土(T2)、硅藻土与油茶饼配施(T3)、硅藻土与豆饼配施(T4)使小白菜中维生素C的含量减少，并达到显著水平；硅藻土与花生饼配施(T5)和钙镁硅钾肥(T6)处理使小白菜的维生素C含量提高，但未达到显著性差异。相比对照(T1)而言，可溶性糖的含量均减少，各处理均未达到显著性差异。相比对照(T1)而言，可溶性蛋白的含量均减少，除硅藻土与花生饼配施(T5)处理达到显著性差异外，其他各处理均未达到显著差异。相比对照(T1)而言，单施硅藻土(T2)和硅藻土与油茶饼配施(T3)虽增加了小白菜里硝酸盐的含量，但未达到显著性差异；硅藻土与豆饼配施(T4)、硅藻土与花生饼配施(T5)、钙镁硅钾肥(T6)同样都增加了小白菜中硝酸盐的含量，并达到显著性差异。其中钙镁硅钾肥(T6)处理增加效果最为显著。总之，施用根系镉阻控剂对提高品质上效果不大，但也未降低品质，因此施用根系镉阻控剂不会影响小白菜的营养价值和口感。

[0039] (4)降镉效果

[0040] ①测试方法：

[0041] 参照食品安全国家标准食品中镉的测定(GB5009.15-2014)，小白菜根系镉阻控剂对小白菜地上部和根系镉含量的影响见表2。

[0042] 表2.镉根系阻控对小白菜地上部和根系镉含量的影响

[0043]

[0044] 注：同行不同小写字母(a、b、c)表示同一组合不同处理间差异显著(P<0.05)。

[0045] ②测试结果

[0046] 小白菜根系中的镉含量相比对照(T1)而言均降低，各处理均降低了小白菜根系中的镉含量，硅藻土与油茶饼配施(T3)和硅藻土与花生饼配施(T5)处理达到显著性差异，其中硅藻土与花生饼配施(T5)处理效果最佳，降幅达到23.57％。小白菜地上部中的镉含量除钙镁硅钾肥(T6)处理，相比对照(T1)而言，其他处理小白菜的镉含量均不同程度减少，其中单施硅藻土(T2)、硅藻土与油茶饼配施(T3)和硅藻土与花生饼配施(T5)达到显著水平，比对照分别降低10.06％，11.56％和29.39％，其中硅藻土与花生饼配施(T5)效果最佳，降低效果最为明显。上述结果说明本发明小白菜根系镉阻控剂对小白菜中镉含量的控制有很好的效果并且比实例中其他的处理效果更佳。

[0047] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。