[發明專利]一種降低稻米中鉛含量的稻田灌水方法

有效

• 申請號: 201210369732.9
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102860240A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 劉建國;黃一澄;李雪琪;王明新
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: A01G16/00
• 分類號: A01G16/00;A01G1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明為一種降低稻米中鉛含量的稻田灌水方法，屬于農產品重金屬污染防治技術領域。

背景技術

在所有重金屬污染物中，鉛（Pb）受到的關注程度是最高的，因為Pb用途廣泛，已成為污染面積最大的金屬元素。在地球上，幾乎找不到沒有被Pb污染的地方，甚至北極冰層的Pb含量是史前冰層Pb含量的10-100倍，而南極冰層的Pb含量比北極冰層高10倍。

過量的Pb對人體的中樞神經、紅血球細胞、腎臟、心血管及男女的生殖系統等多種器官有毒害作用。長期試驗表明，妊娠期及幼兒期接觸較低劑量的Pb（血液Pb濃度為10-20?mg/dl），會對兒童的中樞神經系統造成不可逆轉、不可治療及伴隨終身的損害，導致兒童智力下降，反應慢及注意力不集中等。據研究，24個月大的幼兒血Pb含量偏高，到10周歲時仍表現智力缺陷。由于Pb毒害，7歲表現的智力缺陷到18歲時能測出。近期的研究集中于低劑量的Pb對人的毒性，以前認為安全的劑量可能存在無臨床癥狀的毒害，稱為“亞臨床毒性”，如智力下降，神經傳導速率降低，血紅素合成減少，尿酸排泄異常等。國際癌癥研究機構（International?Agency?for?Research?on?Cancer）已將Pb列為對人類可能的致癌物質。

在中國工礦區及經濟發達地區，隨著人口的增加、工業及交通的快速發展、農用化學品的大量施用，農田土壤的重金屬污染日趨嚴重。我國對二十多處采礦、冶煉及工業廢水污染點的調查表明，一些地區的農田Pb污染非常嚴重，且面積和程度呈上升趨勢，這些污染地區的糙米Pb含量達0.5-3.0?mg/kg，全部超過國家衛生標準。據華東師范大學地理系研究，崇明島公路兩側蔬菜樣品中Pb含量超標率高達43.?2%。南京環境科學研究所研究表明，滬寧高速公路兩側距路肩250米范圍內，土壤和小麥已受到不同程度的Pb污染，土壤中Pb污染指數最大可達3.26，公路兩側小麥籽粒中Pb含量超標率達99%。中國科學院南京土壤所對江蘇省8市28現的抽樣檢測表明，江蘇省糧食（大米、小麥、面粉）Pb含量超標率（超過食品衛生國家標準）為21.4%，局部地區超標率達66%。據中國科學院長沙農業現代化所1986-1988年的調查，湖南省主要工礦區稻田土壤Pb含量為52-1021?mg/kg，比同類母質發育土壤的背景值高0.6-37倍。據各地抽樣調查，北京、上海、沈陽、廣州、南京等市工業區及污染區，兒童血Pb平均值普遍高于10?mg/dl，部分地區達30?mg/dl。

據研究，食用植物中的Pb是人體中Pb的重要來源。在重金屬污染區，人體攝入的?Pb有50-90%來源于食物，其中絕大部分來源于糧食和蔬菜。因此，Pb在土壤-稻米-人類系統中的移動和累積受到高度關注。

在土壤介質中，重金屬元素可與硫化物形成沉淀、與有機質絡合、被鐵錳氧化物吸附，這些行為都受到土壤氧化還原狀況的調節，而土壤氧化還原狀況與土壤水分間存在密切關系。當土壤處于淹水的還原條件時，隨著氧化還原電位的降低，硫還原為S^2-的量增加，與土壤中的Pb形成PbS而沉淀，使土壤溶液中的Pb²⁺濃度降低；而在土壤控水條件下，隨著氧化還原電位的升高，土壤中的Pb會由沉淀、有機質絡合等不可溶形態轉化為可溶態，從而增加植物對Pb的吸收。據研究，在受Pb污染的稻田內，不同的灌水方式，水稻對Pb的吸收量會相差數倍，淹水后，土壤中交換態Pb含量迅速下降，而緊結合有機態迅速增加；但排水落干后，交換態及可溶態Pb含量迅速回升。不僅如此，土壤淹水還增加了土壤有機質和CaCO₃對Pb的吸持強度。所以，在重金屬Pb污染的稻田中，不同的灌水方法，可能會造成稻米Pb含量出現很大差異。

現有的研究報道僅僅表明，稻田土壤控水與淹水相比，水稻對Pb的吸收會增加，但對于控水時間（水稻不同生育時期）、控水程度（土壤干旱程度）對稻米Pb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。如在水稻長勢過旺時通過土壤控水來抑制水稻過度生長；在水稻快要成熟時進行控水，以方便人及機械在水稻成熟時收獲。但這些控水措施往往缺乏科學性，如果控水時期或控水程度不當，不但會造成水稻產量下降，而且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，特別是在重金屬污染的稻田中，這種情況很容易出現。