[發明專利]EDTA螯合物在降低水稻富集鎘和/或提高水稻產量中的應用

在審

• 申請號: 202011015946.7
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112021111A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 丁昌峰;王興祥;周志高
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: A01G22/22
• 分類號: A01G22/22;A01B79/02;C05D3/00;C05D9/02;C05G3/80
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 蘇士瑩

本發明提供了EDTA螯合物在降低水稻富集鎘和/或提高水稻產量中的應用。在本發明中，所述EDTA螯合物包括EDTA螯合鈣和/或EDTA螯合鋅；EDTA螯合鈣或EDTA螯合鋅的配體EDTA能夠與稻田土壤中的鎘在淹水條件下生成穩定的配合物EDTACd(II)，與游離態Cd(II)相比，EDTACd(II)不易被水稻根系吸收。植物對重金屬離子的吸收主要取決于土壤溶液中該離子游離態的活度大小，而EDTA與鎘在土壤溶液中形成的高穩定復合物不易解離(EDTA與Cd的配合常數為logk＝16.6)，顯著降低了稻田土壤溶液中Cd的活度，從而在一定程度上抑制了水稻對Cd的吸收。

技術領域

本發明涉及農田安全生產技術領域，尤其涉及EDTA螯合物在降低水稻富集鎘和/或提高水稻產量中的應用。

背景技術

水稻是稻屬谷類作物，代表種為稻(學名：Oryza sativa L.)。水稻具有富集鎘的特性，是吸收鎘能力最強的大宗谷類作物，使得稻米鎘污染比較嚴重，成為以稻米為主食人群的主要鎘暴露源。針對我國農田鎘污染程度低、面積大和農田農用等特點，亟需研發高效、經濟、快速、簡便、可復制易推廣的安全利用技術。原位鈍化技術具有經濟、有效、快速、易操作、適用范圍廣等優點，比較適合我國重金屬污染農田安全利用的要求，應用較多的鈍化材料包括石灰、硅鈣類、含磷材料、黏土礦物、有機物料、生物炭及新型納米復合材料等。但這些材料的水稻降鎘率非常有限，降鎘率一般在20％～50％，并且大量或長期施用還會對土壤性質產生不利影響，如長期大量施用石灰會造成土壤板結，影響作物產量。

鈣與鎘以及鋅與鎘在土壤溶液和植物的吸收過程中均存在拮抗作用。外源鈣或鋅能夠與鎘離子競爭植物根表面的吸附位點和離子通道，降低作物根系對鎘的吸收。但是傳統的無機鈣肥容易被固定淀積，影響土壤中鈣的有效性及其對鎘的拮抗作用。而無機鋅肥進入土壤后會快速溶解，水溶態鋅隨后被土壤黏粒、有機質、碳酸鹽及鐵錳氧化物吸附，轉化為結合態鋅，導致生物有效性不斷降低，影響土壤中鋅的有效性及其對鎘的拮抗作用，而如果大量施用又會導致土壤鋅含量超標，導致植物毒害；葉面噴施通常降鎘效果非常有限，并且效果不穩定。

螯合肥是采用螯合技術制成的螯合態新型肥料。目前農業上常用的螯合劑有氨基酸、腐殖酸、糖醇、EDTA等。EDTA螯合鈣和EDTA螯合鋅在農業生產上常用作果樹葉面肥或沖施肥。發明專利“一種降低茶樹種植土壤污染物的肥料配方”(CN201811438234.9)中的肥料含有氨基酸螯合鈣，主要用于提高土壤肥力、減少土壤營養成分的流失，并未報道其對降低作物吸收重金屬的效果。發明專利“一種降低小白菜鎘含量的灌根型阻控劑制備方法及應用”(CN201610488946.6)中的阻控劑成分中含有0.2％左右的EDTA螯合鈣，目的僅是提供持續效果好、作用快的鈣肥，并未明確其降鎘作用。此外，在旱地土壤中EDTA常用作外源活化劑促進超富集植物對土壤中鎘的吸收(宋波,張云霞,田美玲,等.應用籽粒莧修復鎘污染農田土壤的潛力[J].環境工程學報,2019,13(7):1711-1719.)，因此在旱地土壤中施加EDTA有活化并促進作物吸收鎘的風險。此外，已有文獻采用水培試驗報道了噴施EDTA螯合鋅對油菜鎘含量的影響，發現在正常鋅營養水平下葉面噴施EDTA螯合鋅并沒有降低油菜地上部鎘含量效果，有的品種反而有所增加(代晶晶,徐應明,王林,等.不同鋅營養下噴施鋅肥對油菜生長和元素含量的影響.環境化學,2017,36(5):1017-1025.)。發明專利“一種用于鈷污染土壤的肥料”(CN201611230524.5)中的原料含有一定量的EDTA螯合鋅，其作用僅是為了提供鋅肥增加玉米產量。目前將EDTA螯合鈣和/或EDTA螯合鋅用于治理修復重金屬污染的水稻田未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供EDTA螯合物在降低水稻富集鎘和/或提高水稻產量中的應用，本發明的應用具有用量少、水稻降鎘率高的優勢。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了EDTA螯合物在降低水稻富集鎘和/或提高水稻產量中的應用，所述EDTA螯合物包括EDTA螯合鈣和/或EDTA螯合鋅。