[發(fā)明專利]一種降低污染土壤有效態(tài)砷含量和稻米籽粒砷積累的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111271279.3
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113951070B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪鵬;王靜;趙方杰;張雋;張民
• 申請（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01G22/22
• 分類號: A01G22/22;A01C21/00;A01G25/00
• 代理公司: 安徽善安知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34200
• 代理人: 黃玲

本發(fā)明公開了一種降低污染農(nóng)田土壤有效態(tài)砷含量和稻米籽粒砷積累的方法。包括：選擇緩釋周期為3個(gè)月左右的緩釋硝酸鹽類氮肥，一般是在水稻移栽前或分蘗期施用，均勻撒在稻田表面，施用量為10～20 kg N/畝，采用正常田間水分管理等農(nóng)業(yè)措施。本申請通過向土壤添加緩釋硝酸鹽持續(xù)釋放硝酸根離子，可以促進(jìn)厭氧條件下的土壤中三價(jià)砷氧化，降低土壤有效態(tài)砷含量和水稻籽粒中砷積累。采用正常的稻田水分管理，在顯著降低稻米籽粒砷積累的同時(shí)，并且對水稻產(chǎn)量并不影響，無二次污染等特點(diǎn)。該方法具出較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和推廣應(yīng)用意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)田污染防控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用緩釋硝態(tài)氮肥降低污染農(nóng)田稻米籽粒砷積累的方法。

背景技術(shù)

稻米是我國人群無機(jī)砷攝入的主要來源。在我國南方部分礦業(yè)活動密集的地區(qū)，稻田土壤砷污染問題較為突出，土壤污染也導(dǎo)致稻米中砷含量過高的問題，危害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康。稻田淹水條件下，土壤溶液中砷含量大幅上升。主要有二個(gè)方面的原因，首先，土壤鐵氧化物還原溶解，導(dǎo)致吸附的砷釋放到溶液中。其次，土壤溶液中砷酸鹽[As(V)]會被還原成亞砷酸鹽[As(III)]，As(III)由于不易被土壤固相吸附，其在土壤中移動性較強(qiáng)。另外，As(III)易通過水稻根系硅的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收，是水稻根系吸收砷的主要形式。在淹水土壤溶液中，雖然As(III) 是主要的砷形態(tài)，但仍然還存在10～30%左右的As(V)。近期的研究表明，稻田里存在一類硝酸鹽還原菌，能利用As(III)作為電子供體，硝酸根作為電子受體，能在厭氧條件下氧化As(III)成As(V)。通過向土壤中添加硝酸鹽，能促進(jìn)硝酸鹽還原菌介導(dǎo)的厭氧As(III)氧化過程，從而能降低土壤砷的有效性，但是由于稻田的反硝化作用，外源添加的硝酸鹽很快被還原消耗，因此效果缺乏持久性。因此，本發(fā)明主張?jiān)谏槲廴镜咎镏惺┘泳忈屜鯌B(tài)氮肥，使硝酸根持續(xù)緩慢釋放，來促進(jìn)硝酸鹽還原菌介導(dǎo)的As(III) 厭氧氧化，從而降低稻田砷的有效性和稻米砷的積累。并且緩釋硝態(tài)氮肥本身是一種氮肥，相對其它土壤改良劑和鈍化劑，具有施用簡單，易操作，無污染、成本低等特點(diǎn)。因此，緩釋硝酸鹽肥料施用為砷污染農(nóng)田的安全利用和阻控稻米籽粒砷積累的一種有效措施。

目前，緩釋型氮肥和緩釋硝酸鹽肥料施用為重金屬污染農(nóng)田的常規(guī)技術(shù)，如申請?zhí)枺?014107512759，發(fā)明名稱為適合鎘污染農(nóng)田種植蔬菜作物的氮肥施用方法，給出了在鎘污染農(nóng)田中使用緩釋型氮肥，緩釋型氮肥的總施氮量以純 N計(jì)為 120～ 240 kg/hm²。所述緩釋型氮肥為直接通過市購的方式獲得的緩釋型氮肥，或者按照以下方法制備而得：將緩釋包衣樹脂與速效氮肥按照 6～ 12:1000的重量比攪拌混合后而得。然而該緩釋型氮肥主要針對的是蔬菜作物重金屬鎘元素的污染治理問題。雖然其速效氮肥包括銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、硝銨復(fù)合肥或尿素等。但該專利注重的是補(bǔ)充氮素本身，并沒有強(qiáng)調(diào)必須為硝酸鹽氮肥。并且以上速效氮肥包膜主要為了提高氮肥利用效率、避免土壤酸化。而對于水稻作物中的重金屬砷元素的污染治理問題沒有涉及，申請人的另一項(xiàng)專利中（申請?zhí)枺?01810816810.2），采用了三層膜結(jié)構(gòu)的鎘砷同步鈍化劑，對同步降低稻米中重金屬鎘砷含量有顯著效果。然而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作流程繁瑣，不適用于大田廣泛應(yīng)用。且最內(nèi)層使用的硝酸鹽和過氧化物，是作為氫離子化學(xué)消耗劑。為了可以持續(xù)有效的維持土壤較為穩(wěn)定的中性偏酸的pH，不容易劇烈變堿而導(dǎo)致砷的活化。與本專利中降低稻米中砷含量的原理完全不同。目前還缺乏一種專門針對稻米砷污染的阻控策略。關(guān)于緩釋硝酸鹽肥料的施用水平及施用時(shí)期對稻米籽粒砷積累的影響方面，還非常缺乏研究，因而缺乏降低污染農(nóng)田稻米籽粒砷積累的緩釋硝酸鹽肥料不同比例對比施用方法。為此，本發(fā)明提供了一種利用緩釋硝酸鹽肥降低稻米籽粒砷積累的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種降低稻田土壤有效態(tài)砷含量和稻米籽粒砷積累的方法，有效的解決目前缺乏降低污染農(nóng)田稻米籽粒砷積累的稻田緩釋硝酸鹽肥料施用狀況，并依據(jù)土壤有效態(tài)砷含量和稻米籽粒砷積累給出了選擇緩釋型氮肥和緩釋硝酸鹽肥料配比中的兩套最佳方案。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種降低污染土壤有效態(tài)砷含量和稻米籽粒砷積累的方法：