用生物可降解螯合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用生物可降解螯合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法。本發明的目的在于提供一種用生物可降解螯合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法。本發明的特征在于以下步驟：A.將可降解螯合劑鼠李糖脂用水稀釋攪拌均勻，得到稀釋劑；B.將步驟A得到的稀釋劑分兩次施用到水稻田中，從而實現降低水稻籽實中重金屬的目的。所述螯合劑分兩次施用到水稻田中，第一次施用時間為水稻移栽前1?2天，施用量每畝為上述稀釋劑重量的2/3，第二次施用在水稻移栽后的30?40天，施用量為稀釋劑重量的1/3。本發明主要用于施用在水稻田中以減少重金屬尤其是鎘在水稻植株中的積累。
【專利說明】
用生物可降解藝合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種用馨合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法，尤其設及一種用 生物可降解馨合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法。
【背景技術】
[0002] 重金屬在污染±壤中主要W6種形態存在:水溶態、交換態、鐵儘氧化物結合態、碳 酸鹽結合態、有機結合態和殘渣態等。其中水溶態、弱交換態W及小部分碳酸鹽態的重金屬 可W被植物吸收，而大部分與±壤固相牢固結合的重金屬則很難被吸收。馨合劑能夠改變 重金屬在±壤溶液中的存在形態，或者是W重金屬-馨合劑和重金屬-有機酸形態促進重金 屬的吸收，從而增加植物的修復效率;或者是通過形成重金屬-馨合劑的形態降低其在±壤 環境中的移動性和生物可利用性，從而達到對重金屬的消減、純化和固化作用，因此運用馨 合劑修復重金屬污染±壤取決于馨合劑的種類。
[0003] 常用的馨合劑大致可分為合成馨合劑和天然馨合劑。合成馨合劑主要包括：乙二 胺四乙酸化DTA)、二乙基Ξ胺五乙酸（DTPA)、乙二醇雙四乙酸化GTA)和徑乙基替乙二胺 化抓TA)等;天然馨合劑主要包括:巧樣樹、丙二酸、組氨酸等。目前在降低植物重金屬毒害 中應用較多的重金屬馨合劑有乙二胺四乙酸化DTA)、有機酸類W及腐殖酸類重金屬馨合 劑。本申請所述生物馨合劑為一種生物表面活性劑-鼠李糖脂，與抓TA相比，具有易降解和 能夠改良±壤等特性。該生物可降解馨合劑與金屬的絡合是快速、穩定的，能高效的減少游 離態的Cd2+。實驗表明，每摩爾該生物可降解馨合劑的最大絡合能力是0.2mol Cd2+。通過計 算得到的儒-鼠李糖脂平衡分配常數（log Κρ = -2.47)比報道的儒-沉淀物、儒-腐殖酸要 高。而通過計算得到的儒-鼠李糖脂平衡分配系數（log Κρ = 4.89)與報道的溶解有機質吸 收有機污染物的系數相當。該生物可降解馨合劑一是可能通過和溶液中游離態的金屬離子 絡合，來降低重金屬離子在溶液相中的活性;二是可能通過降低界面張力，表面活性劑分子 聚集在固-液界面上，與被吸附的重金屬接觸，從而使重金屬從±壤上解吸下來。Mul 1 igan C.N(2005)測定該生物可降解馨合劑與陽離子的馨合能力為K+<Mg2+<Mn2+<Ni 2+<Co2+<Ca2+< Hg2+<Fe3+<Zn2+<Cd2+<Pb 2+<Cu2+<Al3+。由此說明該生物可降解馨合劑能夠與重金屬Cd 2+形成 穩定的重金屬-馨合物，從而降低重金屬的生物有效性。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種用生物可降解馨合劑減少重金屬在水稻植株中積累 的方法，W降低水稻植株中重金屬尤其是儒的含量，并能改良±壤。
[0005] 為實現上述目的，本發明的技術解決方案是:一種用生物可降解馨合劑減少重金 屬在水稻植株中積累的方法，其特征在于W下步驟：
[0006] A.將可降解馨合劑鼠李糖脂用水稀釋攬拌均勻，得到稀釋劑；
[0007] B.將步驟A得到的稀釋劑分兩次施用到水稻田中，從而實現降低水稻巧實中重金 屬的目的。
[0008] 所述馨合劑分兩次施用到水稻田中，第一次施用時間為水稻移栽前1-2天，施用量 每畝為上述稀釋劑重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30-40天，施用量為稀釋劑重量 的l/^3。
[0009] 本發明的有益效果是:該生物可降解馨合劑與重金屬形成絡合物后，能夠降低重 金屬Cd的毒害作用。鼠李糖脂能夠降低重金屬的毒害作用同時增加糞的生物降解。當鼠李 糖脂添加量為10倍Cd濃度時(890μΜ)，能夠完全消除Cd的毒害作用，添加量與Cd濃度持平時 (89μΜ)，能減弱Cd的毒害作用，而當添加量為Cd濃度的1/10時(8.9μΜ)，鼠李糖脂沒有作用。 鼠李糖脂減弱重金屬的毒害作用可能與鼠李糖脂-儒復合物的形成有關，W及與鼠李糖脂 與細胞表面相互作用從而改變儒的吸收有關。
[0010] 采用本發明減少水稻植株中儒積累的方法不但能夠減少水稻巧實中重金屬的含 量，而且可W改良±壤環境，促進水稻植株的生長。本申請為原位修復污染±壤技術，不破 壞場地，對±壤的擾動小，技術操作簡單，耗資少，可W在田間大規模應用。
【具體實施方式】
[0011] 下面結合實施例對本發明及其【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0012] 本發明的特征在于W下步驟：
[0013] Α.將可降解馨合劑鼠李糖脂用水稀釋攬拌均勻，得到稀釋劑；
[0014] Β.將步驟A得到的稀釋劑分兩次施用到水稻田中，從而實現降低水稻巧實中重金 屬的目的。
[0015] 所述馨合劑分兩次施用到水稻田中，第一次施用時間為水稻移栽前1-2天，施用量 每畝為上述稀釋劑重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30-40天，施用量為稀釋劑重量 的l/^3。
[0016] 本發明中所述生物可降解馨合劑為液體形式，溶于水后，施加到±壤中。
[0017] 供試±壤:為第四紀紅色粘±發育的紅黃泥田。
[0018] 供試作物:水稻，品種為五豐優T025.
[0019] 實驗設計和方法：
[0020] 試驗于2015年7月一10月在長沙縣春華鎮大魚塘村福星組王應龍責任田進行。本 試驗公設3個處理，3個重復，共9個小區，隨機區組排列，每小區面積30m2,小區間做±巧包 衣膜隔離，四周設置1.5m寬保護行。
[0021] 實例1:不使用馨合劑（鼠李糖脂），常規施肥(40%復合肥30kg/畝）；
[0022] 實例2:畝施供試馨合劑（鼠李糖脂)3kg+水47kg = 50kg稀釋劑，水稻移栽前1天第 一次施用33kg，水稻移栽后30天第二次施用17kg，+常規施肥(40%復合肥30kg/畝）；
[0023] 實例3:畝施供試馨合劑（鼠李糖脂)3kg+水97kg=100kg稀釋劑，水稻移栽前2天第 一次施用66kg，水稻移栽后40天第二次施用34kg，+常規施肥(40%復合肥30kg/畝）。
[0024] 試驗田間管理
[0025] 田間管理遵循"最適"和"一致"的原則，各處理之間除施肥措施W外，其他各項管 理措施均保持一致，且符合生產要求，由專人在同一天內完成。試驗田晚稻6月18日播種，7 月19日整地，7月20-21日做巧覆膜，7月22日分處理按方案施基肥。各處理其他各項管理措 施保持一致，10月24日采集試驗田各小區耕作層±壤樣品、稻谷樣品，10月29日試驗田收 害d，分別對各小區進行測產驗收，考察各處理多項經濟性狀和測定實際產量。
[00%] ±壤樣品測定方法
[0027] ±壤樣品采集后帶回實驗室，檢測出肉眼可見的食物殘體、根系、外來物等，捏碎， 平鋪在塑料樣品盤中，在室溫條件下風干，磨碎，分別做1mm和0.25mm篩，裝入塑料瓶中備 用。
[0028] ±壤全儒和全鉛采用王水一高氯酸消煮一原子吸收光譜法;±壤全隸采用硫酸一 無氧化二饑一冷原子吸收光譜法;±壤全神采用氨化物發生原子吸收光譜法;±壤全銘采 用氨氣酸一高氯酸一硝酸消煮一原子吸收光譜法;有效態儒的測定采用原子吸收法(GB/ 23739-2009)。±壤pH采用水提玻璃的電極法測定;±壤理化性狀的測定采用常規分析方法 進行。
[0029] 植株樣品的測定方法
[0030] 水稻植株樣品采集后，帶回實驗室，經烤種，分為莖葉和稻谷兩部分，在80攝氏度 殺青30分鐘，然后在65攝氏度烘干，用不誘鋼粉碎機磨碎，過40目篩，裝入塑料瓶中備用。
[0031] W下給出本發明的實施例。
[0032] 表1不同實施例對晚稻經濟性狀的影響
[0033]
[0034] 試驗結果表明晚稻使用供試馨合劑的處理與不使用馨合劑相比較，株高增加5.6- 7.5cm，有效穗增加0.3-0.4萬/667m2，穗長平均增加0.7-0.8cm，穗總粒數增加7.0-8.4粒， 穗實粒數增加9.8-13.4粒，結實率提高2.8-4.4%，千粒重增加0.2-0.3g。根據水稻產量構 成形狀計算的理論產量看，稻谷增產率在11.1-15.4%。
[0035] 不同實施例對晚稻產量的影響
[0036] 田間試驗結果表明，使用供試馨合劑的實施例水稻平均產量在550.6-569.2kg/ 667m2,增產率為8.3-12.0%。經方差分析與多重比較表明，實施例2,3之間的水稻產量沒有 顯著差異，實施例1與實施例2之間達顯著差異，實施例1與實施例3之間達顯著差異。
[0037] 表2田間試驗不同實施例水稻產量
[00；3 引
[0043] 不同實施例對±壤重金屬儒含量的影響
[0044] 試驗前后±壤樣品測試結果表明：施用馨合劑后對降低±壤有效儒有一定效果， 實施例2和實施例3與試驗前相比分別降低了 0.2-0.3mg/kg，對于±壤中全量重金屬含量沒 有明顯的影響。pH值有一定程度的提高，最高提高了 0.3個值。
[0045]
[0046]
[0047] 不同實施例對稻谷儒含量的影響
[004引據采集稻谷樣品檢測結果表明，實施例2,3稻谷儒含量平均值分別為0.453mg/kg、 0.34mg/kg，較實施例1對照區稻谷儒含量0.787mg/kg分別下降0.334mg/kg，0.447mg/kg，降 儒分別為42.4%、56.8%，降儒效果十分顯著。
[0049]表6不同實施例稻谷儒(Cd)含量比較分析
[(K)加]
[0051]馨合劑鼠李糖脂生產單位：中國科學院微生物研究所，地址:北京市朝陽區北辰西 路1號院3號。
【主權項】
1. 一種用生物可降解螯合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法，其特征在于以下步 驟： A. 將可降解螯合劑鼠李糖脂用水稀釋攪拌均勻，得到稀釋劑； B. 將步驟A得到的稀釋劑分兩次施用到水稻田中，從而實現降低水稻籽實中重金屬的 目的。2. 按權利要求1所述用生物可降解螯合劑減少重金屬在水稻植株中積累的方法，其特 征在于所述螯合劑分兩次施用到水稻田中，第一次施用時間為水稻移栽前1-2天，施用量每 畝為上述稀釋劑重量的2/3,第二次施用在水稻移栽后的30-40天，施用量為稀釋劑重量的 1/3〇
【文檔編號】B09C1/08GK105964676SQ201610417584
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】向巨東
【申請人】湖南俁翔農業科技有限公司