專利名稱：一種降低稻米中鎘含量的稻田灌水方法
技術領域：
本發明涉及一種屬于農產品重金屬污染防治技術，具體涉及一種降低稻米中鎘含量的稻田灌水方法。
背景技術：
20世紀50年代以來，隨著人口數量的大幅度增加，采礦、冶煉和制造等工業的快速發展，農用化學品的大量使用及城市污水污物的排放，導致Cd、Pb、Hg、Cu等對生物有毒金屬元素在環境中快速、過量地積累，這一由人類活動造成的環境污染問題引起了廣泛的關注，這些金屬元素的大部分被概括在一起，被稱之為“重金屬(Heavy metals)”元素。在各重金屬元素中，鎘(Cd)是受到關注程度最高的元素之一，因為Cd容易被植物吸收，并常常通過食物鏈在人體內富集。 Cd對人體毒性極高，且易被人體吸收積累。有充分研究結果證明，Cd對動物的肺部、前列腺、腎上腺、睪丸及造血系統等多種器官有很強的致癌作用。據日本研究，長期食用Cd含量高的大米會引起人體腎臟功能紊亂，導致死亡率上升，壽命縮短。發生于日本富山縣神通川流域的骨痛病，已被日本環境機構證實是由于當地居民長期食用被Cd污染的大米所致。Cd 已被國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer)確定為對人類的致癌物質。在中國工礦區及經濟發達地區，隨著人口數量的快速增加、工業的發展及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Cd污染非常嚴重，且面積和程度呈上升趨勢。如廣西陽朔鉛鋅礦廢水污染的農田土壤含Cd量達10-136mg/kg ;沈陽張士灌區受污染農田面積2800hm2，土壤Cd含量5-7mg/kg ;湖北大冶煉銅廠的煙囪排出的鎘對周圍IOkm范圍的農田造成污染，污染農田面積達8700hm2 ;上海煉鋅廠排放的含鎘廢水所污染的農田土壤平均鎘含量達7. 7mg/kg 世界鎢都”江西大余縣遍布鎢礦廠，受污水灌溉農田面積達5000多hm2，土壤平均鎘含量為O. 62mg/kg,與日本神通川流域的鎘污染情況相似。上述污染地區稻米Cd含量為O. 29-1. 09mg/kg,全部超過國家衛生標準(〈O. 2mg/kg)。中國科學院南京土壤所對江蘇省8市28縣的抽樣檢測表明，江蘇省部分地區糧食(大米、小麥、面粉)的Cd含量超標率達25%。而且，水稻對Cd的吸收和積累有一個顯著的特點是往往生長并未受到影響，但糙米的Cd含量已超過衛生標準數倍，甚至十多倍。因此，Cd在土壤-稻米-人類系統中的移動和累積受到聞度關注。

發明內容
本發明要解決的技術問題是降低稻米中鎘含量，為此本發明通過嚴格控制灌溉時期能有效降低稻米中鎘含量，并且不影響水稻產量。本發明提供一種降低稻米中鎘含量的稻田灌水方法，在水稻分蘗盛期到抽穗期控水(秧苗移栽后40-70天)；其它時期淹水灌溉，保持水層5-lOcm。
與水稻全生育期淹水灌溉比較，水稻產量沒有明顯下降(下降幅度低于5%)(見附表1)，但稻米Cd含量下降22. 2%-53. 8% (見附圖1_4)。如在抽穗前其它時期控水，會顯著降低水稻產量(產量下降18%_35%)，如在抽穗后控水，會顯著提高稻米Cd濃度(稻米Cd含量上升 12. 8%-166. 7%)(見附圖 1-4)。作為優選，水稻分蘗盛期到抽穗期的控水為輕度控水，輕度控水具體操作方法是排干水層，讓土壤自然干燥到輕度缺水(輕度缺水是指從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋；如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80%左右(±5%));達到輕度缺水后，再灌水到飽和，但未出現明顯水層，然后讓其自然干燥；如此重復進行。控水程度過輕，降低稻米Cd含量的效果較差；控水程度過重，水稻產量會顯著下降。此外，宜選擇對土壤中Cd吸收能力較弱的粳稻品種，不宜選擇對Cd吸收能力較強的秈稻或雜交稻品種。 在當前的水稻生產中，農民常采用全生育期淹水灌溉，或由于各種原因(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。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對人體毒性很強的重金屬Cd的釋放、增加水稻對這些物質的吸收，結果導致稻米中Cd含量超標，特別是在Cd污染的稻田中，這種情況很容易出現。本發明者通過大量研究表明，與農民通常采用的全生育期淹水灌溉及水稻成熟前10-15天開始控水比較，適宜時期、適宜程度的土壤控水，在保證水稻產量不下降的基礎上，能大幅度降低稻米Cd含量。


圖I 土壤Cd濃度為5mg/kg時不同灌溉方法下秈稻稻米Cd含量圖2 土壤Cd濃度為10mg/kg時不同灌溉方法下秈稻稻米Cd含量圖3 土壤Cd濃度為5mg/kg時不同灌溉方法下粳稻稻米Cd含量圖4 土壤Cd濃度為10mg/kg時不同灌溉方法下粳稻稻米Cd含量圖I-圖4及表I中的A-F分別表示A全生育期保持水層5-10cmB移栽活棵后全生育期輕度控水C移栽活棵到分蘗盛期輕度控水，其它時期保持水層5-lOcmD分蘗盛期到抽穗期輕度控水，其它時期保持水層5-lOcmE抽穗-抽穗后15天輕度控水，其它時期保持水層5-lOcmF抽穗后第16天-成熟期輕度控水，其它時期保持水層5-lOcm
具體實施例方式選擇Cd濃度為5mg/kg、10mg/kg的土壤,每種土壤分別種植粳稻和秈稻，并按照六種不同方法灌水，所得水稻中Cd含量如圖1-4所示，水稻產量如表I。表I不同灌水方法下的水稻產量比較(單位g/盆)
權利要求
1.一種降低稻米中鎘含量的稻田灌水方法，其特征是在水稻分蘗盛期到抽穗期控水；其它時期淹水灌溉，保持水層5-lOcm。
2.權利要求I所述的降低稻米中鎘含量的稻田灌水方法，其特征是水稻分蘗盛期到抽穗期的控水為輕度控水，輕度控水具體操作方法是排干水層，讓土壤自然干燥到輕度缺水，輕度缺水是指從土壤外觀上看，表土開始變硬，但未發白，出現細微裂紋；如測定土壤含水量，保持土壤含水量為最大持水量的80%±5% ;達到輕度缺水控水標準后，再灌水到飽和，但未出現明顯水層，然后讓其自然干燥；如此重復進行。·
全文摘要
本發明涉及一種降低稻米中鎘含量的稻田灌水方法，在水稻分蘗盛期到抽穗期控水，其它時期淹水灌溉，保持水層5-10cm。本發明通過嚴格控制稻田控水時期及控水程度能有效降低稻米中鎘含量，并且不影響水稻產量。
文檔編號A01G16/00GK102870637SQ20121034771
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者劉建國, 鐘曉梅, 王明新, 孫向武 申請人:常州大學