[发明专利]一种叶面阻抑水稻籽粒镉积累的种植方法

说明书

本发明公开了一种叶面阻抑水稻籽粒镉累积的种植方法。将制得的硒(Se)硅(Si)复合溶胶稀释后，在水稻孕穗前2周开始均匀喷施于叶面，能够显著降低稻米中镉的含量,适用于防治稻田镉的面源污染。在降低稻米镉污染的效应方面，叶面喷施该复合溶胶稀释液明显优于喷施原SiO₂ NPs或Se NPs溶胶稀释液，同时还能够显著提高稻米的有机硒含量，可用于富硒米的开发。

技术领域

本发明属于水稻富硒阻镉种植方法领域，具体涉及一种叶面阻抑水稻籽粒镉累积的种植方法，应用Se NPs溶胶与SiO₂NPs制备量子点尺寸SiO₂微粒与纳米硒的复合溶胶，在水稻孕穗前2周，叶面喷施此复合溶胶稀释液能够显著降低稻米中镉的含量，其效应明显优于喷施原SiO₂NPs或Se NPs应用液，同时还能够显著提高稻米的有机硒含量。本方法可为稻田镉面源污染的防治、消减稻米镉污染以及生产富硒大米提供一种便捷高效的技术。

背景技术

降低水稻对重金属的吸收通常有两种途径：一种是土壤钝化技术，即向污染稻田中施加各种改良剂，钝化土壤重金属，从而降低其迁移能力和生物有效性；另一种是叶面阻控技术，即向水稻叶面喷施适宜剂量的植物改良剂，抑制水稻对有毒重金属或类金属元素的吸收、转运与累积，从而降低稻米中镉、铅、砷等元素含量。目前报道较多的是硒、硅、锌、铁、锰、硫等植物营养调节剂，可有效降低典型重金属或类金属在稻米等作物中的积累。硒不仅能够直接拮抗重金属离子，还能够增强水稻细胞的木质素合成，提高细胞壁的厚度和机械强度，有利于重金属离子在细胞壁上的固定与沉积。通常情况下，硒、硅或其它元素的配合施用要比单施一种元素效果更好。

近年来，纳米材料在农业生态污染防治中的应用潜力越来越引起人们的关注。已有报道，硒、硅纳米溶胶因其特殊的理化性质，生物有效性高，反应活性强，其阻抑镉、砷等重金属或类金属元素向稻米迁移蓄积的环境效应和生态效应明显优于无机硒盐或硅酸盐。据报道，硅纳米溶胶的粒径大小是影响水稻细胞吸收镉的关键因子，其粒径越小，与镉离子的结合位点就越多，对镉离子的结合能力也就越显著。另外，硒、硅纳米溶胶的生物毒性还远低于其无机盐类离子。因此，改进硒、硅溶胶的合成工艺，提高其拮抗、钝化和阻抑重金属离子向稻米迁移累积的潜力，可望为稻田重金属污染的防治和消减稻米的重金属污染提供一种高效、便捷和安全的技术。专利(CN201310737996.X)合成了一种硒掺杂纳米硅溶胶，硒含量占1％以上，二氧化硅20％以上，胶体粒径小于50nm，可以抑制水稻对砷、镉的吸收累积，同时还能够显著提高稻米的硒含量。该复合溶胶的合成步骤比较繁琐，操作难度大，不易推广。本发明建立了一种合成硒硅复合溶胶的简易方法，其特征在于：(1)SiO₂NPs粒径达到了2-5nm，Se NPs颗粒分散于SiO₂NPs颗粒之间；(2)在水稻孕穗开始前2周，叶面喷施该复合溶胶适宜倍数的稀释液不仅能够显著降低稻米中镉的含量，也能够显著提高稻米总硒的质量分数，还能够使水稻增产10％以上。

本技术参数源自数次的实验室研究和大田试验的结果，本复合溶胶对水稻籽粒镉累积的抑制效应明显优于普通的硒、硅纳米溶胶及其掺杂的复合溶胶，具有合成简单、效应明显、价格低廉和易于推广的优势。相关合成方法尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶面阻抑水稻籽粒镉积累的种植方法，以解决上述背景技术中提出的在镉污染稻田种植食品安全达标、富硒增产的稻米的技术难题。

为此，本发明提供如下技术方案：一种叶面阻抑水稻籽粒镉积累的种植方法，包含以下步骤：

步骤1、Se NPs溶胶的制备与表征

①将0.4g阿拉伯树胶充分溶解于40mL去离子水，制备A液；

②将0.0692g Na₂SeO₃充分溶解于40mL去离子水，制备B液；