[发明专利]一种叶面阻控剂及其制备方法和应用

说明书

一种叶面阻控剂及其制备方法和应用，有效成分包括：主功能成分水溶性硅和辅助作物生长的水溶性钾；每升阻控剂原液中包含水溶性硅15~25g和水溶性钾20~30g，所述阻控剂原液的pH为10.5~11.5。本发明不仅有助于降低水稻糙米镉污染，与此同时亦可提高水稻产量，完全适合在我国水稻等大宗农产品重金属污染防治技术领域推广使用。

技术领域

本发明属于农产品重金属污染防治技术领域，具体涉及一种叶面阻控剂及其制备方法和应用。

背景技术

近些年我国农田土壤重金属污染越发严重，2014年4月环保部和国土部发布全国土壤污染状况调查公报，指出耕地点位超标率达19.4％，其中首要污染物为重金属镉，超标达7％。

镉是生物体非必需元素，由于其具有高迁移性、高毒害性、高积累性和难消除性，被视为生物毒性最强的重金属。重金属镉进入土壤后，由于其具有较高的生物活性，易被植物体吸收富集，同时随着食物链的放大，对人体健康产生威胁，包括导致骨质疏松、动脉硬化、引起肾脏损伤等。

饮食暴露是人体摄入重金属镉的最主要的途径，水稻作为我国主要的粮食产物之一，土壤镉污染会造成稻米镉含量超标，进而对人体健康造成危害。先前有报道，我们国家人体摄入重金属镉56％是通过食入含镉的稻米。可见如何控制稻米中的镉含量，显得尤为重要。另外2019年1月施行的土壤污染防治法中也明确要求阻断或者减少重金属污染物进入农作物食用部分，确保农产品质量安全。

阻控稻米镉超标的措施有很多，针对已经污染的土壤主要通过对其进行修复以达到安全生产的目的。针对农田镉污染修复与治理比较有效的方法是施入一些土壤钝化材料，包括石灰、粉煤灰、羟基磷灰石、有机肥料等，进而提高土壤pH，增加土壤吸附位点，降低土壤中镉的活性，阻控水稻根部吸收。但由于镉的生物迁移性很强，仍然会有一部分镉离子被水稻根部吸收，继而迁移到茎、叶、籽粒中。另外，钝化材料随着施入时间的延长，持续稳定性下降，土壤中的重金属镉有可能重新活化，进而迁移到作物可食部分，特别是南方稻区酸性水稻土由于酸沉降等原因更易被再次活化。因此，喷施叶面阻控剂无疑是一个降低稻米镉污染很好的选择。

针对目前阻控水稻镉污染的叶面喷施技术，比较常用的是含硅的叶面肥。硅是一种常见的类金属元素，能促进植物生长，并提高植物抵御多种生物、非生物胁迫。水稻喷施含硅的叶面肥，可显著降低糙米中镉含量，有报道降低幅度可达80～90％。

当下市场使用的含硅叶面阻控剂，多以石英砂与纯碱或者苛性钾为原料，通过高温熔融反应，制得硅酸钠或者硅酸钾，成本高，能耗大。另外一些田间实验，也有使用一些高纯度正硅酸乙酯试剂，虽然效果很好，但是成本也很高。在已公开的中国专利文献中可见的旨在降低水稻糙米镉含量的叶面阻控剂的技术信息，典型的如发明专利申请公布号CN105837308A推荐的“降低水稻糙米镉污染的叶面阻控剂及其制备方法和使用”，其原料主要包括：水溶性二氧化硅、氧化钾、氧化钙等。该专利申请方案配方原料成本高(水溶性二氧化硅价格昂贵)，实际生产应用型不强。如何降低可溶硅的制备成本，以便更好的服务于实际生产，显得尤为重要。

稻壳是一种常见的农业废弃物，每年我们国家约产4000万吨稻壳，通过工业固定床裂解稻壳制生物油，经过进一步加工提纯后成为一种很好的生物燃料，与此同时这个过程中也产生了大量的稻壳炭，如果不对稻壳炭进行深加工，绝大部分只能作为废料进行堆弃处理，占地并引起扬尘等环境问题。稻壳炭中除含有大量碳以外，还含有丰富的硅，但稻壳炭中的硅多为非溶解性二氧化硅，如何提取稻壳炭中硅为水溶硅，进而成为一种经济的、环保的叶面阻控剂的重要来源，是一个很有意义的创新性技术。另外稻壳炭中硅提取后，剩余的碳由于含有丰富的官能团、多孔结构以及呈现显著的电荷特性，是一种很好的土壤重金属(镉、铜、铅)污染修复材料。同时，使稻壳炭废弃物高值循环利用。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种叶面阻控剂及其制备方法和应用，以实现不仅有助于降低水稻糙米镉污染，与此同时亦可提高水稻产量，完全适合在我国水稻等大宗农产品重金属污染防治技术领域推广使用。