[发明专利]EDTA螯合物在降低水稻富集镉和/或提高水稻产量中的应用

说明书

本发明提供了EDTA螯合物在降低水稻富集镉和/或提高水稻产量中的应用。在本发明中，所述EDTA螯合物包括EDTA螯合钙和/或EDTA螯合锌；EDTA螯合钙或EDTA螯合锌的配体EDTA能够与稻田土壤中的镉在淹水条件下生成稳定的配合物EDTACd(II)，与游离态Cd(II)相比，EDTACd(II)不易被水稻根系吸收。植物对重金属离子的吸收主要取决于土壤溶液中该离子游离态的活度大小，而EDTA与镉在土壤溶液中形成的高稳定复合物不易解离(EDTA与Cd的配合常数为logk＝16.6)，显著降低了稻田土壤溶液中Cd的活度，从而在一定程度上抑制了水稻对Cd的吸收。

技术领域

本发明涉及农田安全生产技术领域，尤其涉及EDTA螯合物在降低水稻富集镉和/或提高水稻产量中的应用。

背景技术

水稻是稻属谷类作物，代表种为稻(学名：Oryza sativa L.)。水稻具有富集镉的特性，是吸收镉能力最强的大宗谷类作物，使得稻米镉污染比较严重，成为以稻米为主食人群的主要镉暴露源。针对我国农田镉污染程度低、面积大和农田农用等特点，亟需研发高效、经济、快速、简便、可复制易推广的安全利用技术。原位钝化技术具有经济、有效、快速、易操作、适用范围广等优点，比较适合我国重金属污染农田安全利用的要求，应用较多的钝化材料包括石灰、硅钙类、含磷材料、黏土矿物、有机物料、生物炭及新型纳米复合材料等。但这些材料的水稻降镉率非常有限，降镉率一般在20％～50％，并且大量或长期施用还会对土壤性质产生不利影响，如长期大量施用石灰会造成土壤板结，影响作物产量。

钙与镉以及锌与镉在土壤溶液和植物的吸收过程中均存在拮抗作用。外源钙或锌能够与镉离子竞争植物根表面的吸附位点和离子通道，降低作物根系对镉的吸收。但是传统的无机钙肥容易被固定淀积，影响土壤中钙的有效性及其对镉的拮抗作用。而无机锌肥进入土壤后会快速溶解，水溶态锌随后被土壤黏粒、有机质、碳酸盐及铁锰氧化物吸附，转化为结合态锌，导致生物有效性不断降低，影响土壤中锌的有效性及其对镉的拮抗作用，而如果大量施用又会导致土壤锌含量超标，导致植物毒害；叶面喷施通常降镉效果非常有限，并且效果不稳定。

螯合肥是采用螯合技术制成的螯合态新型肥料。目前农业上常用的螯合剂有氨基酸、腐殖酸、糖醇、EDTA等。EDTA螯合钙和EDTA螯合锌在农业生产上常用作果树叶面肥或冲施肥。发明专利“一种降低茶树种植土壤污染物的肥料配方”(CN201811438234.9)中的肥料含有氨基酸螯合钙，主要用于提高土壤肥力、减少土壤营养成分的流失，并未报道其对降低作物吸收重金属的效果。发明专利“一种降低小白菜镉含量的灌根型阻控剂制备方法及应用”(CN201610488946.6)中的阻控剂成分中含有0.2％左右的EDTA螯合钙，目的仅是提供持续效果好、作用快的钙肥，并未明确其降镉作用。此外，在旱地土壤中EDTA常用作外源活化剂促进超富集植物对土壤中镉的吸收(宋波,张云霞,田美玲,等.应用籽粒苋修复镉污染农田土壤的潜力[J].环境工程学报,2019,13(7):1711-1719.)，因此在旱地土壤中施加EDTA有活化并促进作物吸收镉的风险。此外，已有文献采用水培试验报道了喷施EDTA螯合锌对油菜镉含量的影响，发现在正常锌营养水平下叶面喷施EDTA螯合锌并没有降低油菜地上部镉含量效果，有的品种反而有所增加(代晶晶,徐应明,王林,等.不同锌营养下喷施锌肥对油菜生长和元素含量的影响.环境化学,2017,36(5):1017-1025.)。发明专利“一种用于钴污染土壤的肥料”(CN201611230524.5)中的原料含有一定量的EDTA螯合锌，其作用仅是为了提供锌肥增加玉米产量。目前将EDTA螯合钙和/或EDTA螯合锌用于治理修复重金属污染的水稻田未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供EDTA螯合物在降低水稻富集镉和/或提高水稻产量中的应用，本发明的应用具有用量少、水稻降镉率高的优势。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了EDTA螯合物在降低水稻富集镉和/或提高水稻产量中的应用，所述EDTA螯合物包括EDTA螯合钙和/或EDTA螯合锌。