[发明专利]一种阻隔大气降尘铅污染的小麦叶面阻控剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种阻隔大气降尘铅污染的小麦叶面阻控剂及其使用方法，属于环境污染治理技术领域，由以下质量百分比的原料制成：腐殖酸3‑5％，Fe₃O₄@C‑COOH空心微球0.5％，烷基萘磺酸盐1‑2％，高效氯氟氰菊酯0.5‑1％，水91.5‑95％；在小麦的灌浆期将该叶面阻控剂喷洒于小麦叶片，可高效、显著的阻隔小麦叶片对大气降尘中重金属Pb的吸收，进而降低小麦籽粒中铅含量，同时，兼具施用次数和施用量少，同时防控小麦病虫害，提升作物产量的特点，为控制大气降尘中铅对小麦籽粒的铅污染问题提供了新的解决途径。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种阻隔大气降尘铅污染的小麦叶面阻控剂及其使用方法。

背景技术

小麦是仅次于水稻和玉米的世界第三大粮食作物，是我国居民的主要膳食成分，是人体能量的主要来源。随着工业化进程的发展以及大量冶炼厂、电厂等工业厂区的建设运行，导致大气沉降中铅(Pb)含量远高于土壤背景值。土壤是大气降尘的最终归宿，大气降尘已经成为土壤重金属的重要输入途径之一，其中Pb在土壤中的污染现象较为普遍，也是土壤中累积率最高的重金属。土壤和大气降尘均会对小麦造成Pb污染，并通过食物链进入人体，危害居民身体健康，因此小麦也被认为是人体Pb摄入的主要来源之一。

土壤是小麦生长的介质和养分来源，也是小麦Pb吸收的来源之一。肖冰等研究发现污染严重地块中小麦籽粒Pb超标率比污染较轻区域的小麦籽粒Pb超标率高出47.1％，说明小麦籽粒Pb含量与土壤中Pb的含量具有相关性，也表明土壤中的Pb是小麦体系中Pb的重要来源。但同时需要注意的是，籽粒Pb含量并不随土壤Pb含量的增加而增加。这是由于大气降尘中Pb也存在显著的富集现象，其对小麦Pb的污染不可忽视。Zhao等发现谷类作物的叶片能够直接从大气中吸收Pb并将其从叶片转移到籽粒中。李晓明等发现水稻叶片中的Pb更容易向籽粒中转移积累。周影等采用叶面喷施Pb溶液的方式模拟了大气Pb污染对玉米籽粒的贡献率，结果表明大气Pb对玉米籽粒的贡献率为53.7％，说明大气Pb通过叶面传输是玉米籽粒吸收Pb的重要途径。因此，小麦不仅可以通过根系吸收土壤中的Pb，也通过叶片等地上部吸收大气降尘中的Pb。植物叶片对大气降尘中Pb的吸收可能是亲水性和固态吸收途径的综合结果，这取决于大气颗粒物中Pb的溶解度和粒径大小、植物表面可用的化学物质以及天气条件，特别是当超细降尘颗粒与植物叶片相互作用时，纳米级(1-100nm)大气降尘颗粒物中Pb以固体的形式通过质外体运输渗透到叶片。赵多勇等利用Pb同位素技术在中国西北某工业区研究发现大气降尘和土壤对小麦籽粒Pb的贡献率分别为90％-99％和1％-10％。谷超在浙江嘉兴利用Pb同位素技术研究发现大气颗粒物对小麦籽粒中Pb的贡献率为80.82％。马闯等在中国小麦粮食主产区-河南省选择了两个典型的大气Pb高降尘区(济源某铅锌冶炼厂周边污染农田修复基地)和Pb低沉降区(郑州西北郊区农田实验站)，采用Pb同位素技术进行了小麦组织Pb来源解析的大田试验，发现大气Pb降尘高、低沉降区小麦籽粒中Pb均主要来源于大气降尘，并且叶片吸收大气中Pb后通过茎向地下部转运，与Yang等在北京西南灌区小麦Pb污染源解析的研究结果相似。同时，对大田小麦进行大气降尘低暴露处理后，可以显著降低小麦组织的Pb含量和来源于大气降尘的Pb的占比，其中，大气沉降对小麦茎中Pb的贡献率从84.04％降至42.01％，对小麦叶片Pb的贡献率从92.79％降至59.04％，对小麦籽粒Pb的贡献率从79.89％降至54.68％。直接证明了大气降尘是小麦组织Pb的主要来源。这可能是由于小麦根系吸收Pb后向地上部迁移受到抑制，当Pb被根部吸收时，细胞壁是阻止重金属破坏植物细胞的第一道屏障，其中包含的果胶酸、多糖和蛋白质提供了丰富的重金属离子交换位点，使其可以固定Pb离子，限制他们的迁移，同时细胞壁结构中凯氏带的屏障功能也会对重金属元素的迁移起阻止作用，使其难以被运输至中柱。进入共质体的少量重金属将会被限制在细胞壁内壁、液泡以及内质网囊泡等亚细胞中，剩余游离重金属被转运蛋白排出细胞外，因此最终到达根中柱的重金属极少，致使重金属很难从根部向上迁移。Tong等研究小麦生长期间Pb从土壤中被吸收和富集试验中发现，Pb主要集中在小麦根系，且在小麦地上部的富集量随土壤Pb含量的增加而降低，这一趋势并没有受到土壤中Pb含量的影响，与李晓明等研究土壤Pb污染水平对水稻植株体内Pb分布规律的结论一致，即根系对Pb向地上部的迁移起到了屏障作用。而地上部吸收大气降尘中Pb可以直接转运到籽粒中，这也是小麦籽粒Pb主要来源于大气降尘的原因之一。