本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)環(huán)境保育與修復(fù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體涉及一種小白菜地上部鎘含量進(jìn)行控劑，同時(shí)還涉及一種小白菜地上部鎘含量進(jìn)行控劑的制備方法，還涉及一種灌根型鎘阻控劑的用途，適用于菜地鎘污染土壤。
背景技術(shù)：
：由于冶金廠及鎘處理廠依托于城市發(fā)展，再加上城市地區(qū)人口密集、耕地有限等原因，城郊地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品特別是蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品成為各大城市蔬菜供應(yīng)的主要來(lái)源。但隨著各種城市垃圾及污水的傾入，以及城郊菜農(nóng)為追求最大收益而過(guò)量施肥，同時(shí)用城市周邊水源進(jìn)行灌溉，種種因素造成城郊土壤鎘含量增加，城市蔬菜鎘超標(biāo)問(wèn)題相繼出現(xiàn)，哈爾濱、湖南株洲和湘西、廣東、廣西、貴州、四川、浙江福州等地都有鎘污染的報(bào)道。馮紅艷在2014年對(duì)江蘇省紫菜中鋁鎘的污染狀況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，鎘的超標(biāo)率(研判值≤0.2mg/kg)達(dá)到89.5％；覃志英等(2007)對(duì)廣西5城市農(nóng)產(chǎn)品鉛鎘污染分析結(jié)果表明南寧市蔬菜超標(biāo)率為24.3％；2002年唐書源等在重慶市29個(gè)區(qū)縣42個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集349個(gè)蔬菜樣本進(jìn)行質(zhì)量安全研究，得出鎘的超標(biāo)率為11.5％且葉菜類超標(biāo)最為嚴(yán)重的結(jié)論，以上結(jié)果表明我國(guó)菜地土壤和蔬菜鎘污染已經(jīng)比較嚴(yán)重，蔬菜鎘污染治理迫在眉睫。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外重金屬污染土壤的治理有兩種不同的途徑：一是固定或鈍化重金屬，將有效態(tài)轉(zhuǎn)化為無(wú)效態(tài)，使土壤重金屬的有效濃度降低到無(wú)害的水平，從而降低土壤重金屬元素的生物毒性，控制重金屬進(jìn)入食物鏈和污染周邊環(huán)境(凌微微2011；田衛(wèi)東2008)；二是活化重金屬，通過(guò)促進(jìn)生物吸收提高土壤重金屬的去除效率，使土壤重金屬的總量降低到無(wú)害的水平(SiegelSMetal1986；ZengMetal2008；曾敏等2005)。目前，石灰、爐渣等堿性物質(zhì)因其可以提高土壤pH值而鈍化土壤中的鎘，效果迅速而得到廣泛的應(yīng)用且以基施為主，但長(zhǎng)期施用這些物質(zhì)會(huì)造成土壤板結(jié)，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看不是解決鎘污染問(wèn)題的根本之法。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各種農(nóng)業(yè)先進(jìn)的機(jī)械農(nóng)業(yè)措施層出不窮，相較于基施型鎘阻控劑，灌根型鎘阻控劑具有更好的發(fā)展前景。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有基施型鎘阻控劑存在不足，是在于提供了一種灌根型鎘阻控劑，該灌根型鎘阻控劑的主要成分硅、鈣是蔬菜所需要的營(yíng)養(yǎng)分子，聚γ-谷氨酸除了有抑制鎘的轉(zhuǎn)移效果外還具有保墑增肥、有效平衡土壤酸堿值，避免長(zhǎng)期使用化學(xué)肥料所造成的酸性土質(zhì)的作用，且配方合理，使用方便。本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種灌根型鎘阻控劑的制備方法，方法易行，操作簡(jiǎn)便，不需要復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，且所制備的鎘阻控劑性質(zhì)穩(wěn)定，可以廣泛的應(yīng)用于重金屬鎘污染治理方面。本發(fā)明還有一個(gè)目的是在于提供了一種灌根型鎘阻控劑在小白菜安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，適用鎘污染的菜地，不僅可以抑制蔬菜對(duì)鎘的積累，還可以改善蔬菜品質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：本發(fā)明的基本思路是：城郊菜地是一座城市的“菜籃子”，城郊菜地鎘污染嚴(yán)重危害了城市居民的身體健康，影響社會(huì)安定?，F(xiàn)有的基施型鎘阻控劑存在著有機(jī)阻控劑效果不持久、無(wú)機(jī)阻控劑施用量大、易造成土壤板結(jié)等問(wèn)題，如何篩選一種比例合適、見(jiàn)效迅速且沒(méi)有副作用的阻控劑組合是鎘阻控劑的研究的重中之重。因此，本發(fā)明是將有機(jī)阻控劑和具有控鎘效應(yīng)的無(wú)機(jī)阻控劑結(jié)合，改進(jìn)實(shí)施方式，篩選出一種更大幅度地降低蔬菜地上部鎘含量的灌根型鎘阻控劑。一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成：螯合鈣和硅酸鉀均為分析純或化學(xué)純?cè)噭?；水為去離子水。一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成(優(yōu)選范圍)：一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成(較好范圍)：一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成(最好范圍)：一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成(最佳值)：一種灌根型鎘阻控劑的制備方法，其步驟是：A、稱取一定比例的聚γ-谷氨酸(γ-PGA)與水按質(zhì)量比為1:10進(jìn)行混合，攪拌至完全溶解；B、稱取一定比例的螯合鈣(EDTA-Ca)、與水按質(zhì)量比為1:100進(jìn)行溶解，攪拌至均勻溶液；C、稱取一定比例的硅酸鉀(K2SiO3·nH2O)，與水按質(zhì)量比為1:100進(jìn)行溶解(可以用超聲波加速溶解)，攪拌至均勻溶液；D、將已經(jīng)溶解的螯合鈣(EDTA-Ca)、硅酸鉀(K2SiO3·nH2O)溶液與聚γ-谷氨酸(γ-PGA)進(jìn)行混合均勻，用所需水的大約60％進(jìn)行定容，獲得混合物，獲得一種灌根型鎘阻控劑，備用。一種灌根型鎘阻控劑在小白菜安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，其步驟是：①按灌根型鎘阻控劑的組分溶解，混合均勻；②出苗后至成熟前，每隔7天灌根一次，共三次，每次每株10ml；③以作物根部為中心間，半徑不超過(guò)5cm進(jìn)行灌根。本阻控劑的工作機(jī)理：1、離子間存在著拮抗作用，鈣、硅與鎘離子間競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，氧化脅迫與抗氧化系統(tǒng)與Ca2+及鈣調(diào)蛋白有關(guān)，鈣促進(jìn)植物中螯合劑的生成、增強(qiáng)螯合解毒作用，與其他鈣素相比，EDTA-Ca的持續(xù)效果好，作用快；硅能提高蔬菜的抗逆性、提高小白菜光合機(jī)構(gòu)的自我保護(hù)能力、降低鎘脅迫下根和葉片的質(zhì)膜損傷、提高了鎘脅迫下植株葉片的抗氧化物酶活性，抑制自由基的積累。2、聚γ-谷氨酸(γ-PGA)是一種高分子材料，由自然界中微生物發(fā)酵產(chǎn)生，由于沒(méi)有毒性、沒(méi)有害處、可自然分解和有很好的肥料增效作用而得到廣泛的關(guān)注，γ-PGA分子鏈上大量的游離羧基，這些基團(tuán)使得其具有很強(qiáng)的吸水性同時(shí)可以結(jié)合陽(yáng)離子，作為配體有一定的金屬螯合作用，可以用于重金屬污染治理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：①本阻控劑的組成成分易于獲得，操作簡(jiǎn)便易行；②本阻控劑劑效果明顯，顯著降低植物體內(nèi)的鎘含量；③本阻控劑對(duì)環(huán)境不會(huì)造成二次污染。本發(fā)明灌根型鎘阻控劑組合可以有效降低小白菜地上部鎘含量，降低幅度為70.30％，同時(shí)可改善小白菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成：一種灌根型鎘阻控劑的制備方法，其步驟是：A、稱取一定比例的聚γ-谷氨酸(γ-PGA)與水按質(zhì)量比為1:10進(jìn)行混合，攪拌至完全溶解；B、稱取一定比例的螯合鈣(EDTA-Ca)、硅酸鉀(K2SiO3·nH2O)，與水按質(zhì)量比為1:100進(jìn)行溶解；C、將已經(jīng)溶解的螯合鈣(EDTA-Ca)、硅酸鉀(K2SiO3·nH2O)溶液與聚γ-谷氨酸(γ-PGA)進(jìn)行混合均勻，用所需水的大約60％進(jìn)行定容，獲得混合物，備用；一種灌根型鎘阻控劑，它由以下重量份的原料制成：以下制備步驟與實(shí)施例1相同實(shí)施例及原料23456螯合鈣0.180.180.20.220.23硅酸鉀0.180.20.180.220.23γ-PGA0.020.0150.0150.010.008水99.6299.60599.60599.5599.532總計(jì)100100100100100實(shí)施例7:一種灌根型鎘阻控劑在小白菜安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，其步驟是：①按灌根型鎘阻控劑的組分用水溶解，混合均勻；②出苗后至成熟前，每隔7天灌根一次，共三次，每次每株10ml；③以作物根部為中心間，半徑不超過(guò)5cm進(jìn)行灌根。實(shí)施例8:下面結(jié)合實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明：試驗(yàn)時(shí)間：2015年；試驗(yàn)地點(diǎn)：武漢。一種灌根型鎘阻控劑在小白菜安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，其步驟是：1)種植作物：小白菜2)土壤湖北省武漢市洪山區(qū)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獅子山黃棕壤，土壤本身全鎘含量為0.0516mg/kg，pH為6.20，再通過(guò)外源添加氯化鎘1.0mg/kg土。3)盆栽試驗(yàn)布置①盆栽土壤鎘熟化：盆栽試驗(yàn)用土采用華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獅子山黃棕壤，將采回來(lái)的土晾干，混合過(guò)篩后，裝盆，每盆3kg土，按1mg/kg土的濃度加入鎘(CdCl2·2.5H2O，AR)，待土壤稍干后，將每盆土拌勻進(jìn)行熟化(2015年10月10日到2016年2月16日)。②2016年2月23日進(jìn)行播種，出苗后每盆定植6株，15天后進(jìn)行灌根處理，以0.2％Ca、0.2％Si和0.01％γ-PGA進(jìn)行灌根作為對(duì)照，比較應(yīng)用效果。③每隔7天左右噴灑一次，每株每次10ml鎘阻控劑，共計(jì)3次④2016年04月07日收獲，共計(jì)生長(zhǎng)44天。4)測(cè)試①測(cè)試方法將收獲的小白菜樣品用去離子水清洗后，經(jīng)過(guò)105℃殺青，并于65℃烘干至恒重，用不銹鋼植物磨樣機(jī)磨碎，過(guò)60目篩用于鎘的測(cè)定；采用混酸(硝酸+高氯酸9+1)消化-原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定鎘含量，其含量如表1。另一部分用于品質(zhì)指標(biāo)(維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖和硝酸鹽)的測(cè)定，其含量如表2。②測(cè)試結(jié)果表1灌根型鎘阻控劑對(duì)小白菜地上部鎘含量的影響灌根處理地上部鎘含量(mg·kg-1FW)去離子水(對(duì)照)0.330aCa0.135cSi0.240bγ-PGA0.208bCa+Si+γ-PGA0.098c用本發(fā)明鎘阻控劑在小白菜地上部鎘含量與對(duì)照比降低了70.30％且達(dá)到顯著性差異(P＝0.05)，與單獨(dú)用施用螯合鈣降低了27.41％，單獨(dú)施用硅酸鉀降低了59.17％，單獨(dú)施用PGA降低了52.88％，說(shuō)明本鎘阻控劑對(duì)小白菜地上部鎘含量降低幅度更大。表2灌根型鎘阻控劑對(duì)小白菜地上部品質(zhì)指標(biāo)的影響由表2分析可知，與對(duì)照相比，本發(fā)明不同組分對(duì)小白菜地上部維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量都有著不同程度的改善作用，螯合鈣和硅酸鉀處理對(duì)硝酸鹽含量具有一定的降低趨勢(shì)，而本發(fā)明鎘阻控劑組合對(duì)小白菜地上部維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量也改善作用明顯，雖然硝酸鹽含量有所升高但未達(dá)到顯著性差異。綜上所述，本發(fā)明灌根型鎘阻控劑組合可以有效降低小白菜地上部鎘含量，降低幅度為70.30％，同時(shí)可改善小白菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3