[发明专利]一种减少油菜镉吸收的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农产品安全生产技术领域，具体地说是一种减少油菜镉吸收的方法。

背景技术

随着我国经济和工农业的迅速发展，违规排放工业“三废”和城市生活垃圾，使用重金属含量超标的污水灌溉和污泥农用，不合理地施用农药、化肥，造成我国农业土壤中的重金属含量持续增加，尤其是位于城市郊区和工矿企业周边的菜地土壤，重金属污染日益严重，进入菜地土壤的重金属污染物被蔬菜吸收后，也加剧了蔬菜产品的重金属污染。近年来的调查发现，许多大中城市的蔬菜重金属含量均出现了不同程度的超标，例如南京、广州、福州、沈阳以及天津。有调查表明，珠三角地区近40%的菜地土壤重金属含量超标，有10%属于严重污染，在这些菜地中生产的蔬菜重金属含量超标率也较高，可以达到22~31%，其中以油菜、生菜、油麦菜中镉、铅的超标率最高。南京城郊18 个地点的油菜样品分析表明，叶片Cd 含量全部超过食品卫生标准，最高超出17 倍。在重庆各区县进行的蔬菜重金属含量和健康风险调查表明，蔬菜中Cd和Pb污染最为严重，而在油菜和芥菜中Cd和Pb经膳食摄入的健康风险较高，严重威胁居民健康。由此可知，严重的菜地土壤重金属污染导致蔬菜产品的重金属含量时有超标，而对于叶菜类蔬菜，特别是油菜，镉铅污染更为严重，急需治理。

降低作物重金属污染的方法较多，可以从土壤和植物两个方面入手。首先在土壤方面，可以通过重金属污染修复技术来减少土壤中重金属的含量或降低其有效性，从而减少作物吸收累积。目前在众多土壤重金属污染修复技术中，原位化学钝化修复技术以其简便、效果好和经济实用的优点而受到人们的普遍重视，尤其适用于修复大面积中、轻度污染的农田土壤。它通过在土壤中投加钝化材料，与重金属元素发生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化以及氧化还原一系列反应，进而改变重金属的赋存形态，显著降低其生物有效性和可迁移性，明显缓解重金属污染对植物生长的毒害作用，大幅减少植物对重金属的吸收累积。从上世纪80年代起，原位钝化修复技术开始投入到实际应用中。

近年来，作为一种新型钝化材料，生物质碳开始逐步应用到土壤重金属污染修复研究中。随着农业废弃物生物质热裂解碳化工艺技术的日益成熟，作物秸秆、畜禽粪便、城市垃圾以及污泥等有机生物质均可采用热裂解的方法转化为生物质碳。这些农业废弃物资源量大，每年全国畜禽粪便排放量超过27亿吨，秸秆有5亿多吨，将这些废弃物资源化不仅可以避免焚烧或堆置产生的环境污染问题，还可以促进农业循环经济发展，有利于推动农业生产的固碳减排。生物质碳具有多孔性，拥有较大的比表面积、较强的表面吸附能力以及高度的化学惰性，其表面高度芳香化结构和部分羟基、酚羟基以及羰基官能团，对有机和无机污染物具有高度的亲和力，可以作为土壤重金属污染的理想钝化剂。近年来的多项研究表明，不同来源的生物质碳对土壤和水体中的重金属以及有机污染物有较好的吸附钝化效果，完全可以用于重金属污染的钝化修复，并具有来源广泛、成本低廉且改良土壤理化性状的优点。

近年来，从植物方面入手来降低作物重金属污染引起人们的广泛关注。很多研究表明，作物累积重金属的能力不仅在种间存在明显差异，而且在种内即品种间也存在较大差异。基于这一发现，人们提出了重金属排异品种的概念，这些品种在中轻度污染土壤上生长时，其可食部位重金属含量极低，显著低于传统品种，能够符合食品卫生标准的要求。将重金属排异品种应用于农业生产，可以显著减少作物对重金属的吸收，保障农业安全生产。目前，国内外学者对多种作物Cd积累的品种间差异进行了研究，并筛选了一批Cd排异作物品种；其中，大田作物包括水稻、小麦、大麦、大豆、玉米；蔬菜包括番茄、长豇豆、蕹菜、菜心、芹菜、大白菜。然而对于镉累积能力较强的油菜，其镉排异品种的筛选和应用则未见报道。

由于作物对重金属的吸收不仅受基因型的控制，还受到土壤污染水平和理化性质的影响，因此重金属排异品种的应用会受到土壤重金属污染水平的严格限制。对于许多易于累积重金属的蔬菜作物而言，选育的重金属排异品种仅适合在重金属轻度污染土壤上应用，在中、高污染地区则由于可食部位重金属含量超标风险较大而无法种植、推广。如果能够将重金属排异品种栽培和土壤钝化修复措施联合应用，在种植排异品种时，施用一些能显著降低土壤重金属活性的钝化材料，这样就可以有效发挥二者优势，进一步减少作物对重金属的吸收累积，从而扩展重金属排异品种的应用范围，提高其应用的安全性。基于此，本发明将提供一种减少油菜镉吸收的方法，将种植油菜镉排异品种和土壤钝化措施联合应用，克服现有技术的不足，为我国农产品安全生产提供新的解决方法。

发明内容