[发明专利]一种中轻度砷污染稻田水稻种植水分管理方法

说明书

技术领域

本发明属于稻田砷污染处理技术领域，具体公开了一种中轻度砷污染稻田水稻种植水分管理方法。

背景技术

砷被世界卫生组织（WHO）和美国环保局（USEPA)认定为一种“已知的人类致癌物质”，人体长期暴露于富砷环境下可导致皮肤癌和肾、肝、膀胱等内脏器官的癌变。近年来，由于砷污染而导致的地方性砷中毒在全球范围内（尤其是东南亚地区）时有发生，严重威胁着当地居民的健康。在湖南郴州，矿产资源采选和冶炼加工导致的土壤砷污染，已成为该地区的三大“特色”污染。在郴州的绝大多数矿区，稻田因为淹水灌溉的原因更易受到砷的污染，而稻田土壤中的砷可通过向稻米转移而进入食物链，严重威胁居民的健康。

在砷污染土壤的各类修复技术中，物理修复方法因花费大、工程量大，不太适合于大面积中低度污染稻田的治理，而植物修复技术受修复植物生物量小、修复时间长等因素限制，如何走向产业化还需继续探索。因此，世界各国科学家们都在努力寻找一条经济、有效的途径来解决稻田砷污染问题。

当前水稻种植一般采用全生育期淹水灌溉（F：Flooded），然而这种方法对于砷污染稻田非常不合适，能使土壤中砷的生物有效性增加，从而加大水稻植株对砷的吸收累积。

发明内容

本发明针对砷污染稻田土壤修复技术中物理修复工程量大、经济成本高，植物修复技术植物生物量小、修复时间长的难点，提供一种适用于中轻度砷污染稻田的水稻种植水分管理方法，通过在水稻整个生育期内合理的水分管理、水分调节，改变土壤中砷的形态和价态，能显著的降低水稻对砷的吸收累积，从而使大米中砷的含量达到国家食品中污染物限量标准（无机砷<0.2 mg/kg，GB 2726-2012）。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种中轻度砷污染稻田水稻种植水分管理方法，在水稻分蘖期前采用淹水灌溉，保持表土以上水层高度5-8 cm；在水稻分蘖期后，进行淹水-湿润交替灌溉（AFA），循环往复，直至水稻成熟。

优选地，在水稻分蘖期和拔节期，淹水灌溉保持表土以上水层高度5-8 cm，自然落干，使土壤含水率保持在45%-50%，4-8 天后再次淹水灌溉，循环往复，直至水稻进入孕穗期；

在水稻孕穗期和扬花期，淹水灌溉保持表土以上水层高度5-8 cm，自然落干，使土壤含水率保持在40%-45%，4-8 天后再次淹水灌溉，循环往复，直至水稻进入灌浆期；

在水稻灌浆期，淹水灌溉保持表土以上水层高度5-8 cm，自然落干，使土壤含水率保持在35%-40%，4-8 天后再次淹水灌溉，循环往复，直至水稻进入成熟期；

在水稻成熟期，淹水灌溉保持表土以上水层高度5-8 cm，自然落干，使土壤含水率保持在30%-35%，4-8 天后再次淹水灌溉，循环往复，直至水稻成熟收获。

优选地，在水稻种植前对砷污染稻田进行整地，深翻耕，精细整地，保持土壤含水率为40%-60%。

优选地，对于砷轻度污染稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准0-2倍）深翻耕深度为25-30 cm，对于砷中度污染稻田（土壤总砷含量超过国家土壤环境质量标准2-5 倍）深翻耕深度为30-35 cm。

有益效果

由于采用了本发明的水分管理办法，淹水-湿润交替灌溉（AFA）使土壤氧化还原电位（Eh）在整个水稻生育期始终保持在101.3-386.4 mV；而淹水灌溉处理中，土壤Eh较低，在51.1-134.5 mV之间，随时间的推移变化不大。土壤中较高Eh，使土壤溶液中的砷含量显著降低，还能使土壤中的三价砷向低毒的五价砷转变。因此淹水-湿润交替灌溉（AFA）降低了土壤中砷的毒性，同时减少了水稻植株对砷的吸收累积。

经测定，利用本发明的水分管理方法能使土壤溶液中三价砷含量降低76.7%，使水稻根、茎叶、谷壳和大米中砷含量分别降低13.9%、31.1%、40.3%和45.4%。

附图说明：

附图1为淹水灌溉（F）与淹水-湿润交替灌溉（AFA）土壤中Eh值；

附图2为淹水灌溉（F）与淹水-湿润交替灌溉（AFA）土壤溶液中砷含量；

附图3为淹水灌溉（F）与淹水-湿润交替灌溉（AFA）水稻大米中砷含量。

具体实施例

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述，以便本领域的技术人员进一步理解本发明。

实施例