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一種降低鎘在農作物中積累的制劑及其使用方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410056774.6

申請日:

2014.02.19

公開號:

CN103980030A

公開日:

2014.08.13

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C05G 3/00申請公布日:20140813|||實質審查的生效IPC(主分類):C05G 3/00申請日:20140219|||公開
IPC分類號: C05G3/00; A01N37/46; A01P21/00 主分類號: C05G3/00
申請人: 浙江大學
發明人: 曹方彬; 林莉; 鄔飛波
地址: 310058 浙江省杭州市西湖區余杭塘路388號浙江大學紫金港校區農A428
優先權:
專利代理機構: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109 代理人: 林寶堂
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410056774.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.02.08|||2014.09.10|||2014.08.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于環境保護中土壤重金屬污染的治理和農產品安全領域,涉及一種降低鎘在農作物中積累的制劑及其使用方法。一種降低鎘在農作物中積累的制劑,該制劑包含如下濃度的組分:還原性谷胱甘肽50-80mg/L,亞硒酸鈉15-30mg/L,硫酸鋅2.0-3.0×103mg/L。所述的農作物為水稻或大麥。本發明制劑具有配制簡單、使用方便、無毒副作用和成本低等優點。使用時以葉面噴施的方式進行,與噴灑農藥類似,簡單易操作,并且該制劑能夠同時提高作物鋅、硒等營養元素含量。本發明適用于水稻和大麥等農作物生產低鎘產品,適合在中輕度鎘污染地區推廣應用。

權利要求書

權利要求書
1.  一種降低鎘在農作物中積累的制劑,其特征在于該制劑包含如下濃度的組分:
還原性谷胱甘肽       50-80 mg/ L,
亞硒酸鈉     15 -30mg/ L,
硫酸鋅  2.0-3.0×103 mg/ L。

2.  根據權利要求1所述的降低鎘在農作物中積累的制劑,其特征在于:所述的農作物為水稻或大麥。

3.  根據權利要求1或2所述的降低鎘在農作物中積累的制劑,其特征在于:該制劑還包括需單獨存放的B溶液,B溶液為2.5 -3.5×103 mg/ L的硅酸鈉溶液。

4.  根據權利要求1所述的降低鎘在農作物中積累的制劑,其特征在于該制劑由以下濃度的組分組成:
A溶液:還原性谷胱甘肽     50mg/ L,亞硒酸鈉  15mg/ L,硫酸鋅 2.0×103 mg/ L,
B溶液:硅酸鈉 2.84×103 mg/ L。

5.  一種權利要求1所述的制劑的使用方法,其特征在于:用噴霧器將該制劑均勻噴施于農作物葉片表面至均勻掛濕,噴施時間控制在早晨9點以前或傍晚4點以后進行。

說明書

說明書一種降低鎘在農作物中積累的制劑及其使用方法
技術領域
本發明屬于環境保護中土壤重金屬污染的治理和農產品安全領域,涉及一種降低鎘在農作物中積累的制劑及其使用方法。
背景技術
鎘(Cadmium,Cd)是已知的毒性最強和農田受污染最嚴重的重金屬之一。同時,Cd的遷移性較強,易被植物吸收并轉移至地上部,超過一定限度不僅對作物生長發育造成傷害,導致產量和品質下降,更有可能通過食物鏈威脅人類健康。因此,降低Cd積累不僅能提高農作物的品質,保護生態平衡,還可降低Cd帶給人類的健康風險。據報道,大米鎘污染是日本重金屬污染的主要問題;日本、韓國和我國不同地區食用禾谷類籽粒的測定分析表明,不少試樣鎘含量明顯超過FAO/WHO推薦的最高限額(0.1μg/g)(Watanabe等,1996)。據調查,我國受鎘污染的耕地已超過1.33萬hm2,涉及11個省25個地區。1955年至上世紀70年代初,在日本富山市神通川流域曾因大米鎘含量超標引起第二公害病—“骨痛病”,先后導致80多人死亡,政府與民眾即使時至今日亦談虎色變,為此政府對各種食品的鎘含量制訂了嚴格的標準要求。總之,鎘污染已對農業生產的可持續發展和人類的生存質量產生了巨大的威脅(Davis,1984)。控制和降低農作物鎘污染亟待解決。
還原性谷胱甘肽(GSH)是一種廣泛存在于植物和動物中的一種小分子游離硫醇三肽,對維持蛋白硫醇水平、硫醇和二硫鍵交換、氫過氧化物和自由基的清除以及氨基酸的跨膜運輸等諸多生命過程發揮著重要作用(Mendoza-Co′zat等,2005)。GSH特有的氧化還原及親核特性,使得它參與抵御包括外源性物質、氧自由基、鹽害、酸害以及重金屬在內的多種毒性反應(Ferguson和Booth1998;Wu等2003)。Chen等(2010)發現向Cd溶液中添加GSH能夠顯著緩解Cd引起的大麥生長抑制并降低Cd引起超氧陰離子、過氧化氫和丙二醛的積累。GSH能夠調控水稻中抗氧化酶活性進而抵御Cd和Cr毒害(Cai等,2011;Zeng等,2012)。硒(Se)是人類和動物體內必需的微量元素,它的生物化學功能已經被廣泛研究(Hartikainen,2005)。雖然,Se對于植物來說是非必需元素,但是有研究表明Se能夠提高植物生長速率、抑制膜脂過氧化和增加抗氧化能力(Djanaguiraman等,2005)。鋅(Zn)是植物生長所必需的微量元素,同時與Cd 存在拮抗作用(Aravind等,2009)。Wu等(2002)發現Zn能夠顯著降低大麥中Cd的積累。番茄中也發現了相類似的結果(Mohammad等,2009)。Zn還能緩解汞引起的生長抑制(Chen等,2007)。硅(Si)是植物體內含量較高的元素之一,占植株干重的0.1%-10%不等。水稻是典型的喜硅作物,對硅的吸收和積累能力很強;添加硅顯著降低水稻根、莖葉和糙米中Cd含量(曾凡榮,2010)。
雖然以上研究能夠緩解鎘毒害,但是均是采用緩解因子與Cd共培養的方式,實際研究和生產中還沒有切實可行的方法;考慮到實際生產應用,此種方式面臨施用量相對偏大、成本偏高等一系列問題。
發明內容
本發明提供一種降低鎘在農作物中積累的制劑,本制劑以葉面噴施的方式進行,易于配制,同時操作簡便,成本低廉,非常適用于農業大田生產。
本發明還提供上述降低鎘在農作物中積累的制劑的使用方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種降低鎘在農作物中積累的制劑,該制劑包含如下濃度的組分:還原性谷胱甘肽
50-80mg/L,亞硒酸鈉15-30mg/L,硫酸鋅2.0-3.0×103mg/L。所述的農作物為水稻或大麥。
作為優選,該制劑還包括需單獨存放的B溶液,B溶液為2.5-3.5×103mg/L的硅酸鈉溶液。
作為優選,該制劑由以下濃度的組分組成:A溶液:還原性谷胱甘肽50mg/L,亞硒酸鈉15mg/L,硫酸鋅2.0×103mg/L,B溶液:硅酸鈉2.84×103mg/L。該配方主要應用于降低水稻中鎘的積累。二年大田試驗結果顯示,不同水稻品種籽粒中Cd含量均顯著下降。
一種所述的制劑的使用方法,具體是:用噴霧器將該制劑均勻噴施于農作物葉片表面至均勻掛濕,噴施時間控制在早晨9點以前或傍晚4點以后進行。本發明采用葉面噴施的方式,操作簡單,成本低廉,施用量相對較小。
本發明的有益效果是:本發明制劑具有配制簡單、使用方便、無毒副作用和成本低等優點。使用時以葉面噴施的方式進行,與噴灑農藥類似,簡單易操作,并且該制劑能夠同時提高作物鋅、硒等營養元素含量。與對照組相比,水稻籽粒Cd平均含量在2011 和2012年分別顯著下降28.5%和32.1%。大麥噴施GSH+Se+Zn分別顯著減少39.3%和24.6%。本發明適用于水稻和大麥等農作物生產低鎘產品,適合在中輕度Cd污染地區推廣應用。
具體實施方式
下面通過具體實施例,對本發明的技術方案作進一步的具體說明。應當理解,本發明的實施并不局限于下面的實施例,對本發明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發明保護范圍。
在本發明中,若非特指,所有的份、百分比均為重量單位,所采用的設備和原料等均可從市場購得或是本領域常用的。下述實施例中的方法,如無特別說明,均為本領域的常規方法。
實施例1,本制劑用于降低水稻中的鎘
降低Cd積累制劑的組分和濃度如下:
A溶液:還原性谷胱甘肽50mg/L,亞硒酸鈉15mg/L,硫酸鋅2.0×103mg/L,
B溶液:硅酸鈉2.84×103mg/L。
配制方法:在苗期/分蘗期間和抽穗期/齊穗期首先分別葉面噴施A溶液,10天后再噴施A溶液,抽穗期噴施B溶液。另外,對照組與處理組分別以硝酸銨和硫酸銨為氮源。成熟期取水稻籽粒測定重金屬含量。結果見表1。
表1處理與對照組水稻籽粒重金屬含量(mg kg-1)及產量(kg ha-1)

*,處理與對照相比降低的百分率。2011年和2012年參試水稻品種分別為7個和4 個。a,b表示0.05水平差異顯著性。
表2處理與對照組水稻籽粒氨基酸含量(g100g-1)

Asp,Thr,Glu,Ser,Gly,Ala,Cys,Val,Met,Ile,Leu,Tyr,Phe,Lys,His,Arg,Pro和Total分別表示天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸和總氨基酸。a,b表示0.05水平差異顯著性。
表3處理與對照組水稻籽粒長寬比、膠稠度、直鏈淀粉和蛋白質含量

a,b表示0.05水平差異顯著性。
實施例2,本制劑用于降低大麥中的鎘
降低Cd積累制劑的組分和濃度如下:還原性谷胱甘肽50mg/L,亞硒酸鈉15mg/L,硫酸鋅2.0×103mg/L。
配制方法:按上述各組分均勻混合成溶液后,于二葉一心期葉面噴施至濕潤為止,每5天噴一次,共噴2次;第一次噴施后10天取樣,8次重復,每盆種12株。不同處理Cd含量見表4。
表4葉面噴施GSH+Se+Zn對Cd脅迫下大麥Cd含量及生物量的影響

*,Cd+GSH+Se+Zn處理組與Cd處理組相比降低的百分率。a,b和c表示0.05水平差異顯著性。
與對照組相比,水稻籽粒Cd平均含量在2011和2012年分別顯著下降28.5%和32.1%。大麥噴施GSH+Se+Zn則使地上部和地下部Cd含量分別顯著減少39.3%和24.6%。本發明適用于水稻和大麥,適合在中輕度Cd污染地區推廣應用。目前,葉面噴施降低水稻Cd積累的報道比較少,而且均是在溫室中進行。而且與對照相比,葉面噴施后水稻產量及籽粒中氨基酸含量、直鏈淀粉含量、蛋白含量和膠稠度顯著上升或保持不變。因此,該制劑對于實際水稻生產來說,更具有應用價值。而對于大麥上來說,葉面噴施降低Cd積累的文獻幾乎沒有。
實施例3,本制劑用于降低水稻中的鎘
降低Cd積累制劑的組分和濃度如下:A溶液:還原性谷胱甘肽65mg/L,亞硒酸鈉22mg/L,硫酸鋅2.5×103mg/L,B溶液:硅酸鈉2.5×103mg/L。使用方法同實施例1。
實施例4,本制劑用于降低水稻中的鎘
降低Cd積累制劑的組分和濃度如下:A溶液:還原性谷胱甘肽85mg/L,亞硒酸鈉28mg/L,硫酸鋅3.0×103mg/L,B溶液:硅酸鈉3.5×103mg/L。使用方法同實施例1。
實施例5,本制劑用于降低大麥中的鎘
降低Cd積累制劑的組分和濃度如下:還原性谷胱甘肽80mg/L,亞硒酸鈉30mg/ L,硫酸鋅3.0×103mg/L。
實施例6,本制劑用于降低大麥中的鎘
降低Cd積累制劑的組分和濃度如下:還原性谷胱甘肽60mg/L,亞硒酸鈉25mg/L,硫酸鋅2.5×103mg/L。
以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案,并非對本發明作任何形式上的限制,在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。

關 鍵 詞:
一種 降低 農作物 積累 制劑 及其 使用方法
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