本發(fā)明涉及植物控鎘劑，具體涉及一種小白菜根系鎘阻控劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)飛速發(fā)展，人口劇增以及城市化進程的加快，人類活動導(dǎo)致土壤環(huán)境中重金屬污染日益嚴重。土壤環(huán)境中重金屬污染不僅抑制農(nóng)作物生長發(fā)育降低產(chǎn)量，而且降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。土壤中重金屬經(jīng)農(nóng)作物如蔬菜吸收通過食物鏈最終危害人體健康。城市周邊的農(nóng)村地區(qū)為城市和地方居民提供蔬菜和糧食，農(nóng)村土壤的質(zhì)量關(guān)乎其生產(chǎn)食物的安全。其中，“五毒”元素之一Cd是生物生長發(fā)育過程的非必需元素，也是自然界中對動、植物及人體危害性最大的重金屬種類之一，因此，對重金屬鎘污染土壤的治理和修復(fù)，是十分緊迫的任務(wù)。
常見的重金屬污染土壤修復(fù)措施包括化學(xué)鈍化、土壤淋洗和生物修復(fù)等。其中化學(xué)鈍化使用便利而被廣泛應(yīng)用，利用化學(xué)物質(zhì)來降低土壤中重金屬的遷移性和生物有效性，從而減少農(nóng)作物對重金屬的吸收積累，減少通過食物鏈進入人體的重金屬?；瘜W(xué)鈍化是國內(nèi)外普遍使用的土壤重金屬污染治理方法之一，該方法基于向污染土壤中添加鈍化劑，通過吸附、沉淀、絡(luò)合等一系列反應(yīng)，使重金屬向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化，以降低其遷移能力及對植物有效性，從而達到修復(fù)重金屬污染土壤的目的。
國內(nèi)外已有大量研究采用化學(xué)鈍化劑來改變重金屬污染土壤。朱健等在實驗室模擬土壤培養(yǎng)條件試驗結(jié)果顯示，隨著硅藻土施用量的增加，土壤交換態(tài)Pb2+的含量明顯下降，由最初的11.22％下降至3.94％(應(yīng)用硅藻土處理含重金屬離子廢水相關(guān)理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué),2013.)。目前，國內(nèi)外關(guān)于有機肥的鈍化修復(fù)研究主要集中于豬糞、泥炭等，而有機質(zhì)含量高的農(nóng)業(yè)廢棄物花生餅作為土壤重金屬鈍化劑的研究尚無報道。考慮到硅藻土質(zhì)地輕，粉塵大，加入其他物質(zhì)來增加其質(zhì)量，并能夠同時改善品質(zhì)。通過有機無機鈍化物配合施用，有可能更大幅度地降低農(nóng)作物及蔬菜中鎘累積量，為重金屬輕度污染土壤安全利用提供一種新思路。
目前，我國主要大、中城市郊區(qū)土壤和蔬菜都已受到不同程度的重金屬污染，其中部分已達到比較高的殘留水平，如何控制或減少蔬菜產(chǎn)品中重金屬含量是城市郊區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中急需解決的問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種小白菜根系鎘阻控劑及其制備方法和應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種小白菜根系鎘阻控劑，包含如下按質(zhì)量百分比計的組分：硅藻土33％～33.5％，花生餅66.5％～67％，各組分之和為100％。其中，硅藻土為化工廠生產(chǎn)的硅藻土助濾劑，花生餅為花生榨油后的副產(chǎn)物。
上述小白菜根系鎘阻控劑的制備方法，包括如下步驟：將所述質(zhì)量百分比的組分磨碎混合均勻即得到小白菜根系鎘阻控劑。
上述小白菜根系鎘阻控劑可用于土壤鎘污染的治理。
上述小白菜根系鎘阻控劑的使用方法，包括如下步驟：將小白菜根系鎘阻控劑與基肥同時施用，小白菜根系鎘阻控劑的施用量為150-300kg/畝；在鎘污染土地上均勻撒施，并進行深耕使小白菜根系鎘阻控劑與土壤混合均勻。
本發(fā)明小白菜根系鎘阻控劑的工作機理：本鎘阻控劑的成分具有吸附性，能夠吸附并固定土壤中的鎘，抑制小白菜對鎘的吸收；本鎘阻控劑的成分與土壤中的鎘形成了沉淀或復(fù)合物，減少小白菜對鎘的吸收；離子間存在著拮抗作用，硅與鎘離子間存在拮抗作用，抑制了小白菜對鎘的吸收；本鎘阻控劑的成分能夠改變土壤的pH和根際氧化還原能力降低了鎘的有效性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果：
(1)本發(fā)明小白菜根系鎘阻控劑的的原料成本低，制備簡便易行。
(2)本發(fā)明小白菜根系鎘阻控劑效果明顯，能顯著降低植物體內(nèi)鎘含量和積累量。
(3)本發(fā)明小白菜根系鎘阻控劑能夠有效利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物并提高土壤養(yǎng)分含量。
(4)本發(fā)明小白菜根系鎘阻控劑對環(huán)境不會造成二次污染。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1
試驗時間：2015年；試驗地點：武漢市江夏區(qū)。
(1)小白菜根系鎘阻控劑的制備
首先將花生餅用粉碎機粉碎成<2mm的粉末狀顆粒，備用。按質(zhì)量比1:2的比例稱取硅藻土助濾劑和粉碎的花生餅，混勻，得到小白菜根系鎘阻控劑。
按上述方法制備由油茶餅或豆餅與硅藻土助濾劑混勻得到的鎘阻控劑。
(2)大田試驗
①小白菜(蘇州青)2015年10月12日播種，11月5日移栽。
②小區(qū)劃分：設(shè)六個處理，三個重復(fù)，小區(qū)間隨機排列。每個小區(qū)大小為4.5m×1.7m。
③播種前兩周(10月15日)以蔬菜瓜果專用肥(湖北庫神化工)為肥源，按每畝地施入100kg，按小區(qū)進行施肥，即每小區(qū)施用1.15kg。同時隨基肥一起施用小白菜根系鎘阻控劑，每畝地施用量為150kg，按小區(qū)進行撒施，即每小區(qū)施用1.72kg。
另外以不施鎘阻控劑(T1，空白對照，CK)、施硅藻土助濾劑(T2，硅藻土作為鎘阻控劑)、硅藻土與油茶餅配施(T3)、硅藻土與豆餅配施(T4)或施硅鈣鎂鉀肥(T6，山西世紀亞科豐肥業(yè))作為對照試驗，來比較小白菜根系鎘阻控劑應(yīng)用效果。
均勻撒施后進行深耕，以鎘阻控劑與土壤充分混合為準。
其他田間管理方式同當?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣相同，2015年12月20日收獲，共生長70天。
(3)品質(zhì)分析
①測試方法：
硝酸鹽的測定——比色法；維生素C的測定——滴定法；可溶性糖的測定——蒽酮比色法；蛋白質(zhì)的測定——考馬斯亮藍G-250法。小白菜根系鎘阻控劑對小白菜品質(zhì)的影響見表1。
表1.小白菜根系鎘阻控對小白菜品質(zhì)指標的影響
注：同行不同小寫字母(a、b、c、d)表示同一組合不同處理間差異顯著(P<0.05)。
②測試結(jié)果
相比對照(T1)而言，單施硅藻土(T2)、硅藻土與油茶餅配施(T3)、硅藻土與豆餅配施(T4)使小白菜中維生素C的含量減少，并達到顯著水平；硅藻土與花生餅配施(T5)和鈣鎂硅鉀肥(T6)處理使小白菜的維生素C含量提高，但未達到顯著性差異。相比對照(T1)而言，可溶性糖的含量均減少，各處理均未達到顯著性差異。相比對照(T1)而言，可溶性蛋白的含量均減少，除硅藻土與花生餅配施(T5)處理達到顯著性差異外，其他各處理均未達到顯著差異。相比對照(T1)而言，單施硅藻土(T2)和硅藻土與油茶餅配施(T3)雖增加了小白菜里硝酸鹽的含量，但未達到顯著性差異；硅藻土與豆餅配施(T4)、硅藻土與花生餅配施(T5)、鈣鎂硅鉀肥(T6)同樣都增加了小白菜中硝酸鹽的含量，并達到顯著性差異。其中鈣鎂硅鉀肥(T6)處理增加效果最為顯著?？傊┯酶垫k阻控劑對提高品質(zhì)上效果不大，但也未降低品質(zhì)，因此施用根系鎘阻控劑不會影響小白菜的營養(yǎng)價值和口感。
(4)降鎘效果
①測試方法：
參照食品安全國家標準食品中鎘的測定(GB5009.15-2014)，小白菜根系鎘阻控劑對小白菜地上部和根系鎘含量的影響見表2。
表2.鎘根系阻控對小白菜地上部和根系鎘含量的影響
注：同行不同小寫字母(a、b、c)表示同一組合不同處理間差異顯著(P<0.05)。
②測試結(jié)果
小白菜根系中的鎘含量相比對照(T1)而言均降低，各處理均降低了小白菜根系中的鎘含量，硅藻土與油茶餅配施(T3)和硅藻土與花生餅配施(T5)處理達到顯著性差異，其中硅藻土與花生餅配施(T5)處理效果最佳，降幅達到23.57％。小白菜地上部中的鎘含量除鈣鎂硅鉀肥(T6)處理，相比對照(T1)而言，其他處理小白菜的鎘含量均不同程度減少，其中單施硅藻土(T2)、硅藻土與油茶餅配施(T3)和硅藻土與花生餅配施(T5)達到顯著水平，比對照分別降低10.06％，11.56％和29.39％，其中硅藻土與花生餅配施(T5)效果最佳，降低效果最為明顯。上述結(jié)果說明本發(fā)明小白菜根系鎘阻控劑對小白菜中鎘含量的控制有很好的效果并且比實例中其他的處理效果更佳。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。