一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂及其制备和施用方法与流程

1.本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂及其制备和施用方法。


背景技术：

2.小麦是仅次于水稻和玉米的世界第三大粮食作物，是我国居民的主要膳食成分，也被认为是人体pb摄入的主要来源之一。我国区域农业环境受重金属污染的现象频繁发生，其中pb在土壤中的污染现象较为普遍。目前关于土壤和作物pb污染的研究，如pb污染土壤修复、小麦pb低积累品种筛选等，主要集中于pb在土壤
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植物系统中的环境行为。但据文献报告，小麦籽粒中重金属pb一般通过两种途径进入到小麦体内。第一种通过根系吸收土壤中的pb，第二种则是通过小麦地上部吸收大气降尘中的pb。
3.一般认为，叶片是小麦地上部吸收大气降尘中pb的主体，也是小麦籽粒灌浆物质的主要来源，故现有的关于小麦地上部吸收大气降尘中重金属的研究通常只考虑叶片的作用，而很少了解小麦穗部对大气降尘中重金属的吸收作用以及其对小麦籽粒重金属含量的贡献。与叶片相同，小麦的穗同样存在着大量的气孔，甚至穗部的气孔密度比叶片的气孔密度高。同时，穗在小麦植株顶部冠层，受光条件好，容易阻滞大气降尘，也更便于穗部吸收大气降尘中的pb。由于光合产物的“就近运输”原则，相较于穗下叶片，穗部光合产物运输到籽粒中的距离最短，转运效率最高；同时这些特征也决定了穗部不同部位吸收的pb可能更容易伴随着穗部灌浆物质的转运快速迁移到籽粒中，从而影响收获后小麦籽粒中的pb含量。
4.然而，目前已有的技术和防控产品，均重视对土壤中pb的吸收的防控，即使已有的阻控技术和产品大部分也仅仅是通过对叶片喷施竞争性的元素或活性成分，使其进入作物体内，与根部吸收的重金属在植物体内进行络合、螯合，进而降低重金属向籽粒等可食部分的转移，而没有考虑小麦穗部对大气降尘中pb的吸收作用，没有对该环节进行防控，从而导致阻隔效率低、阻隔效果不明显的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂及其制备和施用方法。
6.本发明提供的一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂，其由以下质量百分比的原料制成：
7.硫酸锰0.2
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0.4％，硫酸镁0.2
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0.4％，硫酸锌0.2
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0.4％，腐殖酸3％，fe3o4@c
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cooh 0.2％，烷基萘磺酸盐1％，氯氟氰菊酯 0.2％，余量为水。
8.本发明提供的所述穗部阻控剂的制备方法，其包括以下步骤：
9.s1：分别称取以下质量百分比的原料：硫酸锰0.2
‑
0.4％，硫酸镁0.2
‑
0.4％，硫酸锌0.2
‑
0.4％，腐殖酸3％，fe3o4@c
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cooh 0.2％，烷基萘磺酸盐1％，氯氟氰菊酯0.2％，余量为水；
10.s2：将s1中的原料混合均匀得到穗部阻控剂。
11.优选的，s2中混合的具体操作为：将s1中称取的原料依次加入水中并超声分散，加入每种原料后超声分散的时间均为10
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30min。
12.优选的，s2中对硫酸锰进行超声分散时的水温为20
‑
30℃。
13.本发明提供的所述穗部阻控剂的施用方法，其包括以下步骤：
14.s1：将穗部阻控剂用50倍体积的蒸馏水稀释；
15.s2：于小麦开花后对其穗部进行第一次喷施，第二次与第一次间隔10
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13天，第三次与第二次间隔5
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7天，每次喷施时穗部阻控剂的用量均为0.3kg/亩。
16.优选的，每次喷施的时间均为早上6
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8点。
17.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
18.(1)本发明提供的一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂，其组分中的锰、镁和锌均为小麦必需的营养元素；并且，由于化学性质和代谢途径相似，锰、镁和锌和铅均能以二价阳离子的形式被植物吸收，故增加植物体内锰、镁和锌浓度可以通过竞争离子通道和载体蛋白来抑制铅的吸收与转运；同时，镁元素还可以提高植物体内抗氧化物质gsh含量，在酶催化条件下聚合形成植物螯合肽，与铅离子螯合形成无毒化合物，然后将其转运到液泡，抑制根部或叶片吸收的铅向籽粒的转运；腐殖酸属于一类含有多种含氧功能团的高分子有机化合物，它可以通过与重金属离子络合、螯合反应等一系列反应来影响重金属pb迁移转化及生物可利用度；并且，腐殖酸既可以吸附重金属元素又能利用其内部基团与重金属元素发生络合作用形成有机结合形态；fe3o4@c
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cooh比表面积大、吸附容量大，且其表面富有大量
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cooh等官能团，这些官能团对重金属pb的吸附能力能力很强，可与铅离子发生络合、螯合反应使弱酸态的重金属含量降低、残渣态含量升高；高效氯氟氰菊酯具有低毒性、较广的杀虫谱和较高的杀虫活性及在环境中容易被分解的特点，对小麦等作物的病虫害防治效果显著；烷基萘磺酸盐是易溶于任何硬度的水中的分散剂，能够降低阻控剂溶液和叶面间的界面张力，有助于促进硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、腐殖酸、fe3o4@c
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cooh等活性成分的分散，从而确保阻控剂能均匀覆盖整个穗部以便穗部对这些成分进行吸收，进而保证较好的喷施效果。
19.(2)本发明提供的一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂的施用方法，其施用次数和施用量少，无毒副作用，不影响小麦的正常生长发育，对人体无毒害作用，可实现增产保质、环境保护与维护生态平衡三者的有机统一。为控制小麦籽粒的pb污染问题提供了良好的解决途径。
附图说明
20.图1为喷施本发明实施例1的穗部阻控剂的试验田和未喷施的对照田的小麦芒pb含量的统计图；
21.图2为为喷施本发明实施例1的穗部阻控剂的试验田和未喷施的对照田的小麦稃皮pb含量的统计图；
22.图3为为喷施本发明实施例1的穗部阻控剂的试验田和未喷施的对照田的小麦籽粒pb含量的统计图。
具体实施方式
23.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
24.下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
25.下述fe3o4@c
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cooh的制备方法具体请参见专利《一种磁性羧基化空心微球土壤修复剂、其制备方法及应用》
26.(zl201810251832.9)。
27.实施例1
28.本实施例提供了一种用于小麦籽粒降铅的穗部阻控剂，其由以下质量百分比的原料制成：
29.硫酸锰0.2％，硫酸镁0.4％，硫酸锌0.2％，腐殖酸 3％，fe3o4@c
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cooh 0.2％，烷基萘磺酸盐1％，有效成分含量为 10％的氯氟氰菊酯0.2％，余量为水；
30.所述穗部阻控剂的制备方法，其包括以下步骤：
31.s1：按照质量百分比称取硫酸锰0.2％，硫酸镁0.4％，硫酸锌 0.2％，腐殖酸3％，fe3o4@c
‑
cooh 0.2％，烷基萘磺酸盐1％，有效成分含量为10％的氯氟氰菊酯0.2％，余量为水；
32.s2：将s1中称取的原料依次加入水中并超声分散，加入每种原料后超声分散的时间均为30min，对硫酸锰进行超声分散时的水温为30℃；分散完毕后得到穗部阻控剂。
33.实施例2
34.本实施例的阻控剂原料与制备方法均与实施例1中相同，区别在于：
35.本实施例中硫酸锰的含量为0.4％，对其进行超声分散时的水温为温度20℃；
36.本实施例中硫酸镁含量为0.2％；
37.本实施例中硫酸锌含量为0.4％。
38.实施例3
39.本实施例的阻控剂原料与制备方法均与实施例1中相同，区别在于：
40.本实施例中硫酸锰含量为0.3％，对其进行超声分散时的水温为 25℃；
41.本实施例中硫酸镁含量为0.3％；
42.本实施例中硫酸锌含量为0.3％。
43.现以实施例1为优选实施例，对其进行试验以说明本发明的效果。
44.选取大气降尘pb含量在1.2
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4.6mg/kg波动的郑州作为低尘降区域，选取大气降尘pb含量在7.8
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18.9mg/kg间波动的济源作为高降尘区域，于这两片区域中各自随机选取一块面积相同的野外小麦田作为试验田。在小麦开花后，将本技术实施例1中制备得到的阻控剂用50倍体积的蒸馏水稀释后，于早晨7点时直接对试验田中的小麦穗部进行喷施，共喷施三次，第二次与第一次间隔13天，第三次与第二次间隔7天，每次喷施时阻控剂的用量均为0.3kg/亩；若在喷施后8小时内遇到降雨，则需于降雨后的次日早上7点重新喷施，重新喷施的用量与操作和正式喷施时相同。
45.本次试验的对照田不喷施阻控剂，其余处理同试验田，试验结果如图1
‑
3所示：
46.通过图1
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3的数据对比可以看出，与对照田相比，喷施本技术实施例1制得的穗部
阻控剂后，
47.低尘降地区(郑州)试验田中：
48.小麦穗部稃皮在灌浆前期、灌浆中期、成熟期的pb含量分别降低了34.44％、31.18％、37.21％，如图1所示；
49.小麦芒在灌浆前期、灌浆中期、成熟期的pb含量分别降低了 38.21％、34.15％、36.79％，如图2所示；
50.小麦籽粒在灌浆前期、灌浆中期、成熟期的pb含量分别降低了 47.21％、45.11％、46.62％如图3所示；
51.高尘降地区(济源)试验田中：
52.小麦穗部稃皮在灌浆前期、灌浆中期、成熟期的pb含量分别降低了35.30％、31.20％、37.34％，如图1所示；
53.小麦芒在灌浆前期、灌浆中期、成熟期的pb含量分别降低了 36.23％、31.28％、37.24％如图2所示；
54.小麦籽粒在灌浆前期、灌浆中期、成熟期的pb含量分别降低了 46.17％、43.28％、41.19％，如图3所示。
55.可见，通过施用本发明提供的穗部阻控剂，可有效减少小麦穗部组织和籽粒中的pb含量。
56.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。