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一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-05-23
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-08-27
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-11-09
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-05-23
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910432180.3 申请日 2019-05-23
公开/公告号 CN110073790B 公开/公告日 2021-11-09
授权日 2021-11-09 预估到期日 2039-05-23
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 A01C21/00 主分类号 A01C21/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 1
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证 1、CN 108901287 A,2018.11.30CN 104145587 A,2014.11.19CN 108012787 A,2018.05.11CN 103749146 A,2014.04.30高秋根等.水稻三控施肥“施肥时期”研究. 《农业开发与装备》.2016,(第8期),第80页. 曾勇.早稻陆两优996的特征特性及超高产栽培技术《.现代农业科技》.2011,(第20期),第70页.;
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 湖南农业大学 当前专利权人 湖南农业大学
发明人 敖和军、肖欢、张玉盛 第一发明人 敖和军
地址 湖南省长沙市芙蓉区农大路1号 邮编 410128
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 湖南省 申请人所在市 湖南省长沙市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
重庆市信立达专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
包晓静
摘要
本发明涉及水稻种植技术领域,公开了一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法,氮肥的施用按基肥、蘖肥和穗肥的总纯氮量180kg/hm2施用,其中含氮量比例为基肥:蘖肥:穗肥=4:4:2;水稻移栽前1‑2天对稻田施用基肥;蘖肥的施用时间根据品种施用,其中早稻蘖肥的施用时间为移栽后21天,晚稻蘖肥施用时间为移栽后14天;幼穗分化期施用穗肥。本发明在镉污染稻田的肥料运筹管理中,在分蘖期施用蘖肥,早稻在移栽后21天左右施用蘖肥,晚稻在移栽后14天左右施用蘖肥,以提高水稻根系铁锰氧化物膜形成量,达到降低水稻植株及稻米镉含量的目的。
  • 摘要附图
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图1
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图2
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图3
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图4
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图5
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图6
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图7
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图8
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图9
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图10
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图11
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图12
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图13
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图14
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图15
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图16
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图17
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图18
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图19
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图20
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
  • 说明书附图:图21
    一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-11-09 授权
2 2019-08-27 实质审查的生效 IPC(主分类): A01C 21/00 专利申请号: 201910432180.3 申请日: 2019.05.23
3 2019-08-02 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法,主要包括基肥施用、蘖肥施用以及穗肥施用,其特征在于,包括如下步骤:
2
S1、确定各施肥期氮肥的施用量:按基肥、蘖肥和穗肥的总纯氮量180kg/hm 施用,其中
2
含氮量比例为基肥:蘖肥:穗肥=4:4:2,基肥施用时加施750kg/hm含P2O5量12%的过磷酸
2
钙以及120kg/hm含K2O量60%的氯化钾;
S2、双季稻移栽前施肥:水稻移栽前1‑2天对稻田施用基肥;
S3、双季稻分蘖期施肥:蘖肥的施用时间根据品种施用,其中早稻蘖肥的施用时间为移栽后21天,晚稻蘖肥施用时间为移栽后14天;
2
S4:双季稻幼穗分化期施肥:幼穗分化期施用穗肥,以及加施120kg/hm 含K2O量60%的氯化钾,穗肥施肥时间为抽穗前16‑18天,或水稻叶龄指数达到90%,水稻剑叶刚露尖,幼穗长到1‑2毫米时进行,亩穗肥追肥量是:如用硫酸铵需6公斤,如用磷酸二铵需4‑5公斤;追肥前,灌水3‑5厘米深,堵好上下水口,均匀撒施;
所述双季稻中,早稻品种为株两优819或陆两优996,晚稻品种为湘晚籼12号或玉针香。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及水稻种植技术领域,具体涉及一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法。

背景技术

[0002] 水稻是我国最重要的粮食作物之一,水稻生产在保障我国粮食安全中担当第一重任,对确保世界粮食安全也具有举足轻重的作用。然而,随着我国工业化进程的加速和社会经济的发展,稻田重金属污染问题日趋严峻,水稻生产受重金属污染的影响日益加剧,严重威胁着粮食生产安全。尤其是水稻的镉污染问题已成为一个备受社会关注的严重问题。
[0003] 目前采用的稻米降镉技术一般为土壤调理剂、土壤修复剂、镉固化剂或镉钝化剂等,这些技术虽然行之有效,但与农作物生产技术和肥水管理措施相脱离,增加了成本,降低了实用价值,实际生产中技术人员和农户有抵触情绪,不愿意采用。
[0004] 研究表明,土壤中大量的Fe2+、Mn2+等还原性物质在水稻根表及根质外体被氧化而形成明显可见的铁锰氧化物胶膜。并且不同品种水稻根系的氧化能力有所不同,根表铁锰氧化物胶膜的数量也不同。由于这层铁锰氧化物胶膜的特殊电化学性质,它对土壤中的重金属离子有极强的富集能力。加之其紧密包被在根表,可发生离子的吸附与解吸附反应,因而对重金属离子进入水稻体内起着重要的作用。因此,克服现有技术的难点,寻找多功能、高效、简易的技术和产品是农田污染修复发展的方向。

发明内容

[0005] 基于以上问题,本发明提供一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法,镉污染稻田的肥料运筹管理中,在分蘖期施用蘖肥,早稻在移栽后21天左右施用蘖肥,晚稻在移栽后14天左右施用蘖肥,以提高水稻根系铁锰氧化物膜形成量,达到降低水稻植株及稻米镉含量的目的。
[0006] 为解决以上技术问题,本发明提供了一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法,主要包括基肥施用、蘖肥施用以及穗肥施用,包括如下步骤:
[0007] S1、确定各施肥期氮肥的施用量:按基肥、蘖肥和穗肥的总纯氮量180kg/hm2施用,其中含氮量比例为基肥:蘖肥:穗肥=4:4:2;
[0008] S2、双季稻移栽前施肥:水稻移栽前1‑2天对稻田施用基肥;
[0009] S3、双季稻分蘖期施肥:蘖肥的施用时间根据品种施用,其中早稻蘖肥的施用时间为移栽后21天,晚稻蘖肥施用时间为移栽后14天;
[0010] S4:双季稻幼穗分化期施肥:幼穗分化期施用穗肥。
[0011] 进一步地,步骤S1中基肥施用时加施750kg/hm2含P2O5量12%的过磷酸钙以及2
120kg/hm含K2O量60%的氯化钾。
[0012] 进一步地,步骤S4中幼苗分化期加施120kg/hm2含K2O量60%的氯化钾[0013] 进一步地,双季稻中,早稻品种为株两优819或陆两优996,晚稻品种为湘晚籼12号或玉针香。
[0014] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明镉污染稻田的肥料运筹管理中,在分蘖期施用蘖肥,早稻在移栽后21天左右施用蘖肥,晚稻在移栽后14天左右施用蘖肥,以提高水稻根系铁锰氧化物膜形成量,达到降低水稻植株及稻米镉含量的目的。

实施方案

[0036] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
[0037] 实施例1:
[0038] 参见图1,一种适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法,主要包括基肥施用、蘖肥施用以及穗肥施用,包括如下步骤:
[0039] S1、确定各施肥期氮肥的施用量:按基肥、蘖肥和穗肥的总纯氮量180kg/hm2施用,其中含氮量比例为基肥:蘖肥:穗肥=4:4:2;在氮肥总量一定的条件下,该施用比例保证基肥充足的条件下,充分提高了分蘖期蘖肥的施用量。
[0040] S2、双季稻移栽前施肥:水稻移栽前1‑2天对稻田施用基肥;水稻基肥一般是指插秧前结合整地施入的肥料,在春季或秋季,将有机肥和一部分化肥撒在田面,基肥以有机肥为主,化肥为辅;有机肥属完全肥料,含有各种养分,除氮、磷、钾外,还有钠、镁、硫、钙及各种微量元素,施用有机肥,可改善土壤通气性能,提高保肥保水性能,促进稻株稳健生长,从而有利于水稻获得高产优质。通过深翻整地将肥料翻扣于土壤深层,灌水泡田前再撒施其余的化肥,然后进行耙地、旋耕和拉板整平进行全层施肥,作物前期和中后期都能得到足够的养分,使肥料利用率显著提高。
[0041] S3、双季稻分蘖期施肥:蘖肥的施用时间根据品种施用,其中早稻蘖肥的施用时间为移栽后21天,晚稻蘖肥施用时间为移栽后14天;因铁锰氧化物膜的形成主要在分蘖期,在分蘖期施用氮肥显著提高了水稻根系铁锰氧化物膜形成量。
[0042] S4:双季稻幼穗分化期施肥:幼穗分化期施用的穗肥,以及120kg/hm2含K2O量60%的氯化钾。水稻施穗肥是指在抽穗前的幼穗分化期,适时追施一定数量的速效性氮肥,有助于巩固前期有效分蘖,减少和防止颖花退化,促使稻穗良好发育。一般追肥时间以枝梗分化到颖花分化期为宜,大约在抽穗前16‑18天,或水稻叶龄指数达到90%,水稻剑叶刚露尖,幼穗长到1‑2毫米时进行。每亩追肥量是:如用硫酸铵需6公斤,如用磷酸二铵需4‑5公斤。追肥前,灌水3‑5厘米深,堵好上下水口,均匀撒施。
[0043] 本实施例镉污染稻田的肥料运筹管理中,在分蘖期施用蘖肥,早稻在移栽后21天左右施用蘖肥,晚稻在移栽后14天左右施用蘖肥,以提高水稻根系铁锰氧化物膜形成量,达到降低水稻植株及稻米镉含量的目的。
[0044] 步骤S1中基肥施用时加施750kg/hm2含P2O5量12%的过磷酸钙以及120kg/hm2含K2O量60%的氯化钾。施加磷肥促进根系发育和养分吸收,增强分蘖势,增加淀粉合成,保证籽粒充实,加强各生长点的发育。秧苗移栽前对稻田施氯化钾,可以确保秧苗期钾养分的有效供给。
[0045] 步骤S4中幼苗分化期加施120kg/hm2含K2O量60%的氯化钾。在水稻生产中,科学合理施用钾肥,对培育健壮禾苗,提高抗病、抗虫、抗倒伏能力、促进高产稳产起到重要作用。2
幼穗分化期应根据水稻前期生长情况施用钾肥。一般加施施120kg/hm含K2O量60%的氯化钾以提高植株抗性。
[0046] 实施例2:
[0047] 本实施例从蘖肥的角度出发,对两种早稻品种和两种早稻品种进行了大田试验。
[0048] 1材料与方法
[0049] 1.1试验材料
[0050] 大田试验于2017年在湖南省浏阳市湖南农业大学教学实习综合基地进行早稻品种选用株两优819以及陆两优996,晚稻品种选用湘晚籼12号以及玉针香。
[0051] 1.2试验方法
[0052] 试验采用随机区组设计,设置4个氮肥处理试验组F2—F5,各氮肥处理所施总纯氮2
量均为180kg/hm,以不施氮肥处理F1为对照。
[0053] 4个氮肥处理中,F2—F4处理氮肥按基肥:蘖肥:穗肥为4:4:2的比例施用,蘖肥施用时间分别为移栽后7d(F2)、移栽后14d(F3)、移栽后21d(F4);F5处理氮肥按照基肥:蘖肥:穗肥为8:0:2的比例施用。基肥、穗肥分别在移栽前1~2d、幼穗分化始期施用,各试验处理
2 2
F1—F5均于水稻生育内加施750kg/hm过磷酸钙(含P2O512%)以及240kg/hm的氯化钾(含K2O 60%),过磷酸钙全部于移栽前1~2d施用,氯化钾于移栽前1~2d以及幼穗分化始期各
2
施50%。小区面积60m ,每个小区的2个水稻品种以纤维绳隔开,小区间起垄做田埂,并覆盖农膜。水分管理采用全生育期淹水灌溉,其他栽培管理技术措施参考当地标准。
[0054] 1.3测量指标
[0055] 1.3.1产量
[0056] 在大田收割时,每个小区收割中心100蔸测实际产量,单独脱粒晒干并风选后,秤干谷重。
[0057] 1.3.2干物重
[0058] 在分蘖期、齐穗期以及成熟期按每小区每品种取5穴样,洗净泥土,带回湖南农业大学,分蘖期分根、茎、叶,齐穗期分根、茎、叶、穗,成熟期分为根以及地上部分,烘干称量其干重。
[0059] 1.3.3重金属含量
[0060] 在分蘖期、齐穗期以及成熟期取植株样,洗净后将其分为根、茎、叶、穗以及籽粒,于105℃杀青30min,再经80℃烘干到恒重。将籽粒打成糙米,并将烘干后的糙米、植株样用不锈钢粉碎机粉碎,过100mm的筛子筛选,浓硝酸与高氯酸(V硝酸:V高氯酸=4:1)湿法消解,采用ICP‑MS测定样品镉含量。
[0061] 1.3.4根表铁锰氧化物膜含量测定
[0062] 采用DCB法,将田间采来的水稻根剪成约1cm并混匀,称1g鲜根,加入0.3mol/L Na3C6H5O7·2H2O,1.0mol/LNaCHO3的混合溶液及3.0gNa2S2O4,在振荡机(温度25,转速280r/min)上振荡3h提取根表铁锰氧化物及其所吸附的镉,过滤定容后测定滤液中的铁、锰、镉的含量。将提取后的根冲洗干净,在105℃杀青30min,85℃烘干至恒重并称重,根表铁、锰氧化物膜形成量分别用干根中的铁、锰含量表示(以每千克干根重含铁克、锰毫克计,即g/kg干根、mg/kg干根)。
[0063] 1.3.5亚细胞镉含量测定
[0064] 采用分级离心法,于分蘖盛期取根、茎、叶的鲜样,剪成1‑2mm2细块,称取4g样品,分别置于研钵中,加入40ml预冷的提取缓冲液(蔗糖250mmol/L,Tris‑HCl(p H=7.4)50mmol/L,DTT 1mmol/L)充分研磨成匀浆液,分别用3000r/min以及15000r/min的冷冻离心分离细胞壁、细胞器以及细胞液,采用湿法消解后用ICP‑MS测定各部位镉含量。
[0065] 1.3.6水稻根系活力测定
[0066] 采用伤流法测定水稻根系活力,于蘖肥施用10天后于下午5:00在水稻植株距离地面10m处用经过酒精消毒的刀片剪去上部水稻茎秆,然后用装有脱脂棉的自封袋将下部剩余茎秆套上,用橡皮筋封口,并保持脱脂棉和茎秆切面接触,次日早上8:00取回称重。脱脂棉吸收伤流液前后重量差即为伤流量,本文采用伤流强度作为根系活力的指标研究水稻分蘖期根系活力的变化,伤流强度(伤流强度=(湿脱脂棉重一干脱脂棉重)/(测定株数*时间))。
[0067] 1.4数据处理
[0068] 数据分析采用excel、SAS 9.4(统计分析软件)中Mixed model进行分析。
[0069] 2结果与分析
[0070] 2.1蘖肥运筹对水稻干物质积累的影响
[0071] 2.1.1蘖肥运筹对早稻干物质积累的影响
[0072] 由图2‑4可以看出,就分蘖期而言,施用氮肥能显著提高早稻品种株两优819根、2
茎、叶干物质积累,且各肥料处理间以F2处理干物质积累量最高,分别为34.46g/m 、
2 2
84.56g/m和73.17g/m ;陆两优996干物重增加规律与株两优819相同,且各蘖肥处理间分蘖
2
期干物质积累量差异不大,在128.77~153.88g/m 间。虽然基肥、蘖肥所施总氮相同,但基肥、蘖肥分施时其分蘖期干物质积累量却高于一次性施基肥。齐穗期与成熟期干物质积累规律两早稻品种表现一至,即施用氮肥能显著增加早稻品种齐穗期、成熟期干物质积累量,但本实施例所设计的肥料处理间F2‑F5干物质积累量差异不大。
[0073] 2.1.2蘖肥运筹对晚稻干物质积累的影响
[0074] 由图5‑7可以看出,就晚稻分蘖期而言,湘晚籼12号根、茎干物质积累以F2处理最2 2 2
高,分别为44.44g/m 、138.22g/m ,叶则以F3处理最高,为147.00g/m ,且各肥料处理间差异
2
不显著;玉针香分蘖期除根系干物质积累在F3时达到最高值的55.13g/m以外,其茎、叶干物质积累均随着蘖肥施用时间的推迟而升高,且由于F2处理基肥、蘖肥施用间隔较短,其各部位干物质积累量与F5处理差异较小。
[0075] 晚稻两品种齐穗期均以施用蘖肥处理F2‑F4干物质积累量较高,显著高于不施肥处理,成熟期干物质积累量随氮肥运筹的变化规律同早稻相似,即施用氮肥能显著增加两晚稻品种成熟期干物质积累量,但本实施例所设计的肥料处理间F2‑F5干物质积累量无明显差异。
[0076] 2.2蘖肥运筹对水稻镉积累的影响
[0077] 2.2.1蘖肥运筹对水稻分蘖期镉积累的影响
[0078] 蘖肥运筹对早稻分蘖期各部位镉含量如表1所示,不同蘖肥施用时期对水稻分蘖期各部位镉含量存在一定影响。两品种各部位镉含量均以F1即不施肥时镉含量最高;各蘖肥处理间株两优819根和叶的镉含量以F4时最低,分别为0.36mg/kg、0.14mg/kg,且随着蘖肥施用时间的推迟,各蘖肥处理间表现出镉含量降低的趋势,F4较F2分别降低了46.26%、41.67%;株两优819茎秆镉含量在各蘖肥处理间以F2镉含量较低,为0.08mg/kg,但处理间差异不显著;陆两优996各部位镉含量变化趋势与株两优819相同,即根和叶的镉含量随蘖肥施用时间的推迟而降低,茎秆的镉含量则上升。由表1可以看出,增大基肥用量F5同样可以达到降低早稻分蘖期各部位镉含量的目的。
[0079] 表1:蘖肥运筹对早稻分蘖期各部位镉含量的影响(mg/kg)
[0080]
[0081] 蘖肥运筹对晚稻分蘖期各部位镉含量如表2所示,晚稻分蘖期各部位镉含量同样以F1处理镉含量最高,且早晚稻分蘖期不同器官中的镉含量均表现为根>茎>叶。湘晚籼12号分蘖期根、茎镉含量不施蘖肥处理F2‑F4显著低于不施蘖肥增大基肥用量处理F5且均在F3即移栽后14天施蘖肥有着最低根、茎镉含量,分别为0.54mg/kg、0.1mg/kg。而湘晚籼12号叶的镉含量各施肥处理F2‑F5间无明显差异。
[0082] 玉针香随施肥方式变化,分蘖期各部位镉含量也存在明显差异。根中镉含量随蘖肥施用时间的后移,镉含量表现出升高的趋势,F3、F4处理较F2处理镉含量分别升高了52.87%、47.12%,且F5处理显著高于各蘖肥处理;茎中镉含量随蘖肥施用时间的推迟,镉含量先增加后降低,在F3时镉含量最高,为0.20mg/kg,与不施蘖肥处理镉含量相同;叶中镉含量以F3处理最低,为0.4mg/kg,分别较F2、F4以及F5处理降低了33.33%、20.00%以及
33.33%。结合表1可知,施用蘖肥有利于早、晚稻分蘖期各部位镉含量的降低,且增大基肥用量在一定程度上同样可以达到此目的。
[0083] 表2:蘖肥运筹对晚稻分蘖期各部位镉含量的影响(mg/kg)
[0084]
[0085] 2.2.2蘖肥运筹对水稻齐穗期镉积累的影响
[0086] 蘖肥运筹对早稻齐穗期各部位镉含量如表3所示,株两优819齐穗期根镉含量以F1最高,达到2.73mg/kg,各蘖肥处理(F2‑F4)较不施肥处理分蘖降低了53.48%、30.40%以及41.03%,而F5处理根镉含量较高,与F1处理差异不显著;施用氮肥虽能显著降低株两优819茎、穗部镉含量,但蘖肥施用时间以及蘖肥施用量之间镉含量却无明显差异;叶中镉含量同样以F1处理最高,达到0.11mg/kg,且分蘖前中期施用蘖肥其降镉效果显著高于分蘖后期施用蘖肥以及只施基肥处理。
[0087] 陆两优996各部位镉含量以F1处理最高,显著高于各施肥处理。陆两优996根、叶中镉含量各蘖肥处理间表现为F3>F2>F1,且F3处理镉含量较F2处理在根、叶中分别高39.83%、83.33%。陆两优996茎、穗中镉含量变化趋势与株两优819相同,即以F1处理镉含量最高,显著高于各肥料处理,但各肥料处理间差异不显著。
[0088] 表3:蘖肥运筹对早稻齐穗期各部位镉含量的影响(mg/kg)
[0089]
[0090] 蘖肥运筹对晚稻齐穗期各部位镉含量如表4所示,晚稻齐穗期两品种各部位镉含量以不施肥处理F1镉含量较高,显著高于各肥料处理。供试的两晚稻品种根镉含量各蘖肥处理间以F4处理最低,分别为1.79mg/kg、3.93mg/kg,且F5处理根镉含量与前中期施用蘖肥时镉含量相似;两品种随蘖肥施用时间的推迟叶中镉含量呈现先降低后增加的趋势,以F2处理最低,分别为0.05mg/kg以及0.10mg/kg;湘晚籼12号、玉针香茎、穗中镉含量变化趋势与早稻两品种相同,即均以F1处理镉含量最高,而各肥料处理间差异不显著。
[0091] 表4:蘖肥运筹对晚稻齐穗期各部位镉含量的影响(mg/kg)
[0092]
[0093] 2.2.3蘖肥运筹对水稻成熟期镉积累的影响
[0094] 蘖肥运筹对早稻成熟期各部位镉含量及产量影响如表5所示。由表5可知,成熟期,株两优819根镉含量以F1处理最高,显著高于其他处理,其他处理之间的差异均不显著,F5处理次之,F2处理最低;株两优819茎叶以及糙米镉含量与地下部类似,均以F1最高,且茎叶部分镉含量各肥料处理间无显著差异;而糙米中镉含量以F5最高,为0.15mg/kg,显著高于施蘖肥处理,各蘖肥处理以F3降镉能力最强,为0.07mg/kg;株两优819的施肥处理中以F3产2
量最高,为4.09t/hm,显著高于F1和F5处理,与F2和F4处理间的差异均不显著。。
[0095] 陆两优996根镉含量以不施肥最高,为3.98mg/kg,显著高于各施肥处理,而各施肥处理间差异不显著;茎叶镉含量规律与根中相似,表现为F1>F5>F3>F4>F2;糙米中镉含量以F4最低,为0.14mg/kg,显著低于各施肥处理,分别较F1、F2、F3、F5处理降低51.72%、36.36%、30.00%、41.67%;F2‑F5处理产量均显著高于F1处理,提高幅度为59.68%~
68.95%,而F2‑F5处理间产量差异均不显著。
[0096] 表5:蘖肥运筹对早稻成熟期各部位镉含量及产量的影响
[0097]
[0098] 蘖肥运筹对晚稻成熟期各部位镉含量及产量影响如表6所示。由表6可知,湘晚籼12号成熟期根镉含量以不施肥处理F1最高,分别较各肥料处理(F2‑F5)增加了17.21%、
41.57%、41.57%以及11.26%,各肥料处理间根镉含量以F3、F4最低,F5最高,但差异不显著;湘晚籼12号茎叶以及糙米镉含量均以F1最高,且茎叶部分镉含量各肥料处理间无显著差异;而糙米中镉含量以F2最低,为0.07mg/kg,显著低于其余各肥料处理;湘晚籼12号的施
2
肥处理中以F2产量最高,为5.20t/hm。
[0099] 玉针香根镉含量以不施肥最高,为9.43mg/kg,显著高于各施肥处理,各施肥处理间以F3最低,较其余各处理F2、F4、F5降低了5.18%、18.55%、26.60%;分蘖后期施用蘖肥较前中期施用显著增加了玉针香茎叶中镉含量;糙米中镉含量以F2最低,为0.14mg/kg,显著低于各施肥处理,各施肥处理F2‑F5较不施肥处理分别降低54.84%、22.58%、41.9%以及19.35%;F2‑F5处理产量均显著高于F1处理,提高幅度为26.67%~23.27%,而F2‑F5处理间产量差异均不显著。
[0100] 表6:蘖肥运筹对晚稻成熟期各部位镉含量及产量的影响
[0101]
[0102] 2.3蘖肥运筹对水稻生育期铁锰氧化物膜形成的影响
[0103] 2.3.1蘖肥运筹对水稻分蘖期铁锰氧化物膜形成的影响
[0104] 由图8‑10可知,早稻分蘖期根表铁锰氧化物膜形成量(以提取的根表铁、锰含量表示)在不同蘖肥施用时间以及品种之间存在显著差异。株两优819的铁含量以F3时最高,为59.15g/kg,显著高于其他处理,F2、F4处理铁含量较低,且与不施肥处理F1之间差异不显著;陆两优996随着蘖肥施用时间的延迟,铁含量显著增加,F4时达到最高值103.89g/kg,而不施蘖肥处理F5铁含量分别比F1以及F2增加37.17g/kg、17.31g/kg,较F3、F4降低了
14.89%、37.86%。
[0105] 锰含量根据品种不同对蘖肥的反应情况同样存在显著差异。株两优819各肥料处理F2‑F5锰含量较不施肥处理分别增加了102.46%、32.50%、64.51%、63.93%;而陆两优996各肥料处理锰含量表现为F3>F2>F4>F5>F1,以F3最高,为148.74mg/kg。
[0106] 水稻根表铁锰氧化物膜上所吸附的镉含量两品种间表现情况相同,均表现出施肥处理镉吸附量显著高于不施肥处理,并且两品种氧化物膜积累量均以F2、F3最高,分别为0.0282mg/kg、0.0269mg/kg以及0.0324mg/kg、0.0341mg/kg,F4、F5次之,积累量为0.022mg/kg、0.0216mg/kg以及0.0293mg/kg、0.0275mg/kg。
[0107] 由图11‑13可知,对于不同晚稻品种,不同氮肥运筹方式下其铁锰氧化物膜形成量存在显著差异。施用氮肥能显著增加供试两品种分蘖期根表锰含量,湘晚籼12号锰含量随蘖肥施用时间推迟而升高,在中后期施用蘖肥时F3、F4锰含量最高,分别为73.65mg/kg和75.13mg/kg,且增大基肥F5用量同样能显著增加其根表锰含量;玉针香锰含量各肥料处理间表现为F3>F2>F5>F4,分别较不施肥处理增加了131.69%、62.48%、28.04%和
17.20%。
[0108] 湘晚籼12号根表铁含量各处理间表现为F3>F4>F2>F5>F1,各肥料处理均显著高于不施肥处理F1的33.49g/kg,以F3处理最高,为157.10g/kg;玉针香各肥料处理间同样以F3处理铁含量最高,为157.51g/kg,以F5处理最低,为106.78g/kg,均显著高于不施肥处理。
[0109] 湘晚籼12号F3、F4处理由于铁、锰含量较其余处理较高,故有着最高的根表镉吸附量,分别为0.06mg/kg、0.05mg/kg,高于各施肥处理,显著高于不施肥处理;玉针香根表镉吸附量在F3处理时达到最高,为0.06mg/kg,F2次之,为0.05mg/kg,F4、F5处理镉吸附量则与不施肥处理差异不显著。
[0110] 2.3.2蘖肥运筹对水稻齐穗期铁锰氧化物膜形成的影响
[0111] 由图14‑16可知,齐穗期株两优819根表锰含量随蘖肥施用时间推迟而降低,以F2时最高,为157.16mg/kg,而不施肥处理F1以及只施基肥F5锰含量最低,且二者差异不显著;陆两优996根表锰含量各施肥处理均显著高于不施肥处理F1,处理间以F2最高,为
100.40mg/kg,达显著水平,其余各施肥处理间差异不显著。
[0112] 株两优819根表铁含量各处理间表现为F3>F2>F4>F5>F1,F3处理较其他处理分别高66.88%、75.53%、91.92%和163.17%;陆两优996根表铁含量除F4处理最高,为68.66g/kg以外,其余各处理均与不施肥处理无显著差异。
[0113] 株两优819各处理间根表镉吸附量差异与其锰含量相似,以F2处理显著高于其他各处理,且各施肥处理显著高于不施肥处理;陆两优996锰含量同样以F2处理最高,为0.09g/kg,而其他各处理与不施肥处理之间差异不显著。
[0114] 由图17‑19可知,湘晚籼12号齐穗期根表锰含量表现为:施用蘖肥能显著提高其根表锰含量,不施蘖肥而加大基肥用量F5不能提高湘晚籼12号齐穗期根表锰含量,且各蘖肥处理F2‑F4较不施肥处理分别高22.33%、15.04%、21.92%,较F5处理高25.47%、18.01%、25.06%;玉针香以F3处理根表锰含量最高,为45.68mg/kg,F2次之,为33.48mg/kg,F4、F5处理较低,但仍较不施肥处理高26.42%、24.21%。
[0115] 湘晚籼12号根表铁含量随蘖肥施用时间推迟先降低后升高,以F2、F4处理含量最高,达到94.49g/kg以及86.85g/kg,而F3处理铁含量与F5处理相似,且显著高于不施肥处理;供试品种玉针香根表铁含量最高值为87.29g/kg,F4、F5处理铁含量高于F2、F3处理,显著高于不施肥处理。
[0116] 湘晚籼12号齐穗期铁锰氧化物膜上所吸附的镉以前中期施用蘖肥的处理F2、F3较多,F4处理次之,显著高于不施肥处理,而不施蘖肥处理F5镉吸附量为0.48mg/kg,虽显著高于不施肥处理但较各蘖肥处理任有所降低;玉针香随蘖肥施用时间的推迟齐穗期根表铁锰氧化物膜上所吸附的镉显著降低,由F2的1.18mg/kg降低至F4的0.62mg/kg,但任显著高于不施蘖肥处理以及不施肥处理。
[0117] 2.4蘖肥运筹对水稻分蘖期根系活力的影响
[0118] 本实施例采用伤流强度作为根系活力的指标研究水稻分蘖期根系活力的变化,由图20可知,基肥、蘖肥总施氮量一定,一次性施基肥以及基肥、蘖肥分开施用均能显著提高株两优819分蘖期根系伤流强度,其中以分蘖后期施蘖肥F4提升效果最好;陆两优996随着蘖肥施用时间推迟,根系伤流强度升高,只施基肥处理F5较不施肥处理伤流强度显著提高,但其提高程度远低于各蘖肥处理。
[0119] 图21中,湘晚籼12号分蘖期根系伤流强度各肥料处理间变化趋势与株两优819相似,即分蘖后期施蘖肥F4以及一次性施用基肥处理F5提升效果较,而F2、F3处理伤流强度较不施肥处理虽有所升高,但并未达到显著水平;玉针香在F3以及F5处理时根系伤流强度最高,显著高于不施肥处理,而其余各蘖肥处理伤流强度与不施肥处理间无显著差异。
[0120] 3试验结论
[0121] 3.1施用氮肥能使水稻分蘖期以及齐穗期各部位镉含量降低。各蘖肥处理对分蘖期水稻各部位的降镉水平随着部位不同,降镉能力也存在差异,在供试的早稻品种中,根、叶镉含量均在移栽后21天施用蘖肥镉含量最低,而茎中镉含量则随着蘖肥施用时间的推迟而升高;晚稻品种则在处理F3即于移栽后14天施用蘖肥有着最低的分蘖期各部位镉含量,并且结合早晚稻数据可知,氮肥比例为8:0:2的不施蘖肥的施肥方式与移栽后7天施用蘖肥比例为4:4:2的处理早晚稻各部位镉含量差异不大,可能是由于基肥、蘖肥施用间隔时间较短,且F5处理基肥量较高所导致;齐穗期各蘖肥处理不同部位镉含量均低于不施蘖肥处理。
[0122] 3.2从成熟期产量以及各部位镉含量来看,施用氮肥会增加水稻产量,且施用蘖肥以及适当加大基肥用量均能显著降低水稻根、茎叶以及糙米中的镉含量。早稻各肥料之间根、茎、叶镉含量无显著差异,株两优819糙米镉含量以移栽后14天施用蘖肥镉含量较低,较各施肥处理F2、F4、F5分别降低了50%、42%以及53%,且产量较高;陆两优996糙米中镉含量以移栽后21天施用蘖肥镉含量最低,只有0.14mg/kg,晚稻两品种均在分蘖中前期施用蘖肥有着最低的各部位镉含量以及最高产量。结合产量以及糙米镉含量说明,于返青期14天左右,即分蘖中期施用蘖肥效果最佳。
[0123] 3.3氮肥的施用对水稻分蘖期以及齐穗期铁锰氧化物膜形成存在显著影响,从形成量来看,铁膜形成量远高于锰膜,且齐穗期铁锰氧化物膜形成量较分蘖期有所降低,但氧化物膜吸附镉的能力远高于后者,可知氧化物膜的形成主要在分蘖期,随着水稻生育进程逐渐老化,但老化的铁锰氧化物膜具有更好的镉吸附能力。施用氮肥显著提高了水稻铁锰氧化物膜形成量,且在7~14天时施用蘖肥效果最佳,形成量高于不施蘖肥处理。
[0124] 3.4在镉污染稻田的肥料运筹管理中,施用分蘖肥能显著降低水稻植株及稻米镉含量,施用分蘖肥的最佳时间是:早稻在移栽后21天左右,晚稻则在移栽后14天左右。主要原因是施用氮肥显著提高了水稻铁锰氧化物膜形成量。
[0125] 如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程,并非用以限制本发明的专利保护范围,本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

附图说明

[0015] 图1为实施例1中适用于镉污染稻田的双季稻施肥方法流程图;
[0016] 图2为实施例2中蘖肥运筹下早稻分蘖期干物质积累量的柱状分布图;
[0017] 图3为实施例2中蘖肥运筹下早稻齐穗期干物质积累量的柱状分布图;
[0018] 图4为实施例2中蘖肥运筹下早稻成熟期干物质积累量的柱状分布图;
[0019] 图5为实施例2中蘖肥运筹下晚稻分蘖期干物质积累量的柱状分布图;
[0020] 图6为实施例2中蘖肥运筹下晚稻齐穗期干物质积累量的柱状分布图;
[0021] 图7为实施例2中蘖肥运筹下晚稻成熟期干物质积累量的柱状分布图;
[0022] 图8为实施例2中蘖肥运筹下早稻分蘖期根表锰氧化物含量柱状分布图;
[0023] 图9为实施例2中蘖肥运筹下早稻分蘖期根表铁氧化物含量柱状分布图;
[0024] 图10为实施例2中蘖肥运筹下早稻分蘖期根表隔含量柱状分布图;
[0025] 图11为实施例2中蘖肥运筹下晚稻分蘖期根表锰氧化物含量柱状分布图;
[0026] 图12为实施例2中蘖肥运筹下晚稻分蘖期根表铁氧化物含量柱状分布图;
[0027] 图13为实施例2中蘖肥运筹下晚稻分蘖期根表隔含量柱状分布图;
[0028] 图14为实施例2中蘖肥运筹下早稻齐穗期根表锰氧化物含量柱状分布图;
[0029] 图15为实施例2中蘖肥运筹下早稻齐穗期根表铁氧化物含量柱状分布图;
[0030] 图16为实施例2中蘖肥运筹下早稻齐穗期根表隔含量柱状分布图;
[0031] 图17为实施例2中蘖肥运筹下晚稻齐穗期根表锰氧化物含量柱状分布图;
[0032] 图18为实施例2中蘖肥运筹下晚稻齐穗期根表铁氧化物含量柱状分布图;
[0033] 图19为实施例2中蘖肥运筹下晚稻齐穗期根表隔含量柱状分布图;
[0034] 图20为实施例2中蘖肥运筹下早稻分蘖期根系伤流强度柱状分布图;
[0035] 图21为实施例2中蘖肥运筹下晚稻分蘖期根系伤流强度柱状分布图。
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