一种小麦籽粒富锌降镉的方法
阅读说明：本技术 一种小麦籽粒富锌降镉的方法 (Method for enriching zinc and reducing cadmium in wheat grains ) 是由 刘玉敏 江丽华 徐钰 杨岩 王梅 石璟 李妮 邓婷婷 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小麦籽粒富锌降镉的方法,步骤为：在小麦播种前对土壤进行深翻,将复合肥均匀撒施在土壤中；将七水硫酸锌溶于水,然后将七水硫酸锌水溶液均匀喷施在土壤表面,再进行旋耕、播种；在小麦拔节期对小麦追施氮肥；在小麦灌浆初期对小麦喷施七水硫酸锌水溶液,然后收获小麦。本发明方法能够有效提高小麦的产量,从而增加经济收益；本发明方法还可以提高小麦籽粒锌含量,从而改善营养品质,同时还能够降低小麦籽粒镉含量,降低对影响健康的风险。(The invention discloses a method for enriching zinc and reducing cadmium of wheat grains, which comprises the following steps: deeply ploughing the soil before sowing the wheat, and uniformly spreading the compound fertilizer in the soil; dissolving heptahydrate zinc sulfate in water, then uniformly spraying the heptahydrate zinc sulfate aqueous solution on the soil surface, and then carrying out rotary tillage and sowing; applying nitrogen fertilizer to wheat in the jointing stage of wheat; spraying a heptahydrate zinc sulfate aqueous solution on the wheat in the early stage of wheat filling, and then harvesting the wheat. The method can effectively improve the yield of wheat, thereby increasing economic benefits; the method can also improve the zinc content of the wheat grains, thereby improving the nutritional quality, and simultaneously can reduce the cadmium content of the wheat grains and reduce the risk of influencing health.)
技术领域
本发明涉及小麦种植技术领域，具体的说涉及一种小麦籽粒富锌降镉的方法及其应用。
背景技术
小麦是是目前全世界栽培面积最大、分布范围最广、总产量最高、贸易额最多的粮食作物。在发展中国家，约50％的卡路里和20-25％的锌都是由小麦产品提供的。在我国，小麦在我国是第三大粮食作物，其种植面积和总产仅次于玉米和水稻，其中华北平原的冬小麦产量就占了全国小麦总产量的约70％。小麦的生产在保障国家未来粮食安全，改善人民生活水平方面发挥了重要作用。
锌是植物、动物和人类生长和发育过程中必不可少的微量元素。它存在于人体的各个器官，其中骨骼、肌肉、视网膜、和肝脏含量较多。锌同时是人体内200多种酶的组成成分，在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等生理过程中发挥着重要的作用。然而，人体锌缺乏问题普遍，全世界有三分之一的人缺锌或潜在缺锌，在中国，超过1000万儿童因为缺锌而发育迟缓。膳食中的谷类作物锌含量和有效性较低是造成人体缺锌的主要因素。随着种植品种、种植技术的改良，我国小麦产量获得了很大的提高，但是小麦籽粒微量元素营养品质却呈现下降的趋势，小麦籽粒锌含量仅为23.3mg/kg，远低于满足人体生物强化所需要的标准(45mg/kg)。因此，通过施用施肥措施老提高小麦籽粒的锌含量进而改善人体锌营养对于实现小麦优质绿色生产具有重要的意义。
同时我国多数土壤重金属存在镉超标的问题，土壤镉过量会促进作物对镉的吸收，不仅影响作物产量与品质、还会对动物和人体健康造成影响，进而影响到整个环境质量。我国北方小麦产区虽然镉的背景值不高，但随着有机肥的大量施用，以及工业污染等问题，小麦对镉的吸收量增加，增加了籽粒镉的健康风险。因此，如何降低籽粒中镉含量，进而使得小麦籽粒中镉含量达标，已成为小麦种植中不得不考虑的问题。
锌肥的施用则成为实现小麦高产优质安全的解决途径。叶面喷施锌肥是小麦籽粒锌强化的高效方式，但是对于小麦产量的提升效果不大，而土壤施用锌肥虽然可以提高作物的产量，但是对小麦籽粒锌营养的提升效果低于喷施处理。但之前对于土施和叶面喷施锌肥对小麦籽粒镉的影响尚未见相关报道。本发明通过土壤施用和叶面喷施锌肥配合使用，来探求小麦增产、增锌、降镉的锌肥施用技术，为小麦的绿色种植提供理论依据。
专利CN202011045141.7“富锌大米的种植方法”、CN202011336954.1“冬小麦微量元素肥料高效施用方法及籽粒微量元素营养强化”CN110786212“一种锌与农药配合喷施小麦籽粒富锌方法”分别在小麦、水稻上通过土施或者喷施锌肥的方法对籽粒进行营养强化，取得了很好的品质提升效果，但是对于锌强化策略的同时对有害重金属镉的影响并没有提及；专利CN111316805“一种富硒富锌降镉增产的优质稻生产方法及富硒富锌优质营养稻米”通过在水稻上通过喷施含锌、硒、硅的叶面肥实现了水稻籽粒增锌、增硒、降镉，但是并没有土施措施的配合使用，锌营养品质增加有限。之前的专利中并没有在小麦上实现作物增产、增锌、降镉的施肥策略。
因此，通过土施和喷施锌肥配合使用实现小麦生产的高产、优质种植，同时降低人体健康风险是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种通过施用锌肥提高小麦产量和锌营养品质，同时降低小麦籽粒镉含量的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种小麦籽粒富锌降镉的方法，包括以下步骤：
(1)在小麦播种前对土壤进行深翻，将复合肥均匀撒施在土壤中；
(2)将七水硫酸锌溶于水，然后将七水硫酸锌水溶液均匀喷施在土壤表面，再进行旋耕、播种；
(3)在小麦拔节期对小麦追施氮肥；
(4)在小麦灌浆初期对小麦喷施七水硫酸锌水溶液，然后收获小麦。
进一步，步骤(1)中所述复合肥为NPK复合肥。
进一步，所述NPK复合肥为15-15-15型NPK复合肥。
更进一步，所述NPK复合肥的施肥量为400-600kg/ha。
进一步，步骤(2)中所述七水硫酸锌的用量为50kg/ha，所述七水硫酸锌与水的质量比为1:50。
进一步，步骤(3)中所述氮肥为尿素，所述尿素的施肥量为300-350kg/ha。
进一步，步骤(4)中所述七水硫酸锌水溶液的质量浓度为0.4％。
更进一步，所述施七水硫酸锌水溶液操作方法为：每隔7天喷施1次七水硫酸锌，喷量为800L/ha，共喷施2次。
进一步，步骤(2)中所述七水硫酸锌溶于水的过程中还包括向溶液中滴加5mL浓度为5mol/L的稀盐酸。
采用上述进一步方案的有益效果在于：滴加少量盐酸可以有效促进锌肥的溶解，进而提高小麦对锌的吸收效果。
进一步，步骤(4)中所述七水硫酸锌水溶液在制备过程中还包括滴加吐温20，所述吐温20的滴加量为七水硫酸锌喷施量的0.01％。
采用上述进一步方案的有益效果在于：滴加吐温20能够有效增加小麦叶片对锌的吸附效果。
本发明的有益效果在于：本发明方法能够有效提高小麦的产量，从而增加经济收益；本发明方法还可以提高小麦籽粒锌含量，从而改善营养品质，同时还能够降低小麦籽粒镉含量，降低对影响健康的风险。
附图说明
图1为本发明提供的不同处理方法小麦籽粒锌含量图；
图2为本发明提供的不同处理方法小麦籽粒镉含量图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种小麦籽粒富锌降镉的方法：
(1)在小麦播种前对土壤进行深翻，将15-15-15型NPK复合肥均匀撒施在土壤中，施肥量为600kg/ha；
(2)将七水硫酸锌按1:50的质量比溶于水，然后将七水硫酸锌水溶液均匀喷施在土壤表面，七水硫酸锌用量为50kg/ha，再进行旋耕、播种；
(3)在小麦拔节期对小麦追施氮肥，氮肥为尿素，施肥量为300kg/ha；
(4)在小麦灌浆初期每隔7天喷施1次质量浓度为0.4％七水硫酸锌水溶液，喷量为800L/ha，共喷施2次，然后收获小麦。
实施例2
一种小麦籽粒富锌降镉的方法：
(1)在小麦播种前对土壤进行深翻，将15-15-15型NPK复合肥均匀撒施在土壤中，施肥量为400kg/ha；
(2)将七水硫酸锌按1:50的质量比溶于水，然后将七水硫酸锌水溶液均匀喷施在土壤表面，七水硫酸锌用量为50kg/ha，再进行旋耕、播种；
(3)在小麦拔节期对小麦追施氮肥，氮肥为尿素，施肥量为350kg/ha；
(4)在小麦灌浆初期每隔7天喷施1次质量浓度为0.4％七水硫酸锌水溶液，喷量为800L/ha，共喷施2次，然后收获小麦。
实施例3
一种小麦籽粒富锌降镉的方法：
(1)在小麦播种前对土壤进行深翻，将15-15-15型NPK复合肥均匀撒施在土壤中，施肥量为500kg/ha；
(2)将七水硫酸锌按1:50的质量比溶于水并向溶液中滴加5ml浓度为5mol/L的盐酸，然后将七水硫酸锌水溶液均匀喷施在土壤表面，七水硫酸锌用量为50kg/ha，再进行旋耕、播种；
(3)在小麦拔节期对小麦追施氮肥，氮肥为尿素，施肥量为326kg/ha；
(4)在小麦灌浆初期每隔7天喷施1次质量浓度为0.4％七水硫酸锌水溶液，喷量为800L/ha，共喷施2次，然后收获小麦。
实施例4
一种小麦籽粒富锌降镉的方法：
(1)在小麦播种前对土壤进行深翻，将15-15-15型NPK复合肥均匀撒施在土壤中，施肥量为500kg/ha；
(2)将七水硫酸锌按1:50的质量比溶于水，然后将七水硫酸锌水溶液均匀喷施在土壤表面，七水硫酸锌用量为50kg/ha，再进行旋耕、播种；
(3)在小麦拔节期对小麦追施氮肥，氮肥为尿素，施肥量为326kg/ha；
(4)在小麦灌浆初期每隔7天喷施1次质量浓度为0.4％七水硫酸锌水溶液，喷量为800L/ha，共喷施2次，然后收获小麦。
试验例1最优配比确定
表1
注：上述方案中：Zn0为不施加任何锌肥，Zn0+FZn为仅在灌浆期施加喷施质量浓度为0.4％七水硫酸锌水溶液；Zn50为仅在播种前每公顷喷洒50kg七水硫酸锌水溶液；Zn50+FZn为本发明实施例4中的方案。
试验例2
根据试验例1中表1的方案计算不同方案的经济效益，如表2所示。
表1不同施锌处理的小麦产量及经济效益分析
注：试验中所用锌肥价格按3500元/吨。产值＝产量*单价。净收益＝产值-肥料成本
由表2可知，相比于不施锌肥，土施锌肥显著提高了小麦产量，土施锌肥处理产量平均增加15.6％。在小麦的产量组成中，相对于Zn0处理，土施锌肥显著增加了小麦的穗数和穗粒数，而千粒重则没有收到土施锌肥的影响。相对于Zn0和Zn50处理，喷施锌肥对于小麦产量及产量组成没有影响。
对土壤施锌肥和喷施锌肥条件下小麦进行经济效益分析，叶面喷施锌肥的肥料成本和施肥成本分别为22元/ha和100元/ha，土施锌肥处理的肥料和施肥成本分别为175元/ha和50元/ha。如表2所示，土施锌肥可以有效增加小麦的经济收益。其中Zn0+FZn、Zn50、Zn50+FZn处理的小麦的粮食收益要显著高于Zn0处理；在各个锌肥处理中，Zn50+FZn处理的增收效益最高，为3616元/ha。
试验例3
根据试验例1中表1的方案检测不同方案小麦籽粒中的锌含量
Zn0+FZn、Zn50、Zn50+FZn处理的籽粒锌含量分别为45.0、42.8、54.8mg/kg，相较于Zn0处理分别增加34.4％、27.9％、63.5％，增长幅度显著(如图1所示)。这说明土施和喷施锌肥都可以增加籽粒的锌含量，而在土施+喷施配合施用的条件下对小麦籽粒锌营养品质的提升效果最好。
试验例4
根据试验例1中表1的方案检测不同方案小麦籽粒中的镉含量
Zn0、Zn0+FZn、Zn50、Zn50+FZn处理的小麦籽粒镉含量分别为15.0、14.4、12.1、12.0ug/kg(如图2所示)。其中，土施锌肥的处理小麦籽粒镉含量要显著低于非土施锌肥处理，这说明土施锌肥可以降低籽粒镉含量。在想同的土施锌肥梯度下，喷施锌肥则对小麦籽粒的镉含量没有影响。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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