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1、(10)申请公布号 CN 103086800 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103086800 A *CN103086800A* (21)申请号 201310045114.3 (22)申请日 2013.02.05 C05G 3/00(2006.01) (71)申请人 中国水稻研究所 地址 310006 浙江省杭州市下城区体育场路 359 号 (72)发明人 邵国胜 沈希宏 王静 (74)专利代理机构 杭州浙科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 33213 代理人 吴秉中 (54) 发明名称 一种控制作物镉积累的肥料及其制备方法 (57) 摘要 一种控制作物镉积累的肥料及其制备。
2、方法， 属于肥料技术领域。 其由以下重量份的原料制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油100份、 硫磺25200份、 按含水量10% 计的有机物料20 600 份和水 0 200 份。该肥料操作简便， 使用量低， 价格低廉， 使 用成本低， 普遍适用于我国重、 中、 轻度镉污染的 旱地， 而且适用于所有作物。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103086800 A CN 103086800 A *CN103086800A* 1/1 页 2 1. 一种控制作物镉积。
3、累的肥料， 其特征在于由以下重量份的原料制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油 100 份 硫磺 25 200 份 按含水量 10% 计的有机物料 20 600 份 水 0 200 份。 2. 如权利要求 1 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于由以下重量份的原料 制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油 100 份 硫磺 50 150 份 按含水量 10% 计的有机物料 100 500 份 水 50 150 份。 3. 如权利要求 1 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于由以下重量份的原料 制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油 100 份 硫磺 75 125 份 按含水量 10% 计的有机物料 20。
4、0 400 份 水 75 125 份。 4. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于所述的不饱 和脂肪酸为菜籽油、 红花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油。 5. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于所述的有机 物料为菜籽饼、 稻草秸秆、 大小麦秸秆、 油菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂草秸秆、 紫云英 秸秆、 苜蓿秸秆、 废纸或水葫芦中的一种或一种以上混合物。 6. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种控制作物镉积累的肥料的制备方法， 其特征在于 包括以下工艺步骤 ： 1） 将所述重量份的不饱和脂肪酸。
5、或地沟油煮沸至 100 400 ； 2） 将所述重量份的硫磺加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 0.5 5 小时 ； 3） 冷却至 50 100后， 将所述重量份的有机物料加入步骤 2） 得到的混合油中， 搅拌 均匀， 加入所述重量份的水， 并继续煮沸 1 3 小时后， 冷却至固体状 ； 4） 将固体状混合油粉置于 60 100或至于阳光下暴晒至含水量不高于 20% ； 5） 将步骤 4） 得到的固体状混合油粉碎至 60 150 目， 即得到控制作物镉积累的肥料。 7. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种控制作物镉积累的肥料的制备方法， 其特征在于 包括以下工艺步骤 ： 1） 将所。
6、述重量份的不饱和脂肪酸或地沟油煮沸至 100 400 ； 2） 将所述重量份的硫磺加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 0.5 5 小时 ； 3） 冷却至常温， 将所述重量份的有机物料加入步骤 2） 得到的混合油中， 用粉碎机粉碎， 搅拌均匀， 至 60 150 目粉状物料 ； 4） 将粉状物料加入所述重量水混匀， 并在100以上蒸汽浴中蒸煮25小时后， 晾干， 得控制作物镉积累的肥料。 权 利 要 求 书 CN 103086800 A 2 1/5 页 3 一种控制作物镉积累的肥料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于肥料技术领域， 具体涉及一种控制作物镉积累的肥料及其制备方法。 背景。
7、技术 0002 镉作为一种有毒重金属， 其对农作物的污染日益严重， 农田污染面积日益扩大， 在 社会上已经引起了广泛关注。近年来， 由于工业 “ 三废 “ 、 污灌以及大量施用农药、 肥料 等原因， 农田重金属污染加剧， 稻米重金属安全问题日益突出。根据农业部稻米及制品质 量监督检验测试中心 2002 年和 2003 年对我国各地稻米质量安全普查的结果， 稻米的质量 安全问题之一是镉、 铅等重金属超标， 超标率均超过 10%， 一些污染地区的稻米含镉量高达 0.4-l.0 mg/kg， 远超过我国谷物中镉的最高许可含量 0.2 mg/kg ， 己威胁到食物安全和人 体健康， 控制和降低稻米镉污。
8、染亟待解决。通过选用镉低积累品种和通过农艺技术措施降 低土壤中有效态镉水平是目前控制水稻镉积累的两条重要途径。 0003 针对当前稻田土壤以及稻米重金属镉污染日益严重的现状， 国内外开展了大量有 关水稻镉低积累品种筛选手口农艺栽培技术研究。水稻 ( 稻米， 下同 ) 镉积累存在极显著 的品种问差异是水稻镉低积累品种筛选的本质与基础。 然水稻镉积累的品种间差异并非稳 定的持久的差异， 这种差异与水稻利用矿质元素的代谢途径密切相关， 甚至是这些代谢途 径决定了这种差异， 如水稻对铁元素的利用途径就在很大程度上决定了水稻镉的积累。当 前对镉低积累水稻品种的筛选并没有把上述因素考虑在内， 因此筛选出来。
9、的镉低积累品种 往往存在明显的地域差异， 甚至年度之间也存在显著差异。 在当前生产上， 国内外还没有任 何一个水稻品种可用于镉低积累稻米生产。 0004 土壤中能够被植物所吸收的镉 ( 有效态镉 ) 是影响水稻镉吸收与积累的重要因 素。因此， 通过农艺栽培技术措施降低稻田土壤有效态镉含量来降低稻米镉积累是有其理 论基础的。故当前有关通过稻田肥水调控、 士壤 pH 调控、 土壤氧化还原电位调控等途径降 低稻米镉积累的研究己在国内外广泛开展。肥水调控就是通过合理的施肥和水分灌溉技 术来降低稻田有效态镉含量， 其中长期淹水灌溉是比较有效的一条途径， 然长期淹水灌溉 耗费大量灌溉水， 这对于水资源日益。
10、严重的我国北方地域以及一些南方干旱地域是不现实 的， 也不利于水稻生长， 其利用价值十分有限。施用石灰提高土壤 pH， 降低稻田土壤有效态 镉含量也是一条比较有效的技术路径， 但是该技术存在极大的弊端。 在土壤pH 值提高的同 时， 土壤中有效态铁、 锌、 锰、 铜、 镍等金属矿质营养元素含量大幅下降， 严重损害水稻生长 和影响稻米产量。鉴于土壤镉主要通过铁、 锰、 铜、 锌等矿质营养元素的吸收途径而被根系 所吸收与利用， 通过调控土壤中的有效态铁等元素含量， 已是控制水稻重金属镉积累重要 途径。公开号为 CN101133710A 的中国专利已经公开了利用土壤镉可通过水稻根系的铁吸 收代谢途径。
11、进入植株体内这一途径， 发明了通过土施整合态亚铁肥控制稻米镉积累农艺技 术措施 ； 而公开号为 CN101507400A 的中国专利则公开利用土壤镉可通过锰吸收途径被水 稻根系吸收进入植株体内和通过锰转运途径进入地上部和籽粒的过程， 发明了利用土施螯 合态锰 （二价） 和喷施锰控制水稻镉积累的农艺技术措施。然而， 利用螯合态二价金属使用 说 明 书 CN 103086800 A 3 2/5 页 4 量相对偏大， 而且价格较高， 导致成本偏高。 发明内容 0005 针对现有技术存在的问题， 本发明的目的在于设计提供一种控制作物镉积累的肥 料及其制备方法的技术方案。 0006 所述的一种控制作物镉。
12、积累的肥料， 其特征在于由以下重量份的原料制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油 100 份 硫磺 25 200 份 按含水量 10% 计的有机物料 20 600 份 水 0 200 份。 0007 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于由以下重量份的原料制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油 100 份 硫磺 50 150 份 按含水量 10% 计的有机物料 100 500 份 水 50 150 份。 0008 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于由以下重量份的原料制成 ： 不饱和脂肪酸或地沟油 100 份 硫磺 75 125 份 按含水量 10% 计的有机物料 200 400 份 水 75 。
13、125 份。 0009 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于所述的不饱和脂肪酸为菜籽油、 红花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油。 0010 所述的一种控制作物镉积累的肥料， 其特征在于所述的有机物料为菜籽饼、 稻草 秸秆、 大小麦秸秆、 油菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂草秸秆、 紫云英秸秆、 苜蓿秸秆、 废 纸或水葫芦中的一种或一种以上混合物。 0011 所述的一种控制作物镉积累的肥料的制备方法， 其特征在于包括以下工艺步骤 ： 1） 将所述重量份的不饱和脂肪酸或地沟油煮沸至 100 400 ； 2） 将所述重量份的硫磺加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 0.5 5 小。
14、时 ； 3） 冷却至 50 100后， 将所述重量份的有机物料加入步骤 2） 得到的混合油中， 搅拌 均匀， 加入所述重量份的水， 并继续煮沸 1 3 小时后， 冷却至固体状 ； 4） 将固体状混合油粉置于 60 100或至于阳光下暴晒至含水量不高于 20% ； 5） 将步骤 4） 得到的固体状混合油粉碎至 60 150 目， 即得到控制作物镉积累的肥料。 0012 所述的一种控制作物镉积累的肥料的制备方法， 其特征在于包括以下工艺步骤 ： 1） 将所述重量份的不饱和脂肪酸或地沟油煮沸至 100 400 ； 2） 将所述重量份的硫磺加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 0.5 5 小时 ； 。
15、3） 冷却至常温， 将所述重量份的有机物料加入步骤 2） 得到的混合油中， 用粉碎机粉碎， 搅拌均匀， 至 60 150 目粉状物料 ； 4） 将粉状物料加入所述重量水混匀， 并在100以上蒸汽浴中蒸煮25小时后， 晾干， 得控制作物镉积累的肥料。 说 明 书 CN 103086800 A 4 3/5 页 5 0013 上述的一种控制旱地作物镉积累的肥料， 设计合理， 制作简单， 该肥料利用硫磺在 常压和一定高温下对不饱和脂肪酸 （包括地沟油） 的碳碳双键进行加硫反应和过硫化反应， 形成高硫含量的大分子物质， 然后利用各种有机物料本身所具有的各种还原性物质， 在煮 沸情况下， 打断大分子物质的。
16、碳硫键、 硫硫键， 进而生产出高纯度、 高硫含量硫醇 （有机硫） ， 进而作为肥料施入农田以螯合农田中的镉， 使之不能为根系所吸收。该肥料能保证作物硫 需求， 而且该肥料不会对土壤造成任何不了作用， 而且肥料的制作完全可以因地制宜， 不饱 和脂肪酸， 甚至地沟油在任何地区、 地域都可轻易获取， 而且还能利用当地的各种作物的秸 秆作为还原性有机物料， 能解决秸秆焚烧的恶果， 甚至还能利用地沟油作物原料， 可解决地 沟油的食物污染问题。在施用过程中， 该肥料操作简便， 使用量低， 价格低廉， 使用成本低， 普遍适用于我国重、 中、 轻度镉污染的旱地， 而且适用于所有作物。 具体实施方式 0014 。
17、以下结合实施例来进一步说明本发明。 0015 实施例 1 1） 将不饱和脂肪酸或地沟油 100 份煮沸至 200 ； 2） 将硫磺 150 份加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 2 小时 ； 3） 冷却至 100后， 将所述按含水量 10% 计的有机物料 400 份加入步骤 2） 得到的混合 油中， 搅拌均匀， 加入水 100 份， 并继续煮沸 2 小时后， 冷却至固体状 ； 4） 将固体状混合油粉置于 100或至于阳光下暴晒至含水量不高于 20% ； 5） 将步骤 4） 得到的固体状混合油粉碎至 100 目， 即得到控制作物镉积累的肥料。 0016 上述的不饱和脂肪酸可以采用菜籽油、 红。
18、花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油， 上述 的有机物料可以采用菜籽饼、 稻草秸秆、 大小麦秸秆、 油菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂 草秸秆、 紫云英秸秆、 苜蓿秸秆、 废纸或水葫芦中的一种或一种以上混合物。 0017 实施例 2 1） 将不饱和脂肪酸或地沟油 100 份煮沸至 150 ； 2） 将硫磺 200 份加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 5 小时 ； 3） 冷却至 50后， 将所述按含水量 10% 计的有机物料 600 份加入步骤 2） 得到的混合 油中， 搅拌均匀， 加入水 200 份， 并继续煮沸 3 小时后， 冷却至固体状 ； 4） 将固体状混合油粉置于 60或。
19、至于阳光下暴晒至含水量不高于 20% ； 5） 将步骤 4） 得到的固体状混合油粉碎至 150 目， 即得到控制作物镉积累的肥料。 0018 上述的不饱和脂肪酸可以采用菜籽油、 红花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油， 上述 的有机物料可以采用菜籽饼、 稻草秸秆、 大小麦秸秆、 油菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂 草秸秆、 紫云英秸秆、 苜蓿秸秆、 废纸或水葫芦中的一种或一种以上混合物。 0019 实施例 3 1） 将不饱和脂肪酸或地沟油 100 份煮沸至 250 ； 2） 将硫磺 25 份加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 0.5 小时 ； 3） 冷却至 75后， 将所述按含水量。
20、 10% 计的有机物料 20 份加入步骤 2） 得到的混合油 中， 搅拌均匀， 并继续煮沸 1 小时后， 冷却至固体状 ； 4） 将固体状混合油粉置于 100或至于阳光下暴晒至含水量不高于 20% ； 说 明 书 CN 103086800 A 5 4/5 页 6 5） 将步骤 4） 得到的固体状混合油粉碎至 60 目， 即得到控制作物镉积累的肥料。 0020 上述的不饱和脂肪酸可以采用菜籽油、 红花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油， 上述 的有机物料可以采用菜籽饼、 稻草秸秆、 大小麦秸秆、 油菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂 草秸秆、 紫云英秸秆、 苜蓿秸秆、 废纸或水葫芦中的一种。
21、或一种以上混合物。 0021 实施例 4 1） 将不饱和脂肪酸或地沟油 100 份煮沸至 120 ； 2） 将硫磺 80 份加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 3 小时 ； 3） 冷却至常温， 将含水量 10% 计的有机物料 200 份加入步骤 2） 得到的混合油中， 用粉 碎机粉碎， 搅拌均匀， 至 60 目粉状物料 ； 4） 将粉状物料加入水 150 份混匀， 并在 100以上蒸汽浴中蒸煮 3 小时后， 晾干， 得控 制作物镉积累的肥料。 0022 上述的不饱和脂肪酸可以采用菜籽油、 红花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油， 上述 的有机物料可以采用菜籽饼、 稻草秸秆、 大小麦秸秆、 油。
22、菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂 草秸秆 、 紫云英秸秆、 苜蓿秸秆、 废纸或水葫芦中的一种或一种以上混合物。 0023 实施例 5 1） 将不饱和脂肪酸或地沟油 100 份煮沸至 180 ； 2） 将硫磺 120 份加入步骤 1） 得到的沸油中， 并煮沸 4 小时 ； 3） 冷却至常温， 将含水量 10% 计的有机物料 250 份加入步骤 2） 得到的混合油中， 用粉 碎机粉碎， 搅拌均匀， 至 150 目粉状物料 ； 4） 将粉状物料加入水 50 份混匀， 并在 100以上蒸汽浴中蒸煮 5 小时后， 晾干， 得控制 作物镉积累的肥料。 0024 上述的不饱和脂肪酸可以采用菜籽油、。
23、 红花籽油、 花生油、 大豆油或色拉油， 上述 的有机物料可以采用菜籽饼、 稻草秸秆、 大小麦秸秆、 油菜秸秆、 玉米 / 高粱秸秆、 木屑、 杂 草秸秆、 紫云英秸秆、 苜蓿秸秆、 废纸或水葫芦中的一种或一种以上混合物。 0025 试验例 6 实验处理与方法 ： 实验设计 ： 在浙江省富阳市环山镇， 采用水稻旱作模拟旱地作物开展试验。 稻田土壤总 镉含量经测定为 1.093 mg/kg。试验品种为珍汕 97B 和密阳 46。稻田土壤先施入肥料 4.5 kg/ 亩， 后经开沟机、 碎土机挖掘粉碎， 肥料与土壤充分混匀。土壤含水量在大田持水量的 75%左右。 稻谷种子经浸种、 催芽过程后， 将露。
24、白谷种穴直播于大田， 并覆盖薄层细土。 大区 对比， 每品种面积为20平米， 施用肥料为上述四种条件下获得的肥料 （实施例1、 2、 3、 4、 5中 得到的肥料分别标记为肥 1、 肥 2、 肥 3、 肥 4、 肥 5） 取样与分析 ： 于 6 叶期， 计算每穴分蘖数。 0026 同期取植株地上部， 用于元素分析。 0027 实验结果与分析 ： 植株地上部镉含量 表 1 施用肥料 （硫肥） 对水稻地上部镉积累控制作用 说 明 书 CN 103086800 A 6 5/5 页 7 表 1 显示， 在施用本发明的肥料以后， 珍汕 97B 和密阳 46 地上部的镉积累含量均极显 著的低于对照。 而且。
25、， 尽管在CK中， 密阳46地上部镉含量远高于珍汕97B， 但在施用本发明 的肥料以后， 密阳 46 镉含量下降更为显著。鉴于地上部镉含量与籽粒中的镉含量呈现显著 正相关， 可知， 施用硫肥通常能显著控制稻米中的镉含量。 0028 试验例 7 土壤盆栽苗期实验 ： 配置 15 mg/kg 镉污染土壤， 采用盆栽实验， 实验例 1 制作的肥料 为试验肥， 施用量为每公斤土田间 0.5 克肥料， 设置 CK（不施肥） 。种植 4 叶 1 心的水稻小 苗 （密阳 46） 。2 周以后观察苗情， 并取样测定镉、 铁、 锌、 锰和铜等元素。结果显示， CK 植株 新叶发白， 表现出缺素症状 （主要是铁、。
26、 锌、 锰和铜等） ， 地上部镉含量高达 473.0 mg/kg ； 而 施用肥料 （施用量 0.5 g/kg） 时， 水稻生长完全正常， 地上部镉含量仅为 71.8 mg/kg。 0029 肥料的镉吸附实验 ： 以试验例 1 制作的肥料为试验肥， 以 500 ml 5 mg/kg 的镉溶 液为处理液， 设置空白、 添加菜籽饼和添加硫为三个对照， 以添加等量肥料 （0.5 g） 为处理， 在处理 2 小时以后测定溶液镉浓度， 分别为 5.0、 4.2、 5.0 和 1.3 mg/kg， 肥料对溶液镉浓度 具有极强的控制作用。 0030 对实施例 2-5 得到的肥料进行与试验例 7 相同条件的试验， 其最后也能达到与试 验例 7 相同的技术效果， 肥料对溶液镉浓度具有极强的控制作用。 说 明 书 CN 103086800 A 7 。