CN101225006A - 一种富锌铁硒生物肥料的制备方法及其用法 - Google Patents

一种富锌铁硒生物肥料的制备方法及其用法 Download PDF

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胡秋辉
方勇
杨方美
安辛欣
辛志宏
赵立艳
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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Abstract

本发明涉及一种富锌铁硒生物肥料的制备方法及其用法，属于农作物生产技术领域。将猪粪、蚕粪、人粪尿、菜籽饼加水发酵得生物肥料母液，加硫酸锌，硫酸亚铁，亚硒酸钠反应制得水稻富锌铁硒生物叶面肥。在水稻的孕穗期与齐穗期分别喷施，每亩地用量1000ml。通过本发明方法生产的功能大米，含锌、铁和硒量分别为19.4－28.7mg/kg、7.0－20.2mg/kg和0.08－0.15mg/kg，并符合国家食品中锌、铁和硒限量标准。锌铁硒功能营养米中有机硒占总硒的99％以上，本发明应用两次水稻叶面喷施锌铁硒肥，既简便易行，又经济有效，安全无污染。

Description

一种富锌铁硒生物肥料的制备方法及其用法
一、技术领域
本发明富锌铁硒生物肥料的制备方法及其用于优化生产功能大米的方法，属于农作物生产技术领域，专用于锌铁硒功能大米的优化生产。
二、技术背景
长期以来，我国水稻生产主要重视产量而忽视品质，随着改革开放和社会主义现代化建设的发展，人民生活水平日渐提高，人们的膳食结构发生明显变化。人们对稻米的品种和质量的要求越来越高，除了要求食用安全，优质且具有保健营养、药膳等功能。现代营养学研究表明，铁、锌、硒、铜、锰等微量活性元素在新陈代谢的过程中起着非常重要的作用。微量元素中最具有研究价值的就属Zn、Se、Fe:Zn能提高人体免疫能力，促进智力发展和生长发育，增强食欲和味觉；Se有很强的抗氧化，清除自由基作用，促进机体免疫调节，排除体内毒素，拮抗铅、镉、汞、砷等有害元素对人体健康的毒害；Fe与血红蛋白和肌红蛋白结合形成红血球，参与组织中氧气和二氧化碳的转运和交换，缺铁可导致缺铁性贫血的发生和不良怀孕。另外Zn和Se也有报道抗肿瘤，抑制癌细胞生长等功效。
目前世界1/3的人口遭受包括Zn、Fe在内的微量元素营养不良，估计在2020年世界人口将达到83亿，其中主要是中国、印度、非洲等发展中国家人口的增长，随着人口的增长，微量元素的缺乏引起的营养不良问题日益暴露。贫血患病率一定程度上反映了人群中的铁缺乏状况。根据2002年的全国居民营养与健康调查，我国居民贫血患病率平均为15.2％；男性为12.8％，女性为18.3％。2岁以内婴幼儿、60岁以上老人、育龄女贫血患病率分别为24.2％、21.5％和20.6％。农村人群贫血患病率(16.2％)高于城市(14.4％)，对于贫困农村的儿童，贫血问题就更加严重，个别地区＞40％。中国预防医学科学院等单位曾对全国9个省市调查，有60％的学龄前儿童体内Zn水平低于正常值下限，而广东地区约有40％～60％的学龄前儿童缺Zn。Se缺乏是另外一个严重的问题，地球表面硒的含量很少，且分布不均衡，世界上40多个国家和地区缺硒，我国大约有30％的人口缺硒。长期缺硒会带来地方病克山病、大骨病，缺硒已成为世界性亟待解决的课题，中国有22个省份缺硒，华北地区就属缺硒地区，所以作物中硒含量极低。
水稻是世界第二大作物，长期以来，稻米一直是南亚、东南亚和我国等国家和地区居民营养和能量的主要来源，随着这些消费国稻米消费量的不断增长，其营养问题也逐渐暴露出来。因食物中微量营养素(Zn、Fe、VA、VC等)缺乏引起的营养不良，正威胁着世界1/3人口的健康和生命质量，致命这些国家或地区陷入“营养不良-劳动力丧失-生产率低下-经济发展滞后”的恶性循环之中。中国是以大米为主食的国家，约有8亿多中国人是吃大米的，通过提高稻米中微量元素营养含量，是可以改善人们微量元素营养状况的。
国际上功能稻米的研究，主要利用遗传育种技术，培育富铁、钙、锌的水稻新品种和专供乙肝患者、肾病和糖尿病患者食用的功能性稻米。但利用遗传育种技术生产功能稻米周期长，品种受环境变异大，种子价格高。本发明在水稻生产过程中，利用多组分、多功能复合高效生物功能制剂，通过水稻内吸作用转化为水稻体内与生物高分子物质结合的有机形态活性功能成分，在原来的水稻生产基础上有突破，不给农民增加负担，尽快带动产业升级和农民增收。
三、发明内容
技术问题  本发明的目的在于提供一种富锌、铁、硒生物叶面肥的制备方法及其用于生产功能大米的方法，简便、安全、无污染。
技术方案
1、本发明所提供的富锌铁硒生物叶面肥的制备方法
(1)按重量计，将猪粪2-3份、蚕粪1-2份、人粪尿0.5-1份、菜籽饼或大豆饼0.5-1份投入发酵池，加水1-2份，加盖发酵40-50天，至稍有臭味；
(2)加水8-9份，继续发酵20-40天，至配料中的固体成分溶解；
(3)取发酵液100-200目过滤，得生物肥料母液；
(4)生物肥料：按100kg母液加硫酸锌25-35kg，硫酸亚铁30-40kg，亚硒酸钠0.25-0.5kg溶解并搅拌均匀，无沉淀，反应完全后得富锌肥料即可灌装。贮存液锌元素浓度为60-80g/L，铁元素为60-80g/L，硒元素为1-2g/L。
2、本发明所提供的生物肥料用于优化生产功能大米的方法
在水稻的孕穗期与齐穗期分别喷施1次，选阴天，或晴天下午4时以后，每亩地用量1000ml富锌硒铁肥料，用水40-50倍稀释后喷施；喷施后24小时内如遇下雨，补喷1次，用量减半。
有益效果：
1.本发明可显著提高大米锌硒铁水平
通过本发明方法生产的功能大米(表1、表2)，含锌、铁和硒量分别为1 9.4-28.7mg/kg、7.0-20.2mg/kg和0.08-0.15mg/kg，分别是对照组的1.2-1.8倍、1.2-1.7倍和2-3倍，并符合国家食品中锌、铁和硒限量标准。锌铁硒的矿物盐与腐殖酸(HA)结合，能延长矿物质盐与叶面的接触时间，利用生物肥料中小分子有机酸，促进矿物盐的吸收与转运。表1与表2的结果表明，叶面施用本发明的生物肥料，可显著提高大米锌硒铁的含量，不同的水稻品种所产生的增幅效应不同，其中镇稻10号锌、硒、铁含量分别提高53.2％，150％，55％。而宁粳1号除锌含量增加不显著外，硒铁含量都显著提高(P＜0.05)。
2.本发明方法简便、安全、无污染。
选用国内高含量的锌、铁和硒等盐，添加到富含有机氮、磷、钾及多种微量元素和有机酸的农家液肥中，发酵制备成高浓度富锌铁硒肥。其中氮、磷、钾和其它微量元素，起到协同作用，有助于水稻叶面对锌、铁和硒的吸收，并转运到水稻籽粒中。锌铁硒功能营养米中有机硒占总硒的99％以上，本发明应用两次水稻叶面喷施锌铁硒肥，既简便易行，又经济有效，安全无污染。
3.本发明方法所生产的功能大米适用于我国锌硒铁缺乏人群，提高其锌硒铁的摄入水平，起到防病具有积极意义。
表3所示，65个全国部分地区大米样品的平均Zn，Se和Fe的含量分别为21.5，0.020和12.4mg/kg。假定我国居民每日摄入250g大米，由此可算出全国居民每人每天从大米中摄入锌硒铁含量分别为5.4mg，5.0μg and 3.1mg。这远不及中国营养学会推荐我国居民人均日摄入锌硒铁的含量。从表中数据可以看出，大米锌含量的变异范围较小，而铁含量变异范围较大，这可能和不同产地的生长环境引起的。从表4数据可知，不同品种的大米锌硒铁的含量有较大差距，其中铁含量最高的河南信阳的岗优，含量最低是安徽芜湖的香优80。结果表明，不同产地和不同品种对水稻籽粒锌硒铁含量影响很大，造成全国部分地区大米锌硒铁含量水平参差不齐，容易导致以大米为主食的国家的人群微量元素的缺乏。因此，研究开发切实有效的方法来提高锌硒铁缺乏的人群的营养水平，从而降低这些微量元素缺乏造成的多种疾病已成当务之急。
表1  叶面喷施本发明肥料对南京产区水稻籽粒锌硒铁含量的影响
处理     武运粳7号(mg/kg)     宁粳1号(mg/kg)
  锌含量 铁含量 硒含量 锌含量   铁含量   硒含量
  对照组优化组   13.9±1.0b21.0±2.1a  6.2±0.2a8.5±0.4a  0.03±0.01b0.10±0.01a  17.6±0.8a19.4±1.4a   15.5±1.4b20.2±2.1a   0.07±0.01b0.12±0.02a
注：同列中不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
表2叶面喷施本发明肥料对苏州产区水稻籽粒锌硒铁含量的影响
处理     镇稻10号(mg/kg)     申优1号(mg/kg)
锌含量  铁含量 硒含量 锌含量   铁含量     硒含量
对照组 16.5±0.1b  4.5±1.9b  0.06±0.01b  22.5±0.6b  11.9±2.1b     0.06±0.01b
优化组 25.3±0.5a  7.0±1.2a  0.15±0.03a  28.7±1.2a  18.2±3.9a     0.12±0.01a
注：同列中不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
表3全国部分水稻产区大米中锌硒铁的含量(一)
产地 样本数     含量(mgkg-1)
    Zn     Se     Fe
    黑龙江安徽江苏四川江西湖南浙江河南湖北吉林福建广东广西河北山东     877654433333333     20.2±3.821.2±1.919.0±1.322.3±4.520.9±2.521.8±1.325.7±6.123.3±2.121.8±1.921.4±3.219.7±3.421.8±2.222.7±2.522.8±3.918.2±1.0   0.025±0.0210.032±0.0320.014±0.0080.013±0.0140.023±0.0080.049±0.0400.013±0.0090.028±0.0210.029±0.0140.008±0.0020.003±0.0030.006±0.0040.008±0.0010.021±0.0010.023±0.020   10.5±3.911.1±6.78.6±4.313.8±2.714.0±4.412.4±8.911.9±1.425.6±17.410.7±3.07.8±1.511.4±3.413.0±4.510.3±1.215.6±10.28.6±1.3
    总数/平均值     65     21.5±1.8   0.020±0.012   12.4±4.3
表3全国部分水稻产区大米锌硒铁的含量(二)
    产地   品种     含量(mgkg-1)
    Zn     Se     Fe
    安徽芜湖安徽渍溪安徽绩溪安徽绩溪福建三明福建永春广东湛江   香优80协优507II优明86安隆优1号先优70特优63播优15     23.120.321.117.617.322.123.3   0.0310.0100.0050.1000.0010.0050.003     6.07.924.411.513.89.116.2
    广西桂林河北唐山河南信阳河南原阳黑龙江佳木斯黑龙江三明黑龙江七台河湖北老河口市湖南永州湖南吉首湖南益阳江苏徐州江苏金坛江西萍乡江西赣州江西赣州四川都江堰四川德阳浙江金华浙江诸暨浙江温州重庆重庆   金优779013岗优618系选1号垦稻1号五优C两优培9金优佳99金优冈优3551连粳3号中香粳8号今优182金优207丰源优299国丰1号岗优527金优9308秀水54三优10号帅优岗优63   20.920.025.120.919.617.624.621.220.821.623.620.618.619.524.920.618.823.718.932.222.621.529.4   0.0070.0200.0430.0040.0400.0060.0050.0360.0050.0550.1010.0050.0110.0280.0080.0230.0040.0100.0050.0260.0100.0410.008   11.28.445.714.315.513.312.18.111.110.524.714.411.015.118.59.213.112.313.19.812.511.417.9
    平均值   21.4   0.023   12.3
四、具体实施方式
实例1南京江宁产区
生物肥料的生产方法如下：
(1)按重量计，将猪粪200kg、蚕粪100kg、人粪尿50kg、大豆饼50kg投入发酵池，加水100kg，加盖发酵40天，至稍有臭味；
(2)加水800kg，继续发酵20天，至配料中的固体成分溶解；
(3)取发酵液200目过滤，得富硒肥料母液；
(4)生物肥料：按100kg母液加硫酸锌25kg，硫酸亚铁30kg，亚硒酸钠0.25kg溶解并搅拌均匀，无沉淀，反应完全后得富锌肥料即可灌装。贮备液锌元素浓度为60g/L，铁元素为60g/L，硒元素为1.2g/L。
上述富硒肥料用于富硒大米的生产方法，包括：
在水稻齐穗期喷施混合生物肥料于水稻叶面及穗，进行水稻的常规管理。
1.实验水稻品种：武运粳7号；
2.喷施时间：在水稻的孕穗期与齐穗期分别喷施1次。在下午4点以后喷施，并避免遇雨；
3.喷施方法：人工喷雾机或机器喷施，水稻亩用量1000mL，兑水40kg施用；
4.管理方法：普通水稻的常规管理方法；
5.收获方法：普通水稻的常规收获方法；
6.加工方法：按照GB 1354-1986的国家标准进行加工生产，成优质商品粳米；
7.出厂检验：优质富硒粳米须经生产商质检部门按相关标准检验合格后，签发合格证方可出厂。出厂检验项目为：感官指标、水分及含微量元素含量等；
8.常规大米锌含量：12.8-14.0mg/kg，铁含量：5.6-6.4mg/kg，硒含量：0.032-0.036mg/kg；
9.优质功能大米锌含量：20.9-22.4mg/kg，铁含量7.8-16.5mg/kg，硒含量0.06-0.15mg/kg。
实例2  南京六合产区
生物肥料的生产方法如下：
(1)按重量计，将猪粪200kg、蚕粪100kg、人粪尿50kg、大豆饼50kg投入发酵池，加水100kg，加盖发酵40天，至稍有臭味；
(2)加水800kg，继续发酵20天，至配料中的固体成分溶解；
(3)取发酵液200目过滤，得富硒肥料母液；
(4)生物肥料：按100kg母液加硫酸锌35kg，硫酸亚铁40kg，亚硒酸钠0.5kg溶解并搅拌均匀，无沉淀，反应完全后得富锌肥料即可灌装。贮备液锌元素浓度为80g/L，铁元素为80g/L，硒元素为2.2g/L。
上述富硒肥料用于富硒大米的生产方法，包括：
在水稻齐穗期喷施混合生物肥料于水稻叶面及穗，进行水稻的常规管理。
1.实验水稻品种：宁粳1号；
2.喷施时间：在水稻的孕穗期与齐穗期分别喷施1次。在下午4点以后喷施，并避免遇雨。
3.喷施方法：人工喷雾机或机器喷施，水稻亩用量1000mL，兑水50kg施用；
4.管理方法：普通水稻的常规管理方法；
5.收获方法：普通水稻的常规收获方法；
6.加工方法：按照GB 1354-1986的国家标准进行加工生产，成优质商品粳米；
7.出厂检验：优质富硒粳米须经生产商质检部门按相关标准检验合格后，签发合格证方可出厂。出厂检验项目为：感官指标、水分及含微量元素含量等；
8.常规大米锌含量：14.8-18.3mg/kg，铁含量：13.2-16.4mg/kg，硒含量：0.052-0.08mg/kg；
9.优质功能大米锌含量：18.9-22.5mg/kg，铁含量18.9-22.5mg/kg，硒含量：0.101-0.225mg/kg。
实例3  江苏苏州产区
生物肥料的生产方法如下：
(1)按重量计，将猪粪200kg、蚕粪100kg、人粪尿50kg、大豆饼50kg投入发酵池，加水100kg，加盖发酵40天，至稍有臭味；
(2)加水800kg，继续发酵20天，至配料中的固体成分溶解；
(3)取发酵液200目过滤，得富硒肥料母液；
(4)生物肥料：按100kg母液加硫酸锌35kg，硫酸亚铁40kg，亚硒酸钠0.5kg溶解并搅拌均匀，无沉淀，反应完全后得富锌肥料即可灌装。贮备液锌元素浓度为80g/L，铁元素为80g/L，硒元素为2.5g/L。
上述富硒肥料用于富硒大米的生产方法，包括：
在水稻齐穗期喷施混合生物肥料于水稻叶面及穗，进行水稻的常规管理。
1.实验水稻品种：中优1号
2.喷施时间：在水稻的孕穗期与齐穗期分别喷施1次。在下午4点以后喷施，并避免遇雨。
3.喷施方法：人工喷雾机或机器喷施，水稻亩用量1000mL，兑水50kg施用。
4.管理方法：普通水稻的常规管理方法。
5.收获方法：普通水稻的常规收获方法。
6.加工方法：按照GB 1354-1986的国家标准进行加工生产，成优质商品粳米。
7.出厂检验：优质富硒粳米须经生产商质检部门按相关标准检验合格后，签发合格证方可出厂。出厂检验项目为：感官指标、水分及含微量元素含量等。
8.常规大米锌含量：19.8-24.6mg/kg，铁含量：9.6-13.2mg/kg，硒含量：0.052-0.063mg/kg；
9.优质功能大米锌含量：25.8-28.7mg/kg，铁含量15.7-18.9mg/kg，硒含量0.101-0.225mg/kg。

Claims (4)

1.一种水稻富锌铁硒生物叶面肥的制备方法，包括：
(1)按重量计，将猪粪2-3份、蚕粪1-2份、人粪尿0.5-1份、菜籽饼或大豆饼0.5-1份投入发酵池，加水1-2份，加盖发酵40-50天；
(2)加水8-9份，继续发酵20-40天；
(3)取发酵液100-200目过滤，得生物肥料母液；
(4)按100kg母液加硫酸锌25-35kg，硫酸亚铁30-40kg，亚硒酸钠0.25-0.5kg溶解并搅拌均匀，无沉淀，反应完全后得水稻富锌铁硒生物叶面肥。
2.权利要求1所述方法制备的水稻富锌铁硒生物叶面肥产品。
3.根据权利要求2所述生物叶面肥产品，其中锌元素为60-80g/L，铁元素为60-80g/L和硒元素为1-2g/L。
4.权利要求2或3所述水稻富锌铁硒生物叶面肥产品用于生产功能大米的方法，包括：
在水稻的孕穗期与齐穗期分别喷施1次，选阴天，或晴天下午4时以后，每亩地用量1000ml水稻富锌铁硒生物叶面肥，用水40-50倍稀释后喷施；喷施后24小时内如遇下雨，补喷1次，用量减半。
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