CN107980541A - 一种种植富硒土壤及其制备方法和应用 - Google Patents

一种种植富硒土壤及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供的种植富硒土壤，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤50~60份、有机富硒肥3~10份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，本发明的种植富硒土壤，将蛋白原料、硒矿粉、氧化石墨烯制备得到的富硒肥与传统的植物秸秆有机肥相结合，作为一种新型种植土壤，既能有效增强土壤中的富硒含量，又能增大土壤的肥力，有利于农作物的吸收，使农作物对硒元素的吸收率大大提高，有利于植物各阶段的生长，增强农作物的营养。

Description

一种种植富硒土壤及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及作物栽培技术领域，更具体地，涉及一种种植富硒土壤及其制备方法和应用。
背景技术
硒元素是人体必需的微量元素之一,我国是大面积缺硒的国家，约有15个省市区1亿人口处于缺硒地带。缺硒成年人每日食物外补硒50微克以上具有提高机体免疫力功能,尤其是防癌、抑癌方面有显著效果。硒在自然界是稀有元素，我们主要通过食物和饮水补充所需要的硒，需要在食物和饮水中有较高含硒量。于是，富硒食品成了我们的健康食品。农作物使用富硒肥料，也会提高其产品的含硒量。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，特别是具有超大的理论比表面积2630m2/g。
现有的富硒产品中，一般都是使用富硒肥料让农作物中含有硒元素，且单位施用量较多，农作物的吸收率并不高，造成极大的浪费；经检索，土壤中进行富硒改良中加入石墨烯原料的并不多见，将传统的土壤肥力与富硒二者改良结合，属于农业领域的空白。
发明内容
本发明的要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，将石墨烯、硒矿粉和有机肥引入到土壤中，并且对土壤配方进行改进，提供一种种植富硒土壤。
本发明还提供一种种植富硒土壤的制备方法和应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
提供一种种植富硒土壤，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤50~60份、有机富硒肥3~10份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:5~10；
所述富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95~ 100份、硒矿粉1~5份、氧化石墨烯0.5~1份；
所述有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料35~40份、畜禽的粪尿60~65份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆30~50份、玉米秸秆10~20份和小麦秸秆10~20份。
本发明的种植富硒土壤，将蛋白原料、硒矿粉、氧化石墨烯制备得到的富硒肥与传统的植物秸秆有机肥相结合，作为一种新型种植土壤，既能有效增强土壤中的富硒含量，又能增大土壤的肥力，有利于农作物的吸收，使农作物对硒元素的吸收率大大提高，有利于植物各阶段的生长，增强农作物的营养。
进一步优选地，种植富硒土壤，由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤55份、有机富硒肥8份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:6；富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95份、硒矿粉5份、氧化石墨烯1份；有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料40份、畜禽的粪尿60份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆40份、玉米秸秆15份和小麦秸秆15份。
本发明还提供一种种植富硒土壤的制备方法，包括以下步骤：
S1.土壤选择：选择普通耕地土壤为砂壤土；
S2. 富硒肥：
S21.将蛋白原料直接备用或经除杂、烘干后备用；蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯按相应比例混合后，同时添加蛋白水解酶，对蛋白原料进行粉碎酶解，
S22.将酶解得到的物料依次进行初步粉碎和超声粉碎；
S3.先将大豆秸秆和小麦秸秆粉碎后与畜禽的粪便混合，再将玉米秸秆切成小段加入，堆积在发酵池中在淹水条件下沤制20~30天，沤制好后待用；
S4.将步骤S1、步骤S2和步骤S3所得的物料混合均匀，均匀撒在耕地表面即可，然后对土壤进行深耕翻土，再使用旋耕机将土壤打碎并将耕地整平，田中的耕地土壤与富硒有机肥混合后就形成种植富硒土壤。
进一步地，将步骤S2所述粉碎酶解在纳米粉碎乳化系统中进行，所述系统的主机转速5000~8000r/min，控制温度60~70℃，酶解反应液pH为5～9，酶解时间0.5～0.小时。
进一步地，步骤S21添加蛋白水解酶，蛋白原料与水按重量比 1：3 混合，蛋白水解酶与蛋白原料按重量比1：300添加，其中蛋白水解酶的酶活力以10万U/g计。
进一步地，步骤S22在压力100~200Mpa下进行初步粉碎，超声粉碎的超声频率为20~25KHz，超声功率为500~600W。
更进一步地，步骤S22超声粉碎的时间为20~30min。
本发明的另一目的在于公开一种所述植富硒土壤用于种植署类作物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的种植富硒土壤，将蛋白原料、硒矿粉、氧化石墨烯制备得到的富硒肥与传统的植物秸秆有机肥相结合，作为一种新型种植土壤，既能有效增强土壤中的富硒含量，又能增大土壤的肥力，有利于农作物的吸收，使农作物对硒元素的吸收率大大提高，有利于植物各阶段的生长，增强农作物的营养。
使用本发明的种植富硒土壤种植的农作物的成活率高，可以降低农作物施肥次数，较少农作物种植成本，并且生产出的农作物含有丰富的营养，富含硒元素，更利于人体健康。
本发明的种植富硒土壤原料简单易得，生产工艺简单可控，易于大规模生产，便于推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。以下实施例仅为示意性实施例，并不构成对本发明的不当限定，本发明可以由发明内容限定和覆盖的多种不同方式实施。除非特别说明，本发明采用的试剂、化合物和设备为本技术领域常规试剂、化合物和设备。
本发明提供一种种植富硒土壤，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤50~60份、有机富硒肥3~10份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:5~10；富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95~ 100份、硒矿粉1~5份、氧化石墨烯0.5~1份；有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料35~40份、畜禽的粪尿60~65份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆30~50份、玉米秸秆10~20份和小麦秸秆10~20份。
本发明的种植富硒土壤，将蛋白原料、硒矿粉、氧化石墨烯制备得到的富硒肥与传统的植物秸秆有机肥相结合，作为一种新型种植土壤，既能有效增强土壤中的富硒含量，又能增大土壤的肥力，有利于农作物的吸收，使农作物对硒元素的吸收率大大提高，有利于植物各阶段的生长，增强农作物的营养。
本发明选用植物吸收的蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯结合，由于蛋白原料、 硒矿粉形成的富硒蛋白含有丰富的羧基，可与氧化石墨烯上的氨基结合形成肽键。而氧化石墨烯因经氧化后，其含氧官能团增多而使其性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质，让蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯更易结合，使得氧化石墨烯可富集大量的硒蛋白，在单位体积中可达其它产品数千倍的效果，这样用少量的石墨烯就能达到预其效果，使得产品的富硒效果就更好。
本发明的有机肥选用常见的大豆秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆与畜禽的粪尿沤制，既能有效增强土壤肥力，又能变废为宝，环保健康，一举多得。
将普通耕地土壤、富硒肥和有机肥三者经过科学配比，将土壤的肥力达到最佳，且不浪费原料，三者结合能有效增加土壤的营养，保证农作物的生长。
实施例1
本实施例提供的种植富硒土壤，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤50份、有机富硒肥10份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:5；
其中，富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95份、硒矿粉1份、氧化石墨烯0.5份；
有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料35份、畜禽的粪尿60份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆30份、玉米秸秆10份和小麦秸秆10份。
本实施例还提供上述种植富硒土壤的制备方法，包括以下步骤：
S1.土壤选择：选择普通耕地土壤为砂壤土；
S2. 富硒肥：
S21.将蛋白原料直接备用或经除杂、烘干后备用；蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯按相应比例混合后，同时添加蛋白水解酶，对蛋白原料进行粉碎酶解，其中，粉碎酶解在纳米粉碎乳化系统中进行，所述系统的主机转速5000r/min，控制温度70℃，酶解反应液pH为9，酶解时间0.5小时；
蛋白原料选用市购的成品蛋白粉，蛋白原料与水按重量比 1：3 混合，蛋白水解酶与蛋白原料按重量比1：300添加，其中蛋白水解酶的酶活力以10万U/g计；
S22.将酶解得到的物料在压力100Mpa下进行初步粉碎，超声粉碎的超声频率为20KHz，超声功率为600W；
S3.先将大豆秸秆和小麦秸秆粉碎后与畜禽的粪便混合，再将玉米秸秆切成小段加入，堆积在发酵池中在淹水条件下沤制20天，沤制好后待用；
S4.将步骤S1、步骤S2和步骤S3所得的物料混合均匀，均匀撒在耕地表面即可，然后对土壤进行深耕翻土，再使用旋耕机将土壤打碎并将耕地整平，田中的耕地土壤与富硒有机肥混合后就形成种植富硒土壤。
实施例2
本实施例提供的种植富硒土壤，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤60份、有机富硒肥3份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:10；
其中，富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料100份、硒矿粉5份、氧化石墨烯1份；
有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料40份、畜禽的粪尿65份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆50份、玉米秸秆20份和小麦秸秆20份。
本实施例还提供上述种植富硒土壤的制备方法，包括以下步骤：
S1.土壤选择：选择普通耕地土壤为砂壤土；
S2. 富硒肥：
S21.将蛋白原料直接备用或经除杂、烘干后备用；蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯按相应比例混合后，同时添加蛋白水解酶，对蛋白原料进行粉碎酶解，其中，粉碎酶解在纳米粉碎乳化系统中进行，所述系统的主机转速8000r/min，控制温度60℃，酶解反应液pH为5，酶解时间1.0小时；
蛋白原料选用市购的成品蛋白粉，蛋白原料与水按重量比 1：3 混合，蛋白水解酶与蛋白原料按重量比1：300添加，其中蛋白水解酶的酶活力以10万U/g计；
S22.将酶解得到的物料在压力200Mpa下进行初步粉碎，超声粉碎的超声频率为25KHz，超声功率为500W；
S3.先将大豆秸秆和小麦秸秆粉碎后与畜禽的粪便混合，再将玉米秸秆切成小段加入，堆积在发酵池中在淹水条件下沤制30天，沤制好后待用；
S4.将步骤S1、步骤S2和步骤S3所得的物料混合均匀，均匀撒在耕地表面即可，然后对土壤进行深耕翻土，再使用旋耕机将土壤打碎并将耕地整平，田中的耕地土壤与富硒有机肥混合后就形成种植富硒土壤。
实施例3
本实施例提供的种植富硒土壤，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤55份、有机富硒肥8份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:6；
其中，富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95份、硒矿粉5份、氧化石墨烯1份；
有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料40份、畜禽的粪尿60份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆40份、玉米秸秆15份和小麦秸秆15份。
本实施例还提供上述种植富硒土壤的制备方法，包括以下步骤：
S1.土壤选择：选择普通耕地土壤为砂壤土；
S2. 富硒肥：
S21.将蛋白原料直接备用或经除杂、烘干后备用；蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯按相应比例混合后，同时添加蛋白水解酶，对蛋白原料进行粉碎酶解，其中，粉碎酶解在纳米粉碎乳化系统中进行，所述系统的主机转速6000r/min，控制温度70℃，酶解反应液pH为7，酶解时间0.8小时；
蛋白原料选用市购的成品蛋白粉，蛋白原料与水按重量比 1：3 混合，蛋白水解酶与蛋白原料按重量比1：300添加，其中蛋白水解酶的酶活力以10万U/g计；
S22.将酶解得到的物料在压力150Mpa下进行初步粉碎，超声粉碎的超声频率为20KHz，超声功率为600W；
S3.先将大豆秸秆和小麦秸秆粉碎后与畜禽的粪便混合，再将玉米秸秆切成小段加入，堆积在发酵池中在淹水条件下沤制25天，沤制好后待用；
S4.将步骤S1、步骤S2和步骤S3所得的物料混合均匀，均匀撒在耕地表面即可，然后对土壤进行深耕翻土，再使用旋耕机将土壤打碎并将耕地整平，田中的耕地土壤与富硒有机肥混合后就形成种植富硒土壤。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，不添加氧化石墨烯。其制备方法与实施例1相同。
本实施例1~3和对比例1制备的种植富硒土壤可用于种植署类植物。
为了进一步检验实施例1~3和对比例1的种植富硒土壤的使用效果，分别将上述土壤中种植白薯，将同一地区的田地，其海拔、土质相近，选用实施例1~3和对比例1及空白对照组，从种植到采收，得到的实验结果如下。
1. 2. 产量（Kg/亩） 3. 硒含量(μg/kg）
4. 实施例1 5. 4650 6. 23.4
7. 实施例2 8. 5375 9. 22.6
10. 实施例3 11. 5463 12. 24.9
13. 对比例1 14. 4260 15. 16.5
16. 对照组 17. 1320 18. 2.3

Claims (8)

1.一种种植富硒土壤，其特征在于，将传统土地的土壤改良成适合栽培的栽培基质，栽培基质由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤50~60份、有机富硒肥3~10份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:5~10；
所述富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95~ 100份、硒矿粉1~5份、氧化石墨烯0.5~1份；
所述有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料35~40份、畜禽的粪尿60~65份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆30~50份、玉米秸秆10~20份和小麦秸秆10~20份。
2.根据权利要求1所述种植富硒土壤，其特征在于，由如下重量份的原料混合而成：普通耕地土壤55份、有机富硒肥8份；其中，有机富硒肥由两部分组成：包括富硒肥和有机肥，富硒肥与有机肥的用量按重量份数为1:6；富硒肥由以下重量份的原料制成：蛋白原料95份、硒矿粉5份、氧化石墨烯1份；有机肥是由重量比为农作物秸秆垫料40份、畜禽的粪尿60份沤制而成，所述秸秆按重量份数比由大豆秸秆40份、玉米秸秆15份和小麦秸秆15份。
3.一种根据权利要求1~2任意一项所述种植富硒土壤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.土壤选择：选择普通耕地土壤为砂壤土；
S2. 富硒肥：
S21.将蛋白原料直接备用或经除杂、烘干后备用；蛋白原料、硒矿粉与氧化石墨烯按相应比例混合后，同时添加蛋白水解酶，对蛋白原料进行粉碎酶解，
S22.将酶解得到的物料依次进行初步粉碎和超声粉碎；
S3.先将大豆秸秆和小麦秸秆粉碎后与畜禽的粪便混合，再将玉米秸秆切成小段加入，堆积在发酵池中在淹水条件下沤制20~30天，沤制好后待用；
S4.将步骤S1、步骤S2和步骤S3所得的物料混合均匀，均匀撒在耕地表面即可，然后对土壤进行深耕翻土，再使用旋耕机将土壤打碎并将耕地整平，田中的耕地土壤与富硒有机肥混合后就形成种植富硒土壤。
4.根据权利要求3所述种植富硒土壤的制备方法，其特征在于，将步骤S2所述粉碎酶解在纳米粉碎乳化系统中进行，所述系统的主机转速5000~8000r/min，控制温度60~70℃，酶解反应液pH为5～9，酶解时间0.5～1.0小时。
5.根据权利要求3所述种植富硒土壤的制备方法，其特征在于，步骤S21添加蛋白水解酶，蛋白原料与水按重量比 1：3 混合，蛋白水解酶与蛋白原料按重量比1：300添加，其中蛋白水解酶的酶活力以10万U/g计。
6.根据权利要求3所述种植富硒土壤的制备方法，其特征在于，步骤S22在压力100~200Mpa下进行初步粉碎，超声粉碎的超声频率为20~25KHz，超声功率为500~600W。
7.根据权利要求4所述种植富硒土壤的制备方法，其特征在于，步骤S22超声粉碎的时间为20~30min。
8.一种根据权利要求1~7任意一项所述植富硒土壤用于种植署类作物。
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