CN109734516A - 一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法 - Google Patents
一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法,本发明是采用氨基酸与葡萄糖酸锌、亚硒酸钠进行有机螯合制得的氨基酸硒锌,以卵磷脂和维生素E为载体,制备活性高,安全高效的含氨基酸富硒降镉叶面肥,实现含氨基酸富硒降镉叶面肥与植物的亲和性,有效的促进了植物对硒、锌元素的吸收、移动与运输,提高了对其硒的吸收转化利用率;通过增加水稻体内的硒、锌含量,达到阻隔镉、砷等重金属的进入和迁移,从调控茎叶分配、运输蛋白活性、竞争运输通道等方面抑制镉、砷等重金属的吸收;本发明制备方法在常温常压进行,工艺简单,便于操作,因而易于进行大规模生产,制备的原料来源广泛,价格低廉,污染小。
Description
技术领域
本发明属于叶面肥料领域,具体涉及一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法。
背景技术
目前,我国土壤重金属污染现状日趋严重。2014年环境保护和国土资源部《全国污染土壤状况调查公报》指出,我国耕地土壤环境质量堪忧,全国土壤总的点位超标率为16.1%,而无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%,其中镉点位超标率7.0%。2016年,国务院印发的《土壤污染防治行动计划》指出,当前我国土壤环境总体状况堪忧,部分地区污染较为严重。
文献报道在土壤和植物中硒和镉之间都存在一定的拮抗作用,施用硒、锌可以降低水稻对重金属镉、砷、铅、铬等元素的吸收累积,提高水稻抗重金属能力。土壤重金属污染问题是土壤最主要也是最严重的污染问题之一,通过提高植物自身对重金属抗性,减小对重金属的吸收是土壤重金属防治的新的思路,既经济又安全。且通过增加水稻硒、锌元素提高水稻对重金属的抗性,不仅可以降低水稻对重金属的吸收累积,同时又可以提高稻米中硒、锌的含量。
目前,也有较多关于制备富硒含锌叶面肥的专利,但市面上大部分的富硒含锌叶面肥一般采用亚硒酸盐以及硫酸锌经发酵或络合剂以后进行多次叶面喷施。利用这些技术制备的富硒含锌肥料,一是植物对硒、锌的吸收非常不稳定,受温度、湿度等因素影响大,使用后表现结果差异显著;二是含硒、锌量极低,且无机亚硒酸盐具有潜在的毒害风险;三是硒、锌在植物体内极难移动,农产品硒的转化率低,阻隔镉、砷等重金属进入植物的能力弱,使用成本高;四是使用过程对植株本身有烧苗风险,施用计量过大会对作物造成伤害,施用安全性较差;五是不同的叶面肥种类,其效果也不同;即使相同的叶面肥,在不同的地点施用,不同的环境下施用,其结果也不一样。
当前技术通过叶面喷施含氨基酸富硒叶面肥或含氨基酸富锌叶面肥无法稳定地阻止植物对重金属吸收存在的技术问题,一是无法解决硒、锌通过叶片吸收的问题或吸收率低的问题;二是通过叶片吸收的少量硒、锌无法在植物体内进行移动、运输,无法阻止植物根系吸收重金属;三是植物中的重金属(镉、砷)主要来源于土壤,植物在蒸腾作用时,被动将土壤中的重金属(镉、砷)吸收于植物体内,通常情况下重金属(镉、砷)通过植物根系被动吸收强势于叶片吸收硒、锌;四是一些硒、锌的运输载体可能也会增加另一种有害金属的吸收。因此,当前常规含氨基酸富硒叶面肥或含氨基酸富锌叶面肥并不能有效阻隔植物对重金属的被动吸收。
植物的表皮由外生蜡(蜡质层)、表皮层及角质层组成,统称为表皮膜,它的厚度一般小于 10um,承担着保护植物体的功能。表皮层由黏胶质层、纤维细胞壁与表皮细胞的细胞膜结合。肥料要发挥作用就需要借助表面活性剂,首先,药液在叶面上形成最佳接触面积,降低表皮膜的抗御功能以促进扩散,提高细胞膜的渗透作用,进而溶化和解析外生蜡,借助溶解性和分配过程的变化来促使肥料的渗入而致使肥料发挥效用。但目前现有的肥料主要为水剂,不能溶解植物表皮的蜡质层,无法有效进入植物体内,通常肥料有效成分以盐的形式通过强渗透功能强行将肥料注入植物体内,植物细胞排斥力强,利用率不高,甚至容易发生肥害或重金属残留。如果将肥料做成油性剂型,能解决溶解植物表皮的蜡质层的问题,但植物细胞又由大量水构成,亲脂性成分的肥料不能通过细胞膜在植物体内进行吸收和传导,从而使肥料的利用率得不到提高,特别是阴雨天气,作物无光合作用,大多数肥料不能在植物体内进行传导,效果差,见效慢;高温天气,肥料有效成分易光解和分解,高温情况下植物气孔关闭,不利于植物对肥料的吸收。卵磷酸和维生素E为载体,制备活性高,安全高效的含氨基酸富硒降镉叶面肥的工艺还未见报道。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题,本发明提供一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法,解决了现有技术中硒、锌不能被植物有效吸收以及在植物体内不能运输、移动的问题,将具有双极性的卵磷脂和具有传导作用的维生素E与氨基酸、葡萄糖酸锌和亚硒酸钠通过科学配伍,运用在促进肥料的提质增效上,降低肥料由于光解、氧化、干旱及蒸腾作用造成的流失,可提高肥料利用率20%~50%,并提高硒、锌元素在植物体内的运输和移动,农产品硒的转化率高,阻隔镉、砷等重金属进入植物的能力强。
为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种含氨基酸富硒降镉叶面肥,其特征在于,所述叶面肥按照氨基酸50~120g/L、卵磷酯10~50g/L、维生素E 40~80g/L、亚硒酸钠10~60g/L、葡萄糖酸锌8~50g/L、乳化剂2~6g/L的比例混合,其制备步骤如下:
(1)称取50g所述氨基酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中。
(2)加入所述亚硒酸钠10g、所述葡萄糖酸锌8g搅拌溶解。
(3)称取所述乳化剂5g,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌。
(4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应 l小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物。
(5)称取10g卵磷脂、40g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中。
(6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,调配成体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥。
优选的,所述叶面肥按照氨基酸60~120g/L、卵磷酯10~35g/L、维生素E50~70g/L、亚硒酸钠15~40g/L、葡萄糖酸锌12~35g/L、乳化剂2~5g/L的比例混合。
优选的,所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸中的一种或多种组合。
优选的,所述氨基酸为甘氨酸、蛋氨酸。
优选的,所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钙、聚氧乙烯聚氧丙稀嵌段化合物、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚、氧丙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸环氧乙烷加成物、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物中的一种或多种组合。
优选的,所述乳化剂的具体品种为农乳500#系列、600#系列、400#系列、1600#系列、 NP系列、OP系列、AEO系列、By系列、斯盘系列、吐温系列、聚乙二醇系列中的一种或多种组合。
优选的,所述叶面肥可以广泛应用于轻、中、重度重金属污染区抑制作物吸收累积重金属,同时达到合理吸收硒、锌的效果,并在作物中转化,提高可食部位硒富集水平,生产出安全的富硒含锌农产品。
优选的,所述叶面肥稀释150~200倍后,使用人工喷雾器在水稻二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时,以及齐穗后6~11天叶面喷施。
优选的,所述叶面肥稀释7~10倍后,使用植保无人机超低容量喷雾,在水稻二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时,以及齐穗后6~11天叶面喷施。
本发明的有益效果是:
1.本发明采用氨基酸与葡萄糖酸锌、亚硒酸钠进行有机螯合制得的氨基酸硒锌螯合物,以卵磷脂和维生素E为载体,将无机态硒转为有机态硒,消除了毒害风险;制备活性高,安全高效的含氨基酸富硒降镉叶面肥。实现含氨基酸富硒降镉叶面肥与植物的亲和性,有效的促进了植物对硒、锌元素的吸收、移动与运输,提高了对其硒的吸收转化利用率。
2.本发明通过增加水稻体内的硒、锌含量,达到阻隔镉、砷等重金属的进入和迁移,从调控茎叶分配、运输蛋白活性、竞争运输通道等方面抑制镉、砷等重金属的吸收。
3.本发明首先促进植物表皮对肥料的吸收,再进一步促进肥料在植物体内传导、输送,提高农药或肥料有效成分的生物利用率,减少了肥料的相对使用量、避免资源浪费,而且还可缓解由重金属残留导致的环境污染和食品安全等问题。
4.本发明在水稻、小麦、葡萄、苹果、花生、马铃薯等作物,通过叶面喷施含氨基酸富硒降镉叶面肥,能显著提高植物硒、锌的含量,硒含量达到0.010~0.285mg/kg、锌含量达到1.9~ 39.9mg/kg,同时能降低植物中镉、砷含量33.6~88.1%。
5.本发明可实现肥料与植物的亲和性,解决肥料由于光解、氧化、干旱及蒸腾作用造成的流失问题,提高肥料利用率20%~50%,提高难移动元素(硒、锌等)的在植物体内的移动、吸收、运输和利用,并具有明显协同增效作用。
6.本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥适用范围广泛,在阴雨天气、植物无光合作用,或者在高温植物气孔关闭的情况下,仍然促使硒、锌在植物体内进行内吸和传导,效果稳定,不同条件下使用表现结果差异不显著。
7.本发明制备的含氨基酸富硒降镉叶面肥为水剂,可以直接兑水做叶面喷施,也可使用植保无人机做超低容量喷洒,操作非常方便,易于使用者接受和产品的推广。
8.本发明所用原材料氨基酸、葡萄糖酸锌、亚硒酸钠、卵磷脂和维生素E,均是便宜易得的产品,故原材料成本相对低廉;且整个制备工艺简单,设计要求一般,反应时间较短,条件温和,而且无污染,都是在常温常压下进行,易于大规模生产。
本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥原理如下:
硒、锌元素和氨基酸都是生物体所必需的重要营养要素,硒、锌元素直接或间接地参与机体几乎所有的生理和生化过程,对生物的生命活动起着极其重要的作用,而氨基酸则是构成蛋白质的基本结构单元,氨基酸微量元素螯合物是新一代营养制剂,与传统的无机盐,如硫酸锌、亚硒酸盐相比,具有良好的化学、生化稳定性,在体内pH条件下溶解性好,容易被吸收,应用安全,生物利用率高,配伍性好,具有抗干扰、缓解矿物质之间的拮抗竞争作用,可起到补充微量元素和氨基酸的双重作用。
氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸。其中甘氨酸是分子量最小的氨基酸,其与微量元素反应生成的螯合物也是分子量最小的氨基酸微量元素螯合物,能更好的被植物吸收、利用。
硒是世界卫生组织公认的人和动物必须的14种微量元素之一、研究成果表明,世界上40多兆疾病都与缺硒有关。硒对防癌、抗肿瘤等作用,我国约有72%地区缺硒,人和动物体内的硒元素主要源于食物,食物源的硒含量摄入不足,将影响人和动物的健康生长。通过食物链途径补充人体所需的硒元素对预防癌症等多种疾病,保障人们的身体健康具有重要作用;文献报道施用硒可以降低水稻对重金属镉、砷、铅、铬等元素的吸收累积,提高水稻抗重金属能力;硒抑制了水稻对镉的吸收,从而减轻了镉的毒害;硒能促进PCs,即植物螯合肽的合成,增加镉与PCs的络合,降低水稻体内有害镉形态的含量,缓解镉对水稻的毒害,增强水稻对镉的忍耐性;硒可能参与能量代谢、蛋白质代谢,以及与其它元素的相互作用,从而缓解镉对水稻的毒害;在中度、重度镉含量较高的土壤上,在分蘖期喷施含硒叶面肥,硒会转移至水稻根部,在水稻根部与镉产生拮抗作用,从而抑制了镉的吸收。
锌与镉属同一族元素,具有相似的地球化学和环境特性,而锌却是各种生物体必需的重要微量元素,在体内发挥着重要的生理功能,被誉为人体的“智慧元素”。但是锌在土壤及作物中比较容易缺乏,从而引起人体缺锌的营养健康问题。植物对锌镉的吸收和积累存在一定的相互作用,研究发现,施锌肥能缓解大麦镉引起的生理胁迫,锌的施用抑制了小麦根对镉的吸收,从而减少了植株各部位镉的浓度。但是在土壤植物系统中,各元素之间存在着复杂的相互关系,锌镉相互影响,依植物种类、品种、生长介质以及土壤锌镉含量、存在形态等因素的不同而异,主要表现在:植物根部和叶片识别镉、锌的信号及其应答反应,在土壤中当镉的浓度大于锌时,锌对镉的排斥作用,会促进镉在土壤中活跃,从而导致植物更多的吸收镉,叶片喷洒锌时,由于与镉不存在竞争关系,但如何被作物吸收并运输又是一大障碍;镉、锌在植物细胞中的结合物质及其结合位点当镉被植物根系吸收后,将会优先由植物生长点进入细胞质膜和液泡膜,如何让锌到达植物生长点,形成阻隔屏障;镉、锌跨细胞质膜和液泡膜运输的方式、形态及其在液泡中储藏形态;运输镉、锌的载体、通道和先后顺序,盐或酸的形式锌受植物细胞排斥的影响,在植物体内的运输要落后于镉。
以氨基酸和亚硒酸钠、葡萄糖酸锌为原料,其投料摩尔比2:l,通过调节pH值为6.5左右,在70~80℃之间加热反应l小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物。本制备工艺方法简单,螯合物的产率高,产品纯度较高。
卵磷脂是丙酮不溶物磷脂的主要成份,包括胆碱磷脂(PC,phosphatidylcholine)、胆胺磷脂 (PE,phosphatidylethanolamine)、肌醇磷脂(PI,phosphatidylinositol)、磷酸(PA,phosphatic acid)与其它不同物质,如三酸甘油脂混合而成的复合物,卵磷脂可以作为混合物界面活化剂,大部分卵磷脂界面活化剂的功能都归功于它所含有的卵磷脂,其厌水性的部分可亲和脂肪及油,亲水性的部分又可以与水亲和。对卵磷脂乳化系统而言,其亲水亲油平衡值(HLB)约为2~12。一般来说,HLB值愈大,乳化剂的亲水性(亲极性基)就愈强,反之亦然。当HLB=7时,由于具有均衡的双极性,实用性最广。上述的磷脂组成分子中具有亲水基和疏水基,这种双极性的性质使磷脂表现出优良的表面活性,属于应用较广的磷酸型两性表面活性剂,具有乳化、增稠、稳定、分散、增溶、湿润、润滑等功能。
维生素E(Vitamin E)是一种脂溶性维生素,是生育酚和三烯生育酚的总称,其水解产物为生育酚,是最主要的抗氧化剂之一。维生素E包括生育酚和三烯生育酚两类共8种化合物,即α、β、γ、δ生育酚和α、β、γ、δ三烯生育酚,α~生育酚是自然界中分布最广泛含量最丰富活性最高的维生素E形式。维生素E主要是在植物细胞的叶绿体中合成,它位于叶绿体的囊体膜上,与叶绿素分子的比值约1:24,它在叶绿体膜系统结构上起着一定的稳定作用。维生素E只能在光合生物如植物或光合细菌中合成,维生素E在抗氧化、植物生长发育、对逆境的响应、光合同化物运输以及信号转导等方面具有十分重要的功能。
利用卵磷脂亲水性和亲脂性的这种双极性特质,本发明氨基酸硒锌螯合物与卵磷脂混合,卵磷脂亲水基与氨基酸硒锌螯合物亲水分子结合,卵磷脂亲脂基与氨基酸硒锌螯合物亲脂分子结合从而形成纳米级的泡囊,当本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥喷施到植物叶片后,卵磷脂亲脂性基团能乳化植物表面腊质层,从而使氨基酸硒锌螯合物顺利进入植物细胞膜。当氨基酸硒锌螯合物穿过含有负电荷的蜡质层后,它还必须穿过细胞壁间的大小在10~100埃的外壁胞间连丝的含水缝隙,最后还必须穿过大小在4埃的原生质膜,到达第一细胞细胞质。细胞膜中含有大量水分,卵磷脂亲水基能避免植物细胞对氨基酸硒锌螯合物的分子排斥。卵磷脂与氨基酸硒锌螯合物结合形成的泡囊可实现氨基酸硒锌螯合物的跨膜运输,实现不同组织间的植物体内运输。维生素E中的生育酚对植物韧皮部薄壁转移细胞壁的结构形成和正常发育,以及光合产物的正常输送起到重要作用。特别是在低温和高温情况下,生育酚缺失都会表现植物体内碳水化合物积累症状。维生素E能促进氨基酸硒锌螯合物在植物体内运输和移动。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥能提高肥料利用率20%~50%,提高难移动元素(硒、锌等)的在植物体内的移动、吸收、运输和利用,提高了对其硒的吸收转化利用率,并具有明显协同增效作用。能显著提高植物硒、锌的含量,硒含量达到0.010~0.285mg/kg、锌含量达到1.9~39.9mg/kg,同时能降低植物中镉、砷含量33.6~88.1%。
本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥与当前含氨基酸富硒或富锌叶面肥的区别是:
当前含氨基酸富硒或富锌叶面肥主要以盐的形式通过强渗透功能强行注入植物体内,植物细胞排斥力强,利用率不高,根据农药施药技术的统计,在中国农药、肥料常规叶面喷施方式只有 25%~50%的能够沉积在作物表面,不到1%的被作物吸收,只有0.03%真正能够转化起到作用。加大使用浓度容易发生肥害或重金属残留,植物中的重金属(镉、砷)主要来源于土壤,植物在蒸腾作用时,被动将土壤中的重金属(镉、砷)吸收于植物体内,通常情况下重金属(镉、砷) 通过植物根系被动吸收强势于叶片吸收硒、锌。因此,常规含氨基酸富硒(富锌)叶面肥并不能有效阻隔植物对重金属的被动吸收。
本发明通过将氨基酸与葡萄糖酸锌、亚硒酸钠进行有机螯合制得的氨基酸硒锌螯合物,以卵磷脂和维生素E为载体,形成有机水溶液,不仅可以发挥氨基酸调节植物生物的作用,还能提高植物对硒、锌元素的吸收、传导、转化,避免硒、锌对植物的伤害,可以广泛应用于轻、中、重度重金属污染区抑制作物吸收累积重金属,同时达到合理吸收硒、锌的效果,并在作物中转化,提高可食部位硒富集水平,生产出安全的富硒含锌农产品,更好的守护人们的身体健康,取得更好的社会和经济效益。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面将结合具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明,以下实施例中的制备方法均为常规方法。
实施例1:
(1)称取50g甘氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
(2)加入亚硒酸钠10g、葡萄糖酸锌8g搅拌溶解;
(3)称取十二烷基苯磺酸钙1g、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯3g、脂肪酸聚氧乙烯醚1g,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
(4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应 l小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
(5)称取10g卵磷脂、40g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
(6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥4.4g/L、有效锌含量≥1.1g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时和齐穗后6~11天,以200~300ml/亩兑水15kg各通过叶面喷施一次,能显著提高水稻硒、锌的含量,硒含量达到0.031~0.155mg/kg、锌含量达到8.7~9.6mg/kg,同时能降低植物中镉、砷含量33.6~88.1%。
实施例2:
1)称取40g甘氨酸、20g谷氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠15g、葡萄糖酸锌15g搅拌溶解;
3)称取十二烷基苯磺酸钙2g、苯乙基酚聚氧乙烯醚3g,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取20g卵磷脂、50g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥6.6g/L、有效锌含量≥2.1g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在使用时应以每亩60~80ml兑水30kg的比例稀释在葡萄花芽分化前期和生理落果后,通过叶面喷施,可有效提高葡萄的糖含量和降低酸度,能显著提高葡萄硒、锌的含量,硒含量达到0.01~0.05mg/kg、锌含量达到1.1~1.9mg/kg。
实施例3:
1)称取65g甘氨酸、15g蛋氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠20g、葡萄糖酸锌30g搅拌溶解;
3)称取苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯3g、烷基酚聚氧乙烯醚1g,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取30g卵磷脂、60g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥8.8g/L、有效锌含量≥4.2g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在小麦孕穗期和齐穗后6~11天,以150~ 200ml/亩兑水15kg通过叶面喷施,能显著提高小麦硒、锌的含量,硒含量达到0.07~0.24mg/kg、锌含量达到26.33~38.87mg/kg,并能提高小麦产量13.7~17.1%,同时能降低植物中镉、砷含量 33.6~88.1%。
实施例4:
1)称取40g甘氨酸、40g谷氨酸、20g蛋氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠16g、葡萄糖酸锌20g搅拌溶解;
3)称取十二烷基苯磺酸钙1g、脂肪胺聚氧乙烯醚2g,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取50g卵磷脂、80g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥7g/L、有效锌含量≥2.8g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在使用时应以每亩500ml兑水300~500kg的比例稀释在苹果落花后7~10天和膨果前3~5天花芽分化前期和生理落果后,通过叶面喷施,能显著提高苹果硒、锌的含量,硒含量达到0.39~0.83mg/kg、锌含量达到0.53~1.63mg/kg。
实施例5:
1)称取80g甘氨酸、20g蛋氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠20g、葡萄糖酸锌16g搅拌溶解;
3)称取5g吐温80,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取10g卵磷脂、50g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥8.8g/L、有效锌含量≥2.3g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时和齐穗后6~11天,以70~100ml/亩兑水1升通过植保无人机超低容量喷洒,能显著提高水稻硒、锌的含量,硒含量达到0.031~0.285%mg/kg、锌含量达到8.7~33.6mg/kg,同时能降低植物中镉、砷含量33.6~88.1%。
实施例6:
1)称取60g甘氨酸、35g缬氨酸、5g亮氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠30g、葡萄糖酸锌24g搅拌溶解;
3)称取2g烷基酚聚氧乙烯醚、2g烷基酚聚氧乙烯醚聚,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取15g卵磷脂、50g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥13.2g/L、有效锌含量≥3.4g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在使用时应以每亩100ml兑水30kg的比例稀释在花生结荚期和饱果期,通过叶面喷施,能显著提高花生硒、锌的含量,硒含量达到0.140~ 0.407mg/kg、锌含量达到19~21.6mg/kg。
实施例7:
1)称取50g甘氨酸、45g蛋氨酸、5g亮氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠40g、葡萄糖酸锌32g搅拌溶解;
3)称取5g吐温80,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取25g卵磷脂、50g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥17.6g/L、有效锌含量≥4.5g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时和齐穗后6~11天,以50~80ml/亩兑水1L通过植保无人机超低容量喷洒,能显著提高水稻硒、锌的含量,硒含量达到0.031~0.285mg/kg、锌含量达到8.7~29.6mg/kg,同时能降低植物中镉、砷含量33.6~88.1%。
实施例8:
1)称取100g甘氨酸、20g亮氨酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
2)加入亚硒酸钠60g、葡萄糖酸锌50g搅拌溶解;
3)称取2g吐温80、2g烷基酚聚氧乙烯醚,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l 小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
5)称取40g卵磷脂、30g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,配体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥,其中有效硒含量≥26.4g/L、有效锌含量≥7.1g/L。
本实施方式得到的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时和齐穗后6~11天,以35~50ml/亩兑水15kg各通过叶面喷施一次,能显著提高水稻硒、锌的含量,硒含量达到0.031~0.285mg/kg、锌含量达到8.7~29.6mg/kg,同时能降低植物中镉、砷含量33.6~88.1%。
用以下试验案例验证本发明的有益效果:
实验案例1
室内生测试验:通过人工模拟不同镉污染程度土壤的盆栽试验,研究叶面喷施硒、锌肥对水稻籽粒中镉积累的影响,试验材料与方法如下:
1、供试土壤和作物
供试水稻为黄华占,土培试验于2018年5月在湖南省农作物病虫害专业化防治协会丁字湾试验基地网室中进行。供试土壤采自丁字湾试验农田,用土水比1:2.5-PH法测定PH;用重铬酸钾容量法测定有有机质含量;杜氏干烧法测定全N;碱解扩散法测定碱解N;0.5mol/L-1NaHCO3浸提-可见分光光度法测定速效P;NH4OAc浸提-火焰光度法测定速效K;DTPA-TE浸提ICP -OES法测定有效Zn含量;CaCO3含量采用中和滴定法测定;P、K、Zn、Cd的全量采用HNO3-HCIO4-HF(4:1:1)消煮后用ICP~OES测定,测得的土壤基本理化性质见表1。
表1:供试土壤基本理化性质
项目 | 含量 |
pH | 7.1 |
ω(有机质)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 15.66 |
ω(全N)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 1.09 |
ω(全P)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 0.55 |
ω(全K)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 7.0 |
ω(碱解N)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 59.07 |
ω(速效P)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 24.74 |
ω(速效K)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 28.64 |
ω(有效Zn)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 0.95 |
ω(有效Se)/(mg·kg<sup>-1</sup>) | 0.22 |
ω(CaCO<sub>3</sub>)/% | 2.18 |
ω(总Zn)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 26.79 |
ω(总Cd)/(g·kg<sup>-1</sup>) | 0.82 |
2、外源锌、镉
所使用的硒、锌、镉试剂分别为亚硒酸钠Na2SeO3(分析纯)、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic(分析纯)和水合氯化镉CdCl2·2.5H2O(分析纯)。向土壤外源添加的Cd质量分数分别为0、2.5 和5mg/kg,待其平衡1个月后,用HNO3-HClO4-HF(4:1:1)消煮后,通过ICP-OES测定得土壤总镉的质量分数分别达到0.82、3.38、5.69mg/kg-1。
3、试验设计
设置6个不同的处理,主处理为3个镉水平,包括无外源镉处理(Cd0)、添加外源镉2.5mg/kg (Cd2.5)和5mg/kg(Cd5),副处理为不施硒、锌肥(CK)、叶面喷施硒(Se)、锌肥(Zn)和实施例1-8,每个处理重复3次。待秧苗长至5叶期时,选取生长一致的秧苗移栽于直径为30cm的塑料桶内,每桶装8.5kg风干土,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期(即倒二叶完全展开时)和齐穗后6~11天,分别进行一次叶面喷施处理,详细处理情况见表2。每次固定喷壶流量,喷施30s左右,以叶片上下表面均匀布满雾状液滴、肥液未流下时为度。
表2:人工模拟不同镉染污程度土壤的盆栽试验设计表
4、水肥管理措施
常规水肥管理,每千克土壤中均施氮肥(纯N)2.59g、磷肥(P2O5)3.81g、钾肥(K2O)2.87g;其中氮肥为尿素,磷肥为磷酸二氢钠,钾肥为氯化钾。氮肥按7:3的比例分别以基肥和分蘖期追肥施用,磷肥和钾肥均为基肥,在水稻移栽前与土壤混匀一次施入。在整个生育期保持淹水灌溉(2~3cm水层),收获前15d自然落干。
5、取样与测定
采用混合取样法,取20g净稻谷,用出糙机(JLGJ4.5)去稻壳获得糙米。每份样品称取1g 置于消化管中,用硝酸-高氯酸消化液消化,定容于50ml容量瓶(待测)。硒的测定按GB/T5009.93 -2017标准,采用AFS.2201原子荧光分光光度计进行测定;镉的测定按GB/T5009.15-2014的标准,采用原子吸收光谱仪(石墨炉)测定。根据测定的处理区和对照区镉、硒含量计算相对降镉率和相对富硒率,计算公式为:
相对降镉率(%)=(对照镉含量-处理组镉含量)/对照镉含量×100%
相对富硒率(%)=(处理组硒含量-对照硒含量)/对照硒含量×100%
6、试验结果见表3。
表3:不同镉染污水平下叶面喷施硒、锌肥对水稻籽粒中镉积累的影响
通过室内测定的结果表明,含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例1~8,水稻对镉、硒的吸收及运输传导与对照(CK)差异极显著,并随实施例1~8组合物配比不同而变化。实施例5,对水稻降镉和硒元素吸收显著优于对照(CK),同时也显著优于单一的亚硒酸钠Na2SeO3、葡萄糖酸锌 Zn-Gluconic。说明含氨基酸富硒降镉叶面肥显著增加水稻对硒元素的吸收及运输传导,并对轻、中、重度镉污染区有显著降镉作用,在农业应用中具有较好的应用价值。
轻度镉污染区含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例1~8均能显著降低水稻籽粒中镉含量,并大大提高水稻籽粒中硒含量。单一的亚硒酸钠Na2SeO3、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic对降低水稻籽粒中镉含量和提高水稻籽粒中硒含量作用明显,这与国内外研究成果吻合。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥按前述使用方法喷施后,在轻度镉污染区对水稻富硒降镉作用明显优于单一的亚硒酸钠 Na2SeO3、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic,同时水稻籽粒中镉含量低于GB2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定大米中的镉限量值为≥0.2mg/kg。实施例1~5硒含量符合 GB/T22499~2008富硒稻米硒含量0.04mg/kg~0.3mg/kg,实施例6~8略高于GB/T22499~2008 富硒稻米硒含量0.04mg/kg~0.3mg/kg,在实际应用中可以通过降低使用浓度来控制硒含量。
中度镉污染区含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例1~8均能显著降低水稻籽粒中镉含量,并大大提高水稻籽粒中硒含量。单一的亚硒酸钠Na2SeO3、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic对降低水稻籽粒中镉含量和提高水稻籽粒中硒含量作用不明显,这与国内外研究中度镉污染区单一使用亚硒酸钠 Na2SeO3或葡萄糖酸锌Zn-Gluconic对水稻富硒降镉作用较弱结果相同。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥按前述使用方法喷施后,在中度镉污染区对水稻富硒降镉作用明显优于单一的亚硒酸钠 Na2SeO3、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic,同时水稻籽粒中镉含量低于GB2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定大米中的镉限量值为≥0.2mg/kg。实施例1~8硒含量均符合GB/T22499~2008富硒稻米硒含量0.04mg/kg~0.3mg/kg。这也是本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥与当前含氨基酸富硒或富锌叶面肥的显著区别。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥在中度镉污染区对水稻富硒降镉有较好应用价值。
重度镉污染区含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例1~8均能显著降低水稻籽粒中镉含量,并大大提高水稻籽粒中硒含量。单一的亚硒酸钠Na2SeO3、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic对降低水稻籽粒中镉含量和提高水稻籽粒中硒含量几乎无明显作用,与国内外重度镉污染区单一使用亚硒酸钠 Na2SeO3或葡萄糖酸锌Zn-Gluconic对水稻富硒降镉作用无效的研究结果一致。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥与当前含氨基酸富硒或富锌叶面肥的显著区别在于重度镉污染区本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥按前述使用方法喷施后,实施例1~8水稻籽粒中镉含量低于GB2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定大米中的镉限量值为≥0.2mg/kg。实施例3~8硒含量均符合GB/T22499~2008富硒稻米硒含量0.04mg/kg~0.3mg/kg。实施例1、2、4硒含量略低于 GB/T22499~2008富硒稻米硒含量0.04mg/kg~0.3mg/kg,在实际应用中可以通过提高使用浓度来控制硒含量。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥在重度镉污染区对水稻富硒降镉有较佳应用价值。
从以上试验案例可知,说明本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥组合物能产生较高的协同增效作用,即组合物的活性大于对照单一的亚硒酸钠Na2SeO3、葡萄糖酸锌Zn-Gluconic的活性。在轻、中、重度镉污染区对水稻富硒降镉有较好应用价值。
实验案例2
田间试验:为试验植物对本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥吸收、传导、运输的效果以及对植物块茎、籽粒中硒含量的影响,用实施例1~6制得的含氨基酸富硒降镉叶面肥与其他氨基酸富硒叶面肥,在田间人工喷施马铃薯(块茎形成期、块茎增长期各喷一次)、花生(结荚期和饱果期各喷一次)叶片,成熟后取马铃薯地下茎块、花生仁分别进行室内测定。
1、试验处理:本试验含氨基酸富硒降镉叶面肥用量设二个处理浓度,分别100ml/hm2、 150ml/hm2浓度处理,每个处理3次重复,小区面积20m2。对照肥料是氨基酸富硒叶面肥(硒含量8.8g/L)及空白清水试验。
2、试验方法:马铃薯和花生成熟后,每小区均5点取样,分别充分混合后带回室内。分别将样品洗净后放入烘箱中,60℃干燥4h,粉碎后过0.425mm筛,装入干净的密封袋中备用。精确称取上述样品0.5g,放入消解罐中加入5ml硝酸和1ml双氧水及0.1ml氢氟酸,放入微波消解装置中消解。根据测定的处理区和对照区硒含量计算相对富硒率,计算公式为:
相对富硒率(%)=(处理组硒含量-对照硒含量)/对照硒含量×100%
3、测定步骤:硒的测定按GB/T5009.93-2017标准,采用Agilent 7500A电感耦合等离子体质谱仪进行测定。样品及标液测定,在优化的仪器条件下编辑测定方法,引入在线内标并观测内标校正元素灵敏度,依次引入标准溶液空白、标准溶液、样品空白、样品溶液。编辑校准文件,选择钇(82Y)作为内标校正元素,仪器根据校准方程自动计算样品中硒的浓度。编辑方法时,硒选择相对原子质量为82的同位素(82Se)进行测定,选择钇(82Y)作为内标校正元素,硒元素引入干扰校正方程:
82Se=82Se~82Kr×1.0087
4、试验结果见下表4:
表4:含氨基酸富硒降镉叶面肥对植物块茎、籽粒中硒含量的影响
通过大田试验与室内测定的结果表明,含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例1~6,马铃薯、花生对硒的吸收及运输传导与对照氨基酸富硒叶面肥(硒含量8.8g/L)差异明显。实施例6,含氨基酸富硒降镉叶面肥用量在100ml/hm2马铃薯、花生对硒元素吸收均明显优于对照氨基酸富硒叶面肥(硒含量8.8g/L)150ml/hm2,同时也说明含氨基酸富硒降镉叶面肥显著增加植物对硒元素的吸收及运输传导,在农业应用中具有较好的应用价值。
从以上试验案例可知,本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥组合物能产生较高的协同增效作用,并且该组合物的用量比对照氨基酸富硒叶面肥(硒含量8.8g/L)的用量大大降低,即组合物的活性大于对照氨基酸富硒叶面肥(硒含量8.8g/L)的活性。
实验案例3
田间试验:为试验不同硒、锌配比处理下对水稻糙米中锌含量的影响,用实施例5~8制得的含氨基酸富硒降镉叶面肥与其他氨基酸含锌(含锌≥5g/L)叶面肥,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期(即倒二叶完全展开时)和齐穗后6~11d,以100ml/亩兑水1L通过植保无人机超低容量喷洒,收获后稻谷的采集采用“S”型采样法,避开田边2m,每个采样单元内采取100株的稻穗样品组成一个混合样,及时运回实验室风干、脱粒,进行室内火焰原子吸收法测定水稻中的锌含量。
1、试验处理:本试验于2018年选择在湖南益阳市赫山区沧水铺镇,所选田块其土壤的全锌都在70mg/kg以下,水稻品种为泰优390,一季稻。本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥各实施例用量设100ml/hm2浓度处理,每个处理3次重复,每个处理面积10hm2。对照肥料是氨基酸含锌(含锌≥5g/L)叶面肥及空白清水试验。
2、试验方法:将稻谷去壳后,称取约100g,然后用研钵将其研碎,混匀后用四分法缩分至 25g,缩分后的稻米置于烘箱中烘1h,取出冷却,经40目的尼龙筛筛分,将过筛的稻米样品再次置于烘箱中烘至恒重。称取处理后的稻米样品约5~10g,置于50ml瓷坩埚中,每个稻米样取3 个增行样并编号。将称取后的稻米样品小火炭化到无烟后移入马弗炉中,500±25℃灰化约8-10h 后,取出冷却,待坩埚稍冷,加10ml盐酸,溶解残渣并移入50ml容量瓶,再用盐酸反复洗涤坩埚,洗液并入容量瓶,待样品处理液完全冷却后定容并充分摇匀,用移液管准确吸取充公混匀的样品处理液5ml移入50ml比色管中,稀释定容后混匀备用。
3、测定步骤:配制标准系列溶液,吸取质量浓度为10mg/L的锌标准使用液0.00ml、0.50ml、 1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml,分别置于50ml比色管中,以盐酸稀释至刻,混匀。此标准系列各含锌0.0mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L、1.0mg/L。在与绘制工作曲线相同条件下,对制备好的8个样品上机测定,测定吸光度,其吸光度值与锌的含量成正比。锌的测定按GB/T5009.14-2003第一法,采用WFX-1E2型原子吸收分光光度计测定。根据测定的处理区和对照区锌含量计算相对富锌率,计算公式为:
相对富锌率(%)=(处理组锌含量-对照锌含量)/对照锌含量×100%
4、试验结果见下表5:
表5:不同硒、锌配比处理下对水稻糙米中锌含量的影响
通过大田试验与室内测定的结果表明,含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例5~8,水稻对锌的吸收及运输传导与对照氨基酸含锌(含锌5g/L)叶面肥差异极显著,并随锌的浓度增加而增加。实施例5~8,使用植保无人机超低容量喷洒时,水稻未发现药害表现;而对照氨基酸含锌(含锌 5g/L)叶面肥叶片发生轻微叶尖干枯。实施例5,本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥(含锌2.3g/L),水稻对锌元素吸收明显优于对照氨基酸含锌(含锌5g/L)叶面肥,但与实施例6~8差异显著,说明含氨基酸富硒降镉叶面肥中硒元素和锌元素以及卵膦酯和维生素E的比例不同,对水稻锌元素吸收有明显影响。
实施例8,水稻对锌元素吸收显著优于对照氨基酸含锌(含锌5g/L)叶面肥100ml/hm2,同时也说明含氨基酸富硒降镉叶面肥显著增加水稻对锌元素的吸收及运输传导,在农业应用中具有较好的应用价值。
从以上试验案例可知,说明本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥组合物能产生较高的协同增效作用,即组合物的活性大于对照氨基酸含锌(含锌5g/L)叶面肥的活性。
实验案例4
田间试验:为试验本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥对小麦产量构成因素及产量的影响;对小麦籽粒硒、锌含量的影响。用实施例2~5制得的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在小麦孕穗期和齐穗后6~11d,以150ml/亩兑水15kg通过山东卫士背负式电动喷雾器WS~18D叶面喷洒,同时以喷施等量的清水处理为对照,共6个处理,各处理均重复3次,共18个试验小区。各试验大区面积为67m2。
1、试验地点:试验于2017~2018年在河南安阳市进行,小麦品种为周麦18。麦地土壤的基本理化性质为:全氮1.27g/kg、有效磷17.23mg/kg、速效钾167mg/kg、有机质20.68g/kg、全硒 0.11mg/kg、有效锌0.8mg/kg、PH值7.8。
2、试验方法:小麦收获后,试验小区单收单打,实收计产,并选取有代表性的20株进行室内考种。根据测定的处理区和对照区产量计算相对增产率,计算公式为:
相对增产率(%)=(处理组产量-对照产量)/对照产量×100%
小麦籽粒硒含量采用混合取样法测定,硒含量测定:按GB/5009.93~2017用原子荧光分光光度计测定全硒含量。根据测定的处理区和对照区硒含量计算相对富硒率,计算公式为:
相对富硒率(%)=(处理组硒含量-对照硒含量)/对照硒含量×100%
小麦籽粒锌含量采用混合取样法测定,锌含量测定按GB/T5009.14-2003第一法,采用WFX -1E2型原子吸收分光光度计测定。根据测定的处理区和对照区锌含量计算相对富锌率,计算公式为:
相对富锌率(%)=(处理组锌含量-对照锌含量)/对照锌含量×100%
3、试验结果分别见下表6、7:
表6:含氨基酸富硒降镉叶面肥对小麦产量构成因素及产量的影响
注:表中不同大、小写英文字母分别表示在0.01、0.05水平差异显著。
通过大田试验与室内测定的结果表明,含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例2~5,对小麦公顷成穗数影响较小;与对照相比株高、穗粒数、穗重、千粒重、结实率都有所增加,以实施例5效果最佳。喷施含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例2~5均能增加小麦的产量,增幅在13.7%~22.1%,尤以实施例5产量最高,较对照增长达显著水平,其他处理间存在显著差异,以实施例2增幅较小。
从以上试验案例可知,说明本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥组合物能产生较高的协同增效作用,即组合物不同配比对小麦产量增加影响不同,据田间观测统计,小麦喷施后,前期表现为叶色浓绿、生长茂盛、株高增加、茎杆健壮、分蘖增加;后期表现为抗倒伏、抗病、抗干热风,叶片功能期延长,在农业应用中具有较好的应用价值。
表7:含氨基酸富硒降镉叶面肥对小麦籽粒硒、锌含量的影响
通过大田试验与室内测定的结果表明,含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例2~5,能显著提高小麦籽粒硒含量。实施例2,本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥(含硒4.4g/L),小麦籽粒对硒元素吸收明显优于对照,但与实施例3~5差异显著,说明含氨基酸富硒降镉叶面肥中硒元素和锌元素以及卵膦酯和维生素E的比例不同,对小麦籽粒硒元素吸收有明显影响。实施例5,本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥(含硒8.8g/L),小麦籽粒对硒元素吸收显著优于对照,同时也说明含氨基酸富硒降镉叶面肥显著增加小麦籽粒硒元素含量。
含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例2~5,对小麦籽粒锌含量显著提高,并随锌的浓度增加而增加,这与前人研究结果一致。实施例2,本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥(含锌2.1g/L),小麦籽粒对锌元素吸收明显优于对照,但与实施例3~5差异显著,说明含氨基酸富硒降镉叶面肥中硒元素和锌元素以及卵膦酯和维生素E的比例不同,对小麦籽粒锌元素吸收有明显影响。实施例 3,本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥(含锌4.3g/L),小麦籽粒对锌元素吸收显著优于对照,同时也说明含氨基酸富硒降镉叶面肥显著增加小麦籽粒锌元素含量。
从以上试验案例可知,说明本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥组合物能产生较高的协同增效作用,即组合物不同配比对小麦籽粒硒、锌含量影响不同,在农业应用中具有较好的应用价值。
实验案例5
田间试验:为试验本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥对水稻精米硒、镉、砷富集的影响,用实施例3~6制得的含氨基酸富硒降镉叶面肥,在水稻分蘖盛期、二次枝梗原基分化期(即倒二叶完全展开时)和齐穗后6~11天,以80ml/亩兑水15kg通过山东卫士背负式电动喷雾器WS~18D 叶面喷洒,同时以喷施等量的清水处理为对照,共5个处理,各处理均重复3次,共15个试验大区。各试验大区面积为667m2。
1、试验地点:湖南湘潭县,地处亚热带季风湿润气候区,年均降雨量约1300mm,年均气温 16.7~18.3℃,全年无霜期273天,试验地势开阔、土壤养分均匀,稻田土壤的基本理化性质为:全氮0.213%,全磷0.518%,全钾0.956%,有机质27.1g/kg,全硒0.26mg/kg,全镉2.95mg/kg,砷29.6mg/kg,pH值6.04。
2、试验方法:2018年4月-7月,进行早稻试验,品种为中早39。试验过程进行常规的田间管理。基肥施用复合肥(26-10-15)450kg/hm2;水稻移栽后7~10d进行第1次追肥,施用尿素150kg/hm2;移栽后20d左右进行第2次追肥,施用尿素60kg/hm2,氯化钾150kg/hm2。水稻移栽后保持3~4cm浅水,促返青;移栽后10d保持3~5cm浅水,只灌不排;够苗时晒田(10~ 15苗/蔸),有水含胎抽穗,后期干湿管理,收割前7d断水。
水稻成熟后,在每个大区的随机框定5个2m的方块,并收割每个小方块上其中一条对角线上的所有稻株,后脱粒,即采得每个大区的稻谷样品。晾晒干后,打成精米,粉碎后制得样品,待测。
3、测定步骤:大米全硒、全镉、全砷含量分析:称取稻米样品0.3g至微波消解管中,加入 8ml浓硝酸,在120℃的电炉下预消解30min,后转移至微波消解炉中,消解程序为:加热10min 使功率升至800W,保持5min;后再需10min将功率提高至1400W,并保持20min;后加热结束,待冷却至60℃以下,取出样品。从微波消解炉中取出的样品还需在120℃的电炉上赶酸至消煮液剩余2ml左右,再加入5ml1:1盐酸水溶液,消煮15min后把消煮液转移至50ml容量瓶中,用水定容。摇匀后,静置过夜。硒的测定按GB/T5009.93-2017标准,砷的测定按GB/T5009.11 -2014标准,用原子荧光分光光度计测定全硒、全砷含量,镉测定按GB/T5009.15-2014的标准,用原子分光光度计测定镉含量。根据测定的处理区和对照区硒含量计算相对富硒率,根据测定的处理区和对照区镉、砷含量计算相对降镉、砷率,计算公式为:
相对富硒率(%)=(处理组硒含量-对照硒含量)/对照硒含量×100%
相对降镉、砷率(%)=(对照镉、砷含量-处理组镉、砷含量)/对照镉、砷含量×100%
4、试验结果见下表8:
表8:含氨基酸富硒降镉叶面肥对水稻精米硒、镉、砷富集的影响
数据后不同字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05)。
通过大田试验与室内测定的结果表明,含氨基酸富硒降镉叶面肥实施例3~6,水稻籽粒中硒含量符合GB/T22499-2008富硒稻米硒含量0.04mg/kg~0.3mg/kg;镉含量低于GB2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定大米中的镉限量值为≥0.2mg/kg;砷含量低于GB2762 -2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定大米中的砷(无机砷)限量值为≥0.2mg/kg;实施例3~6在中度重金属污染区均有良好的富硒降镉、砷作用,均与对照有显著差异。实施例6 各项指标均优于实施例3-5,而实施例4各项指标均低于实施例3、5、6,说明含氨基酸富硒降镉叶面肥不同组合物配比不同,对水稻富硒降镉、砷作用不同。
从以上试验案例可知,说明本发明含氨基酸富硒降镉叶面肥组合物能产生较高的协同增效作用,即组合物不同配比对水稻富硒降镉、砷作用不同,在农业应用中具有较好的应用价值。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种含氨基酸富硒降镉叶面肥,其特征在于,所述叶面肥按照氨基酸50~120g/L、卵磷酯10~50g/L、维生素E 40~80g/L、亚硒酸钠10~60g/L、葡萄糖酸锌8~50g/L、乳化剂2~6g/L的比例混合,其制备步骤如下:
(1)称取50g所述氨基酸,在搅拌下完全溶解在300ml水中;
(2)加入所述亚硒酸钠10g、所述葡萄糖酸锌8g搅拌溶解;
(3)称取所述乳化剂5g,缓慢加入到步骤2获得的溶液中,继续搅拌;
(4)用氢氧化钾水溶液调节步骤3获得的溶液PH值呈6.5左右,在70~80℃之间加热反应l小时左右,使金属离子与氨基酸螯合,用有机溶剂乙醇沉淀分离法制得了氨基酸硒锌螯合物;
(5)称取10g卵磷脂、40g维生素E,在搅拌下完全溶解在200ml水中;
(6)将步骤4获得的氨基酸硒锌螯合物缓慢加入到步骤5获得的溶液中,用水定容至1升,充分搅拌均匀,调配成体积为1升的含氨基酸富硒降镉叶面肥。
2.根据权利要求1所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥,其特征在于,所述叶面肥按照氨基酸60~120g/L、卵磷酯10~35g/L、维生素E 50~70g/L、亚硒酸钠15~40g/L、葡萄糖酸锌12~35g/L、乳化剂2~5g/L的比例混合。
3.根据权利要求1或2所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥,其特征在于,所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1或2所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥,其特征在于,所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钙、聚氧乙烯聚氧丙稀嵌段化合物、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚、氧丙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸环氧乙烷加成物、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物中的一种或多种组合。
5.根据权利要求4所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥,其特征在于,所述乳化剂的具体品种为农乳500#系列、600#系列、400#系列、1600#系列、NP系列、OP系列、AEO系列、By系列、斯盘系列、吐温系列、聚乙二醇系列中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥的使用方法,其特征在于,所述叶面肥可以广泛应用于轻、中、重度重金属污染区抑制作物吸收累积重金属,同时达到合理吸收硒、锌的效果,并在作物中转化,提高可食部位硒富集水平,生产出安全的富硒含锌农产品。
7.根据权利要求1所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法,其特征在于,所述叶面肥稀释150~200倍后,使用人工喷雾器在水稻二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时,以及齐穗后6~11天叶面喷施。
8.根据权利要求1所述的一种含氨基酸富硒降镉叶面肥及使用方法,其特征在于,所述叶面肥稀释7~10倍后,使用植保无人机超低容量喷雾,在水稻二次枝梗原基分化期,即倒二叶完全展开时,以及齐穗后6~11天叶面喷施。
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