CN110117205B - 一种提高油菜籽锗含量的富锗营养液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高油菜籽锗含量的富锗营养液及其制备方法和应用，属于农业生产技术领域和植物营养液技术领域。由有机锗溶液(Ge‑132)、含锗农作物发酵液、植物增长抗逆营养液和水组成。含锗农作物发酵液中的锗为天然有机锗，与有机合成锗(Ge‑132)具有同源性，能显著发挥二者的协同促进作用，增加角果皮对锗的吸收与转运。本发明富锗营养液于油菜终花期、绿熟期、黄熟期实施喷洒，有利于角果皮对富锗营养液的吸收与转运，使得成熟菜籽有机锗含量达到69.61‑76.35μg/kg，达到节省有机锗用量、降低成本，经济高效的目的。
Description
技术领域：
本发明属于农业生产技术领域和植物营养液技术领域，具体涉及一种提高油菜籽锗含量的富锗营养液及其制备方法和应用。
背景技术：
锗(Ge)作为一种微量元素，存在于所有的生物体中。近年来发现锗具有抗肿瘤、清除自由基和提高免疫系统活力等功能。有机锗农产品对人体具有很强的氧化脱氢能力、生血刺激作用，具有一定的保健和医疗价值，对保障人类健康起到非常重要的作用。目前各类植物中锗元素的含量很低，这对需要补充锗的人群，特别是缺锗的患者非常不利。我国油菜种植面积和总产居世界第一位，近年来种植面积基本稳定在1.1亿亩左右，总产1440万吨。当前我国菜籽油占食用植物油总量的36.47％，成为我国第一大食用植物油。脂肪是人们每天均需要涉入的营养物质，菜籽油因其具有较高的油酸、亚油酸、磷脂及Ve含量，能够起到软化血管、降低胆固醇、抗氧化、延缓衰老、预防心老血管疾病、提高记忆、思维和应变能力的作用，而越来越受到人们的青眯。通过生物转化作用增加食物中的有机锗，促进人体对有机锗的吸收，能否尝试一些提高油菜籽锗含量的方法？
有机锗价格昂贵，仅仅通过增加有机锗肥用量达到提高油菜籽锗含量是不可取的方式。因此本发明提出一种提高油菜籽锗含量的富锗营养液及其制备方法和应用，在含有机锗溶液的营养液组分中增加了含锗农作物发酵液(属于天然有机锗)，能充分发挥有机合成锗与天然有机锗的协同作用，显著提升油菜籽锗含量，并且锗肥用量小、性能稳定，经济有效，有利于提升菜籽油的品质和市场竞争力，具有显著的经济效益，对于促进人类健康以及富锗食品的研究与开发具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种富锗营养液及其应用方法，该营养液及其配套的使用方法有利于提升油菜植株的促花、保花、增粒，增强油菜花角期的抗逆抗病性，提高油菜产量，节省成本，关键是能够提升菜籽有机锗含量，显著增加菜籽油的附加值，具有重大意义。同时本发明还提供该富锗营养液的制备方法。
为了实现上述目的，本发明一种提高油菜籽锗含量的富锗营养液具体配方如下：
该营养液含有机锗Ge-132溶液、含锗农作物发酵液、植物增长抗逆营养液和水，各组分质量百分比为：
有机锗Ge-132溶液 1-5％；
含锗农作物发酵液 24-30％；
植物增长抗逆营养液 2-4％；
其余为水；
其中所述锗农作物发酵液通过如下步骤制备：
将大蒜、黄花菜、生姜、苋菜含锗量较高的新鲜农作物中的一种或几种的根及茎叶部分作为原材料，粉碎，按1kg含锗农作物原材料加1-3g乳酸菌的比例，将乳酸菌与含锗农作物原材料混合均匀，再常温密封发酵4-6天后过滤，即可得到含锗农作物发酵液，所述的含锗农作物发酵液的锗含量范围为0.17-0.45mg/L。
所述的有机锗Ge-132溶液浓度为16-20g·L-1。
所述的植物增长抗逆营养液中含有如下浓度的成分：磷酸二氢钾91-126g·L-l、硼酸84-98g·L-l、芸苔素内酯49-63g·L-l。
优选该营养液含有机锗Ge-132溶液、含锗农作物发酵液、植物增长抗逆营养液和水，各组分质量百分比为：
有机锗Ge-132溶液 3％；
含锗农作物发酵液 27％；
植物增长抗逆营养液 3％；
其余为水。
本发明含锗农作物发酵液中的锗浓度根据所采用原材料不同而存在差异，本发明优选采用大蒜作为原材料,经测定大蒜发酵液的锗浓度为0.239mg·L-l。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液，采用的乳酸菌有效活菌数为0.2-0.7亿cfu/g。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液，植物增长抗逆营养液是采用磷酸二氢钾、硼酸、芸苔素内酯三种成分分开溶解，再混合定容，使得磷酸二氢钾的浓度为91-126g·L-l、硼酸的浓度为84-98g·L-l、芸苔素内酯的浓度为49-63g·L-l。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液的制备方法：有机锗Ge-132用不低于65℃以上的蒸馏水溶解，配制成16-20g·L-1的有机锗Ge-132溶液，再加少许食用醋，调节pH值在5.5-6.5范围内，用于制备提高油菜籽锗含量的富锗营养液。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液的制备方法：将有机锗Ge-132溶液、含锗农作物发酵液、植物增长抗逆营养液和水按照比例混匀制备成提高油菜籽锗含量的富锗营养液，调节pH值6.0-7.0，可以用0.1mol/LNaOH溶液调节。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液的应用方法，包括以下步骤：
先将600-1200mg·L-l的5-氨基乙酰丙酸溶液主要喷洒于植物中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面，油菜种植密度为2.1-2.3万株/亩,每次每亩喷洒量为10-20L；至少30分钟后在提高油菜籽锗含量的富锗营养液中按1-2g/L的比例加入杰效利农用有机硅助剂进行喷洒，直到油菜中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面均匀布满雾滴为止。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液的应用方法：5-氨基乙酰丙酸溶液的喷洒时间为上午8:00至8:30之间，提高油菜籽锗含量的富锗营养液的喷洒时间为8:30至9:00之间。
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液的应用方法：分别在油菜终花期、绿熟期、黄熟期将富锗营养液喷洒于油菜植株中上部叶片正反面、主茎和一次分枝角果正反面，每亩喷洒总量为150-210L，分3次按3:6:1的比例喷洒。
本发明采用的植物增长抗逆营养液包括硼酸、磷酸二氢钾、芸苔素内酯三种成分，其中硼是油菜反应最为敏感的微量元素，缺硼会导致花而不实，严重降低菜籽产量；磷酸二氢钾在油菜花角期喷施可促进光合作用、提高抗逆能力、增加菜籽产量、提升菜籽品质；芸苔素内酯常用于油菜花角期，用于保花增粒、提高油菜后期的抗倒、抗旱涝、抗病虫害能力。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和技术效果：
本发明的富锗营养液含有锗、硼等微量元素、磷酸二氢钾及植物生长调节剂等有利于油菜生长的有益成分。锗农作物发酵液以大蒜、黄花菜、生姜、苋菜等含锗量较高的新鲜农作物为含锗农作物原材料，来源广，成本低，所含锗属于天然有机锗，与有机合成锗具有同源性，能显著发挥二者的协同促进作用，而且有机锗用量少，可降低成本，经济高效；植物增长抗逆营养液有利于油菜开花、保花、增粒，有利于提高油菜花角期对旱涝等逆境及菌核病的抵抗力。通过喷施本发明的富锗营养液，可以将菜籽中锗含量提升至69.61-76.35μg/kg，有利于提升菜籽油的品质、附加值，从而提升菜籽油的市场竞争力。
具体实施方式
以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而不会形成对本发明保护范围的限制。
以下实施例1-3均为选择大蒜的根及茎叶新鲜材料作为含锗农作物发酵液原材料。在实际生产过程中，可根据本地种植较多且含锗较高的植物新鲜材料作为原材料。
实施例1
本实施例用于说明本发明的提高油菜籽锗含量的富锗营养液制备方法与应用。
(1)将大蒜的根及茎叶等新鲜材料粉碎，按1kg含锗农作物原材料加1g乳酸菌的比例(乳酸菌有效活菌数为0.5亿cfu/g)，与含锗农作物原材料在发酵池中充分搅拌均匀，常温密封发酵4天后过滤，即得到锗农作物发酵液。该大蒜发酵液中锗浓度为0.239mg·L-l。
(2)有机锗Ge-132用70℃温水(蒸馏水)溶解，配制成18g·L-1的有机锗溶液，再加少许食用醋，调节pH值为5.5。
(3)植物增长抗逆营养液由硼酸(H2BO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、芸苔素内酯(C28H48O6)三种成分组成。准确称取磷酸二氢钾112g、硼酸98g、芸苔素内酯56g，分别用少量水溶解于3个容器中，再按照比例混合并定容至1L，使得植物增长抗逆营养液中磷酸二氢钾的浓度为112g·L-l、硼酸的浓度为98g·L-l、芸苔素内酯的浓度为56g·L-l。
(4)占营养液质量比1％的有机锗Ge-132溶液(有机锗Ge-132溶液、锗农作物发酵液、植物增长抗逆营养液都是溶液的占比)、占营养液质量比24％的锗农作物发酵液、占营养液质量比2％的植物增长抗逆营养液、其余为水，混合均匀,调节pH值为6.5。
(5)喷施方法与细节：采用低容量高速喷雾技术，于晴天微风天气上午8点先将600mg·L-l的5-氨基乙酰丙酸溶液10L，主要喷洒于植物中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面；8点30分时，在本发明的富锗营养液中按1.5g/L的比例加入杰效利农用有机硅助剂后按上述方法进行喷洒，直到油菜中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面均匀布满雾滴为止。
(6)喷洒时期、次数与喷洒量：将富锗营养液喷洒于油菜生长发育后期，分别为油菜终花期45L、绿熟期90L、黄熟期15L，共喷洒3次，每亩喷洒总量为150L。
实施例2
本实施例用于说明本发明的提高油菜籽锗含量的富锗营养液制备方法与应用。
(1)将大蒜的根及茎叶等新鲜材料粉碎，按1kg含锗农作物原材料加2g乳酸菌(乳酸菌有效活菌数为0.5亿cfu/g)的比例，与含锗农作物原材料在发酵池中充分搅拌均匀，常温密封发酵5天后过滤，即可得到锗农作物发酵液。该大蒜发酵液中锗浓度为0.239mg·L-l。
(2)有机锗Ge-132用70℃温水(蒸馏水)溶解，配制成18g·L-1的有机锗溶液，再加少许食用醋，调节pH值为6.0。
(3)植物增长抗逆营养液由硼酸(H2BO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、芸苔素内酯(C28H48O6)三种成分组成。准确称取磷酸二氢钾112g、硼酸98g、芸苔素内酯56g，分别用少量水溶解于3个容器中，再按照比例混合并定容至1L，使得植物增长抗逆营养液中磷酸二氢钾的浓度为112g·L-l、硼酸的浓度为98g·L-l、芸苔素内酯的浓度为56g·L-l。
(4)占营养液质量比3％的有机锗Ge-132溶液、占营养液质量比27％的锗农作物发酵液、占营养液质量比3％的植物增长抗逆营养液、其余为水，混合均匀,调节pH值为6.5。
(5)喷施方法与细节：采用低容量高速喷雾技术，于晴天微风天气上午8点30分时先将900mg·L-l的5-氨基乙酰丙酸溶液15L，主要喷洒于植物中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面；9点时，在本发明的富锗营养液中按1.5g/L的比例加入杰效利农用有机硅助剂后按上述方法进行喷洒，直到油菜中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面均匀布满雾滴为止。
(6)喷洒时期、次数与喷洒量：将富锗营养液喷洒于油菜生长发育后期，分别为油菜终花期54L、绿熟期108L、黄熟期18L，共喷洒3次，每亩喷洒总量为180L。
实施例3
本实施例用于说明本发明的提高油菜籽锗含量的富锗营养液制备方法与应用。
(1)将大蒜的根及茎叶等新鲜材料粉碎，按1kg含锗农作物原材料加3g乳酸菌(乳酸菌有效活菌数为0.5亿cfu/g)的比例，与含锗农作物原材料在发酵池中充分搅拌均匀，常温密封发酵6天后过滤，即可得到锗农作物发酵液。该大蒜发酵液中锗浓度为0.239mg·L-l。
(2)有机锗Ge-132用70℃以上温水(蒸馏水)溶解，配制成18g·L-1的有机锗溶液，再加少许食用醋，调节pH值为6.5。
(3)植物增长抗逆营养液由硼酸(H2BO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、芸苔素内酯(C28H48O6)三种成分组成。准确称取磷酸二氢钾112g、硼酸98g、芸苔素内酯56g，分别用少量水溶解于3个容器中，再按照比例混合并定容至1L，使得植物增长抗逆营养液中磷酸二氢钾的浓度为112g·L-l、硼酸的浓度为98g·L-l、芸苔素内酯的浓度为56g·L-l。
(4)占营养液质量比5％的有机锗Ge-132溶液、占营养液质量比30％的锗农作物发酵液、占营养液质量比4％的植物增长抗逆营养液、其余为水，混合均匀,调节pH值为6.5。
(5)喷施方法与细节：采用低容量高速喷雾技术，于晴天微风天气上午9点先将1200mg·L-l的5-氨基乙酰丙酸溶液20L，主要喷洒于植物中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面；9点30时，在本发明的富锗营养液中按1.5g/L的比例加入杰效利农用有机硅助剂后按上述方法进行喷洒，直到油菜中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面均匀布满雾滴为止。
(6)喷洒时期、次数与喷洒量：将富锗营养液喷洒于油菜生长发育后期，分别为油菜终花期63L、绿熟期126L、黄熟期21L，共喷洒3次，每亩喷洒总量为210L。
对比例1
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的制备方法，所不同的是富锗营养液中不含锗农作物发酵液，相应的锗量用有机锗溶液取代。
对比例2
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是在喷洒富锗营养液前，不喷5-氨基乙酰丙酸，即在9点时直接喷施富锗营养液。
对比例3
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是在喷洒富锗营养液前，将5-氨基乙酰丙酸与富锗营养液混合后于9点喷施。
对比例4
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是不注重喷施部位，将营养液均匀喷完即可。
对比例5
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是一次性将营养液喷洒于油菜绿熟期。
对比例6
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是不注重喷洒时间，选择一天的任一时间点喷洒，且5-氨基乙酰丙酸与富锗营养液之间的间隔时间也不予考虑。本对比例采用叶面喷施效果较好的时间点喷洒，即在下午4点至5点之间同时完成5-氨基乙酰丙酸与富锗营养液的喷洒。
对比例7
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是不调节富锗营养液pH值(pH值为5.0)，混匀后直接喷洒。
对比例8
本对比例用于说明与本发明不同的富锗营养液制备方法及应用。
采用与实施例2相同的原料和制备方法，所不同的是富锗营养液油菜终花期、绿熟期、黄熟期实施均量喷洒，每个时期喷洒量为60L。
测试实施例
将实施例1-3与对比例1-8中的富锗营养液采用叶面施肥的方式分别施用在11个长15米、宽5米的油菜试验田中。同时，选择1个面积相同的试验区不施用富锗营养液作为对照，每个试验区之间设置田埂，除在油菜生长发育后期喷洒本发明的富锗营养液外，其他栽培管理措施相同。油菜黄熟期前5-7天，采用五点取样法调查不同处理油菜试验区的产量构成因素，调查结果列于表1中。油菜收获时进行实际测产，记录每个试验区的油菜籽产量，检测角果皮有机锗含量和菜籽有机锗含量(采用分光光度法测定)。将实施例1-3和对比例1-8的试验区锗总量与对照进行对比计算增锗率，测试结果列于表2中。
表1实施例与对比例富锗营养液对油菜产量构成因素的影响
注：表中小写英文字母表示p≤0.05
从表1可以看出，实施例2-3及对比例1的菜籽理论产量(理论产量及产量构成因素是进行农作物田间测产时的考量性状，一般与实际产量之间相差5-10％)高于对比例2-8及对照，差异达显著水平，主要原因是较对照有效地增加了油菜单位面积角果数、一次分枝角果数。
综合分析，实施例2-3的单位面积角果数、一次分枝角果数、每果粒数和粒重及理论产量较高，表明采用本发明的富锗营养液及其使用方法能够合理协调油菜主要产量构成因素，增产作用明显。
表2实施例与对比例富锗营养液对角果皮、菜籽锗含量的影响
注：表中小写英文字母表示p≤0.05
从表2可以看出，实施例2-3的菜籽锗含量、角果皮锗含量和亩菜籽锗总量、增锗率均高于对比例1-8和对照，差异达显著水平。实施例1-3、对比例1-8均获得了较高的增锗率，与对照相比，增锗率分别为706.71％、811.37％、809.94％、683.62％、586.80％、615.64％、545.26％、517.17％、509.68％、643.45％、550.13％。
从实施例2的数据对比可以看出，本发明优选的占营养液质量比3％的有机锗溶液(pH值为6.0)、占营养液质量比27％锗农作物发酵液(含锗农作物原材料密封发酵5天)、占营养液质量比3％的植物增长抗逆营养液、其余为水，调节富锗营养液pH值为6.5，每亩喷洒总量180L，在油菜终花期、绿熟期、黄熟期分3次按3：6：1的比例喷洒于植株中上部叶片及主茎和一次分枝角果，能够更好地发挥天然有机锗与有机合成锗的协同促进作用，在适量施用有机锗的同时，增加了角果皮锗含量及菜籽锗含量，在保证油菜产量的基础上，显著增加了单位面积的锗总量。
从实施例2的数据对比可以看出，在本发明优选的富锗营养液喷施时间方面：上午8点30分先喷900mg·L-l的5-ALA溶液15mL，30分钟即9点时再喷本发明的富锗营养液，在光合速率快速增强前，气孔已经全面开放，为后期富锗营养液的吸收做好了充分的前期准备，有利于角果皮对富锗营养液的吸收和光合产物的形成，增加了转运至籽粒中的锗量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；另外需要说明的是，以上虽详细描述了本发明的优选实施方式，但是在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本发明的思想，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (1)
1.一种提高油菜籽锗含量的富锗营养液的应用方法，其特征在于，所述的富锗营养液的制备过程如下：
(1)将大蒜的根及茎叶新鲜材料粉碎，按1kg含锗农作物原材料加2g有效活菌数为0.5亿cfu/g的乳酸菌，与含锗农作物原材料在发酵池中充分搅拌均匀，常温密封发酵5天后过滤，即得到锗农作物发酵液；
(2)有机锗Ge-132用70℃温水溶解，配制成18g·L-1的有机锗溶液，再加少许食用醋，调节pH值为6.0，得到有机锗Ge-132溶液；
(3)植物增长抗逆营养液配制：准确称取磷酸二氢钾112g、硼酸98g、芸苔素内酯56g，分别用少量水溶解于3个容器中，再按照比例混合并定容至1L，使得植物增长抗逆营养液中磷酸二氢钾的浓度为112g·L-l、硼酸的浓度为98g·L-l、芸苔素内酯的浓度为56g·L-l；
(4)占营养液质量比3％的有机锗Ge-132溶液、占营养液质量比27％的锗农作物发酵液、占营养液质量比3％的植物增长抗逆营养液，其余为水，混合均匀，调节pH值为6.5；
所述的提高油菜籽锗含量的富锗营养液应用时喷施方法与细节：采用低容量高速喷雾技术，于晴天微风天气上午8点30分时先将900mg·L-l的5-氨基乙酰丙酸溶液15L，主要喷洒于植物中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面；9点时，在所述的富锗营养液中按1.5g/L的比例加入杰效利农用有机硅助剂后按上述方法进行喷洒，直到油菜中上部叶片正反面、主茎及一次分枝角果正反面均匀布满雾滴为止；
喷洒时期、次数与喷洒量：将富锗营养液喷洒于油菜生长发育后期，分别为油菜终花期54L、绿熟期108L、黄熟期18L，共喷洒3次，每亩喷洒总量为180L。
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