CN113860963B - 一种富有机硒营养液及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富有机硒营养液及其制备方法和应用，所述富有机硒营养液的制备过程为：将堇叶碎米荠粉碎后与水混匀，先加入纤维素酶和碱性蛋白酶进行酶解，再加入糖化酶和中性蛋白酶进行酶解，向酶解液中加入EM菌进行发酵。上述富有机硒营养液不仅可以有效提升植物对硒元素的吸收，还能有效提升有机硒占比，同时具有增产、抗病的功能。

Description

一种富有机硒营养液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于植物富硒技术领域，具体涉及一种富有机硒营养液及其制备方法和应用。

背景技术

硒作为一种人体必需的微量元素，是人体维持正常免疫系统所必须的，并能有效抵抗病毒、提高精子活力、降低流产风险，在预防心血管疾病及肿瘤辅助等方面具有明确的作用。

自然界中的硒的形态主要包括无机硒和有机硒，无机硒已被明确认知毒性大、易蓄积且吸收转化率低。越来越多的研究也表明有机硒安全性更高，如2018年，Rohn I,Marschall TA等人在一项对不同硒形态的毒性、生物利用度和代谢转化的研究表明，有机硒与无机硒相比，有机硒表现出更高的生物利用度，并且毒性更低。

植物是人类食物链的最主要来源，通过摄取富硒植物，尤其是富有机硒植物，是有效提升人体硒含量的理想途径。目前，在富硒功能农业领域，多采用无机硒源或生物纳米硒源作为硒肥，增加农作物中的总硒含量，但是不能有效改变农作物中有机硒的比例。

研究表明不同类型富硒植物对硒元素的吸收效率和能力不同，对有机硒的转化效率和能力也不同。堇叶碎米荠具有优异的聚硒能力，生长在硒矿床高硒环境中的植株的总硒含量平均可达1000～2500mg/Kg(干重)，经人工培育可达4000mg/Kg(干重)以上，有机硒转化效率可达90％以上，富硒蛋白含量可达25％以上(干重)，且主要以硒元素主要以硒代氨基酸形式储存在含硒蛋白中。

发明内容

有鉴于此，本发明以堇叶碎米荠为特定硒源制备富有机硒营养液，不仅可以提高植物中的总硒含量，还能提高有机硒占比，同时具有增产、抗病功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

本发明第一方面提供了一种富有机硒营养液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将堇叶碎米荠粉碎后与水混匀，调节pH至7.0～9.0，加入纤维素酶和碱性蛋白酶进行酶解；

步骤二：调节酶解液pH至4.5～6.5，加入糖化酶和中性蛋白酶进行酶解；

步骤三：向酶解液中加入EM菌进行发酵，发酵后的上清液即为富有机硒营养液。

优选的，所述堇叶碎米荠的干粉与水的质量比为1:10～20，所述堇叶碎米荠粉碎后过40目筛。

优选的，步骤一中所述纤维素酶和碱性蛋白酶的加入量为混合液质量的2.0～4.0wt％，其中纤维素酶与碱性蛋白酶的质量比为1～3:1；进一步优选的，步骤一的酶解温度为45～55℃，酶解时间为2～4h。

优选的，步骤二所述糖化酶和中性蛋白酶的加入量为混合液质量的2.0～4.0wt％，其中糖化酶和中性蛋白酶的质量比为1:1～2.5；进一步优选的，步骤二的酶解温度为45～55℃，酶解时间为2～4h。

优选的，步骤三所述发酵液中添加有碳源和甲壳素，所述酶解液、碳源、EM菌和甲壳素的质量比为(75～85):(10～15):(4.5～6):(0.1～1)；所述发酵条件为40～55℃下，搅拌发酵时间48～72h。

本发明第二方面提供了上述方法制备的富有机硒营养液；进一步地，所述富有机硒营养液中添加有橙皮精油。

本发明第三方面提供了上述富有机硒营养液在制备肥料中的应用，所述肥料为叶面施用，可以提高植物中的总硒硒含量以及有机硒的占比。

本发明第四方面提供了上述富有机硒营养液在制备植物生长调节剂中的应用，能够调节植物生长，降低发病率。

本发明的有益效果为：

1)将超聚硒植物——堇叶碎米荠作为特定硒源，通过酶酵解模拟自然界天然腐殖质产生过程，使制备的富硒营养液更容易被吸收、富集和转化。

2)通过复合酶解充分释放堇叶碎米荠中的硒代氨基酸营养因子，再通过共发酵技术进一步活化富硒植物生长因子，不仅可以有效提升植物对硒元素的吸收，更可以有效提升蔬菜中的有机硒占比。

3)本发明提供的富有机硒营养液相比于其它硒源，能够显著增强植物抗病能力和抗逆境能力，降低发病率；同时还能调节植物新陈代谢和长势，具有壮苗的作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

一种富有机硒营养液的制备方法：

(1)将堇叶碎米荠茎部、根部清洗，低温烘干(≤60℃)，粉碎后过40目筛得到植物硒粉。

(2)将植物硒粉与水按照质量比1：10～20混匀，再向混合液中加入总量为3.0wt％的纤维素酶和碱性蛋白酶，在50℃、pH8.0左右的条件下酶解3h，其中纤维素酶与碱性蛋白酶的比例为1:1。再将pH调节至5.0，加入总量为3.0wt％的糖化酶和中性蛋白酶，在50℃下酶解3h，其中糖化酶和中性蛋白酶的比例为1:1。

(3)取步骤(2)制备的酶解液置于发酵罐中，再加入红糖(碳源)、EM菌、甲壳素和橙皮精油，酶解液：红糖：EM菌：甲壳素：橙皮精油的质量比为75:15:6:0.5:0.3。调节发酵温度为50℃，在100～150转/min的转速下，发酵60h，静置取上清液，即为富有机硒营养液。

实施例2

一种富有机硒营养液的制备方法

(1)同实施例1步骤(1)。

(2)将植物硒粉与水按照质量比1：10～20混匀，再向混合液中加入总量为4.0wt％的纤维素酶和碱性蛋白酶，在55℃、pH9.0左右的条件下酶解2h，其中纤维素酶与碱性蛋白酶的比例为3:1；再将pH调节至4.5，加入总量为2.0wt％的糖化酶和中性蛋白酶，在45℃下酶解2h，其中糖化酶和中性蛋白酶的比例为1:2.5。

(3)取步骤(2)制备的酶解液置于发酵罐中，再加入葡萄糖(碳源)、EM菌、甲壳素和橙皮精油，酶解液：葡萄糖：EM菌：甲壳素：橙皮精油的质量比为85:10:4.5:1:0.2。调节发酵温度为55℃，在100～150转/min的转速下，发酵72h，静置取上清液，即为富有机硒营养液。

测定实施例1和实施例2所得产品的总硒含量，并将实施例1、实施例2制备的富有机硒营养液稀释至总硒含量在200～400mg/kg范围内，再将对比例1制备的富有机硒营养液稀释至总硒含量与稀释后的实施例2一致。将上述稀释后的富有机硒营养液分别施用在不同种类植物的叶面上，施用时期优选植物生长旺盛期，以此检测富有机硒营养液的效果。

种植实验过程中，植物于大棚内分小区种植，每种植物至少设置3个处理组：富有机硒营养液组、亚硒酸钠组、纳米硒组，其中纳米硒、亚硒酸钠同样制备成水溶液(同样添加有等量的橙皮精油)，其总硒含量与对比组内稀释后的富有机硒营养液的总硒含量相同。抗逆性实验在盐碱度为0.2％～0.4％中度盐碱的土壤中进行；田间管理措施按照植物种类保持一致。于植物生长期调查各实验小区内病虫害发生情况，得到发病率；于采收期每个小区选取长势均匀的代表性植株10株，测定植株重量等指标，得到壮苗指数，壮苗指数＝(茎粗/株高)+根干重/地上部干重)*全株干重*10^-3；抗逆性数据为统计其生长期间的成活率。植物按品种统一采收后测定总硒含量和有机硒占比，有机硒占比计算按照差减法计算(即总硒减去无机硒占比)，总硒含量通过GB/T 5009.93-2017方法测量；无机硒占比按照T/CHC_1001植物源高有机硒食品原料标准，附录A，无机硒含量的测定方法检测。

各类植物种植情况具体如以下实施例所示：

实施例3

将实施例1制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于油菜叶面上，在油菜幼苗期间隔7-10天喷施，喷施4次，采收前20天停止施肥操作，在现蕾抽薹前期采收。对采收后油菜的地上部分进行检测，结果如表1所示：

表1

实施例4

将实施例1制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠在甘蓝莲座期开始喷施于甘蓝叶面上，间隔7-10天喷施，喷施5次，在地上球茎成熟期开始采收。对采收后甘蓝的地上部分进行检测，结果如表2所示：

表2

注：CK为空白实验，即未施用任何硒肥。

实施例5

将实施例2制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于西兰花叶面上，在营养生长期至西兰花莲座期，间隔7-10天喷施，喷施5次，采收前20天停止施肥操作，待花球形成期采收地上部分。对采收后西兰花的地上部分进行检测，结果如表3所示：

表3

实施例6

将实施例2制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于莱菔子叶面上，从莱菔子幼苗期开始，间隔7-10天喷施，喷施4次，采收前20天停止施肥操作，在地下根茎膨大前期采收。对采收后莱菔子的的地上部分进行检测，结果如表4所示：

表4

实施例7

将实施例2制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于小麦叶面上，在小麦幼苗期间隔7-10天喷施，喷施4次，采收前20天停止施肥操作，在拔节生长前采收。对采收后小麦的地上部分进行检测，结果如表5所示：

表5

实施例8

将实施例2制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于蒜苗叶面上，在蒜苗幼苗期间隔7-10天喷施，喷施5次，采收前20天停止施肥操作，在抽薹前期采收。对采收后蒜苗的地上部分进行检测，结果如表6所示：

表6

实施例9

将实施例2制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于艾叶叶面上，在艾叶生长旺盛期间隔7-10天喷施，喷施4次，采收前20天停止施肥操作，在艾叶生长末期采收。对采收后艾叶的地上部分进行检测，结果如表7所示：

表7

对比例1

一种富有机硒营养液的制备方法

(1)同实施例2步骤(1)。

(2)同实施例2步骤(2)。

(3)取步骤(2)制备的酶解液，再加入葡萄糖、甲壳素和橙皮精油，酶解液：葡萄糖：甲壳素：橙皮精油的质量比为85:10:1:0.2，混合均匀后即得。

对比例2

将对比例1制备并稀释后的富有机硒营养液、纳米硒、亚硒酸钠喷施于西兰花叶面上，在营养生长期至西兰花莲座期，间隔7-10天喷施，喷施5次，采收前20天停止施肥操作，待花球形成期采收。对采收后西兰花的地上部分进行检测，结果如表8所示：

表8

以上实例对比可知，通过酶解发酵模拟天然环境生产的富有机硒营养液，能够显著提高各种蔬菜、作物及中药材的产量、总硒和有机硒比例，并能在一定程度上增强作物的新陈代谢和长势，提高壮苗指数，降低作物发病率，为生产富有机硒农产品打下坚实的基础。

其次通过在盐碱地的对比试验可知，在盐碱地上喷施富有机硒营养液，富硒蔬菜、作物、中药材的产量和自然土壤生长基本一致，所以喷施上述富有机硒营养液能够提高作物的抗逆性，成活率也大大提高。

与对比例1、2中不发酵富硒营养液进行对比，实施例1和2发酵能够充分释放活化堇叶碎米荠中各种多糖、蛋白质、酶、小肽等营养因子，更有效促进作物生长、并提高总硒和有机硒的含量，减少发病率，提高作物抗逆性。

另外，在研究过程中发现，将实例1和2中的堇叶碎米荠换成其他富硒作物，制备的富有机硒营养液在作物上喷施后，保持总硒施用量一致的前提下，各类蔬菜、作物、中药材的产量、总硒和有机硒的含量、发病率等指标都显著低于堇叶碎米荠的效果好。调换实例1和2中纤维素酶和碱性蛋白酶、糖化酶和中性蛋白酶的添加顺序，不仅酶解效果差，且施用于作物后，其产量、总硒和有机硒的含量、发病率等指标都没有实施例效果好。

需要说明的是，本发明通过以上实施例来说明本发明的技术方案，但并不局限于上述实施例；所属技术领域的技术人员应该明白，对本发明的任何改进，对本发明各产品原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种富有机硒营养液在制备肥料中的应用，其特征在于，所述肥料为叶面施用，用于提高植物中有机硒与总硒的比例，所述富有机硒营养液的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将堇叶碎米荠粉碎后与水混匀，调节pH至7.0～9.0，加入纤维素酶和碱性蛋白酶进行酶解；

步骤二：调节酶解液pH至4.5～6.5，加入糖化酶和中性蛋白酶进行酶解；

步骤三：向酶解液中加入EM菌进行发酵，发酵后的上清液即为富有机硒营养液；

所述堇叶碎米荠的干粉与水的质量比为1:10～20；且所述干粉获取过程为：将堇叶碎米荠茎部、根部清洗，≤60℃低温烘干，粉碎后过40目筛；

步骤一中所述纤维素酶和碱性蛋白酶的加入量为2.0～4.0wt％，其中纤维素酶与碱性蛋白酶的质量比为1～3:1，步骤一中的酶解温度为45~55℃；

步骤二中所述糖化酶和中性蛋白酶的加入量为2.0～4.0wt％，其中糖化酶与中性蛋白酶的质量比为1:1～2.5；步骤二中的酶解温度为45~55℃；

步骤三所述酶解液中添加有碳源、甲壳素和橙皮精油，所述酶解液、碳源、EM菌、甲壳素和橙皮精油的质量比为(75～85):(10～15):(4.5～6):(0.5～1): (0.2～0.3)；所述发酵条件为：于40～55℃下搅拌发酵48～72h。