CN114208599B

CN114208599B - 一种提高牧草种子产量的处理方法

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Publication number: CN114208599B
Application number: CN202111526798.XA
Authority: CN
Inventors: 刘权
Original assignee: Lanzhou University
Current assignee: Lanzhou University
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2041-12-14
Also published as: US11655195B1; US20230183143A1; CN114208599A

Abstract

本发明公开了一种提高牧草种子产量的处理方法，属于农业种植和种子生产技术领域。具体的处理方法为：在牧草生长过程中喷施精氨基酸螯合硒叶面肥。采用本发明提供的处理方法，以及施用本发明制备的精氨酸螯合硒，能够使得牧草的结实率，牧草种子的重量、直径，牧草种子中脂肪、多糖、异黄酮、硒的含量都得到明显提升。牧草种子的高产量及高品质为牧草的生产提供了良好的基础，不仅能够促进畜牧业的发展，对于生态环境保护、构建山水林田湖草生命共同体，同样具有重要意义。

Description

一种提高牧草种子产量的处理方法

技术领域

本发明涉及农业种植和种子生产技术领域，特别涉及一种提高牧草种子产量的处理方法。

背景技术

牧草，一般指供饲养的牲畜食用的草或其他草本植物。牧草因再生力强，一年可收割多次，富含各种微量元素和维生素等优点，成为饲养家畜的首选。

牧草种子的生产是牧草生产的基础，牧草的种植不仅能够促进畜牧业的发展，对于生态环境保护、构建山水林田湖草生命共同体，同样具有重要意义。

硒是生物体必需的微量元素之一，研究表明，外源硒处理可以提高作物生长能力，例如：叶面喷施亚硒酸钠可以改善草莓果形，提升果实中可溶性糖含量，提升果实糖酸比，提高果实中维生素C的含量；土壤中施用硒肥，种植出硒含量高的作物，以满足人体不能直接吸收硒，需要间接地从食物中摄取硒达到补硒作用的目的。

然而，现有技术中关于硒对牧草、特别是牧草种子生产的影响方面的研究相对较少。

发明内容

本发明的目的在于一种提高牧草种子产量的处理方法。通过在牧草生长过程中喷施精氨酸螯合硒叶面肥，不仅提高了牧草种子的产率，同时提高了牧草种子的品质，为牧草的生产和畜牧业的发展提供了坚实的基础。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种提高牧草种子产量的处理方法，包括以下步骤：在牧草生长过程中喷施精氨酸螯合硒叶面肥。

优选地，所述牧草生长过程为牧草盛花期或生长期。

本发明所用精氨酸的结构式如下式所示：

精氨酸是牧草中多胺(PA)和一氧化氮(NO)等重要物质的生物合成前体，而PA和NO都是牧草中重要的信使分子，参与包括生长发育、抗逆性等在内几乎所有的生理生化过程；同时精氨酸也是N/C最高的氨基酸之一，它可以和很少的碳结合生成很多的氮，是牧草种子中氮素化合物贮存、运输与再利用的主要形态。本发明采用喷施精氨酸螯合硒叶面肥作为提高牧草种子产量的处理方法，不仅能够提高牧草的种子产量，也能进一步提高所得牧草种子的品质。

传统的硒肥被牧草吸收时，往往需要先在酶的作用下进行转化，然后通过牧草的硫通道进行转运，效率较低。本发明选用的精氨酸螯合硒，由于其高氮特性，与牧草中的植物酶结构较为相似，被牧草吸收后，能够直接通过酶通道进行转运，大大提高了硒在牧草中的转运速度，达到提高牧草及牧草种子的产量和品质的效果。同时，本发明采用的叶面喷施的方式，能够避免硒肥受土壤pH影响而导致的肥效降低，更利于硒肥的肥效。

优选地，所述精氨酸螯合硒叶面肥中硒的含量为40ppm。

优选地，所述精氨酸螯合硒叶面肥的制备步骤包括：将精氨酸溶于水中，加入可溶性硒盐，在压力条件下进行螯合反应，制得精氨酸螯合硒溶液，加水稀释，制得精氨酸螯合硒叶面肥。

优选地，所述可溶性硒盐为亚硒酸钠和/或硒酸钠。

更优选地，所述精氨酸与可溶性硒盐的摩尔比为(2～3):1。

优选地，所述精氨酸与水的质量体积比为1g:(15～20)mL。

优选地，所述压力条件的压力为0.3～0.5MPa。

优选地，所述螯合反应的温度为110～120℃，时间为30～40min。

本发明通过增加螯合过程中的压力，突破水体系反应温度的限制，使得硒元素与氨基酸的活性大大提高，使得螯合效率和螯合率都得到提升，有效提升了所制得精氨酸螯合硒叶面肥的肥效。

本发明的有益技术效果如下：

本发明通过在牧草的种植过程中选择喷施精氨酸螯合硒叶面肥，使得牧草和牧草种子的产量及品质都得到提升。

通过本发明的实验数据可以看出，施用本发明制备的精氨酸螯合硒，牧草的结实率，牧草种子的重量、直径，牧草种子中脂肪、多糖、异黄酮、硒的含量都得到明显提升。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。

另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

实施例1

精氨酸螯合硒的制备：

将精氨酸与水按1g:20mL的比例进行混合，按照所加精氨酸摩尔量的1/2加入亚硒酸钠，待所有固体物质溶解后，转移至压力反应器中，反应时压力控制在0.3～0.5MPa，温度控制在110～120℃的范围内，反应35min，冷却后加水稀释至硒含量为40ppm，制得精氨酸螯合硒。

实施例2

精氨酸螯合硒的制备：

将精氨酸与水按1g:18mL的比例进行混合，按照所加精氨酸摩尔量的1/2加入硒酸钠，待所有固体物质溶解后，转移至压力反应器中，反应时压力控制在0.3～0.5MPa，温度控制在110～120℃的范围内，反应30min，冷却后加水稀释至硒含量为40ppm，制得精氨酸螯合硒。

实施例3

精氨酸螯合硒的制备：

将精氨酸与水按1g:15mL的比例进行混合，按照所加精氨酸摩尔量的1/3加入亚硒酸钠，待所有固体物质溶解后，转移至压力反应器中，反应时压力控制在0.3～0.5MPa，温度控制在110～120℃的范围内，反应38min，冷却后加水稀释至硒含量为40ppm，制得精氨酸螯合硒。

实施例4

精氨酸螯合硒的制备：

将精氨酸与水按1g:16mL的比例进行混合，按照所加精氨酸摩尔量的1/3加入硒酸钠，待所有固体物质溶解后，转移至压力反应器中，反应时压力控制在0.3～0.5MPa，温度控制在110～120℃的范围内，反应40min，冷却后加水稀释至硒含量为40ppm，制得精氨酸螯合硒。

对比例1

精氨酸螯合硒的制备：

与实施例1相比，将螯合条件更改为常压下100℃反应2h，其他条件与实施例1相同。

对比例2

组氨酸螯合硒的制备：

与实施例1相比，将精氨酸替换为等摩尔量的组氨酸，其他条件与实施例1相同。

试验例1

比较本发明实施例1与对比例1制得的精氨酸螯合硒的硒螯合率：

氨基酸螯合硒样品中硒螯合率的计算方法如下：

取冻干后干燥至恒重的样品约0.1g(精确至0.0001g)，置于250碘量瓶中，加水100mL使之溶解，加入2g碘化钾，10mL三氯甲烷和5mL盐酸溶液(1mol/L)，摇匀，在暗处放置5min，用硫代硫酸钠标准滴定液滴定，近终点时(溶液由棕红色变为淡黄色)加2mL淀粉指示剂，强力振摇1min，继续滴定至蓝色消失，同时作空白试验，计算样品中无机硒的含量(X₁，％)，计算公式见式(1)：

式(1)中，c表示硫代硫酸钠标准滴定液的浓度，mol/L；v₁表示样品消耗的硫代硫酸钠标准滴定液的体积，mL；v₂表示空白试验消耗的硫代硫酸钠标准滴定液的体积，mL；m₁表示样品质量，g。

称取冻干后干燥至恒重的样品约0.8g(精确至0.0001g)，置于250mL的烧杯中，加水10mL，浓硝酸10mL，加盖表面皿，置于平板电炉上低温加热至反应开始(开始产生泡沫)，慢慢煮沸至体积减少至5mL左右，取下稍冷，加入5mL高氯酸，继续加热至剧烈小气泡冒完，高氯酸开始冒烟，取下稍冷，用水吹洗烧杯壁，低温蒸发水分，再升高至高氯酸冒烟，并保持5～10min；取下稍冷，用水清洗烧杯并转移至250碘量瓶中，加水稀释至100mL，加入2g碘化钾，10mL三氯甲烷和5mL盐酸溶液(1mol/L)，摇匀，在暗处放置5min，用硫代硫酸钠标准滴定液滴定，近终点时(溶液由棕红色变为淡黄色)加2mL淀粉指示剂，强力振摇1min，继续滴定至蓝色消失，并作空白试验，计算样品中总硒的含量(X₂，％)，计算公式见式(2)：

式(2)中：c表示硫代硫酸钠标准滴定液的浓度，mol/L；v₃表示样品消耗的硫代硫酸钠标准滴定液的体积，mL；v₄表示空白试验消耗的硫代硫酸钠标准滴定液的体积，mL；m₂表示样品质量，g。

氨基酸螯合硒中的硒螯合率(％)＝(总硒含量-无机硒含量)/总硒含量＝(X₂-X₁)/X₂×100％

经上述方法检测，实施例1制备的精氨酸螯合硒的硒螯合率为93.5％，对比例1制备的精氨酸螯合硒的硒螯合率为82.6％，证明本发明所用的螯合条件相对于传统的水热螯合，具有更优异的效果。

试验例2

对本发明所制备的氨基酸螯合硒的效果进行验证：

在红三叶盛花期(6月30日、7月1日)间隔10天先后2次喷施各实施例1及对比例1～2制得的氨基酸螯合硒叶面肥到岷山和加拿大两个品种的红三叶叶片上，喷施到叶片浸湿但无液滴流下，同时设置对照组(对照组喷施的肥料为与实施例1等浓度的精氨酸和亚硒酸钠的混合液)，40天后(7月30日)，采集红三叶种子，进行各项目的测定，测定结果见表1～表7。

表1各处理组的红三叶结实率(％)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	63.81±3.42	61.32±1.54	61.05±3.02	58.65±4.07
加拿大	63.36±2.73	62.63±2.04	62.35±1.88	54.64±1.51

表2各处理出的红三叶种子千粒种(g)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	1.79±0.01	1.69±0.02	1.60±0.01	1.47±0.01
加拿大	1.86±0.01	1.71±0.03	1.82±0.03	1.66±0.02

表3各处理组的红三叶种子直径(mm)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	2.00±0.02	1.93±0.02	1.95±0.01	1.83±0.02
加拿大	1.99±0.03	1.97±0.01	1.95±0.03	1.89±0.02

表4各处理组的红三叶种子脂肪含量(％)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	8.37±0.26	8.26±0.18	8.32±0.22	8.11±0.32
加拿大	8.24±0.46	8.09±0.32	8.20±0.12	8.14±0.21

表5各处理组的红三叶种子多糖含量(％)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	4.90±0.30	4.68±0.46	4.75±0.27	4.88±0.19
加拿大	4.57±0.31	4.36±0.33	4.38±0.15	4.48±0.28

表6各处理组的红三叶种子异黄酮含量(mg/g)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	5.27±0.07	5.18±0.53	5.14±0.36	5.04±0.33
加拿大	5.33±0.12	5.24±0.29	5.28±0.28	4.93±0.12

表7各处理组的红三叶种子硒含量(ppm)

品种	实施例1	对比例1	对比例2	对照组
					岷山	0.18±0.13	0.15±0.08	0.13±0.05	0.14±0.10
加拿大	0.16±0.08	0.14±0.04	0.15±0.09	0.15±0.07

表1～表7所测得的数据显示，施用本发明制备的精氨酸螯合硒(实施例1组)，相对于螯合率更低的精氨酸螯合硒(对比例1组)和对照组，N含量更低的组氨酸螯合硒(对比例2组)，牧草的结实率，牧草种子的重量、直径，牧草种子中脂肪、多糖、异黄酮、硒的含量都得到明显提升。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种提高牧草种子产量的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：在牧草生长过程中喷施精氨基酸螯合硒叶面肥；

所述精氨酸螯合硒叶面肥的制备步骤包括：将精氨酸溶于水中，加入可溶性硒盐，在压力条件下进行螯合反应，制得精氨酸螯合硒溶液，加水稀释，制得精氨酸螯合硒叶面肥；

所述可溶性硒盐为亚硒酸钠和/或硒酸钠；

所述精氨酸与可溶性硒盐的摩尔比为(2~3):1。

2.根据权利要求1所述的提高牧草种子产量的处理方法，其特征在于，所述精氨酸螯合硒叶面肥中硒的含量为40ppm。

3.根据权利要求1所述的提高牧草种子产量的处理方法，其特征在于，所述精氨酸与水的质量体积比为1g:(15~20)mL。

4.根据权利要求1所述的提高牧草种子产量的处理方法，其特征在于，所述压力条件的压力为0.3~0.5MPa。

5.根据权利要求1所述的提高牧草种子产量的处理方法，其特征在于，所述螯合反应的温度为110~120℃，时间为30~40min。