CN111470897A - 一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法和应用 - Google Patents

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王玮
贾艳艳
王伟中
文廷刚
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Abstract

本发明涉及一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法和应用，每升叶面肥中含有壳聚糖5g～10g、***钠5g～10g、葡萄糖酸钙10g～20g、褪黑素0.5g～2g、聚天门冬氨酸5g～10g、硅酸钾15g～30g和柠檬酸5g～10g。本发明提供的叶面肥于水稻齐穗期或灌浆期进行叶面喷施应用，可显著增加水稻产量与提高大米食味值品质和硒钙含量。本发明叶面肥制备简单，使用方便，省时省工，成本低廉，效果显著，具有增产提质与富硒高钙营养强化的多重功效。

Description

一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于作物营养强化叶面肥领域，具体涉及一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法和应用。
背景技术
钙是我们人体的生命之源，是人体最活跃且含量最高的常量元素。钙在人生的各个阶段，都起着非常重要的作用，是人体健康必不可少的重要元素之一。而硒是人体必不可少的微量元素，参与人体的诸多代谢活动、免疫防御和解毒过程，人体长期缺硒将会引发一系列健康问题，如心肌病变、肝脏病变，我国曾出现的一种严重的地方病——克山病，就是因为缺硒造成的。据统计，全世界有40多个国家和地区缺硒，我国有2/3的国土为国际公认的缺硒区，涉及22个省(市、区)，其中苏、浙、皖等地区为严重缺硒区，全国约7亿人硒摄入量长期严重不足。我国人均硒摄入量仅为36mg/d，明显低于中国营养学会和世界卫生组织最低推荐值每日50mg和60mg，不到日本、美国的1/3，营养专家呼吁“要像抓补碘一样抓好全民补硒工作”。
硒钙在生物体中均不能自制，只能从环境中获得，植物中的硒钙是人体补硒钙的主要途径，即通过人们每天取食肉蛋粮等食品途径达到补充人体硒钙的目的；该补充硒钙的方法无毒副作用且效果显著，同时成本低廉。将硒钙添加到饲料或肥料中，通过生产富硒钙肉蛋奶、富硒钙粮、油、茶、瓜果蔬菜等，来对缺硒钙地区人们进行补硒钙也是经济、安全和有效的途径。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，是全世界30亿人口赖以生存的口粮。稻米作为中国人的传统主食已有5000多年的历史，超过8亿人口作为主食或经常食用，中国年均消费量在1.2亿吨以上，尤其是稻米能富集硒钙，具有全民补硒钙的潜在价值。现有技术中有针对水稻补硒钙的发明，操作复杂不易推广。比如，中国专利201610913696.6公开的一种糖发酵渣富硒高钙水稻有机肥，组分包括糖渣、***钾、氯化钙、硫酸钙、硫酸亚钙、马粪、狗粪、鹅粪、蚯蚓粉、复合菌、微量元素、有机保水剂、分散剂、有机调理剂、渗透剂、调节剂、增粘剂和增效剂等18种物质，其成分复杂且制备方法繁琐不利于推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法和应用，本发明提供的富硒高钙水稻叶面肥不仅能大幅度的提高水稻的硒钙含量，而且制作方法和使用方法简单，易于推广。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种富硒高钙水稻叶面肥，每升叶面肥中含有以下重量的原料：壳聚糖5g～10g、***钠5g～10g、葡萄糖酸钙10g～20g、褪黑素0.5g～2g、聚天门冬氨酸5g～10g、硅酸钾15g～30g和柠檬酸5g～10g。
优选的，所述壳聚糖为分子量100KDa～200KDa中的一种或多种不同分子量的混合物。
本发明还提供了上述技术方案所述富硒高钙水稻叶面肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖、***钠、柠檬酸与水混合，得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)将所述壳聚糖硒络合物溶液与葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾混合，得到富硒高钙水稻叶面肥。
本发明还提供了上述技术方案所述富硒高钙水稻叶面肥在水稻种植中的应用。
优选的，所述富硒高钙水稻叶面肥的使用时间为水稻的齐穗期或灌浆期；使用频率为在水稻整个生长周期中施用1次。
优选的，所述富硒高钙水稻叶面肥的使用方式为稀释后施用；所述稀释方式为用水稀释；所述富硒高钙水稻叶面肥与水的重量比为1：(10～30)。
优选的，所述经过稀释的富硒高钙水稻叶面肥的使用量为5L～15L：667m2。
优选的，所述富硒高钙水稻叶面肥的施用方式为使用人工喷雾器、机械喷雾器或无人机中任意一种对水稻进行叶面喷雾。
本发明提供一种富硒高钙水稻叶面肥，该叶面肥依据配伍增效原则选取了壳聚糖、***钠、葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾等多种调节物质与营养成分，尤其聚天门冬氨酸和硅酸钾的复配使用对水稻产量提升以及硒钙进一步富集十分关键；本发明提供的水稻叶面肥对水稻具有增产与富硒钙营养强化的双重功效。实施例结果表明，经本发明提供的富硒高钙水稻叶面肥处理，可显著增加水稻的产量和大米的食味值品质，同时提高了大米中硒和钙的含量。
具体实施方式
本发明提供了一种富硒高钙水稻叶面肥。在本发明中，所述富硒高钙水稻叶面肥以水为溶剂；每升叶面肥中含有以下重量的原料：壳聚糖5g～10g、***钠5g～10g、葡萄糖酸钙10g～20g、褪黑素0.5g～2g、聚天门冬氨酸5g～10g、硅酸钾15g～30g和柠檬酸5g～10g。本发明依据配伍增效原则，选取了壳聚糖、***钠、葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾等多种调节物质与营养成分，具有增产与富硒钙营养强化的双重功效。
在本发明中，所述壳聚糖优选为分子量优选为100KDa～200KDa中的一种或多种不同分子量的混合物。当所述壳聚糖为多种不同分子量的混合物时，本发明优选为分子量100KDa的壳聚糖和200KDa的壳聚糖混合物，所述分子量100KDa的壳聚糖和200KDa的壳聚糖的质量比优选为1:1。壳聚糖在抗病诱导、抵御逆境、果蔬保鲜、农药增效、土壤改良、促进生长、提高产量、改善品质等方面具有显著的功效。但是壳聚糖成分复杂，分子量相差巨大，不同分子量的壳聚糖对作物调控作用的效果差异显著，且叶面肥不同溶解过程与制备工艺极大地影响壳聚糖内在结构，进而影响药效发挥，这正是壳聚糖研究多却实际生产应用少的原因所在。本发明采用分子量为100KDa～200KDa的壳聚糖，还可以采用100KDa～200KDa范围内不同分子量混合壳聚糖的形式，对水稻增产与富硒钙效果最佳，可以有效避免以往因壳聚糖结构与分子量不同而造成药效不稳定且制剂产品无法统一质量的矛盾。
在本发明中，褪黑素是一种广泛存在于动植物中的吲哚胺类化合物，在植物中具有多重生物学功能，可增强植物的生物和非生物胁迫耐受性，促进根系发育，降低叶片蒸腾作用，尤其是具有促进作物对硒钙富集和降低重金属吸收的功效，可显著提升水稻富硒钙与降污染的作用。
本发明提供的叶面肥各组分配合发挥作用，使得聚天门冬氨酸所具有的螯合、分散和吸附等性能充分发挥，实现对土壤中氮、磷、钾等养分的大量富集，有利于养分吸收，提高产量与肥料利用率，对维持水稻灌浆与光合作用具有良好的功效，提高千粒重与产量；并且其中所含硅酸钾得以进一步提高水稻叶片细胞膜的稳定性、叶绿素含量和光合作用速率，并促进硒钙吸收富集。
本发明对壳聚糖、***钠、葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸、硅酸钾和柠檬酸的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明还提供了上述技术方案所述富硒高钙水稻叶面肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖、***钠、柠檬酸与水混合，得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)将所述壳聚糖硒络合物溶液与葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾混合，得到富硒高钙水稻叶面肥。
本发明提供的叶面肥制备方法简单，而且原料易得，价格低廉。同时，以水作为介质，具有显著的环境效益和社会效益，有益于操作人员的身体健康，提高安全性，易于市场推广。
本发明将壳聚糖、***钠、柠檬酸与水混合，得到壳聚糖硒络合物溶液。在本发明中，所述柠檬酸能够催化壳聚糖和***钠的络合反应得壳聚糖硒络合物溶液；并且先制备络合物有助于后续其他物质的溶解。
在本发明中制备壳聚糖硒络合物溶液指壳聚糖和***钠与水在室温下混合均匀即可。
得到壳聚糖硒络合物溶液后，本发明将所述壳聚糖硒络合物溶液与葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾混合，得到富硒高钙水稻叶面肥。本发明优选向壳聚糖硒络合物溶液中加入葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾，搅拌溶解均匀获得混合液；本发明对各组分的添加没有顺序要求。本发明优选将所得混合液定容至1L；进一步优选向混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得水稻富硒高钙营养强化的叶面肥。
本发明还提供了上述技术方案所述富硒高钙水稻叶面肥在水稻种植中的应用。
本发明调制好富硒高钙水稻叶面肥后，被水稀释后可直接使用；在本发明中富硒高钙水稻叶面肥的稀释倍数优选为10～30倍；即所述富硒高钙水稻叶面肥与稀释水的重量比为1：(10～30)。
在本发明中，经过稀释的富硒高钙水稻叶面肥在每亩水稻田中的施用量优选为5L～15L；施用方式优选为使用人工喷雾器、机械喷雾器或无人机中任意一种对水稻进行叶面喷雾；喷洒时间优选为水稻的齐穗期或灌浆期；在水稻的整个生长发有过程中喷洒一次即可。
本发明提供的叶面肥的使用方法方便，操作简单。即使非专业人士也能轻易制备使用，不会造成种植成本的浪费或使用量不足导致效果下降等问题。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取分子量为100KDa壳聚糖5g和***钠5g，加入800mL水中，添加柠檬酸5g得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)分别称取葡萄糖酸钙10g、褪黑素0.5g、聚天门冬氨酸5g和硅酸钾15g依次加入步骤(1)所得壳聚糖硒络合物溶液中，每一组分加入后搅拌溶解均匀再加入下一组分，至最后一组分硅酸钾加入后搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
实施例2
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取分子量为200KDa壳聚糖7g和***钠9g，加入800mL水中，添加柠檬酸7g得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)分别称取葡萄糖酸钙15g、褪黑素1.5g、聚天门冬氨酸9g和硅酸钾30g依次加入步骤(1)所得壳聚糖硒络合物溶液中，每一组分加入后搅拌溶解均匀再加入下一组分，至最后一组分硅酸钾加入后搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
实施例3
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取分子量为100KDa壳聚糖4g和200KDa壳聚糖4g及***钠7g，加入800mL水中，添加柠檬酸9g得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)分别称取葡萄糖酸钙20g、褪黑素1g、聚天门冬氨酸7g和硅酸钾20g依次加入步骤(1)所得壳聚糖硒络合物溶液中，每一组分加入后搅拌溶解均匀再加入下一组分，至最后一组分硅酸钾加入后搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
对比例1
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取分子量为500KDa壳聚糖6g及***钠6g，加入800mL水中，添加柠檬酸6g得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)分别称取葡萄糖酸钙12g、褪黑素0.8g、聚天门冬氨酸6g和硅酸钾16g依次加入步骤(1)所得壳聚糖硒络合物溶液中，每一组分加入后搅拌溶解均匀再加入下一组分，至最后一组分硅酸钾加入后搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
对比例2
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取***钠7g，加入800mL水中；
(2)分别称取葡萄糖酸钙15g、褪黑素1.5g、聚天门冬氨酸7g和硅酸钾20g依次加入步骤(1)所得***钠溶液中，每一组分加入后搅拌溶解均匀再加入下一组分，至最后一组分硅酸钾加入后搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
对比例3
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取分子量为80KDa壳聚糖8g及***钠8g，加入800mL水中，添加柠檬酸6g得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)先称取葡萄糖酸钙15g加入步骤(1)所得壳聚糖硒络合物溶液中，搅拌溶解均匀后再加入硅酸钾24g，搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
对比例4
一种富硒高钙水稻叶面肥及其制备方法，其组分含量与制备步骤如下：
(1)称取分子量为100KDa壳聚糖6g和***钠6g，加入800mL水中，添加柠檬酸6g得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)分别称取葡萄糖酸钙15g和褪黑素0.8g依次加入步骤(1)所得壳聚糖硒络合物溶液中，每一组分加入后搅拌溶解均匀再加入下一组分，搅拌溶解均匀；
(3)向步骤(2)的混合液中加入自来水，搅匀，并定溶至1L，得富硒高钙水稻叶面肥。
应用例1
以南粳9108(江苏省农业科学院选育)为试验对象，于2018年在江苏省现代农业(稻麦)科技综合示范基地进行，该基地位于江苏省淮安市淮阴区凌桥镇(118°51'E，33°35'N)，淮河以北。试验地前茬为小麦(产量515kg/667m2)，土壤属淤泥质土类型，0cm～20cm土层含有机质24.5g/kg、全氮1.36g/kg、速效磷55.9g/kg、速效钾124.5g/kg。育秧方式为毯苗育秧，播种期为5月28日，移栽日期为6月21日，栽插行株距为30cm×12cm，每穴4本栽插；肥水管理：氮肥施用量为20kg/667m2，氮肥按基蘖肥∶穗肥＝7∶3施用，分蘖肥于移栽后7d和14d两次等量施用，穗肥于倒四叶期和倒二叶期分2次施用，氮(纯N)∶磷(P2O5)∶钾(K2O)比例为2∶1∶2，磷肥一次性基施，钾肥分别于耕翻前、拔节期等量施入，其他管理措施统一按高产栽培管理方式进行。9月11日下午灌浆期用人工喷雾器喷施本发明实施例1～3或对比例1～4叶面肥的30倍液，每处理小区面积4×6m2，每种叶面肥做3次重复实验，每处理小区喷施药量为530mL，以喷施等量清水为对照，10月28日成熟收获，调查小区稻谷产量，测定大米食味值和硒、钙含量，试验结果如表1所示。
表1叶面肥对水稻增产提质与富硒钙的效果
Figure BDA0002410338720000081
Figure BDA0002410338720000091
由表1可见，经本发明叶面肥处理，可明显增加水稻产量和大米食味值品质，提高大米硒和钙含量，其中实施例1～3的稻谷产量与清水对照组相比分别增加了5.25％、8.18％和9.12％，大米食味值分别增加8.47％、11.01％和11.89％，大米硒含量分别增加285.84％、360.41％和319.28％，大米钙含量分别增加110.47％、140.60％和123.93％，大米硒含量均达国家富硒稻米标准，尤其是可提高大米食味值，改善口感品质，实现增产提质与富硒钙营养强化的多重功效，显示出良好的应用价值。
并且从表1可知，壳聚糖的添加对叶面肥的水稻增产提质与富硒钙的提高至关重要，尤其是采用本发明特定分子量的壳聚糖对作物调控作用的效果差异显著，并且聚天门冬氨酸和硅酸钾对水稻产量提升以及硒钙进一步富集十分关键；还可见本发明提供的叶面肥所用多种物质具有配伍增效的效果，应用不同分子量的壳聚糖不仅可以提高大米中硒和钙的含量，同时还能大幅度提高水稻的产量。
本发明提供的促使水稻富硒高钙营养强化的叶面肥及其制备方法和应用技术。以水稻为载体，通过改善和提高稻谷中硒钙的含量，种植出富含硒钙元素的大米制品，便于人们食用和吸收，避免了补硒钙过程中因普通无机硒钙直接摄入的毒性和存在的安全风险，对从根本上提高我国人民的人均硒钙摄入量具有显著的意义。
本发明不限于上述公开的实施例，本发明将覆盖技术方案所描述的范围，以及权利要求范围的各种变型和等效变化，在不偏离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域技术人员容易实现的任何修改或改进均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种富硒高钙水稻叶面肥，其特征在于，每升叶面肥中含有以下重量的原料：壳聚糖5g～10g、***钠5g～10g、葡萄糖酸钙10g～20g、褪黑素0.5g～2g、聚天门冬氨酸5g～10g、硅酸钾15g～30g和柠檬酸5g～10g。
2.根据权利要求1所述的富硒高钙水稻叶面肥，其特征在于：所述壳聚糖为分子量100KDa～200KDa中的一种或多种不同分子量的混合物。
3.权利要求1或2所述的富硒高钙水稻叶面肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖、***钠、柠檬酸与水混合，得到壳聚糖硒络合物溶液；
(2)将所述壳聚糖硒络合物溶液与葡萄糖酸钙、褪黑素、聚天门冬氨酸和硅酸钾混合，得到富硒高钙水稻叶面肥。
4.权利要求1～2任一项所述的富硒高钙水稻叶面肥或权利要求3所述制备方法得到的富硒高钙水稻叶面肥在水稻种植中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述富硒高钙水稻叶面肥的使用时间为水稻的齐穗期或灌浆期；使用频率为在水稻整个生长周期中施用1次。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述富硒高钙水稻叶面肥的使用方式为稀释后施用；所述稀释方式为用水稀释；所述富硒高钙水稻叶面肥与水的重量比为1：(10～30)。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，经过稀释的富硒高钙水稻叶面肥的使用量为5L～15L：667m2。
8.根据权利要求4～7任一项所述的应用，其特征在于，所述富硒高钙水稻叶面肥的施用方式为使用人工喷雾器、机械喷雾器或无人机中任意一种对水稻进行叶面喷雾。
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