CN1390441A - 含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法 - Google Patents

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本发明涉及一种含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法。该方法包括按通常的大蒜、蒜薹的种植时间播种、间苗、施肥的培植程序进行，采用通常的水培设施和通常的水培工艺进行培养或采用通常的土壤栽培；其特征在于：在大蒜、蒜薹的不同生长时期施以包括***钠或硒酸钠与水培营养液混合配成含无机硒不同浓度的水培液作单一硒肥。本发明培植的富硒大蒜不仅保留了普通大蒜的保健功能，而且其因累积了含硒化合物，能得到含硒量极高的大蒜(50－300mg/kg鲜样)，并易于控制产品含硒水平，强化和拓宽了大蒜的保健功效。并且，该方法实施简单，易于推广。

Description

含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法
                            技术领域
本发明涉及一种大蒜、蒜薹的植物培植方法，特别是涉及一种富硒大蒜和富硒蒜薹植物培植方法。
                            背景技术
中国预防医学科学院近年的研究和国外报道表明富硒大蒜比普通大蒜能更有效地预防胃癌、乳腺癌、动脉粥样硬化等疾病，如文献1：Ip.C.等“Mammarycancer prevention by regular garlic and selenium-enriched garlic”.(Nutrition and Cancer.1992年第17卷第3期279-286页)  中所描述的：富硒大蒜中硒是提高大蒜防病活性的物质基础，同时，富硒大蒜中硒还表现出低毒性。这表明富硒大蒜是高效低毒天然硒化合物的载体。因此，在富硒大蒜生产过程中，保持其一定含硒水平，就能够发挥其中硒的保健和药学功效。文献1中所述的富硒大蒜的植物培植方法是：以***钠为唯一硒源的高硒非循环水培法。在该方法中培植(富硒)大蒜的缺点：在整个大蒜生长期，皆供给高硒培养液，未考虑大蒜不同生长期吸收累积硒特性和耐硒能力，导致幼苗期硒中毒，大蒜产量显著降低，硒不能充分利用，随培养液排出后会造成环境污染。我们在国内高硒地区采样分析时曾发现，长年大量施用燃烧后的高硒煤坩石渣或用高硒煤坩石熏土作肥料的土壤上收获的大蒜、蒜薹含硒量也较高，该培植(富硒)大蒜方法具有难以达到保健或药用硒含量水平的缺点；并且在该方法实施过程中要焚烧高硒煤坩石时集中释放的含硒气体危害人体健康，当地农民曾饱受硒中毒带来的脱甲脱发等疾病的折磨，因而，近年来，大多数高硒地区已停止用当地煤坩石取暖或熏土制备肥料。
                         发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，为了得到一种含有高活性有机硒的富硒大蒜、富硒蒜薹和提高大蒜类产品中硒的含量；为了提高每亩富硒大蒜的产量；以及为了充分合理地利用我国湖北省恩施地区和陕西省紫阳县是世界上土壤和煤矸石含硒量最高的地区的硒资源优势，结合土壤吸附硒和大蒜吸收硒的特征；为了保护环境造福人民，从而提供一种培植含有高活性有机硒的富硒大蒜和富硒蒜薹的培植方法。
本发明的目的是这样实现的：本发明提供的培植含有高活性有机硒的富硒大蒜和富硒蒜薹的培植方法，按通常的大蒜、蒜薹的种植时间播种、间苗、施肥的培植程序进行，采用通常的水培设施和通常的水培工艺进行培养(包括往水培营养液中通入空气等工艺，保持大蒜整个生长期间供其根部生长所需氧气的充足供应的水培条件)；或采用通常的土壤栽培条件，其特征在于：在大蒜、蒜薹的不同生长时期施以包括***钠或硒酸钠与水培营养液配成含无机硒不同浓度的水培液作单一硒肥，或者用***钠或硒酸钠与含植物可吸收的含硒化合物的高硒煤坩石或土混合做硒肥来培植含有高活性有机硒的富硒大蒜、富硒蒜薹；其中以***钠或硒酸钠与通常的水培营养液配成含无机硒的水培液作单一硒肥来培植富硒大蒜和富硒蒜薹的方法包括以下步骤：
(1)在幼苗期施以用***钠或硒酸钠与水培营养液混合配成浓度为含无机硒Se量为：0.1-50mg/L的无机硒水培营养液做硒肥，该无机硒水培营养液采用一周更换一次的方式；
(2)在植株快速生长期施肥，施以用***钠或硒酸钠与水培营养液混合配成含无机硒Se量为：10-150mg/L浓度的无机硒水培营养液做硒肥，该硒肥水培营养液采用一周更换一次培养液的方式；
(3)在花牙分化期施肥，施以含***钠或硒酸钠无机硒与水培营养液混合的无机硒水培营养液做硒肥，该硒肥以***钠或硒酸钠与通常的水培营养液配成含无机硒Se量为：10-100mg/L；采用一周更换一次培养液的方式；
(4)在抽薹后施肥，施以用***钠或硒酸钠与水培营养液混合配成含无机硒Se量为：0-50mg/L浓度的无机硒水培营养液做硒肥，采用一周更换一次培养液的方式栽培生产大蒜和蒜薹。
另外，更换出的含无机硒水培营养液，再经添加***钠或硒酸钠使水培营养液调节到所需的含硒浓度，还可循环使用。
该方法虽以***钠或硒酸钠为唯一的硒肥，只需要在已有的水培设施上进行，但能得到含硒量极高的大蒜(50-300mg/kg鲜样)，并易于控制产品含硒水平，适于经济发达地区和生产特殊用途高硒大蒜(如药用)时选用。
另外，还包括根据上述的含无机硒水培营养液与高硒煤矸石混合，其混合比例为1∶10-1∶100(按重量份)，以流动水如自来水或凡达到灌溉水质量的水都可以或水培营养液流过该高硒煤矸石粉，高硒煤矸石中的无机硒被流动水溶出生成含硒水培营养液，所产生的含无机硒的水培营养液含硒量要达到上述以***钠或硒酸钠为单一硒肥配制的含无机硒的水培液的含硒水平，并供硒方式采用上述的含无机硒水培营养液的工艺步骤，即再配合利用高硒煤矸石作为主要硒肥水培生产富硒大蒜和蒜薹。高硒煤矸石主要含无机含硒化合物，高硒煤矸石硒肥来自我国高硒区湖北省恩施州高硒煤矸石岩矿，含硒Se量＞20mg/kg煤矸石，经粉碎，过2-5mm筛制成高硒煤矸石粉硒肥；在大蒜各个生长发育期初期，测定培养液含硒量，当其含硒量低于调节模式中含量时，定期测定培养基质和植株样品含硒量。再以***钠或硒酸钠为辅助硒肥补足，喷施(喷施用含硒水溶液含0-1％(体积比)蔬菜用表面活化剂，喷施量100-200L/亩)或补充进水培营养液中，其用量为0.1-50mgSe/L。该方法以高硒煤坩石代替***钠，成本下降。易于控制大蒜含硒量(50-100mg/kg)。与土培法相比，因减少土壤对硒的吸附，硒肥的利用率高。
本发明的优点在于：
1.本发明提供的含有无机硒的水培营养液作硒肥，使用通常的水培设施所能得到含硒量极高的大蒜(50-300mg/kg鲜样)，并易于控制产品含硒水平，适于经济发达地区和生产特殊用途高硒大蒜(如药用)时选用。
2.用本发明培植的富硒大蒜的方法既保护环境又造福人民，用本发明培植的富硒大蒜和蒜薹主要含硒化合物的光谱图如图1-4所示，对六种人体癌细胞的抑制作用和其它性能如表4所示，从图和表中明显地看到对六种人体癌细胞的抑制作用。
3.该方法简单，易于推广。
4.本发明提供的培植方法在非酸性土壤中，采用以***钠或硒酸钠为唯一硒肥，采用单一喷施法，避免因施入土壤硒(高硒煤矸石)的淋溶损失造成的二次污染环境。
5.本发明培植的富硒大蒜不仅保留了普通大蒜的保健功能，而且其因累积了含硒化合物，强化和拓宽了大蒜的保健功效，从表1-4中可以看出富硒大蒜与普通大蒜一些功能的比较。
6.本发明还可利用高硒煤坩石中可溶性含硒化合物是无机态硒特征，得到以高硒煤坩石为主要硒肥，再结合以***钠或硒酸钠硒水培营养液，水培或土培(非高硒地区及高硒地区)生产富硒大蒜方法，采用天然高硒煤坩石代替***钠或硒酸钠为主要硒肥，降低了富硒大蒜生产成本、充分利用我国硒资源、避免环境污染。
                    附图说明
图1是本发明培植的富硒大蒜中一种主要含硒化合物ESI-MS光谱图；
图2是本发明培植的富硒大蒜中一种主要含硒化合物(图1)ESI-MS-MS光谱图；
图3是本发明培植的富硒大蒜中一种主要含硒化合物ESI-MS光谱图(MS＝273)；
图4是本发明培植的富硒大蒜中一种主要含硒化合物(图3)ESI-MS-MS光谱图；
                   具体实施方式
实施例1：
采用通常的水培设施，以含硒酸钠的含硒霍格兰(Hoagland)水培完全营养液做硒肥与含硒量为40％的化学纯硒酸钠混合，取2.5mg硒酸钠溶解在1升霍格兰(Hoagland)水培完全营养液中，可配制成含硒量为1mg/L的含硒霍格兰(Hoagland)水培完全营养液。在大蒜不同生长期施以不同浓度的水培液，其含硒Se量依次为：幼苗期，5mg/L(即12.5mg硒酸钠/1升水培完全营养液)；植株快速生长期，100mg/L(即250mg硒酸钠/1升水培完全营养液)；花牙分化期，50mg/L(即125mg硒酸钠/1升水培完全营养液)；抽薹后，10mg/L(即25mg硒酸钠/1升水培完全营养液)；采用一周更换一次含硒水培营养液方式，栽培生产大蒜和蒜薹。收获的大蒜含硒60.5mgSe/kg鲜蒜，蒜薹含硒量26.3mgSe/kg。用本发明培植的富硒大蒜主要含硒化合物的光谱图如图1-4所示。抑制MNNG诱发大鼠的胃癌作用见表1、2。
实施例2
按通常的大蒜、蒜薹的种植时间播种、间苗、施肥的培植程序进行，包括以分析纯***钠与市售的日本园试标准通用水培营养液混合配成含无机硒的水培液作单一硒肥，取2.23mg***钠(含硒量为45％)溶解在1升日本园试标准通用水培营养液中，可配制成含硒量为1mg/L的含硒水培营养液；采用通常的水培设施和通常的水培工艺进行培养(包括往水培营养液中通入空气等工艺，保持大蒜整个生长期间供其根部生长所需氧气的充足供应的水培条件)；包括以下步骤：
(1)在幼苗期施以***钠与市售的日本园试标准通用水培营养液配成含无机硒Se量为：0.1mg/L(即0.22mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次硒肥水培营养液的方式；
(2)在植株快速生长期施以***钠与日本园试标准通用水培营养液配成含无机硒Se量为：10mg/L(即22.3mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次培养液的方式；
(3)在花牙分化期施肥，施以***钠与日本园试标准通用水培营养液配成含无机硒Se量为：10mg/L(即22.3mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次培养液的方式；
(4)在抽薹后施肥，施以***钠与日本园试标准通用水培营养液配成含无机硒Se量为：5mg/L(即11.15mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次培养液的方式栽培生产大蒜和蒜薹。
另外，更换出的含无机硒水培营养液，再经添加***钠或硒酸钠使水培营养液调节到所需的含硒浓度，还可循环使用。
用本实施例培植的富硒大蒜主要含硒化合物的光谱图如图1-4所示。对六种人体癌细胞的抑制作用和其它性能如表4所示。
实施例3
按通常的大蒜、蒜薹的种植时间播种、间苗、施肥的培植程序进行，施以***钠与市售的霍格兰(Hoagland)水培完全营养液配成含无机硒的水培液作单一硒肥，采用通常的水培设施和通常的水培工艺进行培养(包括往水培营养液中通入空气等工艺，保持大蒜整个生长期间供其根部生长所需氧气的充足供应的水培条件)；包括以下步骤：
(1)在幼苗期施以硒酸钠与市售的霍格兰(Hoagland)水培完全营养液配成含无机硒Se量为：50mg/L(即111.5mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次硒肥水培营养液的方式；
(2)在植株快速生长期施肥，施以硒酸钠与市售的霍格兰(Hoagland)水培完全营养液配成含无机硒Se量为：150mg/L(即334.5mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次培养液的方式；
(3)在花牙分化期施肥，施以***钠与市售的霍格兰(Hoagland)水培完全营养液配成含无机硒Se量为：100mg/L(即223mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次培养液的方式；
(4)在抽薹后施肥，施以硒酸钠与市售的霍格兰(Hoagland)水培完全营养液配成含无机硒Se量为：50mg/L(即111.5mg***钠/l升水培营养液)；采用一周更换一次培养液的方式栽培生产大蒜和蒜薹。
另外，更换出的含无机硒水培营养液，再经添加***钠或硒酸钠使水培营养液调节到所需的含硒浓度，还可循环使用。
实施例4
培养步骤同实施例3，只是硒酸钠与日本园试标准通用水培营养液配成含无机硒的硒肥水培营养液的含硒浓度不同，其中(1)在幼苗期施以含无机硒Se量为：20mg/L(即50mg硒酸钠/1升水培营养液)；(2)在植株快速生长期施肥，施以含无机硒Se量为：70mg/L(即175mg硒酸钠/l升水培营养液)；(3)在花牙分化期施肥，施以含无机硒Se量为：50mg/L(即125mg硒酸钠/l升水培营养液)；(4)在抽薹后施肥，施以含无机硒Se量为：20mg/L(即50mg硒酸钠/l升水培营养液)；用本实施例培植的富硒大蒜主要含硒化合物的光谱图如图1-4所示。对六种人体癌细胞的抑制作用和其它性能如表4所示。
实施例5：在我国高硒区，选择总硒含量为10，20mgSe/kg土的地块各三块(0.2亩/块)，在种植大蒜前10天，分别施入含硒量50mgSe/kg的高硒煤矸石粉硒肥(未燃烧)100和60斤(按500和300斤/亩计算)，大蒜生长期和蒜薹伸长期(采薹前15天)，追施20斤(以100斤/亩计算)硒肥。收取蒜薹和蒜球。在大蒜快速生长期和花芽分化期分别辅助喷施40L含0.3mgSe/L(26.8mg***钠用40L水溶解配制和0.2mgSe/L的***钠液(18mg***钠用40L水溶解配制)。收取蒜薹和大蒜含硒平均为36mgSe/kg(范围为32-40)和43mgSe/kg(范围38-50mgSe/kg)鲜样。
用本实施例培植的富硒大蒜主要含硒化合物的光谱图如图1-4所示。抑制高血脂作用见表3。
实施例6：在我国非高硒区，选择三块0.2亩的地(含硒0.79-0.82mgSe/kg土)，以灌溉流动水通过装有高硒煤矸石(83.4mgSe/kg煤矸石)水泥过滤池流入土壤。施硒肥期及水泥过滤池中高硒煤矸石量为：大蒜生长期，鳞芽、花芽分化期各100斤/次(按500斤/亩/次计算)、蒜薹伸长期(采薹前15天)150斤(按750斤/亩计算)和采薹后15天60斤(按300斤/亩计算)，在大蒜快速生长期辅助喷施40L含0.3mgSe/L的***钠液(26.8mg***钠用40L水溶解配制)。收获的大蒜和蒜薹含硒量分别在28-32mgSe/kg和19-21mgSe/kg鲜样范围内。表1 MNNG诱发Wistar大鼠腺胃胃窦粘膜上皮细胞异倍体形成率比较#
组分     MNNG(mg/kg)
    0     10     20     40
动物数 异倍体形成率(％) 动物数 异倍体形成率(％ 动物数 异倍体形成率(％ 动物数 异倍体形成率(％
N  5  0x  8  100ay  9  100ay  8  100ay
HG  7  14  7  71a  7  86a
Hse  6  16  9  56b  8  63a
HseG  5  20  10  10c  9  44a
LG  7  86a
Lse  10  70a
LseG  10  50b
#N：正常饲料组、HG：高剂量普通蒜组、LG：低剂量普通蒜组、HSe高***钠组(含硒量为3.0mg/kg饲料)、LSe低***钠组(含硒量为1.5mg/kg饲料)、HSeG：高剂量富硒蒜组(含硒量为3.0mg/kg饲料)、LSeG：低剂量富硒蒜组(含硒量为1.5mg/kg饲料)。其中HG和LG组饲料中添加的蒜量分别与HSeG和LSeG组相同，HSe和LSe组含硒量分别与HSeG和LSeG组相等。
          表2 GST活力比较#
组分     MNNG(mg/kg)
    0     10     20     40
动物数  GST 动物数   GST 动物数  GST 动物数  GST
N  5  0x  8  100ay  9  100ay  8  100ay
HG  7  14  7  71a  7  86a
Hse  6  16  9  56b  8  63a
HseG  5  20  10  10c  9  44a
LG  7  86a
Lse  10  70a
LseG  10  50b
#N：正常饲料组、HG：高剂量普通蒜组、LG：低剂量普通蒜组、HSe高***钠组(含硒量为3.0mg/kg饲料)、LSe低***钠组(含硒量为1.5mg/kg饲料)、HSeG：高剂量富硒蒜组(含硒量为3.0mg/kg饲料)、LSeG：低剂量富硒蒜组(含硒量为1.5mg/kg饲料)。其中HG和LG组饲料中添加的蒜量分别与HSeG和LSeG组相同，HSe和LSe组含硒量分别与HSeG和LSeG组相等。表3.普通大蒜、富硒大蒜和***钠对大鼠血清TC、TG和AI的影响组别             供硒水平   血清总胆固醇    血清甘油三脂    动脉粥样
          (mgSe/kg饲料)  (mmol/L)        (mmol/L)        硬化指数正常饲料对照组   0.007      2.10±0.13a    0.43±0.07a    0.65±0.28a高脂饲料对照组   0.076      3.43±0.65b    0.75±0.12b    4.13±0.62b高脂饲料+***  2.7        2.35±0.26a    0.53±0.13a    2.03±0.58c钠组高脂饲料+富硒蒜  2.7        2.31±0.12a    0.47±0.11a    1.56±0.46c组高脂饲料+普通蒜  0.076      2.79±0.69ab   0.66±0.14b    3.59±1.72b组#高脂饲料+***钠组和高脂饲料+富硒蒜组含硒量相同，为2.7mgSe/kg饲料。高脂饲料+普通蒜组和高脂饲料+富硒蒜组添加的蒜量相同，为20g蒜粉/kg饲料。动脉粥样硬化指数＝(血清总胆固醇-高密度脂蛋白)/高密度脂蛋白。
表4大蒜和富硒大蒜产品对六种人体癌细胞的抑制作用(ED50)
人体癌细胞株     产品1     产品2
 普通大蒜 富硒大蒜 普通大蒜 富硒大蒜
 A2780  2.66×10-5 5.50×10-6  5.90×10-4  5.50×10-4
 Bel  1.65×10-5 4.95×10-6  9.09×10-4  4.43×10-4
 BGC  2.27×10-5 5.99×10-6  1.38×10-3  4.29×10-4
 HCT  8.45×10-6 5.52×10-6  6.32×10-4  3.98×10-4
 KB  5.64×10-5 3.15×10-5  1.12×10-3  3.23×10-4
 L1210  5.40×10-6 1.96×10-6  3.50×10-4  8.37×10-5
A2780(卵巢癌)、Bel(肝癌)、BGC(胃癌)、HCT(结肠癌)、KB(口腔上皮癌)、L1210(白血病)

Claims (4)

1、一种含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法，按通常的大蒜、蒜薹的种植时间播种、间苗、施肥的培植程序进行，采用通常的水培设施和通常的水培工艺进行培养或采用通常的土壤栽培；其特征在于：在大蒜、蒜薹的不同生长时期施以包括***钠或硒酸钠与水培营养液混合配成含无机硒不同浓度的水培液作单一硒肥，包括以下步骤：
(1)在幼苗期施以用***钠或硒酸钠与水培营养液混合配成浓度为含无机硒Se量为：0.1-50mg/L的无机硒水培营养液做硒肥，该无机硒水培营养液采用一周更换一次的方式；
(2)在植株快速生长期施肥，施以用***钠或硒酸钠与水培营养液混合，配成含无机硒Se量为：10-150mg/L浓度的含硒水培营养液做硒肥，该硒肥水培营养液采用一周更换一次培养液的方式；
(3)在花牙分化期施肥，施以含***钠或硒酸钠与水培营养液混合的无机硒水培营养液做硒肥，该硒肥配成浓度为含无机硒Se量：10-100mg/L；采用一周更换一次培养液的方式；
(4)在抽薹后施肥，施以用***钠或硒酸钠与水培营养液混合，配成浓度为含无机硒Se量：0-50mg/L的无机硒水培营养液做硒肥，采用一周更换一次培养液的方式栽培生产大蒜和蒜薹。
2.按权利要求1所述的含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法，其特征在于：还包括一周更换出的含无机硒水培营养液，再经添加***钠或硒酸钠使水培营养液调节到每一阶段硒肥所需的含硒浓度，循环使用。
3.按权利要求1所述的含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法，其特征在于：所述的硒肥还包括根据上述的含无机硒水培营养液或水与高硒煤矸石混合，其混合比例为1∶10-1∶100(按重量份)，以流动水流过该高硒煤矸石粉的含无机硒水培营养液，采上述的含无机硒水培营养液的工艺步骤进行培植。
4.按权利要求3所述的含有富硒的大蒜和富硒蒜薹的培植方法，其特征在于：所述的含硒煤矸石为含硒Se量＞20mg/kg的，经粉碎，过2-5mm筛制成高硒煤矸石粉。
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