一種水稻基施微膠囊化富硒肥及其製備方法與流程
2024-03-28 18:53:05 2
本發明涉及富硒肥技術領域，尤其涉及一種水稻基施微膠囊化富硒肥及其製備方法。
背景技術：
硒是人體中部分抗氧化酶和硒蛋白的重要組成部分。研究表明，硒具有多種重要的生理功能，如保護心血管和心肌的健康、抗氧化、防癌抗癌等。人體缺硒會導致如克山病、心腦血管病、癌症、高血壓等多種疾病。硒無法在體內生成，人體所需的硒只能從食物中攝取。中國72％的地區屬於缺硒或低硒地區，全國約三分之二人口存在不同程度的硒攝入量不足。硒雖然不是植物必需的營養元素，但植物是自然界硒生態循環中的關鍵環節和人體硒的直接來源。天然食物中硒含量普遍偏低，通過富硒技術進行生物強化是目前常見的補硒方式。
富硒肥對植物強化硒已被證明是一種安全、低成本、高效方便的富硒手段。在低硒地區，植物硒含量調節可以採取根施、葉面噴施、浸種或拌種等方法，提高植物的根、莖、葉、果實等部位的硒含量，以滿足人和動物的生理需求。目前富硒肥按施肥方式的不同可分為葉面富硒肥和基施富硒肥，葉面富硒肥雖然以減少施肥量、提高硒的利用率、避免土壤對硒的固定，但是存在一定的安全隱患。由於根部對硒元素的固化作用，使得硒元素不能很好的往莖葉轉運一直是影響基施富硒肥推廣的重要因素。因此，提高根部硒元素的吸收和向上轉運能力有利於基施富硒肥的給肥效果，提高市場競爭力。
技術實現要素：
本發明提出了一種水稻基施微膠囊化富硒肥及其製備方法，以改性米渣蛋白為壁材，芯材中加入硫酸鹽與硒肥配合使用，控制兩者的合理配比，硫酸鹽促進了硒酸鹽由根部向地上部運輸，避免了對硒的固定，且環保可降解，提高了給肥效果，具備增產效果。
本發明提出的一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為70-80：20-30；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白。
優選地，硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽。
優選地，硒酸鹽和亞硒酸鹽重量比為1：9-11。
優選地，硫酸鹽為硫化鉀、硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉中的一種或兩種以上混合物。
優選地，硒肥與硫酸鹽的摩爾比為1.2-3.5：4-5。
優選地，水稻基施微膠囊化富硒肥中，氮含量為13-18wt％，k2o含量為12-15wt％，p2o5含量為15-17wt％，硒含量為0.8-1.5wt％。
優選地，生物菌為枯草芽孢桿菌和/或螢光假單胞菌。
優選地，微量元素添加劑為鐵、銅、鋅、錳、鑽、錳、碘中的一種或兩種以上混合物。
優選地，改性米渣蛋白的製備過程包括：將米渣蛋白和去離子水按料液比g：ml7-8：1混合均勻，調節ph至9，加入鹼性絲氨酸蛋白內切酶，加熱至50-60℃，保溫20-25min，用2.0mol/l氫氧化鈉酶解，升溫至105℃，保溫5-8min，離心洗滌得到改性米渣蛋白；其中，鹼性絲氨酸蛋白內切酶與米渣蛋白的重量比為1.5-2.5：100。
本發明提出的一種水稻基施微膠囊化富硒肥的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟：
s1、將泥炭進行風乾，粉碎得到泥炭粉末，在泥炭粉末中加入hno3和h2o2混合溶液，加熱至20-30℃，洗滌至中性得到泥炭物料；
s2、將生物菌活化後接種在泥炭物料中，在25-28℃下培養1-2天，離心，過濾，粉碎得到含菌泥炭；
s3、將s2得到的含菌泥炭與硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、微量元素混合均勻，加入乳化劑和去離子水，攪拌得到乳化液；
s4、在改性米渣蛋白中加入乳糖、麥芽糊精，攪拌均勻，加入s3得到的乳化液，加熱攪拌至油水平衡，噴霧乾燥得到水稻基施微膠囊化富硒肥。
優選地，s3中，乳化劑為硬脂酸聚氧乙烯酯、油酸聚氧乙烯酯、松香酸聚氧乙烯酯中的一種或兩種以上混合物。
優選地，s4中，噴霧乾燥進風溫度為90-100℃，出風溫度為50-60℃,噴霧進風壓力0.2-0.3mpa。
本發明採用微膠囊技術，以改性米渣蛋白為壁材，米渣蛋白為大米製糖工業中的副產物，具有低的致敏性，且生物可降解，環保節能，不會對土壤造成二次汙染，節約成本，米渣蛋白經改性後，乳化穩定性增強，提高了包埋率，包埋率可達93.5％；芯材中加入硫酸鹽與硒肥配合使用，控制兩者的合理配比，硫酸鹽促進了硒酸鹽由根部向地上部運輸，避免了對硒的固定，提高了根部對硒肥的吸收和轉運，提高利用率；生物菌經活化後接種到泥炭中，加快了硒酸鹽的還原，加速了硒元素在植物體內的吸收和轉化，進而進一步提高根部對硒肥的轉運和吸收；氮肥、鉀肥、磷肥為作物提供大量常規元素，促進作物生長，配合微量元素促進根系的發育和生長，根系發達，提高對營養吸收效率；芯材中的生物菌與米渣蛋白相互作用，使硒元素緩慢持久地釋放出來，延長肥料中養分釋放的有效期，從而滿足水稻在各個生長期對硒元素的需求，進一步避免硒元素在根莖處富集，提高籽粒中的硒含量，提高大米的營養價值，具有增產效果。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為70：30；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白。
實施例2
一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為80：20；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白；硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽；硫酸鹽為硫化鉀和硫酸銨，硒肥與硫酸鹽的摩爾比為1.2：4。
實施例3
一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為72：25；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白；硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽；硫酸鹽為硫酸鎂，硒肥與硫酸鹽的摩爾比為3.5：5；水稻基施微膠囊化富硒肥中，氮含量為13wt％，k2o含量為15wt％，p2o5含量為17wt％，硒含量為0.8wt％；生物菌為枯草芽孢桿菌和螢光假單胞菌；微量元素添加劑中包含鐵、銅、鋅、錳、鑽、錳、碘。
實施例4
一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為72：25；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白；硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽；硫酸鹽為硫酸鎂，硒肥與硫酸鹽的摩爾比為2：4.5；水稻基施微膠囊化富硒肥中，氮含量為18wt％，k2o含量為12wt％，p2o5含量為15wt％，硒含量為1.5wt％；生物菌為枯草芽孢桿菌；微量元素添加劑中包含鐵、銅、鋅、錳、鑽、錳、硒、碘；
改性米渣蛋白的製備過程包括：將米渣蛋白和去離子水按料液比g：ml＝7：1混合均勻，調節ph至9，加入鹼性絲氨酸蛋白內切酶，加熱至60℃，保溫25min，用2.0mol/l氫氧化鈉酶解，升溫至105℃，保溫5min，離心洗滌得到改性米渣蛋白；其中，鹼性絲氨酸蛋白內切酶與米渣蛋白的重量比為1.5：100。
水稻基施微膠囊化富硒肥由如下步驟製得：
s1、將泥炭進行風乾，粉碎得到泥炭粉末，在泥炭粉末中加入hno3和h2o2混合溶液，加熱至20℃，洗滌至中性得到泥炭物料；
s2、將生物菌活化後接種在泥炭物料中，在28℃下培養1天，離心，過濾，粉碎得到含菌泥炭；
s3、將s2得到的含菌泥炭與硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、微量元素混合均勻，加入乳化劑和去離子水，攪拌得到乳化液，其中，乳化劑為硬脂酸聚氧乙烯酯；
s4、在改性米渣蛋白中加入乳糖、麥芽糊精，攪拌，加入s3得到的乳化液，加熱攪拌至油水平衡，噴霧乾燥得到水稻基施微膠囊化富硒肥。
實施例5
一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為72：25；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白；硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽；硫酸鹽為硫酸鎂，硒肥與硫酸鹽的摩爾比為2：4.5；水稻基施微膠囊化富硒肥中，氮含量為15wt％，k2o含量為14wt％，p2o5含量為16wt％，硒含量為1.2wt％；生物菌為枯草芽孢桿菌；微量元素添加劑中包含鐵、銅、鋅、錳、鑽、錳、硒、碘；
改性米渣蛋白的製備過程包括：將米渣蛋白和去離子水按料液比g：ml＝8：1混合均勻，調節ph至9，加入鹼性絲氨酸蛋白內切酶，加熱至50℃，保溫20min，用2.0mol/l氫氧化鈉酶解，升溫至100℃，保溫8min，離心洗滌得到改性米渣蛋白；其中，鹼性絲氨酸蛋白內切酶與米渣蛋白的重量比為2.5：100。
水稻基施微膠囊化富硒肥由如下步驟製得：
s1、將泥炭進行風乾，粉碎得到泥炭粉末，在泥炭粉末中加入hno3和h2o2混合溶液，加熱至30℃，洗滌至中性得到泥炭物料；
s2、將生物菌活化後接種在泥炭物料中，在25℃下培養2天，離心，過濾，粉碎得到含菌泥炭；
s3、將s2得到的含菌泥炭與硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、微量元素混合均勻，加入乳化劑和去離子水，攪拌得到乳化液，其中，乳化劑為油酸聚氧乙烯酯；
s4、在改性米渣蛋白中加入乳糖、麥芽糊精，攪拌，加入s3得到的乳化液，加熱攪拌至油水平衡，噴霧乾燥得到水稻基施微膠囊化富硒肥，其中，噴霧乾燥進風溫度為90℃，出風溫度為50℃,噴霧進風壓力0.3mpa。
實施例6
一種水稻基施微膠囊化富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為72：25；其中，芯材原料組成包括：硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、生物菌、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白；硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽；硫酸鹽為硫酸鎂，硒肥與硫酸鹽的摩爾比為2：4.5；水稻基施微膠囊化富硒肥中，氮含量為15wt％，k2o含量為14wt％，p2o5含量為16wt％，硒含量為1.2wt％；生物菌為枯草芽孢桿菌；微量元素添加劑中包含鐵、銅、鋅、錳、鑽、錳、硒、碘；
改性米渣蛋白的製備過程包括：將米渣蛋白和去離子水按料液比g：ml＝7.5：1混合均勻，調節ph至9，加入鹼性絲氨酸蛋白內切酶，加熱至55℃，保溫23min，用2.0mol/l氫氧化鈉酶解，升溫至100℃，保溫7min，離心洗滌得到改性米渣蛋白；其中，鹼性絲氨酸蛋白內切酶與米渣蛋白的重量比為2：100。
水稻基施微膠囊化富硒肥由如下步驟製得：
s1、將泥炭進行風乾，粉碎得到泥炭粉末，在泥炭粉末中加入hno3和h2o2混合溶液，加熱至25℃，洗滌至中性得到泥炭物料；
s2、將生物菌活化後接種在泥炭物料中，在26℃下培養1天，離心，過濾，粉碎得到含菌泥炭；
s3、將s2得到的含菌泥炭與硒肥、硫酸鹽、氮肥、鉀肥、磷肥、微量元素混合均勻，加入乳化劑和去離子水，攪拌得到乳化液，其中，乳化劑為松香酸聚氧乙烯酯；
s4、在改性米渣蛋白中加入乳糖、麥芽糊精，攪拌，加入s3得到的乳化液，加熱攪拌至油水平衡，噴霧乾燥得到水稻基施微膠囊化富硒肥，其中，噴霧乾燥進風溫度為100℃，出風溫度為60℃,噴霧進風壓力0.2mpa。
對照例
一種富硒肥，包括芯材和壁材，芯材和壁材的重量比為72：25；其中，芯材原料組成包括：硒肥、氮肥、鉀肥、磷肥、泥炭、微量元素添加劑，壁材為改性米渣蛋白；硒肥為硒酸鹽和亞硒酸鹽；水稻基施微膠囊化富硒肥中，氮含量為15wt％，k2o含量為14wt％，p2o5含量為16wt％，硒含量為1.2wt％；生物菌為枯草芽孢桿菌；微量元素添加劑中包含鐵、銅、鋅、錳、鑽、錳、硒、碘；
改性米渣蛋白的製備過程包括：將米渣蛋白和去離子水按料液比g：ml＝7.5：1混合均勻，調節ph至9，加入鹼性絲氨酸蛋白內切酶，加熱至55℃，保溫23min，用2.0mol/l氫氧化鈉酶解，升溫至100℃，保溫7min，離心洗滌得到改性米渣蛋白；其中，鹼性絲氨酸蛋白內切酶與米渣蛋白的重量比為2：100。
富硒肥由如下步驟製得：
s1、將泥炭進行風乾，粉碎得到泥炭粉末，在泥炭粉末中加入hno3和h2o2混合溶液，加熱至25℃，洗滌至中性得到泥炭物料；
s2、將s1得到的泥炭物料與硒肥、氮肥、鉀肥、磷肥、微量元素混合均勻，加入乳化劑和去離子水，攪拌得到乳化液，其中，乳化劑為松香酸聚氧乙烯酯；
s3、在改性米渣蛋白中加入乳糖、麥芽糊精，攪拌，加入s2得到的乳化液，加熱攪拌至油水平衡，噴霧乾燥得到水稻基施微膠囊化富硒肥，其中，噴霧乾燥進風溫度為100℃，出風溫度為60℃,噴霧進風壓力0.2mpa。
將實施例4-6製得水稻基施微膠囊化富硒肥和對照例製得的富硒肥進行水稻田間試驗，試驗結果如下表所示：
從測試結果可以看出，本發明將磷酸鹽與硒肥配合使用，提高了水稻根部對硒元素的吸收效率，尤其是硒酸鹽的吸收效果大幅提高，從而避免了對硒的固定，提高肥效，同時對水稻增產也具有一定的促進作用。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。