一种生物富硒肥料及其全程动态梯度富硒紫小麦生产方法

摘要

本发明涉及一种利用生物富硒肥料及其全程动态梯度富硒法生产富硒紫小麦的方法，属作物栽培技术领域。通过生产一种生物富硒肥料，然后用其制得的富硒肥料母液，接着稀释到不同浓度硒的含硒肥料液，作用于土壤，紫小麦种子，以及整个紫小麦不同生长时期。从小麦种子开始，就让其充分对硒元素进行富集，并且在整个紫小麦生长过程，根据其生长特点，采用不同梯度含硒肥料液以适应紫小麦生长规律，高效的将外源性无机硒转化为植物内源性有机硒。经检测，经过本方法生产的紫小麦产品硒含量为0.18~0.28mg/kg，其中有机硒含量为0.16~0.25mg/kg，与全程喷施单一含硒肥料液c，所得到的紫小麦产品相比，其硒含量倍数达到5~7倍。

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种富硒农作物栽培方法，特别涉及一种生物富硒肥料及其全程动态梯度富硒紫小麦生产方法。属作物栽培技术领域。

（二）背景技术

紫小麦是指籽粒果种皮或糊粉层的颜色为紫色的小麦，且以花青素为主，是小麦的特有品种，而在普通白粒小麦的籽粒中则没有花青素的存在。花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素，属类黄酮化合物。作为一种天然食用色素，具有抗氧化、保护血管、抗坏血酸，预防癌症等多种保健功能，可直接用于食品、医药、美容等行业。因此，花青素作为紫色小麦重要的生物活性物质，紫小麦已经成为当前功能性食品开发研究的热点之一。此外，紫小麦最大的优势，是矿质营养元素含量丰富。据农业部谷物及制品质量监督检验测试中心检测，山农紫麦1号含有对人体有益的硒、钙、锌、铜、磷、铁、镁等多种矿质元素，含量均不同程度地高于普通白粒小麦。

硒是人类必不可少的微量元素之一，它能增强人体的免疫功能，并具有防癌、抗癌的作用，对糖尿病、心脑血管疾病也能起到很好的预防和治疗措施。目前，我国绝大多数地区处于缺硒、低硒地带，而且天然食物中硒的含量也都比较低，人们日常膳食中有机硒摄入量的严重不足已经影响人们的身体健康。根据中国营养学会推荐每日有机硒元素摄入量为50~200μg，而根据我国的影响调查，目前我国成年人每日的硒摄入量仅有26~32μg，远远低于国家规定的最低标准。因此，我国人群硒摄入营养不良已经是一个普遍的问题。因此，加强富硒食物产品的开发和植物富硒技术的开发，具有重要的经济与社会价值。

小麦是我国仅次于水稻的第二大作物我国第二大农作物，也是我国北方人们的主要口粮。在目前谷类农作物中，小麦对硒元素的富集能力是最强的。然而，目前小麦生长过程的富硒方法主要是通过配制一定浓度的亚硒酸纳溶液，对小麦生长过程中的土壤施用和小麦叶面喷施，这种方法不仅因为土壤固定和天气原因，造成硒元素大量流失，而且有机硒的转化率低下，安全性和经济性都比较差，故不能作为一种合适安全的方法，成为农产品生产补硒的措施。因此，将无机硒通过生物发酵技术工艺先制成适合植物吸收的天然内源性富硒肥料，从而被植物有效吸收，且不存在无机硒残留问题，从而实现富硒农产品的安全高效生产。

目前，有关紫小麦富硒的报道未见，但是关于小麦富硒的研究如下述：

200610072921.4公开了一种富铬、优质黑小麦特异种质培养方法，该法的优点是把常规育种、单倍体育种、慢辐射、远缘杂交幼胚拯救等方法有机结合起来，对辐照方法进行改进，培育出高产、适应范围广的、富含有机铬、适合糖尿病患者食用的、性状遗传稳定的黑小麦新种质，但是该方法不能提高黑小麦中有机硒含量。此外，该法更未涉及紫小麦富硒。

201010573545.3中公开了一种小麦硒化生产技术，它的优点在于以尿素、硼肥和亚硒酸纳三种物质混合在一起为肥料，采用叶面喷施方法，可以生产数万吨有机硒小麦。但是该方法还是采用对小麦叶面喷施的方式，存在有机硒转化率低，最终小麦产品无机硒残留的安全性问题。此外，该方法未涉及紫小麦的富硒。

201110179740.2中公开了富硒小麦的栽培技术，它的优点在于有效解决了传统小麦栽培技术生产的小麦硒的含量低的问题，能使小麦中的有机硒的含量提高5~10倍。但是该方法采用亚硒酸纳溶液对小麦种子浸泡，以及对小麦叶面喷施的方式，最终的小麦产品存在无机硒残留的安全性问题。此外，该方法未涉及紫小麦的富硒。

200810013002.9中公开了一种富硒小麦的培育方法，它的优点在于先采用以甜菜渣为主要原料制得的生物富硒发酵肥料及母液，然后通过对土壤施用及叶面喷施的方式，将无机硒通过小麦自身的代谢转换为可以被人体吸收的有机硒。但它只采用单一浓度硒溶液对小麦进行富硒，未考察小麦在不同生长阶段采用不同浓度的亚硒酸钠溶液对其富集硒效果的影响。此外，该方法未涉及紫小麦的富硒；

201110063980.6公开了一种小麦苗动态梯度全程富硒方法，该法的优点在于采用水培法制备小麦苗，对小麦种子和小麦苗生产不同阶段采用含有不容浓度的亚硒酸纳溶液进行液体培养，提高了小麦苗的中有机硒含量。但是该方法还是采用亚硒酸纳溶液直接作用于小麦苗，存在最终产品无机硒残留安全性问题，而且该方法是小麦苗富硒的生产，并未涉及小麦富硒，更未涉及紫小麦富硒。

尽管上述专利文献公开了小麦相关微量元素的富集生产技术，但是均未涉及紫小麦富硒技术。而且没有一种技术是利用同时利用富硒生物肥料及全程动态梯度富集方法生产紫小麦。

硒是一种人体生命必需的微量元素，硒参与细胞代谢，并保护细胞膜的完整性，硒是谷胱甘肽过氧化物酶的中心元素。缺硒时该酶功能受阻，活力下降，导致人体免疫力降低，诱发多种疾病发生。而有机硒对人体的心血管疾病、肿瘤、甲状腺疾病、白内障、糖尿病、肝纤维化等有较强的防治作用，对抗HIV感染、解毒、提高生育能力、调节情绪、延缓衰老等有一定积极作用，且有机硒毒性小，吸收率高，生物利用率高，在满足人体生长发育所需的添加量范围内对环境基本没有污染。

目前，由于一般普通小麦的产量高于紫小麦，国内公开的大多数涉及微量元素富集专利文献均以普通小麦为研究对象，未见紫小麦富硒技术的专利文献公开。与普通小麦相比，紫色小麦皮中含有大量以花青素为主的天然色素。花青素具有抗氧化、保护血管、抗坏血酸，预防癌症等功能，可直接用于食品、医药、美容等行业。

以紫小麦富含的功能性成分花青素为基础，通过采用天然安全的富硒生物肥料，根据紫小麦生长过程中特点，通过紫小麦自身生长代谢作用，选取不同含有硒离子浓度的富硒生物肥料液作用于整个紫小麦的生长过程，将无机硒充分的转化为有机硒，生产出一种同时富含花色苷和有机硒两种功能性成分的富硒紫小麦。

（三）发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种利用生物富硒肥料全程动态梯度富硒法生产富硒紫小麦的方法，具体的说是先通过生产一种生物富硒肥料，然后用其制得的富硒肥料母液，接着稀释到不同浓度硒的含硒肥料液，作用于土壤，紫小麦种子，以及整个紫小麦不同生长时期。采用这种动态梯度全程富硒方法，通过控制含硒浓度肥料液，使得整个富硒过程适应紫小麦自身的生长规律，最终提高紫小麦中的有机硒含量和有机硒转化率，同时能防止因为无机硒残留带来的安全性问题，生产出同时富含花青素和有机硒产量高的小麦新品种。

技术方案

本发明涉及的一种利用生物肥料动态梯度全程富硒法生产紫小麦的方法通过下述技术方案和步骤实现：

1. 富硒生物肥料的制作： 按重量计（千克），猪粪30~50千克（含水量12%），鸡粪20~40千克（含水量12%），菜籽饼10~30千克，豆粕饼10~30千克，亚硒酸纳5~10千克，尿素2~4千克，硝酸钾1~3千克，放入水泥制作的发酵池，加入水200~400千克，加盖密封厌氧发酵30天。待发酵结束后，将发酵池中发酵液全部取出于200目过滤，得到含硒发酵肥料母液a和含硒发酵肥料残渣b；

2. 不同硒浓度发酵肥料液的配制： 不同硒浓度发酵肥料液由含硒发酵母液a加水稀释而制得。含硒肥料液c中硒元素含量为5~10g/L；含硒肥料液d硒元素含量为10~20 g/L；含硒肥料液e硒元素含量为20~30g/L；含硒肥料液f硒元素含量为30~40g/L；含硒肥料液g硒元素含量为40~45g/L；

3. 种子富硒： 选择颗粒大且饱满、胚完整的紫小麦种，放入容器中，加入含硒肥料液c，肥料液加入量以刚没过紫小麦种子为宜，放入植物培养箱中，控制培养温度25±2℃，浸泡24h；

4. 土壤富硒： 在紫小麦种植前，在所在的种植地里，每亩种植地里施发酵残渣b 10~20千克；

5. 紫小麦全程动态富硒： 把经过步骤3紫小麦种子取出，种植于经过步骤4的种植地里。分别在小麦拔节期叶面喷施含硒肥料液d，在小麦孕穗期叶面喷施含硒肥料液e，在小麦开花期喷施含硒肥料液f，在小麦灌浆中期喷施含硒肥料液g；待小麦成熟、收割后为富含硒的紫小麦产品。

步骤4中，富硒发酵肥料残渣b需要施埋于在表土层20~30厘米以内，上面铺薄土覆盖。

步骤5中，对紫小麦的喷施含硒肥料的时间应在早晨、傍晚或者光照较弱的情况下进行，喷施后24小时如遇雨天，需补喷施含硒肥料一次。此外要及时拔除大草和去杂去劣，促进小麦生长。

有益效果 

本发明与现有技术相比较有以下优点： 

1. 本发明采用富硒生物发酵肥料液对紫小麦进行硒元素富集，解决了以往富硒小麦过程中，无机硒对小麦的毒害作用，以及小麦成品中无机硒残留带来的安全性问题。

2、本发明采用全程动态梯度富硒的方式对紫小麦中的硒元素进行全程控制，由于采用自然生物发酵富硒发酵肥料液，从小麦种子开始，就让其充分对硒元素进行富集，并且在整个紫小麦生长过程，根据其生长特点，采用不同梯度含硒肥料液以适应紫小麦生长规律，高效的将外源性无机硒转化为植物内源性有机硒。经检测，经过本方法生产的紫小麦产品硒含量为0.18~0.28mg/kg，其中有机硒含量为0.16~0.25mg/kg，与全程喷施单一含硒肥料液c，所得到的紫小麦产品相比，其硒含量倍数达到5~7倍。

2. 本发明采用水培法制备小麦苗，育苗周期短，且节约了土地资源，同时既保证了小麦苗产品质量相对统一，又有利于小麦苗富硒技术的推广和富硒小麦苗的工业化生产。

（四）具体实施方式

实施例1：

1. 富硒生物肥料的制作  

按重量计（千克），猪粪（含水量12%）30千克，鸡粪（含水量12%）20千克，菜籽饼10千克，豆粕饼10千克，亚硒酸纳5千克，尿素2千克，硝酸钾1千克，放入水泥制作的发酵池，加入水500千克，加盖密封厌氧发酵30天。待发酵结束后，将发酵池中发酵液全部取出于200目过滤，得到含硒发酵肥料母液a和含硒发酵肥料残渣b；

2. 不同硒浓度发酵肥料液的配制  不同硒浓度发酵肥料液由含硒发酵母液a加水稀释而制得。含硒肥料液c中硒元素含量为5g/L；含硒肥料液d硒元素含量为10g/L；含硒肥料液e硒元素含量为20g/L；含硒肥料液f硒元素含量为30g/L；含硒肥料液g硒元素含量为40g/L；

3. 种子富硒  选择颗粒大且饱满、胚完整的紫小麦种，放入容器中，加入含硒肥料液c，肥料液加入量以刚没过紫小麦种子为宜，放入植物培养箱中，控制培养温度25±2℃，浸泡24h；

4. 土壤富硒 在紫小麦种植前，在所在的种植地里，每亩种植地里施发酵残渣b 10千克；

5. 紫小麦全程动态富硒  把经过步骤3紫小麦种子取出，种植于经过步骤4的种植地里。分别在小麦拔节期叶面喷施含硒肥料液d，在小麦孕穗期叶面喷施含硒肥料液e，在小麦开花期喷施含硒肥料液f，在小麦灌浆中期喷施含硒肥料液g；待小麦成熟、收割后为富含硒的紫小麦产品。

此紫小麦产品中总硒含量为0.18±0.10mg/kg，其中有机硒含为0.16±0.08mg/kg。符合谷类食品含硒量添加的国家标准，即≤0.30 mg/kg。

实施例2：

1. 富硒生物肥料的制作  

按重量计（千克），猪粪（含水量12%）40千克，鸡粪（含水量12%）30千克，菜籽饼20千克，豆粕饼20千克，亚硒酸纳8千克，尿素3千克，硝酸钾2千克，放入水泥制作的发酵池，加入水500千克，加盖密封厌氧发酵30天。待发酵结束后，将发酵池中发酵液全部取出于200目过滤，得到含硒发酵肥料母液a和含硒发酵肥料残渣b；

2. 不同硒浓度发酵肥料液的配制  不同硒浓度发酵肥料液由含硒发酵母液a加水稀释而制得。含硒肥料液c中硒元素含量为8g/L；含硒肥料液d硒元素含量为15 g/L；含硒肥料液e硒元素含量为25g/L；含硒肥料液f硒元素含量为35g/L；含硒肥料液g硒元素含量为42g/L；

3. 种子富硒  选择颗粒大且饱满、胚完整的紫小麦种，放入容器中，加入含硒肥料液c，肥料液加入量以刚没过紫小麦种子为宜，放入植物培养箱中，控制培养温度25±2℃，浸泡24h；

4. 土壤富硒 在紫小麦种植前，在所在的种植地里，每亩种植地里施发酵残渣b 15千克；

5. 紫小麦全程动态富硒  把经过步骤3紫小麦种子取出，种植于经过步骤4的种植地里。分别在小麦拔节期叶面喷施含硒肥料液d，在小麦孕穗期叶面喷施含硒肥料液e，在小麦开花期喷施含硒肥料液f，在小麦灌浆中期喷施含硒肥料液g；待小麦成熟、收割后为富含硒的紫小麦产品。

此紫小麦产品中总硒含量为0.22±0.03mg/kg，其中有机硒含为0.20±0.01mg/kg。符合谷类食品含硒量添加的国家标准，即≤0.30 mg/kg。

实施例3：

按重量计（千克），猪粪（含水量12%）50千克，鸡粪（含水量12%）40千克，菜籽饼30千克，豆粕饼30千克，亚硒酸纳10千克，尿素4千克，硝酸钾3千克，放入水泥制作的发酵池，加入水500千克，加盖密封厌氧发酵30天。待发酵结束后，将发酵池中发酵液全部取出于200目过滤，得到含硒发酵肥料母液a和含硒发酵肥料残渣b；

2. 不同硒浓度发酵肥料液的配制  不同硒浓度发酵肥料液由含硒发酵母液a加水稀释而制得。含硒肥料液c中硒元素含量为10g/L；含硒肥料液d硒元素含量为20 g/L；含硒肥料液e硒元素含量为30g/L；含硒肥料液f硒元素含量为40g/L；含硒肥料液g硒元素含量为45g/L；

3. 种子富硒  选择颗粒大且饱满、胚完整的紫小麦种，放入容器中，加入含硒肥料液c，肥料液加入量以刚没过紫小麦种子为宜，放入植物培养箱中，控制培养温度25±2℃，浸泡24h；

4. 土壤富硒 在紫小麦种植前，在所在的种植地里，每亩种植地里施发酵残渣b 20千克；

5. 紫小麦全程动态富硒  把经过步骤3紫小麦种子取出，种植于经过步骤4的种植地里。分别在小麦拔节期叶面喷施含硒肥料液d，在小麦孕穗期叶面喷施含硒肥料液e，在小麦开花期喷施含硒肥料液f，在小麦灌浆中期喷施含硒肥料液g；待小麦成熟、收割后为富含硒的紫小麦产品。

此紫小麦产品中总硒含量为0.28±0.05mg/kg，其中有机硒含为0.25±0.11mg/kg。符合谷类食品含硒量添加的国家标准，即≤0.30 mg/kg。