專利名稱：一種富硒鐵有機無機肥料及其施用方法
技術領域：
本發明涉及一種肥料，特別涉及一種用于生產富硒鐵米的肥料，還涉及該肥料的施用方法。
背景技術：
硒是人和動物必需的微量元素，是一種抗氧化劑，具有緩解衰老的作用，能消除多種有害自由基，與維生素E協同作用被稱為抗氧化的“黃金搭檔”。作為唯一一種人體基因組中特別的微量營養(硒代半胱氨酸，第21種氨基酸)，其重要性已被證實(Rayman， M P. 2002, The argument for increasing selenium intake. Proceeeding of the Nurtrition Society, 61: 203-215)。缺硒會導致人體免疫力下降，將致使克山病、大骨節病的發生，嚴重缺硒就會導致40多種病癥，如冠心病、溶血性貧血及肝癌等。
1988年，中國營養學會提出了我國成人每日硒的攝入量為50 250微克。然而， 我國13省普查結果表明，我國人均每日硒攝入量僅為36微克，低于世界衛生組織推薦的50 微克標準，更遠低于中國營養學會建議的每日補充50至200微克的量，不到美國的三分之一。我國人均每日硒攝入量嚴重不足，影響國民身體素質。
中國人群硒攝入量不足有兩個重要原因第一，中國的硒資源分布嚴重不均。1980 年，全國硒普查表明，我國既有世界罕見的高硒區(湖北恩施)，但有2/3地區是國際公認的缺硒地區，1/3以上的地區為嚴重缺硒，其中蘇、浙、皖等長三角地區為嚴重缺硒區。在缺硒地區，土壤缺硒、食物缺硒，導致人群硒供應不足。第二，中國人飲食結構造成硒攝入有限。 硒含量相對較高的食物包括海鮮、肉類和動物內臟，從中國傳統飲食習慣和大多數實際生活條件來說肉類比例相對較低。
雖然對于貧硒地帶可以采取多種途徑進行補硒，但普遍認為，人體的硒主要來源于食物，食補補硒更加合適。相對于無機硒，生物源有機硒具有吸收利用率高、毒副反應小等優點，且植物硒優于動物硒。
鐵是人體內含量最多的必需微量元素，在體內發揮著重要的生理作用。。人體缺鐵不僅引起貧血病癥的發生，還會導致人體免疫功能損害，易患急慢性病感染；孕婦缺鐵還會導致早產和胎兒宮內生長緩慢。
鐵源于食物攝入，由于各地土壤環境中鐵含量差異很大，以及不同地區人們膳食消費結構和經濟狀況的差異，各地居民的鐵營養狀況差異也很大，據統計，世界上有30%人口缺鐵。鐵素缺乏是我國城鄉居民普遍存在的問題，據2004年10月衛生部發布的歷時兩年的第四次中國居民營養與健康狀況調查報告，全國居民貧血患病率平均達15. 2%，城市男性W. 6%、城市女性17. 0%、農村男性12. 9%、農村女性18. 8% ；城市2歲以內嬰幼兒、60歲以上老人、育齡婦女貧血患病率分別為2% ,21. 5%和20. 6%。我國兒童的鐵缺乏率達38. 6%，由于沒有簡便的檢測手段，絕大部分兒童沒有進行營養補鐵，所以， 我國兒童的貧血患病率高達30%，西部貧困地區這一問題更為嚴重。
目前國內外解決人體所需鐵元素不足的問題，一般都是在食品中加入微量鐵鹽，缺鐵嚴重者則服用含鐵藥物，例如世界上許多國家用檸檬酸鐵銨、乳酸亞鐵、硫酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵等做鐵強化劑，生產鐵質強化面包、谷物、面粉、乳制品等；我國主要是用硫酸亞鐵做鐵強化劑生產強化餅干、飲料等鐵強化食品，缺鐵嚴重者以硫酸亞鐵、乳酸亞鐵等作為藥物服用。由于鐵的無機鹽作為食品強化劑，鐵腥味重，食用后有腥味，而且對熱、光的穩定性較差，在食品加工中，難免會產生沉淀，而且鐵鹽還會加速脂肪的酸敗，影響鐵質強化食品的質量。
水稻是我國的主要糧食作物，以稻米為主食的人口約占全國總人口的50%。因此， 通過合適途徑，提高稻米中硒及鐵含量，對于改善我國居民的硒營養及鐵營養具有重要意義。
在提高稻米硒鐵含量的幾種途徑中，通過添加營養素生產營養強化米是最為直接的，也是目前改善人們微素營養缺乏癥最為快捷的手段。但所添加的微素營養多為無機態， 生理活性低，人體吸收利用率并不高；同時由于生產工藝的不同，有的營養強化米在淘洗中營養流失，有的營養粒因顏色上與普通大米有異，消費者一時不易接受；而采用大米浸吸表面涂膜生產的營養強化米雖能有效解決營養流失和米粒顏色問題，但其加工成本卻更加增大。
目前，國內用于生產富含各種營養元素的大米的肥料主要通過葉面噴施的方法， 即在水稻生產過程中葉面噴施富含各種營養元素的溶液。CN ZL200410009346. 3《一種富硒水稻的栽培方法》中公開了一種通過葉面噴施含硒無機化合物和磷酸鹽組成的富硒劑培育富硒水稻的方法；CN1012^834A《一種生物富硒營養大米的生產方法》提出了一種在水稻生長的不同時期，噴施由稀土微肥、亞硒酸鈉和硼酸溶液混合制成的混合液，以生產富硒營養大米的方法；專利文獻CN1806507A《綠色富硒鈣大米的種植方法》公開了一種在水稻生長的不同時期，噴施富硒鈣有機高效液體肥，但沒有公布該液體肥的具體組成和制備方法； CN101225006A公開了一種富鋅鐵硒生物肥料的制備方法及其用法，同樣是制成葉面肥，在水稻生長期噴施。CN101717^4A公開了一種富硒生物有機肥及其制備方法，該有機肥富含鋅鐵硒等營養元素，使用方法為兌水后葉面噴施。
由于上述專利中都將鐵硒等營養元素制成葉面肥，采用葉面噴施的方法生產富含人體所需鐵硒等營養元素的米，其優點是作物吸收快。但是其缺點也很明顯，首先葉面噴施要求肥料中營養元素含量比較高，如CN ZL200410009346. 3中的實施例就要求硒酸鈉、硒酸鉀、亞硒酸鉀、亞硒酸銨和亞硒酸鈉的濃度分別達到1%、0. 56%、1. 09%、1% 1. 78%和 0. 83% 1. 11%，高濃度的硒肥增加了用肥成本；其次，因為葉面噴施，硒、鐵肥很容易噴到田里或由于降水進入土壤，這樣就對田間徑流水和土壤造成一定的污染，而且是很大的浪費。
中國發明專利CN 101791081 A公開了一種富硒米及其生產方法，是將富硒營養劑 (由納米硒植物營養劑和氮磷鉀復合肥混合組成)在施用前再加入氮磷鉀復合肥混合后作為基肥施入田間，收獲后所得。相比葉面噴施富硒劑的方法，硒的用量明顯減少，同時省去了單獨補硒的步驟，使成本和勞動時間減少，而且米中的硒主要以有機硒的形態存在，易于被人體吸收，具有明顯的進步。
但是該發明中氮磷鉀只是最常規的化學肥料，并且需要在施用前人工將富硒營養劑與氮磷鉀復合肥按一定比例拌勻后施用。更重要的是，該發明申請中施用了上述肥料使所生產的米達到富硒米國家標準的第Γ11個實施例中，水稻的整個生長季所施用的肥料中硒的用量達到800(Γ54545毫克/畝，硒的用量仍然較大，高濃度的硒肥增加了用肥成本， 而且由于硒有毒，過量的硒對田間徑流水和土壤造成了污染，并且是很大的浪費。
因此，生產富含硒、鐵等各種營養元素的大米的肥料及生產方法需要進一步改進。發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種有效和廉價的用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，該肥料可同時為作物提供硒、鐵元素和生長所需的其它營養強化物質，施用該肥料有助于作物的生長，提高硒、鐵的吸收率和轉化率，達到施用較少的硒、 鐵就能生產出達到富硒水稻標準的富硒、鐵米的效果。
本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述富硒、鐵有機無機肥料的施用方法。
本發明所要解決的第一個技術問題通過以下技術方案予以實現一種用于生產富硒鐵米的富鐵有機無機肥料，該肥料含有按比例混合而成的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥料和硅肥。
所述的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥料和硅肥按重量份數計為亞硒酸鹽0. 004 0.010份； 亞鐵鹽 1 5份； 氮肥15 33份； 磷肥12 M份； 鉀肥10 17份；聚天門冬氨酸或其鹽0. 02 0. 08份； 腐熟有機肥料30 50份； 硅肥5 8份。
所述的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥料、硅肥各組份混合后，有機質、純氮、磷、鉀、硒、鐵、硅的含量百分比以重量計為有機質15 20%; 純氮9 15% ； 以Ρ205計，磷5 7% ； 以Κ20計鉀6 11% ； 以 Se 計，硒 0. 001 0. 01% ； 以 Fe 計，鐵 0. 15 0. 85% ； 以Si計，硅1 5%。
所述亞硒酸鹽選自亞硒酸鉀、亞硒酸鈉或亞硒酸銨中的至少一種；所述亞鐵鹽選自硫酸亞鐵、乙二胺四乙酸鐵鈉中的至少一種；所述氮肥選自尿素、氯化銨中的至少一種；所述磷肥選自磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣和鈣鎂磷肥中至少一種；所述鉀肥選自氯化鉀、磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀中的至少一種；所述聚天門冬氨酸或其鹽選自聚天門冬氨酸、聚天門冬氨酸鉀、聚天門冬氨酸銨或聚天門冬氨酸鈉中的至少一種；所述腐熟有機肥料是經工廠化發酵腐熟的畜禽糞便和/或菌糠；所述硅肥選自硅酸鈉、硅酸鉀、燒過的稻殼灰、鋼渣、粉煤灰中的至少一種。
上述富硒鐵有機無機肥料中還含有3 12份的調理劑，所述調理劑為凹凸棒土或沸石粉。
本發明所要解決的第二個技術問題通過以下技術方案予以實現一種上述富硒鐵有機無機肥料的施用方法是將肥料作為基肥或追肥施于田間，施用次數為1、次。
所述施肥次數優選為3次，具體步驟為(1)第一次施用耕地前，先施用富硒鐵有機無機肥料做基肥，施用量為每畝20 35公斤；(2)第二次施用耕地后在破垡前在田間均勻撒施富硒鐵有機無機肥料做為面肥，施用量為每畝10 25公斤；(3)第三次施用在水稻分蘗末期擱田前施用富硒鐵有機無機肥料作為追肥，施用量為每畝30 60公斤。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果(1)本發明提供的富硒鐵有機無機肥料，在充分利用亞硒酸鹽、亞鐵鹽特性的同時，將其與復合肥及有機肥以產品的形式結合為一體，在促進作物地下部份對肥料養分吸收率、提高養分利用率的同時，健壯植株，增加光合作用，從而達到作物地上部分生長和地下部分吸收的協調，實現作物產量和品質的共同提高，用這種肥料所生產的米是一種有機富硒鐵鋅的營養強化型米。施用本發明的富硒鐵有機無機肥料，在水稻的整個生長季硒的總施用量僅需60(Γ12000毫克/畝，所生產的米就可達到富硒水稻水稻國家標準，從而達到節肥降本，提高米質的目的。同時由于施用的肥料中含硒、鐵量較少，可避免過量的硒、鐵對田間徑流水和土壤造成的污染。
(2)本發明組分中含有經工廠化發酵腐熟的雞糞、牛糞、豬糞等畜禽糞便及菌糠等有機肥料，有機肥料除了含有生化黃腐酸、氨基酸等活性有機物質外，還含有堆肥過程中微生物分泌的如IAA等有利于作物生長的生理活性物質，這些有機物料可以刺激作物的根系發育和植株生長，為土壤提供更大的緩沖能力，緩解由水稻植株根系分泌有機酸的PH下降，而相對較高的PH環境有利于保持土壤中硒酸鹽、亞硒酸鹽的比例，有機肥中的生化黃腐酸、氨基酸有利于減緩亞鐵的氧化，提高硒、鐵的生物有效性和水稻對硒、鐵的利用率；(3)本發明組分中含有硅肥，硅肥可提高作物抗逆性、改善光合作用、刺激根系發育，增強水稻抗病能力，提高結實率，促進干物質的累積進而增加產量，并有改善米質的作用，從而促進作物生長和對硒、鐵的吸收轉化；(4)本發明組分中含有聚天門冬氨酸(鹽)，是一種通過仿生合成的高分子化合物，天然存在于海洋軟體動物的殼體中，安全無毒，環境友好，可生物降解。聚天冬氨酸可對金屬離子具有螯合作用，可促進N、P、K及硒、鐵微量元素供給植物，使植物更有效地利用肥料，提高農作物的生長速度、產量和品質，并能改善土壤質量(冷一欣等，玉米科學，2005，13 (3) 100-102)。
( 5 )本發明應用于農業試驗表明，本發明的富硒鐵有機無機肥料可以收獲同時富硒和富鐵的稻米，從而達到一舉兩得的效果。
(6)本發明的富硒鐵有機無機肥料是一種固體產品，顏色性狀與普通有機無機肥相同，產品質量能夠達到國家質量標準。
(7)本發明富硒鐵有機無機肥料的施用方法是將肥料作為基肥或追肥直接施入田間，肥料中的硒鐵直接由作物根系吸收。另外，本發明富硒鐵有機無機肥料采用分次施用的方法，有利于作物的整個生長季更充分地吸收硒、鐵元素和其它營養強化元素，并減少養分和硒、鐵元素的流失。而且應用本肥料除了可有效提高水稻籽粒中的硒、鐵含量，還能促進土壤有機質積累，改善土壤結構和理化性質。
(8)通過水稻富硒、鐵栽培技術改善稻米硒、鐵營養狀況，是目前解決膳食缺硒、鐵問題最為經濟有效的途徑。可以說通過這種方式培育的稻米就是一種天然富硒、富鐵米，這種有機態的硒或鐵人體吸收利用率高，它克服了營養強化米的不足，而又避開了轉基因稻米的生物安全性問題爭論，因而通過這一途徑來開發富硒鐵米這一新型功能稻米將有著非常廣闊的應用前景，并對改善人民的硒、鐵營養不足有著現實的意義。
具體實施方式
本發明中所提及的富硒鐵有機無機肥料的各種原料均可使用目前肥料生產中使用的常規產品，富硒鐵有機無機肥料采用目前肥料生產中的常規工藝和設備生產，制備本發明所述富硒鐵有機無機肥料的方法是采用目前肥料生產企業最常見的兩種工藝，料漿法或團粒法工藝。料漿法生產時，先將除亞硒酸鹽、亞鐵鹽、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥外的其它組分按照比例混合，在造粒工序前將亞硒酸鹽、亞鐵鹽、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥直接按比例加到熔融狀態的肥料混合料漿中，經混合均勻后，通過造粒機完成造粒，其余所有工藝條件及設備與現有料漿法生產復合肥的生產工藝條件及設備相同；利用團粒法生產時，在造粒工序前將亞硒酸鹽、亞鐵鹽、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥通過設置在造粒機前的計量裝置按比例計量后加到造粒機中，完成造粒，其余所有工藝條件及設備與現有團粒法生產復合肥的生產工藝條件及設備相同。
本發明對現有技術的貢獻在于具有不同作用的多種肥料原料的搭配，不同種類肥料作用相互促進，相互補充，而至于各組分的含量是本領域技術人員所熟知和常用的，根據要施用地區土壤理化性質和硒、鐵含量來確定。
本發明中所采用的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、聚天門冬氨酸或其鹽、硅肥和腐熟有機肥均為可商購產品，也可以按照公知方法進行合成，本文不再贅述。
為了便于本領域技術人員理解，下面結合實施例對本發明做進一步的描述。實施例中亞硒酸鹽、亞鐵鹽、聚天門冬氨酸或其鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、腐熟有機肥料、硅肥所選用的具體成分只是對本發明的舉例說明，不是對本發明的限定，實施例中的配方組成僅是本發明推薦的肥配方組成，本領域技術人員可以基于本發明的精神在本發明的基礎上進行拓展和延伸。
實施例1 本實施例富硒鐵有機無機肥料，按重量計含有亞硒酸銨0. 006份、硫酸亞鐵4份、聚天門冬氨酸0. 04份、尿素17. 2份、磷酸一銨10份和過磷酸鈣6份、氯化鉀10份、經工廠化發酵腐熟的牛糞45份、硅酸鈉5份，凹凸棒土 6. 794份。
各組份的重量百分比為有機質20%，純氮(N)9%，磷(以P2O5計)5%，鉀(以K2O計) 6%，硒(以Se計)0. 002 %，鐵(以Fe計)0. 68% ；經團粒法制成富硒鐵有機無機肥。
采用原有團粒法造粒工藝，其設備和工藝和現有團粒法生產化肥和有機無機肥的設備和工藝技術相同，其與現有設備的區別是在造粒機前增加兩臺與造粒機連接的計量泵。聚天門冬氨酸配置成質量百分比為30%的溶液，并將亞硒酸銨溶于該溶液中制成質量百分比為0. 6%的亞硒酸鹽溶液，該溶液通過計量泵加入到造粒機，流量分別為20公斤/小時；同時將經工廠化發酵腐熟的牛糞按比例加入造粒機內，加入量為900公斤/小時。上述添加劑與硫酸亞鐵、尿素、磷酸一銨、過磷酸鈣、氯化鉀、硅酸鈉、凹凸棒土按比例在造粒機內混合均勻，并造粒。最終獲得2噸/小時的富硒鐵有機無機肥料，經檢測其產品質量達到了質量標準。
本實施例田間肥效試驗數據如下田間試驗地點安徽省渦陽縣城西，肥力中等。試驗地點土壤的基本理化性質見表1。
表1供試土壤基本化學性質
權利要求
1.一種用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，其特征在于該肥料含有按比例混合而成的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥料和硅肥。
2.根據權利要求1所述的用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，其特征在于所述的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥料和硅肥按重量份數計為亞硒酸鹽0. 004 0. 010份； 亞鐵鹽廣5份； 氮肥15 33份； 磷肥12 M份； 鉀肥10 17份；聚天門冬氨酸或其鹽0. 02、. 08份； 腐熟有機肥料30 50份； 硅肥5 8份。
3.根據權利要求2所述的用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，其特征在于所述的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、聚天門冬氨酸或其鹽、腐熟有機肥料、硅肥各組份混合后，有機質、純氮、磷、鉀、硒、鐵、硅的含量百分比以重量計為有機質15 20%; 純氮9 15% ； 以P2O5計，磷5 7% ； 以1(20計鉀6 11% ； 以 Se 計，硒 0. ΟΟΓΟ. 01% ； 以 Fe 計，鐵 0. 15 0. 85% ； 以Si計，硅1 5%。
4.根據權利要求3所述的用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，其特征在于所述亞硒酸鹽選自亞硒酸鉀、亞硒酸鈉或亞硒酸銨中的至少一種；所述亞鐵鹽選自硫酸亞鐵、 乙二胺四乙酸鐵鈉中的至少一種；所述氮肥選自尿素、氯化銨中的至少一種；所述磷肥選自磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣和鈣鎂磷肥中至少一種；所述鉀肥選自氯化鉀、磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀中的至少一種；所述聚天門冬氨酸或其鹽選自聚天門冬氨酸、聚天門冬氨酸鉀、聚天門冬氨酸銨或聚天門冬氨酸鈉中的至少一種；所述腐熟有機肥料是經工廠化發酵腐熟的畜禽糞便和/或菌糠；所述硅肥選自硅酸鈉、硅酸鉀、燒過的稻殼灰、鋼渣、粉煤灰中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，其特征在于還含有3 12份的調理劑，所述調理劑為凹凸棒土或沸石粉。
6.一種用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料的施用方法，其特征在于將肥料作為基肥或追肥施于田間，施肥次數為廣4次。
7.根據權利要求6所述用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料的施用方法，其特征在于所述施肥次數為3次，具體步驟為，(1)第一次施用耕地前，先施用富硒鐵有機無機肥料做基肥，施用量為每畝20 35公斤；(2)第二次施用耕地后在破垡前在田間均勻撒施富硒鐵有機無機肥料做為面肥，施用量為每畝10 25公斤；(3)第三次施用在水稻分蘗末期擱田前施用富硒鐵有機無機肥料作為追肥，施用量為每畝30 60公斤。
全文摘要
本發明涉及一種肥料的配方，還涉及該肥料的使用方法。一種用于生產富硒鐵米的富硒鐵有機無機肥料，該肥料通過按比例混合的亞硒酸鹽、亞鐵鹽、氮肥、磷肥、鉀肥、腐熟有機肥料和硅肥制粒而成。所述各成分按重量份數計為亞硒酸鹽0.004～0.010份、亞鐵鹽1～5份；氮肥15～33份；磷肥12～24份；鉀肥10～17份；聚天門冬氨酸或其鹽0.02～0.08份、腐熟有機肥料30～50份；硅肥5～8份。該肥料既含有硒、鐵元素，同時含有作物生長所需的其它營養強化物質，可同時為作物提供硒、鐵元素和生長所需的其它營養強化物質，施用該肥料有助于作物的生長，提高硒鐵的吸收率和轉化率，達到施用較少的硒鐵就能生產出達到富硒水稻標準的富硒鐵米的效果。
文檔編號C05G3/04GK102503672SQ20111032602
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者束中立, 林先貴, 王一明, 鐘振芳 申請人:中國科學院南京土壤研究所, 惠州市海納糧油食品有限公司