本發明涉及水稻種植技術領域,尤其涉及用于富硒米水稻種植的營養液。
背景技術:
水稻,原產中國,水稻所結子實即稻谷,去殼后稱大米或米,是世界主要糧食作物之一。七千年前中國長江流域就種植水稻。中國水稻播種面占全國糧食作物的1/4,而產量則占一半以上。按照不同的方法,水稻可以分為秈稻和粳稻、早稻和中晚稻,糯稻和非糯稻。水稻所結子實即稻谷,稻谷(粒)去殼后稱大米、香米、稻米。世界上近一半人口,都以大米為食。栽培歷史已有14000-18000年。為重要糧食作物,可制淀粉、釀酒、制醋,米糠可制糖、榨油、提取糠醛,供工業及醫藥用;稻稈為良好飼料及造紙原料和編織材料,谷芽和稻根可供藥用。大米的食用方法多種多樣,有米飯、米粥、米餅、米糕,米酒等。水稻除可食用外,還可以釀酒、制糖作工業原料,稻殼、稻稈,可以作為飼料。我國水稻主產區主要是東北地區、長江流域,珠江流域。屬于直接經濟作物。還是世界上三分之一人類的主食。
硒是人體必需的微量元素。硒參與合成人體內多種含硒酶和含硒蛋白。其中谷胱甘肽過氧化物酶,在生物體內催化氫過氧化物或脂質過氧化物轉變為水或各種醇類,消除自由基對生物膜的攻擊,保護生物膜免受氧化損傷;硒參與構成碘化甲狀腺胺酸脫碘酶。在體內硒和維生素E協同,能夠保護細胞膜,防止不飽和脂肪酸的氧化。微量硒具有防癌作用及保護肝臟的作用。硒能提高人體免疫,促進淋巴細胞的增殖及抗體和免疫球蛋白的合成。硒對結腸癌、皮膚癌、肝癌、乳腺癌等多種癌癥具有明顯的抑制和防護的作用,其在機體內的中間代謝產物甲基烯醇具有較強的抗癌活性。硒與維生素E、大蒜素、亞油酸、鍺、鋅等營養素具有協同抗氧化的功效,增加抗氧化活性。同時,硒具有減輕和緩解重金屬毒性的作用。
科學界研究發現,血硒水平的高低與癌的發生息息相關。大量的調查資料說明,一個地區食物和土壤中硒含量的高低與癌癥的發病率有直接關系,例如:此地區的食物和土壤中的硒含量高,癌癥的發病率和死亡率就低,反之,這個地區的癌癥發病率和死亡率就高,事實說明硒與癌癥的發生有著密切關系。同時科學界也認識到硒具有預防癌癥作用,是人體微量元素的“防癌之王”。由于無機硒鹽毒性較大,在日本1993年已禁止在食品和飼料中添加,支持采用安全性更高的含硒蛋白、氨基酸等有機形態硒,或富硒農產品。
目前已有對富硒水稻、富硒米的研究,例如中國專利CN1608435A,一種富硒水稻的栽培方法,公開了一種通過葉面噴施由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;CN101228834A,一種生物富硒營養大米的生產方法,公開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;CN1844062A一種噴施于葉子的富硒肥料及其制備方法,公開了一種含硒并與不同比例的氮、磷、鉀及鋅、鎂、銅等多種有益中微量元素等組成的葉面肥配方及其制備方法。
上述現有技術都是以無機硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)作為肥料的硒來源,無機硒殘留量大,而無機硒對機體有明顯的毒害作用,安全性較低;采用葉面噴施無機硒的方法,其優點是作物吸收快,但是其缺點也很明顯,首先葉面噴施要求硒肥含量比較高,如CN1382374A,富硒植物營養調節劑中的硒酸或亞硒酸的鹽的含量為4-25%,高濃度的硒肥增加了用肥成本。
技術實現要素:
本發明的目的是提供用于富硒米水稻種植的營養液,通過在水稻分蘗末期葉面噴施該營養液,達到實現水稻高產增收、硒元素含量穩定的效果。
本發明所述的用于富硒米水稻種植的營養液,通過以下制備方法得到:
1)原料準備:準備純凈水100份、L-硒蛋氨酸1.5-2.5份、羥乙基纖維素0.5-1.0份;
2)將步驟1)的原料混合后,放入蒸汽爆破罐,壓力4MPa,加熱至150℃,保持2min,然后在1-3s內快速釋放壓力得到漿液,在25℃按體積百分比為5-10%接入培養成熟的枯草芽孢桿菌液體菌種,放入發酵罐中,發酵罐中通入無菌空氣,進行攪拌發酵,發酵結束后,迅速將溫度升至70℃保持0.5-1.0h滅活,得到。
本發明步驟1)所述的原料,優選純凈水100份、L-硒蛋氨酸2.0份、羥乙基纖維素0.8份,所述的L-硒蛋氨酸,即L-硒代蛋氨酸,又稱為硒蛋氨酸。
步驟2)所述的攪拌轉速優選250r/min,所述發酵,優選溫度保持35-37℃,發酵時間為3-4h。
所述枯草芽孢桿菌液體菌種的培養方法為:采用三角瓶液體菌種培養,以下為重量百分數,將處理過的蛋白粉漿30.0-35.0%,KH2PO4 1.0%,MgSO4 2.0%,NaCl0.5%放入三角瓶中,攪拌均勻,調節pH至5.6,125℃滅菌10min,冷卻至25℃,接入經過斜面培養的枯草芽孢桿菌菌種,28℃搖床培養60-100h,用于發酵罐接種。
本發明營養液用于富硒米水稻種植,在水稻分蘗末期噴施該營養液1-2次,優選將營養液稀釋3-5倍后噴施,以將葉面均勻覆蓋為準。
相比現有技術,本發明的優點在于:
1、現有技術中的富硒營養液,一般是使用無機硒,特別是亞硒酸鈉和硒酸鈉、亞硒酸鉀和硒酸鉀等,從金屬礦藏的副產品中獲得,無機硒有較大的毒性,且不易被吸收,作為營養液,吸收效果不好。本發明使用的硒蛋氨酸,是一種有機硒源,與無機硒相比,硒代蛋氨酸具有安全、高效的優點,它能夠替代部分蛋氨酸結合到體蛋白上形成一個可逆的硒貯存庫,而不存在中毒危險。
2、硒蛋氨酸是自然界中硒以有機形式存在于植物和飼料谷物中的一種硒代氨基酸,谷類及飼料作物等植物生長不一定需要硒蛋氨酸,但隨著蛋氨酸的合成它們能利用環境中特別是土壤中的亞硒酸鹽和硒酸鹽合成硒蛋氨酸。土壤中的可利用硒越多,植物中的硒蛋氨酸含量越高。目前,硒蛋氨酸主要來源于天然硒酵母,是硒酵母中有機硒的主要存在形式,但是硒蛋氨酸具有濃厚的酵母味道,直接水溶后噴灑,吸收效率低且會影響到最終產品的口感和風味。枯草芽胞桿菌,是芽胞桿菌屬的一種,枯草芽孢桿菌菌體自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類,相當于復合酶,本發明通過硒蛋氨酸混合枯草芽胞桿菌后發酵,利用硒蛋氨酸產品帶有的酵母成分發酵,一方面利于硒元素進入水稻,另一方面隨著蛋氨酸的合成它們能利用環境中特別是土壤中的亞硒酸鹽和硒酸鹽合成硒蛋氨酸,還可以有效改善、化解酵母風味。
3、蒸汽爆破是利用高溫高壓水蒸氣處理生物質原料,并通過瞬間泄壓過程實現對原料的表面結構改變、組分分離和半纖維素降解,一般用于玉米秸稈、麥稈和木質生物質等原料的預處理。本發明通過“放入蒸汽爆破罐,壓力4MPa,加熱至150℃,保持2min,然后在1-3s內快速釋放壓力”,一方面可以通過壓力的瞬間改變來滅菌,另一方面可以有效細化、分散硒蛋氨酸,更加有利于水稻的吸收。
4、本發明在營養液中添加了羥乙基纖維素,具有良好的增稠、懸浮、分散、乳化、粘合、成膜、保護水分和提供保護膠體等特性,在營養液中使用可以使得硒蛋氨酸充分粘附在葉面、枝條上,利于葉面對營養成分的吸收,采用本發明技術得到的大米,按照GB/T 22499-2008《富硒稻谷的標準測定》稻米中硒的含量為0.27-0.38mg/kg。
具體實施方式
下面以實施例對本發明作進一步說明,但本發明并不局限于這些實施例。
實施例1:
用于富硒米水稻種植的營養液,通過以下制備方法得到:
1)原料準備:準備純凈水100份、L-硒蛋氨酸1.5份、羥乙基纖維素1.0份;
2)將步驟1)的原料混合后,放入蒸汽爆破罐,壓力4MPa,加熱至150℃,保持2min,然后在1-3s內快速釋放壓力得到漿液,在25℃按體積百分比為5%接入培養成熟的枯草芽孢桿菌液體菌種,放入發酵罐中,發酵罐中通入無菌空氣,進行攪拌發酵,攪拌轉速250r/min,發酵時間為3h,溫度保持35-37℃,發酵結束后,迅速將溫度升至70℃保持0.5h滅活,得到。
實施例2:
用于富硒米水稻種植的營養液,通過以下制備方法得到:
1)原料準備:準備純凈水100份、L-硒蛋氨酸2.5份、羥乙基纖維素0.5份;
2)將步驟1)的原料混合后,放入蒸汽爆破罐,壓力4MPa,加熱至150℃,保持2min,然后在1-3s內快速釋放壓力得到漿液,在25℃按體積百分比為10%接入培養成熟的枯草芽孢桿菌液體菌種,放入發酵罐中,發酵罐中通入無菌空氣,進行攪拌發酵,攪拌轉速250r/min,發酵時間為4h,溫度保持35-37℃,發酵結束后,迅速將溫度升至70℃保持1.0h滅活,得到。
實施例3:
用于富硒米水稻種植的營養液,通過以下制備方法得到:
1)原料準備:準備純凈水100份、L-硒蛋氨酸2.0份、羥乙基纖維素0.8份;
2)將步驟1)的原料混合后,放入蒸汽爆破罐,壓力4MPa,加熱至150℃,保持2min,然后在1-3s內快速釋放壓力得到漿液,在25℃按體積百分比為8%接入培養成熟的枯草芽孢桿菌液體菌種,放入發酵罐中,發酵罐中通入無菌空氣,進行攪拌發酵,攪拌轉速250r/min,發酵時間為3h,溫度保持35-37℃,發酵結束后,迅速將溫度升至70℃保持0.5h滅活,得到。
對比例:
用于富硒米水稻種植的營養液,通過以下制備方法得到:
1)原料準備:準備純凈水100份、L-硒蛋氨酸2.0份、羥乙基纖維素0.8份;
2)將步驟1)的原料混合后得到。
實驗例:
采用本發明實施例3得到的三批次大米,經檢測大米的硒元素含量分別是0.27mg/kg、0.30mg/kg、0.38mg/kg;
采用對比例得到的三批次大米,經檢測大米的硒元素含量分別是0.08mg/kg、0.07mg/kg、0.06mg/kg。