一种富硒铁有机无机肥料及其施用方法

专利名称：一种富硒铁有机无机肥料及其施用方法
技术领域：
本发明涉及一种肥料，特别涉及一种用于生产富硒铁米的肥料，还涉及该肥料的施用方法。
背景技术：
硒是人和动物必需的微量元素，是一种抗氧化剂，具有缓解衰老的作用，能消除多种有害自由基，与维生素E协同作用被称为抗氧化的“黄金搭档”。作为唯一一种人体基因组中特别的微量营养(硒代半胱氨酸，第21种氨基酸)，其重要性已被证实(Rayman， M P. 2002, The argument for increasing selenium intake. Proceeeding of the Nurtrition Society, 61: 203-215)。缺硒会导致人体免疫力下降，将致使克山病、大骨节病的发生，严重缺硒就会导致40多种病症，如冠心病、溶血性贫血及肝癌等。
1988年，中国营养学会提出了我国成人每日硒的摄入量为50 250微克。然而， 我国13省普查结果表明，我国人均每日硒摄入量仅为36微克，低于世界卫生组织推荐的50 微克标准，更远低于中国营养学会建议的每日补充50至200微克的量，不到美国的三分之一。我国人均每日硒摄入量严重不足，影响国民身体素质。
中国人群硒摄入量不足有两个重要原因第一，中国的硒资源分布严重不均。1980 年，全国硒普查表明，我国既有世界罕见的高硒区(湖北恩施)，但有2/3地区是国际公认的缺硒地区，1/3以上的地区为严重缺硒，其中苏、浙、皖等长三角地区为严重缺硒区。在缺硒地区，土壤缺硒、食物缺硒，导致人群硒供应不足。第二，中国人饮食结构造成硒摄入有限。 硒含量相对较高的食物包括海鲜、肉类和动物内脏，从中国传统饮食习惯和大多数实际生活条件来说肉类比例相对较低。
虽然对于贫硒地带可以采取多种途径进行补硒，但普遍认为，人体的硒主要来源于食物，食补补硒更加合适。相对于无机硒，生物源有机硒具有吸收利用率高、毒副反应小等优点，且植物硒优于动物硒。
铁是人体内含量最多的必需微量元素，在体内发挥着重要的生理作用。。人体缺铁不仅引起贫血病症的发生，还会导致人体免疫功能损害，易患急慢性病感染；孕妇缺铁还会导致早产和胎儿宫内生长缓慢。
铁源于食物摄入，由于各地土壤环境中铁含量差异很大，以及不同地区人们膳食消费结构和经济状况的差异，各地居民的铁营养状况差异也很大，据统计，世界上有30%人口缺铁。铁素缺乏是我国城乡居民普遍存在的问题，据2004年10月卫生部发布的历时两年的第四次中国居民营养与健康状况调查报告，全国居民贫血患病率平均达15. 2%，城市男性W. 6%、城市女性17. 0%、农村男性12. 9%、农村女性18. 8% ；城市2岁以内婴幼儿、60岁以上老人、育龄妇女贫血患病率分别为2% ,21. 5%和20. 6%。我国儿童的铁缺乏率达38. 6%，由于没有简便的检测手段，绝大部分儿童没有进行营养补铁，所以， 我国儿童的贫血患病率高达30%，西部贫困地区这一问题更为严重。
目前国内外解决人体所需铁元素不足的问题，一般都是在食品中加入微量铁盐，缺铁严重者则服用含铁药物，例如世界上许多国家用柠檬酸铁铵、乳酸亚铁、硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁等做铁强化剂，生产铁质强化面包、谷物、面粉、乳制品等；我国主要是用硫酸亚铁做铁强化剂生产强化饼干、饮料等铁强化食品，缺铁严重者以硫酸亚铁、乳酸亚铁等作为药物服用。由于铁的无机盐作为食品强化剂，铁腥味重，食用后有腥味，而且对热、光的稳定性较差，在食品加工中，难免会产生沉淀，而且铁盐还会加速脂肪的酸败，影响铁质强化食品的质量。
水稻是我国的主要粮食作物，以稻米为主食的人口约占全国总人口的50%。因此， 通过合适途径，提高稻米中硒及铁含量，对于改善我国居民的硒营养及铁营养具有重要意义。
在提高稻米硒铁含量的几种途径中，通过添加营养素生产营养强化米是最为直接的，也是目前改善人们微素营养缺乏症最为快捷的手段。但所添加的微素营养多为无机态， 生理活性低，人体吸收利用率并不高；同时由于生产工艺的不同，有的营养强化米在淘洗中营养流失，有的营养粒因颜色上与普通大米有异，消费者一时不易接受；而采用大米浸吸表面涂膜生产的营养强化米虽能有效解决营养流失和米粒颜色问题，但其加工成本却更加增大。
目前，国内用于生产富含各种营养元素的大米的肥料主要通过叶面喷施的方法， 即在水稻生产过程中叶面喷施富含各种营养元素的溶液。CN ZL200410009346. 3《一种富硒水稻的栽培方法》中公开了一种通过叶面喷施含硒无机化合物和磷酸盐组成的富硒剂培育富硒水稻的方法；CN1012^834A《一种生物富硒营养大米的生产方法》提出了一种在水稻生长的不同时期，喷施由稀土微肥、亚硒酸钠和硼酸溶液混合制成的混合液，以生产富硒营养大米的方法；专利文献CN1806507A《绿色富硒钙大米的种植方法》公开了一种在水稻生长的不同时期，喷施富硒钙有机高效液体肥，但没有公布该液体肥的具体组成和制备方法； CN101225006A公开了一种富锌铁硒生物肥料的制备方法及其用法，同样是制成叶面肥，在水稻生长期喷施。CN101717^4A公开了一种富硒生物有机肥及其制备方法，该有机肥富含锌铁硒等营养元素，使用方法为兑水后叶面喷施。
由于上述专利中都将铁硒等营养元素制成叶面肥，采用叶面喷施的方法生产富含人体所需铁硒等营养元素的米，其优点是作物吸收快。但是其缺点也很明显，首先叶面喷施要求肥料中营养元素含量比较高，如CN ZL200410009346. 3中的实施例就要求硒酸钠、硒酸钾、亚硒酸钾、亚硒酸铵和亚硒酸钠的浓度分别达到1%、0. 56%、1. 09%、1% 1. 78%和 0. 83% 1. 11%，高浓度的硒肥增加了用肥成本；其次，因为叶面喷施，硒、铁肥很容易喷到田里或由于降水进入土壤，这样就对田间径流水和土壤造成一定的污染，而且是很大的浪费。
中国发明专利CN 101791081 A公开了一种富硒米及其生产方法，是将富硒营养剂 (由纳米硒植物营养剂和氮磷钾复合肥混合组成)在施用前再加入氮磷钾复合肥混合后作为基肥施入田间，收获后所得。相比叶面喷施富硒剂的方法，硒的用量明显减少，同时省去了单独补硒的步骤，使成本和劳动时间减少，而且米中的硒主要以有机硒的形态存在，易于被人体吸收，具有明显的进步。
但是该发明中氮磷钾只是最常规的化学肥料，并且需要在施用前人工将富硒营养剂与氮磷钾复合肥按一定比例拌勻后施用。更重要的是，该发明申请中施用了上述肥料使所生产的米达到富硒米国家标准的第Γ11个实施例中，水稻的整个生长季所施用的肥料中硒的用量达到800(Γ54545毫克/亩，硒的用量仍然较大，高浓度的硒肥增加了用肥成本， 而且由于硒有毒，过量的硒对田间径流水和土壤造成了污染，并且是很大的浪费。
因此，生产富含硒、铁等各种营养元素的大米的肥料及生产方法需要进一步改进。发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种有效和廉价的用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，该肥料可同时为作物提供硒、铁元素和生长所需的其它营养强化物质，施用该肥料有助于作物的生长，提高硒、铁的吸收率和转化率，达到施用较少的硒、 铁就能生产出达到富硒水稻标准的富硒、铁米的效果。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述富硒、铁有机无机肥料的施用方法。
本发明所要解决的第一个技术问题通过以下技术方案予以实现一种用于生产富硒铁米的富铁有机无机肥料，该肥料含有按比例混合而成的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥料和硅肥。
所述的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥料和硅肥按重量份数计为亚硒酸盐0. 004 0.010份； 亚铁盐 1 5份； 氮肥15 33份； 磷肥12 M份； 钾肥10 17份；聚天门冬氨酸或其盐0. 02 0. 08份； 腐熟有机肥料30 50份； 硅肥5 8份。
所述的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥料、硅肥各组份混合后，有机质、纯氮、磷、钾、硒、铁、硅的含量百分比以重量计为有机质15 20%; 纯氮9 15% ； 以Ρ205计，磷5 7% ； 以Κ20计钾6 11% ； 以 Se 计，硒 0. 001 0. 01% ； 以 Fe 计，铁 0. 15 0. 85% ； 以Si计，硅1 5%。
所述亚硒酸盐选自亚硒酸钾、亚硒酸钠或亚硒酸铵中的至少一种；所述亚铁盐选自硫酸亚铁、乙二胺四乙酸铁钠中的至少一种；所述氮肥选自尿素、氯化铵中的至少一种；所述磷肥选自磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙和钙镁磷肥中至少一种；所述钾肥选自氯化钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的至少一种；所述聚天门冬氨酸或其盐选自聚天门冬氨酸、聚天门冬氨酸钾、聚天门冬氨酸铵或聚天门冬氨酸钠中的至少一种；所述腐熟有机肥料是经工厂化发酵腐熟的畜禽粪便和/或菌糠；所述硅肥选自硅酸钠、硅酸钾、烧过的稻壳灰、钢渣、粉煤灰中的至少一种。
上述富硒铁有机无机肥料中还含有3 12份的调理剂，所述调理剂为凹凸棒土或沸石粉。
本发明所要解决的第二个技术问题通过以下技术方案予以实现一种上述富硒铁有机无机肥料的施用方法是将肥料作为基肥或追肥施于田间，施用次数为1、次。
所述施肥次数优选为3次，具体步骤为(1)第一次施用耕地前，先施用富硒铁有机无机肥料做基肥，施用量为每亩20 35公斤；(2)第二次施用耕地后在破垡前在田间均勻撒施富硒铁有机无机肥料做为面肥，施用量为每亩10 25公斤；(3)第三次施用在水稻分蘖末期搁田前施用富硒铁有机无机肥料作为追肥，施用量为每亩30 60公斤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果(1)本发明提供的富硒铁有机无机肥料，在充分利用亚硒酸盐、亚铁盐特性的同时，将其与复合肥及有机肥以产品的形式结合为一体，在促进作物地下部份对肥料养分吸收率、提高养分利用率的同时，健壮植株，增加光合作用，从而达到作物地上部分生长和地下部分吸收的协调，实现作物产量和品质的共同提高，用这种肥料所生产的米是一种有机富硒铁锌的营养强化型米。施用本发明的富硒铁有机无机肥料，在水稻的整个生长季硒的总施用量仅需60(Γ12000毫克/亩，所生产的米就可达到富硒水稻水稻国家标准，从而达到节肥降本，提高米质的目的。同时由于施用的肥料中含硒、铁量较少，可避免过量的硒、铁对田间径流水和土壤造成的污染。
(2)本发明组分中含有经工厂化发酵腐熟的鸡粪、牛粪、猪粪等畜禽粪便及菌糠等有机肥料，有机肥料除了含有生化黄腐酸、氨基酸等活性有机物质外，还含有堆肥过程中微生物分泌的如IAA等有利于作物生长的生理活性物质，这些有机物料可以刺激作物的根系发育和植株生长，为土壤提供更大的缓冲能力，缓解由水稻植株根系分泌有机酸的PH下降，而相对较高的PH环境有利于保持土壤中硒酸盐、亚硒酸盐的比例，有机肥中的生化黄腐酸、氨基酸有利于减缓亚铁的氧化，提高硒、铁的生物有效性和水稻对硒、铁的利用率；(3)本发明组分中含有硅肥，硅肥可提高作物抗逆性、改善光合作用、刺激根系发育，增强水稻抗病能力，提高结实率，促进干物质的累积进而增加产量，并有改善米质的作用，从而促进作物生长和对硒、铁的吸收转化；(4)本发明组分中含有聚天门冬氨酸(盐)，是一种通过仿生合成的高分子化合物，天然存在于海洋软体动物的壳体中，安全无毒，环境友好，可生物降解。聚天冬氨酸可对金属离子具有螯合作用，可促进N、P、K及硒、铁微量元素供给植物，使植物更有效地利用肥料，提高农作物的生长速度、产量和品质，并能改善土壤质量(冷一欣等，玉米科学，2005，13 (3) 100-102)。
( 5 )本发明应用于农业试验表明，本发明的富硒铁有机无机肥料可以收获同时富硒和富铁的稻米，从而达到一举两得的效果。
(6)本发明的富硒铁有机无机肥料是一种固体产品，颜色性状与普通有机无机肥相同，产品质量能够达到国家质量标准。
(7)本发明富硒铁有机无机肥料的施用方法是将肥料作为基肥或追肥直接施入田间，肥料中的硒铁直接由作物根系吸收。另外，本发明富硒铁有机无机肥料采用分次施用的方法，有利于作物的整个生长季更充分地吸收硒、铁元素和其它营养强化元素，并减少养分和硒、铁元素的流失。而且应用本肥料除了可有效提高水稻籽粒中的硒、铁含量，还能促进土壤有机质积累，改善土壤结构和理化性质。
(8)通过水稻富硒、铁栽培技术改善稻米硒、铁营养状况，是目前解决膳食缺硒、铁问题最为经济有效的途径。可以说通过这种方式培育的稻米就是一种天然富硒、富铁米，这种有机态的硒或铁人体吸收利用率高，它克服了营养强化米的不足，而又避开了转基因稻米的生物安全性问题争论，因而通过这一途径来开发富硒铁米这一新型功能稻米将有着非常广阔的应用前景，并对改善人民的硒、铁营养不足有着现实的意义。
具体实施方式
本发明中所提及的富硒铁有机无机肥料的各种原料均可使用目前肥料生产中使用的常规产品，富硒铁有机无机肥料采用目前肥料生产中的常规工艺和设备生产，制备本发明所述富硒铁有机无机肥料的方法是采用目前肥料生产企业最常见的两种工艺，料浆法或团粒法工艺。料浆法生产时，先将除亚硒酸盐、亚铁盐、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥外的其它组分按照比例混合，在造粒工序前将亚硒酸盐、亚铁盐、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥直接按比例加到熔融状态的肥料混合料浆中，经混合均勻后，通过造粒机完成造粒，其余所有工艺条件及设备与现有料浆法生产复合肥的生产工艺条件及设备相同；利用团粒法生产时，在造粒工序前将亚硒酸盐、亚铁盐、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥通过设置在造粒机前的计量装置按比例计量后加到造粒机中，完成造粒，其余所有工艺条件及设备与现有团粒法生产复合肥的生产工艺条件及设备相同。
本发明对现有技术的贡献在于具有不同作用的多种肥料原料的搭配，不同种类肥料作用相互促进，相互补充，而至于各组分的含量是本领域技术人员所熟知和常用的，根据要施用地区土壤理化性质和硒、铁含量来确定。
本发明中所采用的亚硒酸盐、亚铁盐、聚天门冬氨酸或其盐、硅肥和腐熟有机肥均为可商购产品，也可以按照公知方法进行合成，本文不再赘述。
为了便于本领域技术人员理解，下面结合实施例对本发明做进一步的描述。实施例中亚硒酸盐、亚铁盐、聚天门冬氨酸或其盐、氮肥、磷肥、钾肥、腐熟有机肥料、硅肥所选用的具体成分只是对本发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中的配方组成仅是本发明推荐的肥配方组成，本领域技术人员可以基于本发明的精神在本发明的基础上进行拓展和延伸。
实施例1 本实施例富硒铁有机无机肥料，按重量计含有亚硒酸铵0. 006份、硫酸亚铁4份、聚天门冬氨酸0. 04份、尿素17. 2份、磷酸一铵10份和过磷酸钙6份、氯化钾10份、经工厂化发酵腐熟的牛粪45份、硅酸钠5份，凹凸棒土 6. 794份。
各组份的重量百分比为有机质20%，纯氮(N)9%，磷(以P2O5计)5%，钾(以K2O计) 6%，硒(以Se计)0. 002 %，铁(以Fe计)0. 68% ；经团粒法制成富硒铁有机无机肥。
采用原有团粒法造粒工艺，其设备和工艺和现有团粒法生产化肥和有机无机肥的设备和工艺技术相同，其与现有设备的区别是在造粒机前增加两台与造粒机连接的计量泵。聚天门冬氨酸配置成质量百分比为30%的溶液，并将亚硒酸铵溶于该溶液中制成质量百分比为0. 6%的亚硒酸盐溶液，该溶液通过计量泵加入到造粒机，流量分别为20公斤/小时；同时将经工厂化发酵腐熟的牛粪按比例加入造粒机内，加入量为900公斤/小时。上述添加剂与硫酸亚铁、尿素、磷酸一铵、过磷酸钙、氯化钾、硅酸钠、凹凸棒土按比例在造粒机内混合均勻，并造粒。最终获得2吨/小时的富硒铁有机无机肥料，经检测其产品质量达到了质量标准。
本实施例田间肥效试验数据如下田间试验地点安徽省涡阳县城西，肥力中等。试验地点土壤的基本理化性质见表1。
表1供试土壤基本化学性质
权利要求
1.一种用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，其特征在于该肥料含有按比例混合而成的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥料和硅肥。
2.根据权利要求1所述的用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，其特征在于所述的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥料和硅肥按重量份数计为亚硒酸盐0. 004 0. 010份； 亚铁盐广5份； 氮肥15 33份； 磷肥12 M份； 钾肥10 17份；聚天门冬氨酸或其盐0. 02、. 08份； 腐熟有机肥料30 50份； 硅肥5 8份。
3.根据权利要求2所述的用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，其特征在于所述的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、聚天门冬氨酸或其盐、腐熟有机肥料、硅肥各组份混合后，有机质、纯氮、磷、钾、硒、铁、硅的含量百分比以重量计为有机质15 20%; 纯氮9 15% ； 以P2O5计，磷5 7% ； 以1(20计钾6 11% ； 以 Se 计，硒 0. ΟΟΓΟ. 01% ； 以 Fe 计，铁 0. 15 0. 85% ； 以Si计，硅1 5%。
4.根据权利要求3所述的用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，其特征在于所述亚硒酸盐选自亚硒酸钾、亚硒酸钠或亚硒酸铵中的至少一种；所述亚铁盐选自硫酸亚铁、 乙二胺四乙酸铁钠中的至少一种；所述氮肥选自尿素、氯化铵中的至少一种；所述磷肥选自磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙和钙镁磷肥中至少一种；所述钾肥选自氯化钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的至少一种；所述聚天门冬氨酸或其盐选自聚天门冬氨酸、聚天门冬氨酸钾、聚天门冬氨酸铵或聚天门冬氨酸钠中的至少一种；所述腐熟有机肥料是经工厂化发酵腐熟的畜禽粪便和/或菌糠；所述硅肥选自硅酸钠、硅酸钾、烧过的稻壳灰、钢渣、粉煤灰中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，其特征在于还含有3 12份的调理剂，所述调理剂为凹凸棒土或沸石粉。
6.一种用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料的施用方法，其特征在于将肥料作为基肥或追肥施于田间，施肥次数为广4次。
7.根据权利要求6所述用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料的施用方法，其特征在于所述施肥次数为3次，具体步骤为，(1)第一次施用耕地前，先施用富硒铁有机无机肥料做基肥，施用量为每亩20 35公斤；(2)第二次施用耕地后在破垡前在田间均勻撒施富硒铁有机无机肥料做为面肥，施用量为每亩10 25公斤；(3)第三次施用在水稻分蘖末期搁田前施用富硒铁有机无机肥料作为追肥，施用量为每亩30 60公斤。
全文摘要
本发明涉及一种肥料的配方，还涉及该肥料的使用方法。一种用于生产富硒铁米的富硒铁有机无机肥料，该肥料通过按比例混合的亚硒酸盐、亚铁盐、氮肥、磷肥、钾肥、腐熟有机肥料和硅肥制粒而成。所述各成分按重量份数计为亚硒酸盐0.004～0.010份、亚铁盐1～5份；氮肥15～33份；磷肥12～24份；钾肥10～17份；聚天门冬氨酸或其盐0.02～0.08份、腐熟有机肥料30～50份；硅肥5～8份。该肥料既含有硒、铁元素，同时含有作物生长所需的其它营养强化物质，可同时为作物提供硒、铁元素和生长所需的其它营养强化物质，施用该肥料有助于作物的生长，提高硒铁的吸收率和转化率，达到施用较少的硒铁就能生产出达到富硒水稻标准的富硒铁米的效果。
文档编号C05G3/04GK102503672SQ20111032602
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者束中立, 林先贵, 王一明, 钟振芳 申请人:中国科学院南京土壤研究所, 惠州市海纳粮油食品有限公司