专利名称：一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，属于农业施肥技术领域。
背景技术：
大米是我国的主要粮食作物，全国以大米为主食的人口约占总人口数的50%。我国水稻种植面积达2996万公顷，分布区域辽阔。由于粮食压力等历史原因，我国水稻生产过去以高产为目标，对稻米量元素含量的重视程度较低，随着居民生活水平的日益提高及对外贸易的发展，人们愈发重视水稻的富微量元素技术的开发和应用。硒，元素符号Se，是一种人体必需微量元素，是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性中心。具有防癌抗癌、抗氧化防衰老和提高人体免疫力、拮抗重金属等生物学特性。食 物链中的硒主要来源于土壤。不同地区土壤中硒含量分布不均匀的，依据局部贫硒土壤线索实施和开展针对性的富硒工作，优化食物链中的硒含量水平是农业生产研究的一个重要方向。我国有72%的县(市)低硒或缺硒，黑龙江、内蒙古、甘肃、青海、四川等严重缺硒地区有克山病、大骨节病发生，一些癌症高发区(如江苏启东市)也属低硒区。中国营养学会推荐人均每日硒摄入量为50-200微克。但现在我国成人的日硒摄入量仅有26-32微克，因此，硒营养不良的情况在我国普遍存在。富硒农产品是人体补充硒元素有效途径，因此，富硒技术是科学家们研究开发并付诸实际生产的热点领域。水稻在居民饮食结构中的重要地位，决定了其硒含量水平对全民硒营养状况有很大的影响。目前国内较先进的富硒大米生产方式是通过土壤施加硒营养强化剂，通过水稻根系吸收，在植株内转运转化最终以有机硒的形式积累到稻谷中，生产出含量稳定富含有机硒的大米。如发明专利CN 101791081 A，公布了一种富硒水稻生产方法，在水稻插秧前，通过基肥实施富硒水稻营养剂，最终收获了富硒稻谷。但上述方法的缺陷在于，纳米硒植物营养剂投放量大，水稻最终吸收利用率低。换算到稻谷中，硒的总利用率为
O.459Γ0. 5%。存在资源浪费和富硒成本较高的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，解决现有技术中硒营养剂吸收利用率较低的现状，可提高硒营养剂吸收利用率50%以上。本发明的技术方案是在施用硒营养剂时混合硒生物活性保持剂，再向土壤中施入硒转化促进剂和硒吸收促进剂。其中硒生物活性保持剂是指为了避免生物有效硒在水生还原条件下失去生物活性而加入的氧化性物质；硒转化促进剂是指能促进含硒化合物向硒酸盐或亚硒酸盐转化的农用化肥或其他化学物质；硒吸收促进剂是指可吸附或结合作物根系释放的，用以交换阳离子的过量H+的农用化肥或其他物质。上述的硒营养剂可以是亚硒酸盐、硒酸盐、含硒矿物及其加工物中的一种或几种以任意比例的混合，还可以是纳米硒植物营养剂(苏州硒谷科技有限公司生产，产品型号XGPOOΙΑ)ο作为优选，本发明所述的硒营养剂是纳米硒植物营养剂(苏州硒谷科技有限公司生产，型号为XGP001A)。硒生物活性保持剂可以是常用的氧化剂，如高锰酸钾。硒转化促进剂是通过改变硒营养剂在土壤中的微环境，使硒营养剂中的硒形态向利于水稻根系吸收的化学形态转化。并改变水稻根际微环境，避免土壤中已有的植物有效态硒(水稻根系可直接吸收利用的化学形态)转化为其他形态。可以是水溶碱性化肥或生理碱性化肥，如碳酸钾、硝酸钙、硝酸钠等，也可以是各种常用碱性化合物，如氢氧化钾、氢氧化钠、氧化钙等。硒吸收促进剂通过吸附或结合过量的H+，促进生物有效性的离子交换作用，从而促进吸收。可以是生理碱性化肥，如硝酸钙、硝酸钠等。本发明中作用原理在于水稻根系可直接吸收的硒形态，主要是亚硒酸根和硒酸 根离子。水稻大田一般被水淹没处于厌氧环境，硒生物活性保持剂利用其氧化性可以减缓硒被还原而失去活性；硒氧化物在碱性水溶液中，并结合土壤中的阳离子可形成亚硒酸盐，亚硒酸盐可进一步氧化为硒酸盐，两者都是水稻根系可直接吸收利用的硒形态。因此，碱性溶液的微环境，可促进硒营养剂中其他形态的硒，向水稻根系可利用态转化，进而提高水稻对硒营养剂的吸收利用率。土壤中其他形态硒向水稻易吸收的形态转化化学反应机制
SeO2 +H2O + 20Η — SeO^ + IH2 O
2&0广 +O2 'ISeOi2'
水稻根系在土壤中吸收矿质离子是通过阳离子交换实现的。因此，水稻根系会释放大量的H+进入到根际土壤环境中，大量的H+会导致现有的亚硒酸根离子被还原成单质硒，进而降低土壤中可利用态硒的含量，进一步降低水稻对硒的吸收利用效率。土壤中过量H+导致可利用态硒被还原的化学反应机制
SsO32'+H* ^Se+ H2O
因此，在土壤中加入一定量的可吸收或结合H+的物质，将水稻根系释放的过量的H+中和，可降低水稻可吸收利用态的硒形态向其他形态转化的速率，进而维持水稻根际土壤中可利用态硒的含量，对水稻根系吸收硒起到正方向推动的作用，从而提高硒营养剂的吸收利用率。本发明的有益效果在于在施用硒营养剂时混合硒生物活性保持剂，并在土壤中施用硒转化促进剂和硒吸收促进剂，可以大大增加水稻对硒的吸收利用率，在原有营养剂基础上提高硒利用率50%以上。
具体实施例方式下面结合实施实例具体说明本发明，但所述实施例不用来限制本发明范围。实施例I
在某水稻种植地，将纳米硒植物营养剂、高锰酸钾、复合肥配制成硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg的水稻富硒营养剂。将上述水稻富硒营养剂以4 26的比例与氮磷钾复合肥混合均匀，作为基肥，按照30 kg/亩的用量在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日大田灌水，6月18日插秧。水稻收获后抽样检测大米中硒含量。经检测，施用硒营养剂后，大米中硒含量为0.070 mg/kg^0. 088 mg/kg，平均79mg/kg，亩产量为489 kg。硒营养剂吸收利用效率约为0.48%。实施例2
在某水稻种植地，配制含硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg (高锰酸钾)的亚硒酸钠与土壤的混合物作为硒营养剂。将上述水稻富硒营养剂以4 26 2的比例与氮磷钾复合肥和碳酸钾混合均匀，作为基肥，按照32 kg/亩的用量在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日大田灌水，6月18日插秧。混合施用碳酸钾用以改变土壤微环境，促进硒肥向有效形态转化。水稻收获后检测大米中硒含量。
经检测，施用硒营养剂后，大米中硒含量为O. 112 mg/kg^0. 129 mg/kg，平均0. 120mg/kg，亩产量为493 kg。硒营养剂吸收利用效率约为0.74%。实施例3
在某水稻种植地，配制硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg的硒酸钠与土壤的混合物作为硒营养剂。将上述水稻富硒营养剂以4 26 2的比例与氮磷钾复合肥和硝酸钾混合均匀，作为基肥，按照32 kg/亩的用量在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日大田灌水，6月18日插秧。混合施用硝酸钾用以改变土壤微环境，促进硒肥向有效形态转化。水稻收获后检测大米中硒含量。经检测，施用硒营养剂后，大米中硒含量为0. 137 mg/kg^0. 162 mg/kg，平均0. 150mg/kg，亩产量为501 kg。硒营养剂吸收利用效率约为0.93%。实施例4
在某水稻种植地，配制重量比为纳米硒植物营养剂0. I :复合肥I的水稻富硒营养剂，并复配高锰酸钾，使其所含硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg。将上述水稻富硒营养剂以4:26的比例与氮磷钾复合肥混合均匀，作为基肥，按照30 kg/亩的用量在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日大田灌水时按照2 kg/亩撒施氧化钙，6月18日插秧。施用氧化钙用以改变水稻根际微环境，使土壤硒肥维持在有效形态。水稻收获后抽样检测大米中硒含量。经检测,施用硒营养剂后,大米中硒含量为0. 121 mg/kg、. 146 mg/kg,平均0. 130mg/kg，亩产量为495 kg。硒营养剂吸收利用效率约为0.80%。实施例5
在某水稻种植地，配制重量比为纳米硒植物营养剂0. I :复合肥I的水稻富硒营养剂，并复配高锰酸钾，使其所含硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg。将上述水稻富硒营养剂以4:26的比例与氮磷钾复合肥混合均匀，作为基肥，按照30 kg/亩的用量在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日，按照2 kg/亩撒施氧化钙翻耕后灌水，6月18日插秧。施用氧化钙用以改变水稻根际微环境，使土壤硒肥维持在有效形态。水稻收获后抽样检测大米中硒含量。经检测，施用硒营养剂后，大米中硒含量为0. 143 mg/kg^0. 167 mg/kg，平均0. 155mg/kg，亩产量为493 kg。硒营养剂吸收利用效率约为0.95%。实施例6在某水稻种植地，配制重量比为纳米硒植物营养剂O. I :复合肥I的水稻富硒营养剂，并复配高锰酸钾，使其所含硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg。将上述水稻富硒营养剂以4 :26 :1的比例与氮磷钾复合肥和碳酸钾混合均匀，作为基肥，按照31 kg/亩的用量在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日，按照Ikg/亩撒施氧化钙翻耕后灌水，6月18日插秧。混合施用碳酸钾用以改变土壤微环境，促进硒肥向有效形态转化。施用氧化钙用以改变水稻根际微环境，使土壤硒肥维持在有效形态。水稻收获后检测大米中硒含量。经检测，施用硒营养剂后，大米中硒含量为O. 167 mg/kg^0. 184 mg/kg，平均O. 176mg/kg，亩产量为488 kg。硒营养剂吸收利用效率约为1.07%。实施例7
在某水稻种植地，配制重量比为纳米硒植物营养剂O. I :复合肥I的水稻富硒营养剂，并复配高锰酸钾，使其所含硒浓度为2000 mg/kg、锰浓度为1000mg/kg。将上述水稻富硒营养剂以4 26 :1的比例与氮磷钾复合肥和硝酸钾混合均匀，作为基肥，按照31 kg/亩的用量 在6月12日施入大田，即以硒计8 g/亩施入硒营养剂。6月15日，按照Ikg/亩撒施氧化钙翻耕后灌水，6月18日插秧。混合施用硝酸钾用以改变土壤微环境，促进硒肥向有效形态转化。施用氧化钙用以改变水稻根际微环境，使土壤硒肥维持在有效形态。水稻收获后检测大米中硒含量。经检测，施用硒营养剂后，大米中硒含量为0. 184 mg/kg^0. 214 mg/kg，平均0. 200mg/kg，亩产量为510 kg。硒营养剂吸收利用效率约为1.28%。
权利要求
1.一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于在土壤中施用硒营养剂和硒生物活性保持剂后，再向土壤中施入硒转化促进剂和硒吸收促进剂。
2.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒营养剂可以是亚硒酸盐、硒酸盐、含硒矿物及其加工物中的一种或几种以任意比例的混合，还可以是纳米硒植物营养剂。
3.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒营养剂是纳米硒植物营养剂。
4.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒生物活性保持剂是指能减少田间硒酸根或亚硒酸根被还原的氧化剂。
5.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒生物活性保持剂是高锰酸钾。
6.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒转化促进剂是指能促进含硒化合物向硒酸盐或亚硒酸盐转化的农用化肥或其他化学物质。
7.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒转化促进剂是碳酸钾、硝酸钙、硝酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氧化钙的一种或几种以任意比例混合。
8.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒吸收促进剂是指可吸附或结合作物根系释放的，用以交换阳离子的过量H+的农用化肥或其他物质。
9.根据权利要求I所述的一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，其特征在于所述硒吸收促进剂是水溶碱性化肥的硝酸钙或硝酸钠。
10.权利要求I至9中任一项所述的提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法在富硒水稻生产中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种提高水稻对含硒肥料吸收利用率的方法，在土壤中施用硒营养剂和硒效果保持剂后，再向土壤中施入硒转化促进剂和硒吸收促进剂。一方面保持并促进促进含硒化合物向硒酸盐或亚硒酸盐转化；另一方面吸附或结合作物根系释放的，用以交换阳离子的过量H+，促进硒的吸收，从而使硒营养剂的利用率提高50%以上，能节省成本，有效富硒。
文档编号A01G1/00GK102771296SQ201210288299
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者李伟 申请人:苏州硒谷科技有限公司