本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料及其制备方法。
背景技术：
硒是人体必需的微量元素之一，具有抗癌、提高人体免疫力、保护心脏等作用，硒对肿瘤、大骨节病、糖尿病、艾滋病、白内障、呼吸道疾病、生育能力低、克山病、重金属中毒等也都有一定的预防和治疗作用。硒无法在人体内生成，人体所需要的硒只能从食物中摄取。硒摄入量不足会对人和动物造成损害，威胁人类健康。
中国是一个缺硒大国。土壤调查表明，我国72％的地区属于缺硒和低硒地区，全国约三分之二人口存在不同程度的硒摄入量不足，严重影响着当地居民的身体健康。因此，富硒肥的研制和富硒农产品的开发成为农业科学、食品科学和医学等领域研究的热点。目前市场上常见的含硒肥料，主要为无机硒肥料，由于无机硒在叶面喷施和土壤施用时因土壤固定和空气飘失影响，造成硒的利用率低、安全性弱、经济效益差，故施用无机硒不能成为经济高效的农作物补硒措施。纳米硒是一种利用纳米技术制备的产品，不仅能够被人体吸收利用，还能发挥有机硒、无机硒特有的功能。纳米硒、有机硒的生物利用率高，安全性好，成为替代无机硒的主要硒来源。但市售纳米硒制备过程和贮存过程要求高，生物硒的获得需要过程较长，售价较高，导致含纳米硒的肥料成本较高。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料及其制备方法，有效解决现有技术中纳米硒生产成本高、生物活性和安全性低的问题，并能有效促进作物对铁、锰、铜等微量元素的吸收利用，促进作物生长，改善作物品质，提高作物产量。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料，包括下述重量配比的原料：硫酸镁1～5份、硫酸锌0.5～2.5份、硫酸锰1～7份、硫酸亚铁2～8份、硼砂2～8份、硫酸铜1～3份、钼酸钠0.5～2.5份、二氧化硅1～5份、阿拉伯胶1～5份、水80～90份、章鱼下脚料蛋白酶解物2～8份、纳米硒溶液2～8份。
优选地，一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料，包括下述重量配比的原料：硫酸镁3份、硫酸锌1.5份、硫酸锰4份、硫酸亚铁5份、硼砂5份、硫酸铜2份、钼酸钠1.5份、二氧化硅3份、阿拉伯胶3份、水85份、章鱼下脚料蛋白酶解物5份、纳米硒溶液5份。
优选地，所述章鱼下脚料蛋白酶解物制备方法为：将章鱼下脚料去除杂质、洗净后，加水，进行组织捣碎匀浆，得匀浆液；将匀浆液置于酶解罐中，加入动物蛋白酶进行酶解，得酶解液；将酶解罐温度升至90℃灭酶30min，并于4℃，4500rpm/min离心15min，过滤，收集上清液，即为章鱼下脚料蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
优选地，所述纳米硒溶液制备方法为：
(1)取章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉，加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入1mmol/L亚硒酸钠溶液，漩涡混匀后，滴加4mmol/L维生素C(Vc)溶液，置于45℃恒温摇床中震荡孵育24h；
(2)将步骤(1)所得反应液转移至截留分子量为500u的透析袋中，蒸馏水4℃避光透析，每隔2h换一次蒸馏水。透析袋外液体经ICP-AES检测无硒离子后停止透析，透析袋中所得样品即为纳米硒溶液。
优选地，所述章鱼下脚料与水质量体积比(质量kg/体积L)为章鱼下脚料：水＝1：2～10。
优选地，所述动物蛋白酶与匀浆液重量比为1：200～500。
优选地，所述酶解条件为：酶解温度为40～65℃，酶解pH为5～8，酶解时间为2～7小时。
优选地，所述章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉与去离子水料液比为1～6：1。
优选地，所述亚硒酸钠溶液、维生素C(Vc)溶液、章鱼下脚料蛋白酶解物溶液按体积比为Vc：Na2SeO3：章鱼下脚料蛋白酶解物溶液＝4：4：1比例混合。
纳米硒：硒是人体必不可少的微量元素之一，具有增强机体免疫能力、抵抗自由基损伤、防病和调节甲状腺机能等多种功能，但硒在人体内无法被制造出来，只能靠外部补充。其次，硒在一定程度上对植物生长具有显著的促进作用，如改善农作物品质(如降低硝酸盐含量，提髙氨基酸含量等)；提高叶绿素含量来增强作物的光合作用；清除植物体内过量自由基，通过抗氧化作用提高植物免疫能力，从而増强植物对病虫害的抵抗力；增强植物对重金属、环境污染物和生理逆境的抵抗力等。纳米硒是通过强还原剂在一定条件下实现对硒酸盐或亚硒酸盐还原而得到，或利用具有较强还原能力的微生物，将可溶的硒还原为生物纳米硒制备得到。纳米硒除具备硒的功效外，还具有生物吸收性高，能高效清除自由基，毒性低，活性高等特点，在富硒肥料生产和硒污染治理等方面具有巨大的应用潜力。
章鱼下脚料：章鱼属软体动物门、头足纲、八腕目、蛸科，俗名“八爪鱼”，是一种高经济价值的珍贵海产资源。章鱼下脚料为章鱼加工过程中产生的大量废弃物，如内脏、脖子、尾尖及牙齿等，约占章鱼总加工量的13％以上。检测表明，章鱼下脚料中含有大量极有价值的天然活性物质，如氨基酸类、含氮非蛋白类、蛋白质类、不饱和脂肪酸类等，研究发现，章鱼内脏中18种氨基酸含量高达52.7％(干基)。因此，从章鱼下脚料中提取高附加值的天然活性物质，是实现章鱼水产品资源综合利用的有效途径，具有重要的实际意义。本发明用动物蛋白酶酶解得到的章鱼下脚料蛋白酶解物，具有安全性高、粘附力强、可降解等特性，将其作为制备纳米硒的模板调控剂，通过调控所形成的纳米粒子的粒径、改变其表面结构或带电性等，可极大的提高纳米粒子的水溶性、生物兼容性和生物间的识别能力，防止纳米硒粒子在制备、保存和应用过程中团聚或沉淀。
硅：硅是植物体的重要组成部分，是植物需要的重要营养元素。硅主要沉积在叶片及叶鞘表皮细胞，形成硅化细胞和角质-硅双层结构，能增强寄主植物细胞壁的机械强度和稳固性，从而延缓和抵御病菌的侵入和扩展。硅处理还能显著增加植物叶片保护酶(过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等)活性和诱导寄主产生次生代谢抗性物质(如植保素、多酚类化合物、木质素)，从而激活植物的防御系统，增强对病原菌的抵抗能力。其次，硅还可以改善植物对矿质营养的吸收，促进植物的健壮生长，增强植物抗旱、抗病、抗虫、抗盐、抗冻、抗金属污染、抗倒伏等抗逆作用，改善农产品品质，有利于贮存和运输。
镁：镁是植物叶绿素和聚核糖体的组成成分，也是多种酶的活化剂，能促进作物体内维生素A、维生素C的形成。因此，施用镁肥能促进农作物的光合作用及蛋白质的台成，提高农作物产量，改善农产品品质。另据报道，镁还能促进植物对硅的吸收，有利于防止病菌侵入。
锌：锌是许多酶的组成成分，直接参与植物生长素的形成，对植物体内物质水解、氧化—还原过程有重要作用，还可催化蛋白质合成，促进种子成熟等。
锰：锰参与蛋白质和无机酸的代谢、光合作用中二氧化碳的同化、碳水化合物的分解以及胡萝卜素、核黄素和抗坏血酸的形成等。锰对叶绿素的形成和糖类的积累转运、种子萌发、幼苗生长及植株结实等均有很好的促进作用。锰是多种酶的活化剂，对植物呼吸、蛋白质分解、硝态氮还原均具有显著作用。
铁：铁参与叶绿素的合成,它是组成某些酶和蛋白质的成分，参与植物体内的氧化—还原过程和碳水化合物的制造。
硼：硼是植物多种酶类的组成成分，参与植物体内蛋白质的合成、氮素与糖类的代谢。硼能促进碳水化合物的正常运转及生殖器官的正常发育，改善氧的供应，对根系的发育及果实、种子的形成有重要影响。其次，硼还能调节植物对水分的吸收和氧化—还原过程，也能促进豆科根瘤的形成。
铜：铜是植物体内组成多种氧化酶的成分，也是呼吸作用的触媒，它参与叶绿素的合成以及糖类与蛋白质的代谢。铜还具有提高叶绿素稳定性的能力，避免叶绿素过早遭受破坏，有利于叶片更好地进行光合作用。
钼：钼存在于生物催化剂之中，参与共生性生物固氮与蛋白质的合成，并增进光合作用的强度。其次，植物依赖钼进行硝酸还原，消除酸性土壤中活性铝在植物体内累积而产生的毒害作用。
阿拉伯胶：水溶性胶体，具有高度的可溶解性，无毒，是一种碳水化合物聚合体，可作为纳米硒保护剂，维持纳米硒的生物活性。
一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料的方法，包括以下步骤：
(1)制备章鱼下脚料蛋白酶解物；
(2)制备纳米硒溶液；
(3)制备含纳米硒的营养液体肥料
按重量份称取硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼砂、硫酸铜、钼酸钠、二氧化硅、阿拉伯胶、水、纳米硒溶液，混合，搅拌至完全溶解，pH值调节在5.5～6.5之间，即得。
本发明的有益效果：
1、本发明将蛋白酶解物与硒化合，通过调控所形成的纳米粒子的粒径、改变其表面结构或带电性等，可极大的提高纳米粒子的水溶性、生物兼容性和生物间的识别能力，防止纳米硒粒子在制备、保存和应用过程中团聚或沉淀。
2、本发明制备的纳米硒具有生物活性高、尺寸分布小、稳定性强、无毒等特点，且易被植物吸收和转运，在植物体内充分发挥有机硒与无机硒的生物活性功能，减少了有效态硒在土壤中被吸附或固定及由肥料损失而引起的环境污染，从而提高硒的利用率。
3、本发明的章鱼下脚料蛋白酶解物含有丰富的氨基酸，将其与微量元素复配，使微量元素以螯合态形式存在，较大程度保持肥料的水溶性，既可以提高微量元素的利用率，又能促进植物对大量元素的吸收，提高作物产量，改善作物品质。
4、本发明的营养液体肥料不仅可以提高农作物的硒含量和产量，还可以调节农作物生长，提高作物品质，具有潜在的生态、经济和社会价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料，其原料按重量份包括：硫酸镁1份、硫酸锌0.5份、硫酸锰7份、硫酸亚铁2份、硼砂8份、硫酸铜1份、钼酸钠2.5份、二氧化硅1份、阿拉伯胶1份、水80份、纳米硒溶液2份。
上述一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料的方法，包括如下步骤：
(1)制备章鱼下脚料蛋白酶解物；
A、将章鱼下脚料去除杂质、洗净后，按料液比为1：10加入水，进行组织捣碎匀浆，得匀浆液；
B、将匀浆液置于酶解罐中，按酶量与匀浆液重量比为1：500加入动物蛋白酶，在温度为40℃，pH 8.0条件下酶解2小时，得酶解液；
C、将酶解罐温度升至90℃灭酶30min，并于4℃，4500rpm/min离心15min，过滤，收集上清液，即为章鱼下脚料蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)纳米硒溶液的制备
A、取步骤(1)所得的章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉，按料液比1：1加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入1mmol/L亚硒酸钠溶液，漩涡混匀后，滴加4mmol/L维生素C(Vc)溶液，其中，亚硒酸钠溶液、维生素C(Vc)溶液、核桃蛋白酶解物溶液体积比为4：4：1，置于45℃恒温摇床中震荡孵育24h；
B、将步骤A所得反应液转移至截留分子量为500u的透析袋中，蒸馏水4℃避光透析，每隔2h换一次蒸馏水。透析袋外液体经ICP-AES检测无硒离子后停止透析，透析袋中所得样品即为纳米硒溶液。
(3)含纳米硒的营养液体肥料的制备
按重量份称取硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼砂、硫酸铜、钼酸钠、二氧化硅、阿拉伯胶、水、纳米硒溶液，混合，搅拌至完全溶解，调pH值至5.5，即得。
实施例2
一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料，其原料按重量份包括：硫酸镁3份、硫酸锌1.5份、硫酸锰4份、硫酸亚铁5份、硼砂5份、硫酸铜2份、钼酸钠1.5份、二氧化硅3份、阿拉伯胶3份、水85份、纳米硒溶液5份。
上述一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料的方法，包括如下步骤：
(1)章鱼下脚料蛋白酶解物的制备
A、将章鱼下脚料去除杂质、洗净后，按料液比为1：3加入水，进行组织捣碎匀浆，得匀浆液；
B、将匀浆液置于酶解罐中，按酶量与匀浆液重量比为1：300加入动物蛋白酶，在温度为55℃，pH 6.0条件下酶解5小时，得酶解液；
C、将酶解罐温度升至90℃灭酶30min，并于4℃，4500rpm/min离心15min，过滤，收集上清液，即为章鱼下脚料蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)纳米硒溶液的制备
A、取步骤(1)所得的章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉，按料液比4：1加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入1mmol/L亚硒酸钠溶液，漩涡混匀后，滴加4mmol/L维生素C(Vc)溶液，其中，亚硒酸钠溶液、维生素C(Vc)溶液、核桃蛋白酶解物溶液体积比为4：4：1，置于45℃恒温摇床中震荡孵育24h；
B、将步骤A所得反应液转移至截留分子量为500u的透析袋中，蒸馏水4℃避光透析，每隔2h换一次蒸馏水。透析袋外液体经ICP-AES检测无硒离子后停止透析，透析袋中所得样品即为纳米硒溶液。
(3)含纳米硒的营养液体肥料的制备
按重量份称取硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼砂、硫酸铜、钼酸钠、二氧化硅、阿拉伯胶、水、纳米硒溶液，混合，搅拌至完全溶解，调pH值至6.0，即得。
实施例3
一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料，其原料按重量份包括：硫酸镁5份、硫酸锌2.5份、硫酸锰1份、硫酸亚铁8份、硼砂2份、硫酸铜3份、钼酸钠0.5份、二氧化硅5份、阿拉伯胶5份、水90份、纳米硒溶液8份。
上述一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料的方法，包括如下步骤：
(1)章鱼下脚料蛋白酶解物的制备
A、将章鱼下脚料去除杂质、洗净后，按料液比为1：2加入水，进行组织捣碎匀浆，得匀浆液；
B、将匀浆液置于酶解罐中，按酶量与匀浆液重量比为1：200加入动物蛋白酶，在温度为65℃，pH 5.0条件下酶解7小时，得酶解液；
C、将酶解罐温度升至90℃灭酶30min，并于4℃，4500rpm/min离心15min，过滤，收集上清液，即为章鱼下脚料蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)纳米硒溶液的制备
A、取步骤(1)所得的章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉，按料液比6：1加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入1mmol/L亚硒酸钠溶液，漩涡混匀后，滴加4mmol/L维生素C(Vc)溶液，其中，亚硒酸钠溶液、维生素C(Vc)溶液、核桃蛋白酶解物溶液体积比为4：4：1，置于45℃恒温摇床中震荡孵育24h；
B、将步骤A所得反应液转移至截留分子量为500u的透析袋中，蒸馏水4℃避光透析，每隔2h换一次蒸馏水。透析袋外液体经ICP-AES检测无硒离子后停止透析，透析袋中所得样品即为纳米硒溶液。
(3)含纳米硒的营养液体肥料的制备
按重量份称取硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼砂、硫酸铜、钼酸钠、二氧化硅、阿拉伯胶、水、纳米硒溶液，混合，搅拌至完全溶解，调pH值至6.5，即得。
对比例1
营养液体肥料中不添加章鱼下脚料蛋白酶解物和硒，其制备方法如下：
按重量份称取硫酸镁3份、硫酸锌1.5份、硫酸锰4份、硫酸亚铁5份、硼砂5份、硫酸铜2份、钼酸钠1.5份、二氧化硅3份、阿拉伯胶3份、水85份，将所称原料混合，搅拌至完全溶解，调pH值至6.0，即得。
对比例2
营养液体肥料中不添加硒，其原料按重量份包括：硫酸镁3份、硫酸锌1.5份、硫酸锰4份、硫酸亚铁5份、硼砂5份、硫酸铜2份、钼酸钠1.5份、二氧化硅3份、阿拉伯胶3份、水85份、章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉5份。
上述营养液体肥料的制备方法，包括如下步骤：
(1)章鱼下脚料蛋白酶解物的制备
A、将章鱼下脚料去除杂质、洗净后，按料液比为1：3加入水，进行组织捣碎匀浆，得匀浆液；
B、将匀浆液置于酶解罐中，按酶量与匀浆液重量比为1：300加入动物蛋白酶，在温度为55℃，pH 6.0条件下酶解5小时，得酶解液；
C、将酶解罐温度升至90℃灭酶30min，并于4℃，4500rpm/min离心15min，过滤，收集上清液，即为章鱼下脚料蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)营养液体肥料的制备
按重量份称取硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硼砂、硫酸铜、钼酸钠、二氧化硅、阿拉伯胶、水、章鱼下脚料蛋白酶解物冻干粉，混合，搅拌至完全溶解，调pH值至6.0，即得。
应用实施例
本发明的一种章鱼下脚料蛋白酶解物调控制备含纳米硒的营养液体肥料对水稻农艺性状、蛋白质及硒含量的影响
1、试验设计
供试作物为水稻，试验共设六个处理，3次重复，每个处理小区之间有一定距离，小区面积为20m2，随机区组排列。各处理设置如下：
处理1：施用清水；
处理2：按上述对比例1制备的营养液体肥料与水按质量比1：700的倍率稀释；
处理3：按上述对比例2制备的营养液体肥料与水按质量比1：700的倍率稀释；
处理4：按上述实施例1制备的含纳米硒的营养液体肥料与水按质量比1：700的倍率稀释；
处理5：按上述实施例2制备的含纳米硒的营养液体肥料与水按质量比1：700的倍率稀释；
处理6：按上述实施例3制备的含纳米硒的营养液体肥料与水按质量比1：700的倍率稀释。
2、施肥时间与方法
施肥时间：每个处理在水稻苗期、抽穗期和灌浆期各喷施对应处理稀释肥料一次，苗期喷施量为15升/亩，抽穗期和灌浆期喷施量为30升/亩，其中，处理1喷施相应量的水。
施肥方法：在晴朗无风的上午，采用喷雾器均匀喷施在叶片表面，各处理喷施时溶液中加入适量的喷雾助剂，使溶液于叶面停留时间和溶液黏度均得到提高，从而强化施硒的目的。试验田其他的基肥、追肥、灌溉、及其他田间管理等条件均一致。
3、试验调查
在水稻收获之前，测定其农艺性状株高、有效穗数、千粒重和产量，籽粒蛋白质和硒含量。样品采集为每小区调查20～30株，取平均值。
4、试验结果：结果如下表1所示。
表1对水稻农艺性状、蛋白质及硒含量的影响
5、结论
通过对水稻农艺性状、蛋白质及硒含量的调查统计可知，本发明实施例2制备的含纳米硒的营养液体肥料处理效果最佳，与施用水相比，实施例2处理使水稻株高、有效穗数、千粒重、产量及籽粒蛋白质含量分别增加15.38％、56.8％、42.53％、34.38％、18.02％，硒含量由0.009mg/kg增加到0.296mg/kg，增加量为0.287mg/kg。试验结果表明，叶面喷施本发明的含纳米硒的营养液体肥料对水稻农艺性状、蛋白质及硒含量均有十分显著的促进作用，不仅可以促进水稻的生长，而且可以大幅度提高水稻的产量，增加水稻蛋白质含量和硒含量，改善水稻品质。