一种高SOD活性玉米及其培育方法与流程

文档序号:17286580发布日期:2019-04-03 03:36阅读:835来源:国知局

本发明涉及玉米培育技术领域,具体而言,涉及一种高sod活性玉米及其培育方法。



背景技术:

随着社会的不断发展,人们不仅对物质的需求不断提高,对健康的关注和需求也不断提高。当前,大健康行业的兴起已经引起了人们的广泛关注,这一理念也涉及到衣食住行的各个方面,尤其是“食”这一方面。

玉米,作为世界三大农作物之一,其种植面积相当广,且营养价值丰富,是人类、动物生存的能量和营养来源之一。玉米这种普通农作物,每年都有大量的科研人员对其进行研究,但是研究的方向主要是各品种玉米在提高单位面积产量、抗病虫害、抗逆性上的研究,以及玉米在后续深加工和深应用方面的研究,但是对在种植过程中提高玉米的营养价值或提高玉米中某一特定营养成分的含量的研究却相对较少(较有名的如“高赖氨酸玉米”)。所以开发一种具有特殊营养成分的玉米不仅能够丰富玉米的种类,而且还有助于农作物的种植方式和种植技术向垂直方向上发展。

sod是一种能高效清除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质如各种自由基、阴离子等的蛋白酶,其具有抗衰老、增强人体免疫力、缓解风湿与类风湿、改善和消除亚健康的作用。故获得一种高sod的玉米有利于提高玉米的特殊营养价值,有益于人体健康。同时也有益于以玉米作提取原材料的植物sod提取厂商提供优质原料。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高sod活性玉米及其培育方法,该培育方法操作方便,生产效率高,易于产业化。

本发明的实施例是这样实现的:

本发明提供了一种高sod活性玉米的培育方法,包括如下步骤:将玉米种植在配置有包括铜肥、锌肥以及sod废渣的混合基肥的土壤中,并在玉米生长的大喇叭口期前后,在根部喷施铜肥和锌肥的混合肥料,同时兼以叶面喷洒富含sod的营养液。

本发明通过在玉米下种前和玉米生长的关键的大喇叭口期前后,施以铜肥和锌肥等无机盐肥料,培育得到一种高sod活性玉米。

本发明还提供了一种由以上培育方法培育得到的高sod活性玉米。

本发明的有益效果如下:

本发明通过在玉米下种前和玉米生长的关键的大喇叭口期前后,及时补充铜肥、锌肥以及富含sod的下脚料等sod合成所需的肥料,与其他肥料一起促进玉米生长,培育得到一种高sod活性玉米。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

下面对本发明实施例提供的一种高sod活性玉米及其培育方法进行具体说明。

本发明提供了一种高sod活性玉米的栽培方法,sod是生物界最为保守的蛋白质之一,从生物生存和进化观点方面而言,所有细胞生物均会优先合成对其自身最有利的最重要的物质,sod在生物生命活动中具有极其重要的地位,故在所有细胞生物中具有优先合成sod的趋势。而sod是一种含铜锌离子的金属蛋白,其功效的发挥与其铜锌离子的有无密切相关。因土壤中铜锌离子含量的局限性,植物在合成这种酶时往往都是先合成组成sod的蛋白质亚基,随后再和铜锌辅基相结合形成完整的具有生理活性的sod分子。由此可见,在玉米的生长过程中,因大部分土壤中铜锌离子含量的局限性,导致合成完整的sod分子受阻。

本发明主要利用cu、zn离子对玉米籽粒中的sod活性影响研究和根据sod分子的结构特征以及植物生长与微量元素之间的需求关系而施以铜肥、锌肥等其他无机盐肥料,施肥的种类、方式和量根据玉米的生长周期而定。通过科学合理的增加土壤中铜锌离子的含量可以解除这种限制,从而能有效的促进玉米对完整sod分子合成。

本发明提供一种高sod活性玉米的培育方法,包括以下步骤:

将玉米种植在配置有包括铜肥、锌肥以及sod废渣的混合基肥的土壤中,并在玉米生长的大喇叭口期前后,在根部喷施铜肥和锌肥的混合肥料,同时兼以叶面喷洒富含sod的营养液。

在一些实施方式中,还包括在玉米下种前进行浸种,浸种为:用磷酸二氢钾水溶液对玉米种进行浸种,优选地,磷酸二氢钾水溶液质量分数为0.2%-0.3%,优选浸种时间为10-12小时。

在一些实施方式中,浸种完成后的磷酸二氢钾溶液用80-150目滤网过滤后喷施于将要下种的沟壕中。

浸种能刺激种子增强新陈代谢作用,促进萌发,提高发芽能力。早出苗1-2天,又有促进壮苗的作用,因此,是一项经济而又简便易行的增产措施,一般可以增产10%左右,本发明使用质量分数为0.2%-0.3%的磷酸二氢钾水溶液对玉米种进行浸种10-12小时,浸泡后捞出、晾干备用,浸种之后的磷酸二氢钾过滤除去浸种带来的杂质,再喷施于将要下种的沟壕中,作为玉米生长的底肥,有效促进玉米种子的萌发和出芽。

在一些实施方式中,在土壤中配置混合基肥具体包括:先将以尿素计的氮肥7-9kg/亩、以p2o5计的磷肥5-7kg/亩、以k2o计的钾肥3-5kg/亩、以硫酸锰计的锰肥1.5-2.0kg/亩以及以硼酸计的硼肥200g-300g/亩,拌土木灰或其他有机肥铺洒于将要下种的沟壕,再将以硫酸铜计的铜肥0.1-2.0kg/亩、以硫酸锌计的锌肥0.1-2.0kg/亩以及sod废渣20-100kg/亩,拌土木灰或其他有机肥铺洒于将要下种的沟壕。

混合基肥的配置过程中,首先将氮肥、磷肥、钾肥、锰肥、硼肥,拌土木灰或其他有机肥铺洒于将要下种的沟壕,由于肥料直接铺洒的过程中,可能会由于浓度过高造成玉米的烂根等情况,因此需要将上述的肥料与其他有机肥料混合再施撒,其中其他有机肥料是指:动物粪便、淤泥或者发酵渣等,其次,在上述的铺洒的基础上,进一步铺洒铜肥、锌肥和玉米提取后的sod废渣,上述的分步配置过程可以有效避免铜锌微量元素肥料和前述的肥料发生反应而降低肥效,如锌肥和磷肥一直施撒容易生成磷酸锌沉淀物,降低两种肥料的肥效。

同时,混合基肥的配置过程中,氮肥、磷肥、钾肥、锰肥、硼肥,可以根据玉米的生长所需经过优化实验确定,而sod合成过程中所需的铜肥和锌料需首先进行理论推算,然后再经过实验确定,其理论推算的过程为:首先根据胚芽粉与胚芽粉浸提液之间的sod活性关系得出初始的铜锌元素所需量,在此基础上,根据玉米的亩产情况、干重和湿重关系、玉米胚芽和玉米籽粒的重量关系、玉米胚芽与离心液之间的关系进行计算,推算出玉米籽粒中没有进行络合的那部分蛋白质的比例,假设将上述的蛋白质全部转化,在正常的种植施肥量之外,还需在肥料中加入的量进行推算,得出sod合成过程理论所需铜肥、锌肥,再根据实验确定。

由此可见,通过在下种前,在土壤中配置玉米生长所需的基本肥料和sod合成所需的铜肥、锌肥和玉米提取sod后的废渣,能为玉米的生长奠定良好的基础,并且土壤富含铜肥、锌肥和有机肥料,解除了由于土壤中铜锌离子含量少而造成的sod合成受阻的局限性。

在一些实施方式中,在玉米的大喇叭口期前后,按0.1-1.0kg/亩、喷施浓度为0.1-1.0%于晴天傍晚时分将硼肥水溶液喷施于叶面,同时兼以叶面喷洒富含sod的营养液;根部喷施以硫酸铜计的铜肥水溶液0.1-2.0kg/亩和以硫酸锌计的锌肥水溶液0.1-2.0kg/亩。

在一些实施方式中,sod废渣为玉米sod提取工艺中的下脚料,sod营养液为将sod废渣溶于水中形成的营养液。

玉米的大喇叭口(叶龄指数55%-60%,第11-12片叶展开),玉米大喇叭口期即从拔节到抽雄所经历的时期,为和并进阶段,根、茎、叶的生长非常旺盛,体积迅速扩大、干重急剧增加,同时,雄穗已发育成熟,各器官间开始争夺养分,群体和个体以及个体之间矛盾日益突出。实践证明,以本发明的培育方法施肥并落实各项增产措施,能获得显著的增产效果,同时为玉米营养体中的sod的合成和积累提供保障。因此,喇叭口期是玉米生长发育的关键时期,也是落实各项管理措施的关键时期,为确保玉米高产稳产,田间管理上必须精细。

本发明通过在玉米生长的关键的大喇叭口阶段,对于叶面喷施硼肥和富含sod的营养液,同时在根部喷施锌肥和铜肥。硼肥是作物必须的营养之一,促进根系发育,防止落花,提高结实率。大喇叭口期前后喷施硼肥,能够有效提高玉米的行粒数和增加粒重,从而提高作物的产量。同时兼以叶面喷洒富含sod的营养液,sod营养液为将sod废渣溶于水中形成的营养液,sod废渣为玉米sod提取工艺中的下脚料,sod下脚料是在提取sod过程中,产生的大量低sod活性的副产品和下脚料,如水洗渣和离心渣。这些下脚料和副产品虽然不具备重新提取sod的价值,但其作为一种优良的有机肥料,含有丰富的蛋白质、油脂、粗纤维,其附加值和利用价值较高。在玉米种植之前在土壤中铺洒包括sod下脚料的混合基肥,能够有效为玉米提供腐质营养和植物生长素等,促进玉米种子的萌发和生长。

同时,本发明直接利用将sod下脚料溶于水形成富含sod的营养液,直接外源性的施给大喇叭口期的玉米。本发明实施例中使用富含sod的营养液施用于玉米的叶面后,sod营养液中的sod分子、植物生长素和微量元素等能一定程度的渗透到玉米细胞内,消除氧自由基,在玉米细胞的外壳形成一层坚固的酶促防御系统和抗氧化保护层,使玉米产生非特异性免疫功能,抵抗外来病毒的侵害;防止细胞组织被氧化,延缓作物细胞组织的衰老,提高玉米的品质。sod还能增强吞噬细胞的活性,修复植物受损的细胞组织。因此,可以达到促进玉米快速生长,促进根系发达,茎杆快速伸长增粗,株型增大,叶面增宽,促进玉米提前开花,防止果实脱落,提高植物的产量,增强植物抗霜冻、耐干旱能力等作用。

在根部喷施铜肥水溶液(以硫酸铜计)0.1-2.0kg/亩、锌肥水溶液(以硫酸锌计)0.1-2.0kg/亩,是因为锌肥和铜肥是合成sod的关键肥料,上述用量可以有效促进玉米粒合成sod,过低时无法满足sod合成所需,因此得到的玉米中的sod活性过低,过高时,不仅不能被有效吸收,还可能因铜锌元素浓度过高而产生毒害作用进而破坏玉米的正常生长。另外,此阶段还要注意防倒伏、防病虫害,并保护植株叶片不受损伤。

在一些实施方式中,氮肥包括硝态氮肥、氨态氮肥中的至少一种,磷肥包括重过磷酸钙、过磷酸钙中的至少一种,钾肥包括硫酸钾、磷酸二氢钾中的至少一种,锰肥包括硫酸锰、碳酸锰中的至少一种,硼肥包括硼砂、硼酸中的至少一种,铜肥包括含硫酸铜、硝酸铜中的至少一种,锌肥包括硫酸锌、硝酸锌中的至少一种。

上述的肥料是玉米生长常用的肥料,可以根据实际选择其中的一种或多种,同时与其他肥料混合使用。

在一些实施方式中,还包括玉米生长的拔节期前后依据玉米长势追施氮肥:长势好时,在大喇叭口期一次性每亩追施氮肥10-12kg;长势差时,在拔节期每亩追施氮肥5-6kg,大喇叭口期每亩追施氮肥5-6kg;施肥深度为8-12cm,并及时覆土。

在一些实施方式中,还包括在玉米生长的三叶期至拔节期内,保持田间轻度干旱,禁止灌地。

玉米生长的三叶期至拔节期地下部分生长速度比地上部分生长快10-50%,人为保持轻度干旱,有利于根系的发育和下扎,至拔节期,玉米节间迅速伸长、叶片扩大,根系快速扩张,雌穗和雄穗分化形成,是营养生长与生殖生长的共生期,也是对水肥需求量最大、最敏感的时期,因此对于这个阶段的玉米根据长势追施氮肥,可以有效促进玉米的生长,对后期的大喇叭口期的成熟起重要的作用。

本发明还提供一种由上述培育方法得到的高sod活性玉米。

按本发明的培育方法种植得到的玉米,其sod活性能最高能提高38.5%,sod活性增加后的玉米是一种具有特殊的营养价值的玉米,其不仅能为以玉米作粮食的人类、动物补充外源性的sod,还能为以玉米作sod提取原料的植物提取厂商提供优质的提取原料。且本方法中涉及到的肥料配制过程简单,对土壤无特殊要求、操作成本低,可广泛应用于的玉米等粮食作物的种植过程。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

以下为本发明中的实验例1,实验例1中的玉米品种为普通大田玉米,实验例1共包括实施例1-9和对比例1-3,共12组实施例。

实施例1:

实验面积约200m2,垄距约40cm,株距约33cm,种植密度约3670株/亩,每穴2-3粒,在下种前,用0.25%的磷酸二氢钾溶液浸种,浸泡时间为11小时,浸泡后捞出、晾干备用于播种。浸泡完种子后的磷酸二氢钾溶液用80目的滤网过滤后喷施于将要下种的沟壕。

下种前将氮肥(尿素)按8kg/亩、磷肥(过磷酸钙,含p2o5量12%)50kg/亩、钾肥(硫酸钾,含k2o量50%)7kg/亩、锰肥(硫酸锰)1.67kg/亩、硼肥(硼酸)0.25kg/亩拌土木灰和细土铺洒于将要下种的沟壕,再将铜肥(cuso4·5h2o)0.19kg/亩、锌肥(znso4·7h2o)0.21kg/亩、sod废渣50kg/亩拌土木灰和细土将要下种的沟壕,基肥施肥完毕后覆土起垄,再开小沟下种。

下种后,玉米在三叶期至拔节期内,保持田间轻度干旱,促进植株根系生长深扎;在拔节期,因为玉米长势均良好,故在大喇叭口期一次性亩追施氮肥10kg/亩,施肥深度约10cm,施肥后及时覆土。同时,在此时期于晴天傍晚时分,分别将硼肥(硼酸)按0.2%的浓度配成水溶液并按0.2kg/亩喷施于植株叶面、将800u/ml的sod营养液按50kg/亩喷施于植株叶面;同时将铜肥(cuso4·5h2o)0.19kg/亩、锌肥(znso4·7h2o)0.21kg/亩一起兑适量水配成地面肥喷施于植株根部;施肥过程中注意保护叶片、不损伤植株茎秆。

实施例2:

本实施例与实施例1区别在于在底肥和大喇叭口期的地表肥中铜肥(cuso4·5h2o)用量均为0.37kg/亩、锌肥(znso4·7h2o)用量均为0.58kg/亩,其余均相同。

实施例3:

本实施例与实施例1区别在于在底肥和大喇叭口期的地表肥中铜肥(cuso4·5h2o)用量均为0.61kg/亩、锌肥(znso4·7h2o)用量均为1.0kg/亩,其余均相同。

实施例4:

本实施例与实施例1区别在于在底肥和大喇叭口期的地表肥中铜肥(cuso4·5h2o)用量均为1.23kg/亩、锌肥(znso4·7h2o)用量均为1.98kg/亩,其余均相同。

实施例5:

本实施例与实施例1区别在于在底肥和大喇叭口期的地表肥中铜肥(cuso4·5h2o)用量均为1.81kg/亩、锌肥(znso4·7h2o)用量均为2.98kg/亩,其余均相同。

实施例6:

本实施例与实施例3区别在于在底肥中sod废渣用量为20kg/亩,大喇叭口期中喷施于叶面的sod营养液活性为200u/ml,其余均相同。

实施例7:

本实施例与实施例3区别在于在底肥中sod废渣用量为35kg/亩,大喇叭口期中喷施于叶面的sod营养液活性为400u/ml,其余均相同。

实施例8:

本实施例与实施例3区别在于在底肥中sod废渣用量为65kg/亩,大喇叭口期中喷施于叶面的sod营养液活性为1200u/ml,其余均相同。

实施例9:

本实施例与实施例3区别在于在底肥中sod废渣用量为80kg/亩,大喇叭口期中喷施于叶面的sod营养液活性为1600u/ml,其余均相同。

对比例1:

本实施例与实施例3区别在于在底肥和大喇叭口期的地表肥中不添加铜肥(cuso4·5h2o)和锌肥(znso4·7h2o);同时底肥中不添加sod废渣、大喇叭口期中不喷施sod营养液,其余均相同。

对比例2:

本实施例与实施例3区别在于在底肥中不添加sod废渣、大喇叭口期中不喷施sod营养液,其余均相同。

对比例3:

本实施例与实施例3区别在于在底肥和大喇叭口期的地表肥中不添加铜肥(cuso4·5h2o)和锌肥(znso4·7h2o),其余均相同。

将最终收获得到的玉米后晒干,对每实施例随机取十穗,每穗上的籽粒全部剥下后统计穗粒数,混匀后测千粒重,最后取混匀后的籽粒200g用超微粉碎机粉碎,对粉碎后的样品采用gb/t5009.171-2003超氧化物歧化酶检测方法进行活性检测。

以下为实验例1中为实施例1至9以及对比例1至3中的玉米的sod活性、千粒重、穗粒重、产量的对比结果,参见表1。

表1普通大田玉米的对比结果

实验例1中的玉米品种为普通大田玉米,由上表1的数据可以看出:

对比例1-3中的sod活性较低,但对比例2和对比例3都较对比例1好,说明本方法中铜锌微量元素肥料和sod废渣及sod营养液施用对于提高普通大田玉米中的sod活性值具有积极有益的效果;

实施例1-5中,种植过程中,sod废渣和营养液的施用量不变,铜肥和锌肥料的用量逐渐增加,随着铜肥和锌肥料的用量逐渐增加,在实施例1-3中sod活性逐步增加,实施例3中活性增加最多,较对比例1增加35.4%,但在实施例4后开始降低,实施例5下降幅度最大,可能原因是cu、zn肥施用过多出现副作用或产生毒害,影响了玉米植株的生长或sod的合成或其他生理生化作用。

实施例6-9中,种植过程中,铜肥和锌肥料的用量以实施例3中为基准,sod废渣和营养液的施用量逐渐增加,对比发现,随着sod废渣和营养液的施用量增加,玉米中sod活性逐步增加,实施例9中活性升高最大,较对比例1升高了38.5%,但sod废渣和营养液的施用量在实施例3的水平后再增加,sod活性增加幅度很小,可认为基本无变化。故出于成本等因素考虑,可认为实施例3为最佳水平;同时,随着施肥量的增加,玉米的千粒重、穗粒数和产量也呈现类似的趋势,以上实施例中,千粒重、穗粒数和亩产量最好水平是实施例8,但实施例3、4、8、9相差都没有很大;相较于对照组,穗粒数没有明显增加的表现,可能是穗粒数主要与遗传和授粉因素有关。

故初步得出结论认为在玉米栽培过程中,根据sod的分子结构特点和cu、zn离子对玉米胚芽浆液的sod活性影响研究、以及植物对微量元素等养分的吸收特征,施以含cu、zn离子的无机盐复合肥料,施肥的方式和量根据玉米的生长周期特点灵活变动,同时对作物施以一些合适的相对应的田间管理办法,可以有效增加玉米中sod的活性,同时对千粒重、穗粒数和产量也有一定程度的提升。

实验例2:

除玉米品种为紫玉米外,种植过程与实验例1中相同,

实验例2中包括实施例10至18以及对比例4至6中的玉米的sod活性、千粒重、穗粒重和产量的对比结果,参见表2。

表2紫玉米的对比结果

实验例2中玉米品种为紫玉米,由上表2的数据可以看出,实验结果与实验例1中观察到的结果类似,其中,对比例4-6中sod的活性较低,但对比例5和6较对比例4要好,说明本方法中铜锌微量元素肥料和sod废渣及sod营养液施用对于提高紫玉米中的sod活性值也具有积极有益的效果。

实施例10-14中,种植过程中,sod废渣和营养液的施用量不变,铜肥和锌肥料的用量逐渐增加,随着铜肥和锌肥料的用量逐渐增加,实施例10-13玉米中sod活性逐步增加,实施例13活性增加最高,

实施例14略微下降。实施例14中的活性较实施例13陡然降低,可能原因也是cu、zn肥施用过多出现副作用或产生毒害,影响了玉米植株的生长或sod的合成或其他生理生化作用。

实施例15-18中,种植过程中,铜肥和锌肥料的用量以实施例12中为基准,sod废渣和营养液的施用水平逐渐增加,对比发现,随着sod废渣和营养液的施用量增加,玉米中sod活性逐步增加,最好水平为实施例18,较对比例4而言sod活性升高了30.7%,但sod废渣和营养液的施用量在实施例12的水平后再增加,sod活性增加幅度不很明显,可认为基本无变化。故出于成本等因素考虑,可认为实施例12为最佳水平。同时,随着施肥量的增加,玉米的千粒重、穗粒数和产量也有一定程度的增加。

故初步得出结论认为在玉米栽培过程中,根据sod的分子结构特点和cu、zn离子对玉米胚芽浆液的sod活性影响研究、以及植物对微量元素等养分的吸收特征,施以含cu、zn离子的无机盐复合肥料,施肥的方式和量根据玉米的生长周期特点灵活变动,同时对作物施以一些合适的相对应的田间管理办法,可以增加玉米中sod的活性。

综上,本发明提供了一种高sod活性玉米及其培育方法,该方法主要利用cu、zn离子对玉米籽粒中的sod活性影响研究和根据sod分子的结构特征以及植物生长与微量元素之间的需求关系而施以铜肥、锌肥等其他无机盐肥料,施肥的种类、方式和量根据玉米的生长周期而定。本发明在玉米下种前和玉米生长的关键的大喇叭口期前后,及时补充铜肥、锌肥以及sod下脚料和sdo营养液等sod合成所需的肥料,与其他肥料一起促进玉米生长,生长得到一种高sod活性玉米。本方法中涉及到的肥料配制过程简单,对土壤无特殊要求、操作成本低,可广泛应用于的玉米等粮食作物的种植过程。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

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