本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料的方法。
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。植物是自然界硒生态循环中的关键环节和人体硒的直接来源。植物具有通过根和叶片吸收微量元素的特点，利用植物能够吸收和富集无机态硒，并将其转化为便于植物吸收利用的形态硒的特性进行外源富硒的研究，利用富硒肥对植物强化补硒已被证明是一种安全、低成本、高效方便的富硒手段。然而，传统富硒肥料中硒的浓度难控制，易对环境造成污染，因此，开发无毒、稳定、安全性高的富硒肥料产品具有重要的社会价值和经济效益。
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核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料的方法，包括以下步骤：
(1)核桃蛋白酶解物的制备
a、将脱脂核桃粕原料去杂质烘干备用；
b、取烘干的脱脂核桃粕原料于酶解罐中，按料液比为1：7加入水，混匀，预加热到酶解温度55℃后，加入胰蛋白酶，在ph8.0条件下进行酶解；
c、将步骤b所得物料沸水浴10min灭酶，并于4℃，8000r/min离心20min，过滤，收集上清液，即为核桃蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存；
(2)核桃蛋白酶解物——纳米硒的制备
a、取步骤(1)所得的核桃蛋白酶解物冻干粉，按料液比5：1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，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核桃蛋白酶解物——纳米硒，真空冷冻干燥后备用；
(3)微量元素肥料的制备
按重量份称取硫酸镁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，与步骤(2)所得的核桃蛋白酶解物——纳米硒冻干粉2～8份混合，搅拌至完全溶解，ph值调节在5.5～6.5之间，即得。
优选地，步骤(1)中按酶量与脱脂核桃粕原料重量比为1：50～200加入胰蛋白酶，其中酶活力以100000u/g计。
优选地，步骤(1)中酶解时间为20～40小时。
优选地，步骤(2)中亚硒酸钠溶液、维生素c(vc)溶液、核桃蛋白酶解物溶液按体积比为vc：na2seo3：核桃蛋白酶解物溶液＝4：4：1比例混合。
本发明所述各成分作用机理如下：
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。
核桃蛋白酶解物：核桃蛋白酶解物由胰蛋白酶酶解核桃粕制得，核桃粕是核桃经榨油后的副产物，含有至少40％的蛋白质。核桃蛋白是一种优质的植物蛋白，不仅含有18种氨基酸，且人体所需的8种必需氨基酸含量合理。因此，以核桃蛋白酶解物制备肥料，不仅可以补充植株所需营养，促进植株生长，还可补充人体所需氨基酸，是一种环保型肥料原料。其次，核桃蛋白酶解物具有耗能低、转运速度快和不易被饱和的特点，还可提高氨基酸的利用率，促进蛋白质的合成和矿质元素的吸收，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。
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、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。
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、本发明所采用的纳米硒无毒、稳定，具有较高的生物活性，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、本发明的微量元素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
一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料的方法，包括以下步骤：
(1)核桃蛋白酶解物的制备
a、将脱脂核桃粕原料去杂质烘干备用；
b、取烘干的脱脂核桃粕原料于酶解罐中，按料液比为1：7加入水，混匀，预加热到酶解温度55℃后，按酶量与脱脂核桃粕原料重量比为1：50加入胰蛋白酶，在ph8.0条件下酶解20小时；
c、将步骤b所得物料沸水浴10min灭酶，并于4℃，8000r/min离心20min，过滤，收集上清液，即为核桃蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)核桃蛋白酶解物——纳米硒的制备
a、取步骤(1)所得的核桃蛋白酶解物冻干粉，按料液比5：1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核桃蛋白酶解物——纳米硒，真空冷冻干燥后备用。
(3)微量元素肥料的制备
按重量份称取硫酸镁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，与步骤(2)所得的核桃蛋白酶解物——纳米硒冻干粉8份混合，搅拌至完全溶解，ph值调节在5.5～6.5之间，即得。
实施例2
一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料的方法，包括以下步骤：
(1)核桃蛋白酶解物的制备
a、将脱脂核桃粕原料去杂质烘干备用；
b、取烘干的脱脂核桃粕原料于酶解罐中，按料液比为1：7加入水，混匀，预加热到酶解温度55℃后，按酶量与脱脂核桃粕原料重量比为1：100加入胰蛋白酶，在ph8.0条件下酶解30小时；
c、将步骤b所得物料沸水浴10min灭酶，并于4℃，8000r/min离心20min，过滤，收集上清液，即为核桃蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)核桃蛋白酶解物——纳米硒的制备
a、取步骤(1)所得的核桃蛋白酶解物冻干粉，按料液比5：1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核桃蛋白酶解物——纳米硒，真空冷冻干燥后备用。
(3)微量元素肥料的制备
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，与步骤(2)所得的核桃蛋白酶解物——纳米硒冻干粉5份混合，搅拌至完全溶解，ph值调节在5.5～6.5之间，即得。
实施例3
一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料的方法，包括以下步骤：
(1)核桃蛋白酶解物的制备
a、将脱脂核桃粕原料去杂质烘干备用；
b、取烘干的脱脂核桃粕原料于酶解罐中，按料液比为1：7加入水，混匀，预加热到酶解温度55℃后，按酶量与脱脂核桃粕原料重量比为1：200加入胰蛋白酶，在ph8.0条件下酶解40小时；
c、将步骤b所得物料沸水浴10min灭酶，并于4℃，8000r/min离心20min，过滤，收集上清液，即为核桃蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)核桃蛋白酶解物——纳米硒的制备
a、取步骤(1)所得的核桃蛋白酶解物冻干粉，按料液比5：1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核桃蛋白酶解物——纳米硒，真空冷冻干燥后备用。
(3)微量元素肥料的制备
按重量份称取硫酸镁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，与步骤(2)所得的核桃蛋白酶解物——纳米硒冻干粉2份混合，搅拌至完全溶解，ph值调节在5.5～6.5之间，即得。
对比例1
微量元素肥料中不添加核桃蛋白酶解物和硒，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，ph值调节在5.5～6.5之间，即得。
对比例2
微量元素肥料中不添加硒，其制备方法如下：
(1)核桃蛋白酶解物的制备
a、将脱脂核桃粕原料去杂质烘干备用；
b、取烘干的脱脂核桃粕原料于酶解罐中，按料液比为1：7加入水，混匀，预加热到酶解温度55℃后，按酶量与脱脂核桃粕原料重量比为1：100加入胰蛋白酶，在ph8.0条件下酶解30小时；
c、将步骤b所得物料沸水浴10min灭酶，并于4℃，8000r/min离心20min，过滤，收集上清液，即为核桃蛋白酶解物，真空冷冻干燥，保存。
(2)微量元素肥料的制备
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，核桃蛋白酶解物5份，将所称原料混合，搅拌至完全溶解，ph值调节在5.5～6.5之间，即得。
应用实施例
本发明的一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素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：不施用任何微量元素肥料；
处理2：按上述对比例1制备的微量元素肥料与水按质量比1：500的倍率稀释；
处理3：按上述对比例2制备的微量元素肥料与水按质量比1：500的倍率稀释；
处理4：按上述实施例1制备的微量元素肥料与水按质量比1：500的倍率稀释；
处理5：按上述实施例2制备的微量元素肥料与水按质量比1：500的倍率稀释；
处理6：按上述实施例3制备的微量元素肥料与水按质量比1：500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，每次喷施量为75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，施用本发明的一种核桃蛋白酶解物调控制备含纳米硒的微量元素肥料使水稻农艺性状显著改善，籽粒蛋白质和硒含量显著提高，说明本发明微量元素肥料所含有的氨基酸和微量元素对作物生长发育有很好的促进作用，能够显著改善作物品质，提高作物产量。其中，本发明实施例2制备的微量元素肥料处理效果最佳，与施用水相比，实施例2处理使水稻株高、有效穗数、千粒重、产量和籽粒蛋白质含量分别增加8.44％、33.58％、32.76％、30.08％、15.62％，籽粒硒含量由0.013mg/kg增加到0.273mg/kg，增加量为0.26mg/kg，符合国家标准gbt22499-2008富硒稻谷中对富硒大米的定义0.04～0.3mg/kg。
在详细说明较佳实施例之后，相关行业技术人员即可具有良好的操作性，因此，在本发明的保护范围内可进行各种变化和修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例进行任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。