一種馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及肥料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料及 其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 硒、鋅、鐵是人體必不可少的微量元素，是中國營養(yǎng)學(xué)會每日膳食營養(yǎng)平衡標準中 必備的營養(yǎng)素，攝入量過低會引起功能性或器質(zhì)性變化，發(fā)生多種疾病，例如：人體缺硒會 產(chǎn)生克山病、大骨節(jié)病和胃腸病等；缺鋅會引發(fā)諸如厭食挑食、免疫功能降低、智力發(fā)育遲 緩等疾病；缺鐵會引發(fā)貧血、機體抗感染力降低、不孕等疾病。
[0003] 缺硒是一個國際性的問題，在南北半球各有一條大致煒向性的低硒分布帶，大約 包括了 40多個國家和地區(qū)，如芬蘭幾乎全境缺硒，美國、英國、日本、加拿大、新西蘭、俄羅 斯及東南亞等國家都有大面積的國土缺硒。中國是國際公認的缺硒大國，缺硒地區(qū)占國土 面積的72 %，其中30 %為嚴重缺硒地區(qū)，生活在缺硒地區(qū)的人口有4億之多。在我國，主要 的糧食產(chǎn)區(qū)如東北平原、河南、河北、成都平原等恰恰都是缺硒或嚴重缺硒地區(qū)。中國營養(yǎng) 學(xué)會對我國13個省市的調(diào)查表明，我國成人日均硒攝入量僅為26~32微克，低于世界衛(wèi) 生組織推薦的50微克標準，更遠低于中國營養(yǎng)學(xué)會建議的每日補充50至200微克的量，影 響國民身體素質(zhì)。
[0004] 世界許多地區(qū)，尤其是pH6. 5以上土壤中，速效鋅含量較低，土壤有效鋅供應(yīng)不 足，導(dǎo)致植物組織出現(xiàn)缺鋅狀況，致使全世界約三分之一的人口缺鋅。鐵在土壤中經(jīng)常是以 比較穩(wěn)定的氧化物形態(tài)Fe(III)存在，在水中的溶解度非常低，能為植物吸收利用的鐵所 占比例較小，絕大多數(shù)植物由于缺乏從土壤中吸收鐵的活性機制，表現(xiàn)出缺鐵癥狀，致使食 物中鐵含量普遍較低。全世界約20億人因缺鐵導(dǎo)致貧血。雖然人們針對硒、鋅、鐵的缺乏 采取了多種途徑進行補充，但普遍認為人體的硒、鋅、鐵主要來源于食物，食補硒、鋅、鐵更 為合適，有利人體健康。
[0005] 馬鈴薯是我國四大主糧食物之一，產(chǎn)量僅次于水稻、小麥、玉米，種植分布區(qū)域遼 闊，"十三五"期間馬鈴薯的種植面積、產(chǎn)量將進一步擴大；此外，馬鈴薯表皮薄，可不削皮食 用，所積累的各種營養(yǎng)物質(zhì)可全部被利用。在解決人類對微量元素需求的途徑中，馬鈴薯微 量元素的生物強化措施是最重要的途徑之一。
[0006] 目前提高馬鈴薯微量元素含量的途徑，大致可分為兩大類：一類是通過育種途徑 選育富含微量元素的馬鈴薯品種；另一類是通過農(nóng)業(yè)生物強化提高馬鈴薯中微量元素的含 量。
[0007] 通過常規(guī)育種和植物生物技術(shù)選育來開發(fā)硒、鋅、鐵營養(yǎng)高效型的馬鈴薯品種是 提高馬鈴薯塊莖中硒、鋅、鐵含量的重要方法之一。但利用常規(guī)遺傳育種技術(shù)生產(chǎn)功能馬鈴 薯品種周期長，品種受環(huán)境變異大，種子價格高；而轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研宄產(chǎn)生的生物安全問 題有待探討。
[0008] 無論是常規(guī)育種還是轉(zhuǎn)基因技術(shù)來選育開發(fā)硒鋅鐵營養(yǎng)高效型的主食作物品種， 都不能及時滿足亟待解決的人體微量元素硒、鋅、鐵缺乏問題，而且長期種植高硒、鋅、鐵作 物品種會導(dǎo)致土壤中有效硒、鋅、鐵的耗竭。
[0009] 在馬鈴薯種植期間，運用農(nóng)作措施，通過合理組配和運籌肥料，增加微量元素硒、 鋅、鐵在馬鈴薯塊莖中的積累，從而提高馬鈴薯塊莖硒、鋅、鐵的含量，是一種可持續(xù)的、安 全和經(jīng)濟的方案。
[0010] 在提高馬鈴薯塊莖硒鐵鋅含量的途徑中，通過添加營養(yǎng)素生產(chǎn)營養(yǎng)強化馬鈴薯 是最為直接的、也是目前改善人們微量元素營養(yǎng)缺乏癥最為快捷的手段。如中國專利 CNCN101717294A《富硒生物有機肥及其制備方法》、CN1556070A《一種富硒肥液及其應(yīng)用于 富硒農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的方法》。兩者共同的不足之處在于：生產(chǎn)過程中都是葉面噴施無機硒或螯 合硒，由于植物葉不是主要的營養(yǎng)物質(zhì)吸收器官，吸收能力有限，未吸收殘留在農(nóng)田的無機 硒容易造成硒污染。
[0011] 也有通過在小麥生長周期通過施肥來提高小麥谷粒中微量元素的含量。如中國專 利CN102219586A《一種小麥、馬鈴薯富鋅、富硒專用種肥》公開了一種將種子與含亞硒酸鈉 和硫酸鋅的有機肥充分拌勻之后播種深施從而使馬鈴薯塊莖富硒又富鋅的方法，該方法的 不足之處在于：無論春馬鈴薯還是秋馬鈴薯，播種后一定時期內(nèi)需多次澆水滿足種子吸水 量的要求以促進發(fā)芽、生根，亞硒酸鈉和硫酸鋅易溶于水，會因澆水而流失；此外馬鈴薯塊 莖形成盛期即開花期，對養(yǎng)分的需求最多，并主要往塊莖輸送積累，很顯然該方法所述專用 種肥中微量元素硒鋅被馬鈴薯塊莖利用極少。
[0012] 中國專利CN103130553A公開了一種抗菌生物活性富硒有機肥制作方法，是將蠶 沙、雞糞等與微生物菌劑微氧恒溫發(fā)酵后添加一定重量粉體微量元素，經(jīng)造粒、低溫干燥或 風(fēng)干制成生物活性富硒有機肥施用農(nóng)田，通過根系吸收提高作物硒含量，作物中的硒主要 以有機硒的形態(tài)存在，具有明顯的進步。但該方法中恒溫發(fā)酵溫度為32°C，不能殺滅雞粉等 有機廢棄物中含有的大量寄生蟲卵及病原微生物，該生物活性有機肥施用農(nóng)田，明顯存在 傳播疾病的風(fēng)險，不符合有機廢棄物處置基本原則。
[0013] 因此，有必要研宄探討如何進一步改進現(xiàn)有技術(shù)中的富硒鐵鋅肥料，并針對富含 硒、鐵、鋅等各種營養(yǎng)元素馬鈴薯塊莖的生產(chǎn)，提供一種馬鈴薯富硒鐵鋅肥料及其施用方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供了一種馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料及其制備方法和應(yīng)用，該肥料 能夠提供硒、鐵、鋅元素和作物生長所需的其它營養(yǎng)物質(zhì)，有助于作物的生長，且提高馬鈴 薯對硒、鐵、鋅的吸收率和轉(zhuǎn)化率。
[0015] 一種馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料，以重量份計，包括以下組分：
[0016]
[0018] 本發(fā)明馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料主要是由無機硒、鋅、鐵鹽和動植物廢料 以及富含多種微生物的發(fā)酵劑堆置發(fā)酵而成，能夠在施用較少硒、鐵、鋅的情況下，生產(chǎn)出 達到相關(guān)標準（NY861-2004糧食（含谷物、豆類、薯類）、GB/T14609-2008糧食及制品中鉛、 鎘、鉻、汞、硒、砷、銅、鋅等八種元素限量）的富硒鐵鋅馬鈴薯塊莖。
[0019] 其中，肥料中的無機硒鹽采用亞硒酸鹽，優(yōu)選，亞硒酸鈉；無機鋅鹽采用硫酸鋅； 無機鐵鹽采用亞鐵鹽，優(yōu)選，硫酸亞鐵。
[0020] 雞糞是一種常規(guī)的優(yōu)質(zhì)有機肥，有機質(zhì)含量達25. 5%，還含有純氮、磷、鉀、粗蛋白 和脂肪以及鈣、鎂、銅、鐵、鋅等多種微量元素。雞糞作為肥料不可直接施用于土壤中，必須 經(jīng)過充分的腐熟，將存在于雞糞中的寄生蟲及蟲卵以及傳染性的一些病菌通過腐熟過程進 行滅活。本發(fā)明所述雞糞為新鮮糞便風(fēng)干后的干糞便，其營養(yǎng)豐富，可為微生物的繁殖活動 提供豐富的食源和能源。
[0021] 菌糠（食用菌廢料）是栽培食用菌后的培養(yǎng)料，含有豐富的蛋白質(zhì)及有機物和多 種礦質(zhì)元素，能夠提高土壤肥力，改良土壤，更能夠促進馬鈴薯對硒、鋅、鐵的吸收。經(jīng)實驗 發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明肥料中加入菌糠后，馬鈴薯塊莖中硒、鋅、鐵的積累量明顯增加。特別是，采用 二次種植菌菇后的廢菌糠種植的馬鈴薯塊莖中鐵的含量明顯提高，這可能是因為二次種植 菌菇后的廢菌糠能夠更好的改善土壤PH值，從而促進馬鈴薯對土壤中鐵的吸收。本發(fā)明中 采用的菌糠是第一次種植平菇后二次培育杏鮑菇產(chǎn)生的廢菌糠。
[0022] 菜柏，即菜籽柏，是指油菜籽榨油后的廢渣，其富含粗蛋白以及粗纖維；棉柏指棉 籽柏，是棉籽經(jīng)過壓榨后得出的面餅，其含有豐富的粗蛋白；豆柏，即大豆柏，是指大豆提取 油后的副廣品。
[0023] 本發(fā)明所述的菜柏、棉柏和豆柏分別為油菜籽、棉籽或大豆榨油后的廢渣經(jīng)60~ 80°C烘干12~24h，粉碎后獲得。
[0024] 本發(fā)明所述的發(fā)酵劑是指復(fù)合微生物發(fā)酵劑，可采用常規(guī)市售產(chǎn)品。
[0025] 此外，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，在微生物發(fā)酵肥料中加入闊葉樹落葉后，馬鈴薯產(chǎn)量提高，且 馬鈴薯塊莖中硒的含量提高。
[0026] 本發(fā)明還提供了一種制備馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料的方法，包括以下步 驟：
[0027] (1)將稻殼蒸煮后，烘干、粉碎成粒徑為2~3_的稻殼粉末；
[0028] (2)再將稻殼粉末與棉柏、豆柏、菜柏、雞糞和菌糠混合；
[0029] (3)然后加入亞硒酸鹽水溶液、鋅鹽水溶液、亞鐵鹽水溶液和發(fā)酵劑稀釋液，混合 后，形成料堆，加水，進行堆置發(fā)酵，獲得馬鈴薯富硒鋅鐵微生物發(fā)酵肥料。
[0030] 稻殼，主要由外穎、內(nèi)穎、護穎和小穗軸組成，富含纖維素、木質(zhì)素、二氧化硅，其表 面木質(zhì)素排列整齊密實，硬度大，蠟質(zhì)層厚，不易吸水，重量輕，難腐爛。所以，需要對稻殼進 行預(yù)處理，才能使稻殼在堆置發(fā)酵過程中易于被微生物利用和分解。
[0031] 將稻殼進行蒸煮能夠使其變成質(zhì)地疏松的海綿片層結(jié)構(gòu)，保水性、吸水性以及通 氣性提高，并使其纖維素和大部分木質(zhì)素低分子化，纖維素變?yōu)樗苄?，利于發(fā)酵過程中微 生物的利用和分解；而烘干、粉碎過程使稻殼變?yōu)榉勰?，提高稻殼的吸水能力，同樣利?發(fā)酵。
[0032] 其中，蒸煮的溫度為60~80°C，時間為5~IOmin;烘干的溫度為50~70°C，時 間為15~30min。
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