一种苜蓿专用富硒降镉肥及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种苜蓿专用富硒降镉肥及其制备方法和应用。

背景技术

。在受污染耕地上种植的植物尤其是苜蓿会吸收并富集土壤中的镉元素，导致苜蓿所含镉元素含量较高。而苜蓿作为重要的牧草和绿肥，如果动物长时间食用镉元素含量较高的苜蓿易对动物的健康产生影响，甚至因为生物放大作用引起人体对镉元素的累积。

因此，目前亟需一种能够减少苜蓿叶片所含镉元素含量的产品。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种苜蓿专用富硒降镉肥及其制备方法和使用方法，其解决了苜蓿在受污染耕地上种植时会吸收并富集土壤中的镉元素导致镉元素含量较多的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明还提供一种苜蓿专用富硒降镉肥，包括：

含有Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素、S元素的混合物、壳聚糖、烷基多苷和壳聚糖季铵盐；

所述Se元素、所述Fe元素、所述Mn元素、所述Zn元素、所述B元素、所述Mg元素、所述Mo元素、所述Co元素、所述S元素、所述壳聚糖、所述烷基多苷和所述壳聚糖季铵盐的质量比为1：3.9-4.9：21.3-22.3：16.6-17.6：12.1-13.1：12.3-13.3：45.4-46.4：1.7-2.7：40.2-41.2：7.0-8.0：1.5-2.5：0.7-0.8。

根据本发明，所述混合物包括FeSO

第二方面，本发明还提供一种苜蓿专用富硒降镉肥的制备方法，包括如下步骤：

S1：所述混合物和所述壳聚糖混合后加水，得到制剂A；

S2：所述烷基多苷和所述壳聚糖季铵盐混合后加水，得到制剂B；

S3：所述制剂A和所述制剂B混合后加水，得到制剂C。

根据本发明，所述步骤S1还包括：

所述壳聚糖和所述混合物中的所述Se元素、所述Fe元素、所述Mn元素、所述Zn元素、所述B元素、所述Mg元素、所述Mo元素、所述Co元素和所述S元素的质量比为7.0-8.0：1：3.9-4.9：21.3-22.3：16.6-17.6：12.1-13.1：12.3-13.3：45.4-46.4：1.7-2.7：40.2-41.2：7.0-8.0：1.5-2.5；

所述混合物和所述壳聚糖混合后加水定容至1L。

根据本发明，所述步骤S2还包括：

所述烷基多苷和所述壳聚糖季铵盐的质量比为1.5-2.5:0.7-0.8；

所述烷基多苷和所述壳聚糖季铵盐混合后加水定容至200ml。

根据本发明，所述步骤S3还包括：

所述制剂A的体积为500mL，所述制剂B的体积为100mL，所述制剂C的体积为所述制剂A和所述制剂B总体积的70-90倍。

第三方面，本发明还提供一种苜蓿专用富硒降镉肥的应用，包括如下步骤：

SS1：稀释所述制剂C，得到原液，在所述原液中加入烷基多苷，得到喷施液；

SS2：向苜蓿的叶面喷施所述喷施液。

根据本发明，所述步骤SS1还包括：

稀释所述制剂C至750kg·hm

根据本发明，所述步骤SS2还包括：

向株高为20cm的苜蓿的叶面喷施所述喷施液，每周喷施一次，连续喷施三周。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的实施例提出的苜蓿专用富硒降镉肥，通过向苜蓿施加含有Se元素的肥料，能够通过Se元素增加的抗氧化防御系统，并在苜蓿内部金属诱导的氧化应激条件下使脂质过氧化处于较低水平，由于活性氧积累减少，起到抑制Cd元素胁迫的作用，抑制Cd从苜蓿根部向地上部的转移，从而降低其地上部分即茎部和叶片中Cd元素的富集，达到降低苜蓿茎部和叶片中Cd元素含量的作用，进而能够降低以苜蓿的茎部和叶片喂食的家禽体内Cd元素的含量，从而减少食用家禽后，人体对Cd元素的累积。同时，向苜蓿施加含有Se元素的肥料，还能增加苜蓿中Se元素的含量，进而能够增加以苜蓿喂食的家禽体内Se元素的含量，利用生物放大作用(生物放大作用是指生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物，这些污染物在体内积累，并通过食物链向下传递，在生物体内的含量随生物的营养级的升高而升高，使生物体内某些元素或化合物的浓度超过了环境中浓度的现象)提高了人体内Se元素的含量，而Se元素是人体实现抗氧化防御、调节炎症和产生甲状腺激素所需的必要成分之一，因此，提高人体内Se元素的含量，有助于保持人体健康。

同时，本申请的苜蓿专用富硒降镉肥中的Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素、S元素、壳聚糖、烷基多苷和壳聚糖季铵盐均为有助于苜蓿生长的营养成分。而且，在苜蓿专用富硒降镉肥中添加B元素可以提高苜蓿叶片中B元素的含量，以提高苜蓿叶片的光合速率和蒸腾速率并增加叶绿素含量，并可有效降低苜蓿叶片中可溶性糖的含量；添加Mo元素可增加苜蓿的生物量；添加Co元素可以提高苜蓿中的蛋白质、粗脂肪和粗灰分的含量；添加Fe元素有助于提高苜蓿的生物量；添加Mn元素能显著提高苜蓿对Zn元素、Mn元素、P(磷)元素、Se元素、Fe元素和Mo(钼)元素等有助于苜蓿生长的营养元素的吸收；添加Zn元素可以促进苜蓿对有助于其生长的N(氮)元素、P元素和k(钾)元素的吸收，而且在苜蓿专用富硒降镉肥中同时添加Se元素和Zn元素，相较于单独添加Se元素或Zn元素，苜蓿对N元素、P元素和k元素的吸收能力更优；添加Co元素，以补充苜蓿中Co元素含量，解决因添加Zn元素所导致的苜蓿对Co元素吸收能力降低的问题。

同时，本申请的苜蓿专用富硒降镉肥中的烷基多苷、壳聚糖和壳聚糖季铵盐，烷基多苷由脂肪醇和葡萄糖制成，壳聚糖是天然多糖，壳聚糖季铵盐通过壳聚糖改性制得，而脂肪醇、葡萄糖和壳聚糖均为天然可再生资源，也就是说，烷基多苷、壳聚糖和壳聚糖季铵盐均为天然可再生资源或由天然可再生资源制得，通过烷基多苷、壳聚糖和壳聚糖季铵盐制备苜蓿专用富硒降镉肥，能够降低原料成本并易获得，从而降低了苜蓿专用富硒降镉肥的生产成本且产量较高，便于推广应用。

本发明提供的苜蓿专用富硒降镉肥的制备方法较为简单，便于操作。

本发明提供的苜蓿专用富硒降镉肥的应用方法较为简单，便于操作。

附图说明

图1为施加苜蓿专用富硒降镉肥和未施加苜蓿专用富硒降镉肥所培植的中苜一号紫花苜蓿的根部、茎部和叶片中的Se元素的含量的柱状图；

图2为施加苜蓿专用富硒降镉肥和未施加苜蓿专用富硒降镉肥所培植的中苜一号紫花苜蓿的根部、茎部和叶片中的Cd元素的含量的柱状图；

图3为施加苜蓿专用富硒降镉肥和未施加苜蓿专用富硒降镉肥所培植的草原三号紫花苜蓿的根部、茎部和叶片中的Se元素的含量的柱状图；

图4为施加苜蓿专用富硒降镉肥和未施加苜蓿专用富硒降镉肥所培植的草原三号紫花苜蓿的根部、茎部和叶片中的Cd元素的含量的柱状图；

图5为本发明的苜蓿专用富硒降镉肥的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明实施例提出的苜蓿专用富硒降镉肥包括：含有Se(硒)元素、Fe(铁)元素、Mn(锰)元素、Zn(锌)元素、B(硼)元素、Mg(镁)元素、Mo(钼)元素、Co(钴)元素、S(硫)元素的混合物、壳聚糖、APG(烷基多苷)和壳聚糖季铵盐。

通过向苜蓿施加含有Se元素的肥料，能够通过Se元素增加的抗氧化防御系统，并在苜蓿内部金属诱导的氧化应激条件下使脂质过氧化处于较低水平，由于活性氧积累减少，起到抑制Cd元素胁迫的作用，抑制Cd从苜蓿根部向地上部的转移，从而降低其地上部分即茎部和叶片中Cd元素的富集，达到降低苜蓿茎部和叶片中Cd元素含量的作用，进而能够降低以苜蓿的茎部和叶片为食的家畜体内Cd元素的含量，从而减少食用家畜后，Cd元素在人体的累积。同时，向苜蓿施加含有Se元素的肥料，还能增加苜蓿中Se元素的含量，进而能够增加以苜蓿为食的家畜体内Se元素的含量，利用生物放大作用(生物放大作用是指同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物富集某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度岁营养级数提高而增大的现象)提高了人体内Se元素的含量，而Se元素是人体实现抗氧化防御、调节炎症和产生甲状腺激素所需的必要成分之一，因此，提高人体内Se元素的含量，有助于保持人体健康。

同时，本申请的苜蓿专用富硒降镉肥中的Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素、S元素、壳聚糖、烷基多苷和壳聚糖季铵盐均为有助于苜蓿生长的营养成分。而且，在苜蓿专用富硒降镉肥中添加B元素可以提高苜蓿叶片中B元素的含量，以提高苜蓿叶片的光合速率和蒸腾速率并增加叶绿素含量，并可有效降低苜蓿叶片中可溶性糖的含量；添加Mo元素可增加苜蓿的生物量；添加Co元素可以提高苜蓿中的蛋白质、粗脂肪和粗灰分的含量；添加Fe元素有助于提高苜蓿的生物量；添加Mn元素能显著提高苜蓿对Zn元素、Mn元素、P(磷)元素、Se元素、Fe元素和Mo(钼)元素等有助于苜蓿生长的营养元素的吸收；添加Zn元素可以促进苜蓿对有助于其生长的N(氮)元素、P元素和k(钾)元素的吸收，而且在苜蓿专用富硒降镉肥中同时添加Se元素和Zn元素，相较于单独添加Se元素或Zn元素，苜蓿对N元素、P元素和k元素的吸收能力更优；添加Co元素，以补充苜蓿中Co元素含量，解决因添加Zn元素所导致的苜蓿对Co元素吸收能力降低的问题。

同时，本申请的苜蓿专用富硒降镉肥中的烷基多苷由脂肪醇和葡萄糖制成、壳聚糖是天然多糖、壳聚糖季铵盐通过壳聚糖改性制得，而脂肪醇、葡萄糖和壳聚糖均为天然可再生资源，也就是说，烷基多苷、壳聚糖和壳聚糖季铵盐均为天然可再生资源或由天然可再生资源制得，通过烷基多苷、壳聚糖和壳聚糖季铵盐制备苜蓿专用富硒降镉肥，能够降低原料成本并易获得，从而降低了苜蓿专用富硒降镉肥的生产成本且产量较高，便于工业化规模生产。

具体地，根据多次试验数据的比对分析，将Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素、S元素、壳聚糖、烷基多苷和壳聚糖季铵盐的质量比设定为1:3.9-4.9:21.3-22.3:16.6-17.6:12.1-13.1:12.3-13.3:45.4-46.4:1.7-2.7:40.2-41.2:7.0-8.0:1.5-2.5:0.7-0.8。该配比的苜蓿专用富硒降镉肥能够降低苜蓿对Cd元素的吸收，并能增加苜蓿中Se元素的含量。且该配比的苜蓿专用富硒降镉肥能够提供苜蓿生长过程中所需的微量元素含量，并能够保证在向苜蓿叶片喷施时不会损伤苜蓿叶面的蜡质层。

具体地，混合物包括FeSO

进一步，本发明还提供一种苜蓿专用富硒降镉肥的制备方法，参见图5，包括如下步骤：

S1：将含有Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素、S元素的混合物和壳聚糖混合后加水，得到制剂A；

S2：烷基多苷和壳聚糖季铵盐混合后加水，得到制剂B；

S3：制剂A和制剂B混合后加水，得到制剂C。

由上可知，本申请的苜蓿专用富硒降镉肥的制备方法较为简单，便于操作。

具体地，步骤S1还包括：

壳聚糖和混合物中的Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素和S元素的质量比为7.0-8.0:1:3.9-4.9:21.3-22.3:16.6-17.6:12.1-13.1:12.3-13.3:45.4-46.4:1.7-2.7:40.2-41.2；

混合物和壳聚糖混合后加水定容至1L。

具体地，步骤S2还包括：

烷基多苷和壳聚糖季铵盐的质量比为1.5-2.5:0.7-0.8；

烷基多苷和壳聚糖季铵盐混合后加水定容至200ml。

具体地，步骤S3还包括：

制剂A的体积为500mL，制剂B的体积为100mL，制剂C的体积为500mL的制剂A和体积为100mL的制剂B混合后加水定容至总体积的70-90倍。

具体地，步骤S1-S3中的水为去离子水、蒸馏水或其它未经污染的水。

具体地，步骤S1中采用容量瓶承装混合物和壳聚糖，步骤S2中采用容量瓶承装烷基多苷和壳聚糖季铵盐。采用容量瓶承装，其目的在于便于观察所承装液体的体积。

具体地，在步骤S1-S3中均采用定容的方式加水，以更精准的保证苜蓿专用富硒降镉肥的浓度。

为更好的解释说明，以下为本申请的苜蓿专用富硒降镉肥的制备方法的具体实施例：

实施例1

包括如下步骤：

S1.1：将壳聚糖和混合物混合，其中，壳聚糖和混合物中的Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素和S元素的质量比为7.5:1:4.5:21.8:17.1:12.6:12.8:45.9:2.2:40.7，混合后加水定容至1L，得到制剂A；

S1.2：将烷基多苷和壳聚糖季铵盐按2.0:0.7的质量比混合后加水定容至200ml，得到制剂B；

S1.3：将500mL的制剂A和100mL的制剂B混合后加水定容至混合后总体积的80倍，得到制剂C。

实施例2

包括如下步骤：

S2.1：将壳聚糖和混合物混合，其中，壳聚糖和混合物中的Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素和S元素的质量比为7.0:1:4.0:21.5:16.5:12.1:12.3:45.5:1.8:40.3，混合后加水定容至1L，得到制剂A；

S2.2：将烷基多苷和壳聚糖季铵盐按1.5:0.8的质量比混合后加水定容至200ml，得到制剂B；

S2.3：将500mL的制剂A和100mL的制剂B混合后加水定容至混合后总体积的90倍，得到制剂C。

实施例3

包括如下步骤：

S3.1：将壳聚糖和混合物混合，其中，壳聚糖和混合物中的Se元素、Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素和S元素的质量比为8.0:1:4.8:22.2:17.5:13.0:13.2:46.3:2.6:41.0，混合后加水定容至1L，得到制剂A；

S3.2：将烷基多苷和壳聚糖季铵盐按2.5:0.7的质量比混合后加水定容至200ml，得到制剂B；

S3.3：将500mL的制剂A和100mL的制剂B混合后加水定容至混合后总体积的70倍，得到制剂C。

进一步，本发明还提供一种苜蓿专用富硒降镉肥的应用，包括如下步骤：

SS1：稀释制剂C，得到原液，在原液中加入烷基多苷，得到喷施液；

SS2：向苜蓿的叶面喷施喷施液。

向苜蓿的叶面喷施苜蓿专用富硒降镉肥，使苜蓿的叶片和茎部富集Se，能够使家畜在食用作为牧草的苜蓿的叶片和茎部时，叶片和茎部中由苜蓿专用富硒降镉肥所提供的Se元素能够被家畜吸收以得到有效利用，因此，本申请在应用过程中向苜蓿的叶面喷施苜蓿专用富硒降镉肥，以使Se元素得到有效利用。

具体地，步骤SS1还包括：

稀释制剂C至750kg·hm

具体地，步骤SS2还包括：

向株高为20cm的苜蓿的叶面喷施喷施液，每周喷施一次，连续喷施三周。

其中，烷基多苷是一种表面活性剂，能够保护苜蓿的叶面免受苜蓿专用富硒降镉肥中金属元素的腐蚀。

由上可知，本申请的苜蓿专用富硒降镉肥的应用方法较为简单，便于操作。

为更好的解释说明，以下为本申请的苜蓿专用富硒降镉肥的应用的实施例：

实施例4

包括如下步骤：

SS1.1：稀释实施例S1中的制剂C至750kg·hm

SS1.2：向株高为20cm的苜蓿的叶面喷施喷施液，每周喷施一次，连续喷施三周。

实施例5

包括如下步骤：

SS2.1：稀释实施例S1中的制剂C至750kg·hm

SS2.2：向株高为20cm的苜蓿的叶面喷施喷施液，每周喷施一次，连续喷施三周。

实施例6

包括如下步骤：

SS3.1：稀释实施例S1中的制剂C至750kg·hm

SS3.2：向株高为20cm的苜蓿的叶面喷施喷施液，连续喷施三周，每周喷施一次。

具体地，附图图1和图2中对于中苜一号紫花苜蓿的实验，对照组实验中所施加的肥料除不添加Se元素外，其余成分配比和施用方法均和本申请的苜蓿专用富硒降镉肥一致。

针对于中苜一号紫花苜蓿的实验情况，由附图图1和图2可知，相较于对照组中得到的苜蓿，分别采用实施例1、实施例2和实施例3的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥对应按照实施例4、实施例5和实施例6的应用条件所培植的苜蓿的根部、茎部和叶片中的Cd元素含量均得到降低且Se元素含量均得到大幅增加，而且苜蓿的叶片中的Se元素的含量和涨幅均远高于根部和茎部，说明针对苜蓿的叶面喷施苜蓿专用富硒降镉肥的方式能够有效提高苜蓿整体、尤其是苜蓿的叶片对Se元素的吸收，并能通过Se元素提高对Cd元素吸收的抑制能力。同时，对应施加实施例1、实施例2和实施例3的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥的苜蓿中的Se元素的含量依次降低，Cd元素的含量依次增加，也就是说，喷施实施例1的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥的Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素、S元素的配比较优，对于苜蓿的富硒降镉的效果最佳。

针对于草原三号紫花苜蓿的实验情况，由附图图3和图4可知，相较于对照组中得到的苜蓿，分别采用实施例1、实施例2和实施例3的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥对应按照实施例4、实施例5和实施例6的应用条件下所得到的苜蓿的根部、茎部和叶片中的Cd元素的含量均得到降低或者呈降低趋势(采用实施例2的制备方法和实施例5的应用条件所对应得到的苜蓿的茎部中Cd元素的含量大于对照组)且Se含量均得到大幅增加，而且苜蓿的叶片中的Se元素的含量和涨幅均远高于根部和茎部，说明针对苜蓿的叶面喷施苜蓿专用富硒降镉肥的方式能够有效提高苜蓿整体、尤其是苜蓿的叶片对Se元素的吸收，并能通过Se元素提高对Cd元素吸收的抑制能力。而出现“采用实施例2的制备方法和实施例5的应用条件所对应得到的苜蓿的茎部中Cd元素的含量大于对照组”的原因是：有研究表明，少量的Zn元素和Mg元素，会抑制苜蓿对Cd元素的吸收。需要注意的是，Zn元素和Cd元素、Mn元素和Cd元素均存在互作关系，在不同营养环境条件下可能出现完全相反的结果。

同时，对应施加实施例1、实施例2和实施例3的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥的苜蓿中的Se元素的含量依次降低，Cd元素的含量较为平均，其中，对应施加实施例1的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥的苜蓿的根部、茎部和叶片中的Cd元素的含量均最低，对于苜蓿的富硒降镉的效果最佳。经过多次实验数据的比对分析，得出采用实施例1的制备方法所得到的苜蓿专用富硒降镉肥中“Fe元素、Mn元素、Zn元素、B元素、Mg元素、Mo元素、Co元素和S元素”的配比较优。

需要说明的是，本发明的苜蓿专用富硒降镉肥的特点是在提高苜蓿中Se元素含量的同时，较大程度的降低其对Cd元素的吸收。申请人得到上述最佳实施例配比的研究思路是：首先，以小麦、水稻和晒菇的叶面肥的配比为雏形，但由于苜蓿和水稻、小麦或晒菇的差异较大，必须做出较大改进；其次，将其他降镉肥料的配比作为参考值引入；再次，研究分析每种元素对苜蓿的影响情况，得出每种元素对苜蓿的影响情况分析表；最后，结合上述三个过程中的数据再进行多次实验分析。最终得到本发明最优配比方案。上述研究思路也反映出本发明的苜蓿专用富硒降镉肥中各元素配比的研发过程并非有限次实验得到。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。