一种促进土壤硒活化的调理剂及其制备方法与流程

1.本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种促进土壤硒活化的调理剂，并进一步公开其制备方法。


背景技术：

2.硒是一种人和动物健康必需的微量元素，具有清除自由基、抗氧化、延缓衰老、抗癌、增强免疫力、拮抗重金属等生物学特性，具有抗癌、保护心脏和肝脏、提高免疫力、延缓衰老以及增强生殖功能等多种药理作用，被科学家誉为“生命之火”、“抗癌之王”及“心脏的守护神”，人体缺硒会导致免疫力大大降低，感染各种高致病性病毒性疾病的危险明显增大。1988年，中国营养学会即将微量元素“硒”列入我国居民每日必须摄入的膳食营养素之一，推荐每日硒摄入量为50
‑
250mg，但我国成人平均每日硒摄入量仅有36mg左右。
3.人体硒来源主要靠膳食摄入，富硒农副产品是人体补充硒元素的有效途径，因此，开发富硒农产品是科学家们研究开发的热点领域。由于硒在地壳中一般与金属硫化物伴生，并以岩石形态存在，虽然岩石中的硒并不能被作物吸收，但经过风化、侵蚀、物理、化学、微生物等的作用，岩石中的硒可被转化为氧化物，进而冲刷进土壤中形成各种形态的硒，诸如元素硒、有机硒、亚硒酸盐和硒酸盐等。土壤中的硒元素按照价态可分为：硒酸盐、亚硒酸盐、元素硒和硒化物；按结合型态可分为：可溶态和弱吸附态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态以及残渣态等。不同价态以及不同结合态的硒，在土壤中具有不同的迁移、转化能力，对植物的有效性也不同，可以说，土壤中有效硒含量才是决定植物体内硒含量的关键因素，而并非全硒。硒的有效性受到土壤全硒、土壤质地、土壤ph、eh、有机质等的影响，其中，可溶态、可交换态和碳酸盐结合态硒对作物吸收的效果最好。
4.我国约有三分之二地区属于国际公认的缺硒地区，其中，近三分之一地区属于严重缺硒，导致我国有70％人口生活在缺硒地区，尤其是西藏某些区域的克山病和大骨节病患者就是由于生活区域长期缺硒导致。根据对西藏地区土壤硒含量的调查显示，西藏地区土壤硒含量总体较低，且成条带规律分布。然而，雅鲁藏布江以南的区域中，山南地区大部分区域，年楚河富硒区的亚东县、岗巴县、康马县、江孜县、浪卡子县一线，以及阿里地区的日土县、札达县以西的区域，土壤中全硒含量是西藏其他区域土壤全硒含量的两倍以上，可达到中硒土壤标准。可见，在西藏地区开发富硒产品成为可能，一方面可安全有效地提高西藏居民硒营养水平；另一方面，在西藏净土生态环境下增加富硒农畜产品开发，提高产品质量和市场竞争力。
5.但是，目前针对西藏地区土壤全硒含量的调查，一方面精度不足以查明西藏主要农区中含硒土壤的区域分布位置，另一方面，西藏地区独特的地理环境和气候也影响了土壤中有效硒的含量。因此，如何有效改善西藏地区土壤中有效硒的含量和状态，进而开展具有西藏特色的富硒农产品生，不仅可以为西藏“高原生态硒谷”的建设提供坚实的技术支持，还对加快推进西藏农牧业产业化进程具有重要的现实意义和必要性。


技术实现要素：

6.为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种促进土壤硒活化的调理剂，可有效改善土壤中有效硒的含量，以促进种植作物的硒含量；
7.本发明所要解决的第二个技术问题在于提供所述促进土壤硒活化的调理剂的制备方法。
8.为解决上述技术问题，本发明所述的一种促进土壤硒活化的调理剂的制备方法，包括如下步骤：
9.(1)取剩余活性污泥加入含离子液体的电解质溶液，进行水热电解质反应，收集排出的活性污泥，备用；
10.(2)取人畜粪便、柠檬酸渣、坚果壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮混匀，得到固态基质；
11.(3)将步骤(1)中所得活性污泥与步骤(2)中所述固态基质充分混匀，进行堆渥处理；
12.(4)将步骤(3)中所得堆渥产物进行团聚造粒、烘干、过筛，即得。
13.具体的，所述步骤(1)中，所述电解质溶液包括可溶性钙盐溶液。优选的，所述电解质溶液包括氯化钙溶液。
14.具体的，所述步骤(1)中，所述电解质溶液的浓度为30
‑
80mmol/l。
15.具体的，所述步骤(1)中，所述离子液体包括氯化胆碱离子液体。
16.具体的，所述步骤(1)中，所述电解质溶液中，所述离子液体的浓度为50
‑
100mmol/l。
17.具体的，所述步骤(1)中，所述水热电解质反应步骤的温度为50
‑
80℃，压力为常压。
18.具体的，所述步骤(2)中，所述人畜粪便、柠檬酸渣、坚果壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮的质量比为1
‑
3：3
‑
8：2
‑
4：2
‑
8：1
‑
5。
19.优选的，所述人畜粪便、柠檬酸渣、坚果壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮的质量比为2：5：3：5：3。
20.具体的，所述步骤(2)中，所述坚果壳粉包括核桃壳粉和/或板栗壳粉。
21.具体的，所述步骤(2)中，还包括将所述固态基质粉碎并过筛的步骤，具体的，所述过筛步骤为过80
‑
100目晒。
22.具体的，所述步骤(3)中，所述固态基质与所述活性污泥的质量比为10：3
‑
8。
23.具体的，所述步骤(3)中，所述堆渥处理步骤为常温下进行堆渥12
‑
18h。
24.本发明还公开了由所述方法制备的促进土壤硒活化的调理剂。
25.本发明还公开了所述促进土壤硒活化的调理剂的使用方法，包括在作物种植前将所述调理剂施用于土壤中的步骤。
26.本发明所述促进土壤硒活化的调理剂，以人畜粪便、柠檬酸渣、坚果壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮为固态基质，辅以经水热电解质反应处理的剩余活性污泥的活性，可有效改善种植土壤的性质，将土壤中的硒元素转化为更易吸收的有效硒，可实现土壤中硒元素的活化，使土壤中有效硒含量增加，并在一定程度上促进了青稞作物对硒的吸收，更易于种植富硒作物，不仅有效提高了种植作物的硒含量，且所述调理剂富含的多种营养成分有助于提高种植作物的产量。
具体实施方式
27.实施例1
28.本实施例所述促进土壤硒活化的调理剂，由如下方法制备：
29.(1)取含水率大于90％的剩余活性污泥置于夹套搪瓷反应釜，加入浓度为50mmol/l的氯化钙溶液为电解质溶液(所述电解质溶液中含有浓度为80mmol/l的氯化胆碱)，充分混匀，控制水热温度60℃进行水热电解质反应2h，收集反应釜排出的活性污泥，备用；
30.(2)按照2：5：3：5：3的质量比取人畜粪便、柠檬酸渣、核桃壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮混匀，将混合后的固态基质粉碎，并过80
‑
100目筛，备用；
31.(3)将步骤(1)中所述活性污泥与步骤(2)中所述固态基质按照5：10的质量比充分混匀，常温下自然堆渥处理15h，过程中需要适时翻匀；
32.(4)将步骤(3)中所得堆渥产物按照常规方式进行团聚造粒、低温常规烘干后、过筛，得到粒径2mm左右的颗粒，即得。
33.实施例2
34.本实施例所述促进土壤硒活化的调理剂，由如下方法制备：
35.(1)取含水率大于90％的剩余活性污泥置于夹套搪瓷反应釜，加入浓度为30mmol/l的氯化钙溶液为电解质溶液(所述电解质溶液中含有浓度为100mmol/l的氯化胆碱)，充分混匀，控制水热温度50℃进行水热电解质反应2h，收集反应釜排出的活性污泥，备用；
36.(2)按照1：8：2：8：1的质量比取人畜粪便、柠檬酸渣、核桃壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮混匀，将混合后的固态基质粉碎，并过80
‑
100目筛，备用；
37.(3)将步骤(1)中所述活性污泥与步骤(2)中所述固态基质按照3：10的质量比充分混匀，常温下自然堆渥处理18h，过程中需要适时翻匀；
38.(4)将步骤(3)中所得堆渥产物按照常规方式进行团聚造粒、低温常规烘干后、过筛，得到粒径2mm左右的颗粒，即得。
39.实施例3
40.本实施例所述促进土壤硒活化的调理剂，由如下方法制备：
41.(1)取含水率大于90％的剩余活性污泥置于夹套搪瓷反应釜，加入浓度为80mmol/l的氯化钙溶液为电解质溶液(所述电解质溶液中含有浓度为50mmol/l的氯化胆碱)，充分混匀，控制水热温度80℃进行水热电解质反应2h，收集反应釜排出的活性污泥，备用；
42.(2)按照3：3：4：2：5的质量比取人畜粪便、柠檬酸渣、板栗壳粉、鸡蛋壳粉和青稞麸皮混匀，将混合后的固态基质粉碎，并过80
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100目筛，备用；
43.(3)将步骤(1)中所述活性污泥与步骤(2)中所述固态基质按照8：10的质量比充分混匀，常温下自然堆渥处理12h，过程中需要适时翻匀；
44.(4)将步骤(3)中所得堆渥产物按照常规方式进行团聚造粒、低温常规烘干后、过筛，得到粒径2mm左右的颗粒，即得。
45.对比例1
46.本对比例所述促进土壤硒活化的调理剂，其制备方法同实施例1，其区别仅在于，所述剩余活性污泥不进行步骤(1)中水热电解质反应处理的步骤，而直接与所述固态基质相混合。
47.对比例2
48.本对比例所述促进土壤硒活化的调理剂，其制备方法同实施例1，其区别仅在于，所述步骤(1)中，所述电解质溶液中不含有所述氯化胆碱。
49.对比例3
50.本对比例所述促进土壤硒活化的调理剂，其制备方法同实施例1，其区别仅在于，所述步骤(1)中，所述电解质溶液中不含有所述氯化胆碱，而添加等量的咪唑氯盐型离子液体(1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐)。
51.对比例4
52.本对比例所述促进土壤硒活化的调理剂，其制备方法同实施例1，其区别仅在于，所述步骤(1)中，所述电解质溶液为等浓度的氯化钠溶液。
53.实验例
54.分别选取6块土质基本近似的种植地块，经多点检测土壤的平均含硒量为0.39mg/kg，有效硒含量为89.2μg/kg。
55.分别在上述各种植地块中按照常规种植方式种植青稞，在播种前的翻地处理时，分别按照30kg/亩的添加量将实施例1和对比例1
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4中调理剂加入种植土壤中并充分翻匀，并以不添加所述调理剂的地块为阴性对照。
56.所述富硒青稞的种植方法，包括如下步骤：
57.(1)整地：选择灌溉条件较好、肥力适当、硒含量理想的种植地块，在种植前进行深耕细耙，并在种植地块土壤中按照30kg/亩的用量加入所述硒活化调理剂，并按照常规种植方式施加基肥，所述基肥的每亩施用量为：有机肥1800kg、尿素5kg、硫酸钾30kg/亩，在整地时全部施入土壤中进行整地；
58.(2)播种：选用优质青稞种子，除霉去杂并晒种，并以50％多菌灵可湿性粉剂进行常规剂量的拌种处理；于三月下旬进行播种，播种采用机条播种，控制行距20cm，播种深度5cm左右，每亩播种量控制12kg左右；
59.(3)追肥：在青稞两叶一心期时，进行除草、浇水，并追施尿素5kg/亩；在青稞拔节期，追施尿素5kg/亩和硫酸钾3kg/亩；并在适当时期进行根外追肥，适量追施2wt％硼肥和1wt％磷酸二氢钾喷雾；
60.(4)灌溉：在青稞的出苗期、开花期和灌溉渠进行合理灌溉；浇水量不宜一次过度，宜采用少量多次的方式，在拔节初期适当控水、控肥，使土壤表层处于较干燥状态，有利于基部节间墩实，增强抗倒能力；
61.(5)适时采收。
62.青稞收获后，分别测试土壤中的全硒含量、有效硒含量，和烘干后青稞麦芽中的硒含量，记录于下表1。
63.表1所述调理剂处理下的土壤及青稞硒含量测定结果
64.编号全硒含量(μg/kg)有效硒含量(μg/kg)青稞麦芽硒含量(mg/kg)实施例168.220.1372.3对比例1151.131.3213.9对比例2113.225.7237.6对比例3108.923.8311.3对比例498.722.4341.2
阴性对照231.318.5103.7
65.由上表数据可见，本发明所述调理剂可以对土壤中的硒进行活化，有效增加了土壤中有效硒的含量，并在一定程度上促进了青稞作物对硒的吸收，也提高了青稞米的硒含量。
66.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。