一种新型生物纳米硒植物营养素的制作方法

1.本发明运用于微生物合成技术领域，具体涉及为一种新型生物纳米硒植物营养素。


背景技术：

2.基于对微生物菌株的精准筛选与微生物合成技术生产高纯度的生物纳米硒。自然界中存在很多微生物细菌可将毒性高的亚硒酸盐（se iv）还原为毒性较低的纳米硒（seo）；硒是农作物机体必需的微量元素，它应用的最大限制就是它的毒性；硒和钙、钾等不一样，它的毒性比较大，这是公认的。而且它的有效量和它的毒性量之间，我们称之为安全范围比较窄，比钙、钾等都窄，所以容易造成过量；而单质硒(纳米硒)与其他传统的无机硒、螯合硒、有机硒和酵母硒等硒化合物比较，最大的优点就是毒性低和零残留；生物纳米硒植物营养素中生物纳米硒由微生物转化而来，是一种红色的单质硒，具有更高的生物活性和利用价值。经电子自旋共振试验证实：单质硒(纳米硒)清除羟基自由基效率是亚硒酸盐的5倍以上。对比试验证实：在较低硒剂量补充条件下，亚硒酸盐不显示抑制重金属和免疫调节作用，传统的硒化物的生物功效不能达到人们预期的效果；但单质硒(纳米硒)能有效抑制重金属并能够提高细胞免疫、机液免疫，非特异性吞噬功能和易于植物叶面吸收，鉴于此，我们提出一种新型生物纳米硒植物营养素及其制备方法。


技术实现要素：

3.本发明提供一种新型生物纳米硒植物营养素，用以解决现有技术面临的毒性高，吸收和转化率低，容易残留和易造成环境污染等缺陷，实现提高农作物对硒元素的有效吸收和利用。
4.本发明为解决技术问题采用如下技术手段：本发明提供一种新型生物纳米硒植物营养素，应用于农作物叶面肥料，包括：营养素由以下成分组成：亚硒酸盐溶液、维生素c溶液、遴选的特定乳酸菌、还原剂、稳定剂、可生物降解的植物表面活性剂、复合氨基酸、辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰和低聚糖。
5.进一步地，所述营养素的成分配比如下（按重量份数计）：亚硒酸盐溶液1~2份、特定乳酸菌溶液0.5~1份、维生素c溶液0.1~0.5份、还原剂0.25~0.5份、稳定剂0.1~0.2份、可生物降解的表面活性剂0.1~0.2份、辅助添加剂0.3~0.5份、葡萄糖酸锌0.25~0.35份、葡萄糖酸锰0.2~0.35份、低聚糖0.2~0.5份。
6.进一步地，所述亚硒酸盐溶液选自亚硒酸钠溶液、亚硒酸钾溶液或亚硒酸锌溶液中的任意一种。
7.进一步地，采用新型生物纳米硒植物营养素制备方法对所述营养素进行制备，所述制备方法包括：s1；将遴选的特定乳酸菌加入到亚硒酸盐溶液中，通过与具有谷胱甘肽的含硫醇
分子螯合，形成硒代二谷胱甘肽；硒代二谷胱甘肽再通过含酶的还原剂，还原成零价硒；将零价硒从细胞质输出到细胞外，并采用单质硒在细胞核上通过稳定剂的作用集聚成纳米粒子，生成红色生物纳米硒种子液；s2：将维生素c溶液、复合氨基酸与辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰和低聚糖混合，调节ph值至3.5~4.5，低速搅拌直至溶液变浑浊，得到预混液备用；s3：将生物纳米硒种子液与预混液混合，低速搅拌均匀后静止1~3h；s4：将超声波处理器发射端插入经搅拌均匀静止后的溶液，并使该超声波处理器间歇式工作，对溶液施加脉冲超声波场；获得最终溶液，ph在3.5~6.5之间，此时得到均匀的液态生物纳米硒植物营养素。
8.进一步地，所述生物纳米硒植物营养素溶液中生物纳米硒的粒径集中在22-69nm之间,生物纳米硒的浓度为10~100 mm。
9.本发明提供了新型生物纳米硒植物营养素，具有以下有益效果：1、本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，通过将遴选的特定乳酸菌加入到亚硒酸盐溶液中，将亚硒酸盐溶液与维生素c溶液混合，通过谷胱甘肽等含硫醇分子螯合，形成硒代二谷胱甘肽；硒代二谷胱甘肽再通过含酶的还原剂和稳定剂存在的条件下发生还原反应，生成为人类可利用的红色单质硒，新增了单质硒的生产途径，满足工业化大规模植物补硒方案，具有较大的技术优势；2、本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，在制得生物纳米硒种子液的基础上，添加合理比例的还原剂、稳定剂、辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰以及低聚糖，通过上述材料制得稳定的液态生物纳米硒植物营养素，该产品具备预防植物疾病、提高产量、降低农残和重金属，增加植物的光合作用能力，使农作物机体中游离氨基酸含量、可溶性糖含量显著提高，进而提升农作物的机体健康，实现作物的有效增产，同时也能达到国家富硒标准；3、本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，其中生物纳米硒颗粒均匀细小、表面积大、表面原子和不饱和键多、具有高表面活性、可以快速被农作物吸收并诱导作物抗虫抗病，促进作物根系发达，光合作用增强。
10.4、本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，由于生物纳米硒的粒径小，能有效拮抗铅、汞、铬和镉等有毒有害重金属，可以实现土壤的边种植、边改良、有效降镉，有效利用土地资源；同时协助作物抵御环境物理和化学胁迫、改变作物害虫适口性、拮抗重金属吸收、提高作物诱导抗病性，减少农药的使用量。
11.5、本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，通过叶面喷施，可以提高作物籽粒蛋白的硒含量，通过根灌可以使作物的蛋白质和氨基酸含量显著增加；不仅可以提高作物产量，实现有效增产，更赋予作物富硒后的价值，使其口感和品质更好，最终能有效实现绿色农作物的增产增收和提质增效。
12.6、本发明提供的制备工艺流程简单，易于实现，生产过程耗时较短，能耗低，转化效率高，可以实现真正意义上的节能环保；所实现的最终产品毒性低、吸收快、转化率好和安全性高；使用的原辅料皆为常见材料，成本低，利于批量生产和大规模使用。
附图说明
13.图1为本发明新型生物纳米硒植物营养素制备方法的流程示意图；图2为本发明新型生物纳米硒植物营养素一个实施例中的生物纳米硒粒径分布曲线；图3为本发明新型生物纳米硒植物营养素一个实施例中的生物纳米硒粒径分布数据；图4为本发明新型生物纳米硒植物营养素一个实施例中的生物纳米硒在电镜下的营养素显示图。
14.本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
15.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。
16.下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
17.参考附图1-4，为新型生物纳米硒植物营养素制备方法的流程示意图（图1），为生物纳米硒粒径分布曲线（图2），为生物纳米硒粒径分布数据（图3），生物纳米硒在电镜下的营养素显示图（图4）。
18.实施例1：一种新型生物纳米硒植物营养素，新型生物纳米硒植物营养素由以下成分组成：亚硒酸盐溶液、维生素c溶液、遴选的特定乳酸菌、还原剂、稳定剂、可生物降解的植物表面活性剂、复合氨基酸、辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰和低聚糖。
19.具体为，新型生物纳米硒植物营养素的成分配比如下（按重量分数计）：亚硒酸盐溶液1~2份、 特定乳酸菌溶液0.5~1份、 维生素c溶液0.1~0.5份、还原剂0.25~0.5份、稳定剂0.1~0.2份、可生物降解的表面活性剂0.1~0.2份、辅助添加剂0.3~0.5份、葡萄糖酸锌0.25~0.35份、葡萄糖酸锰0.2~0.35份、低聚糖0.2~0.5份。
20.在一个实施例中，亚硒酸盐溶液选自亚硒酸钾溶液，亚硒酸钾溶液中亚硒酸盐的浓度为0.1~1.0 mol/l。
21.在一个实施例中，还原剂为柠檬酸。
22.在一个实施例中，辅助添加剂为生物碱。
23.在一个实施例中，低聚糖为低聚果糖。
24.在一个实施例中，稳定剂为十二烷基硫酸钠。
25.在一个实施例中，特定乳酸菌溶液为植物胚芽乳杆菌溶液。
26.本发明还提供一种新型生物纳米硒植物营养素制备方法，应用于新型生物纳米硒植物营养素的制备，制备方法包括以下步骤：s1：将遴选的特定乳酸菌加入到亚硒酸钾溶液中，通过谷胱甘肽等含硫醇分子螯合，形成硒代二谷胱甘肽；硒代二谷胱甘肽再通过含酶的还原剂，还原成零价硒；将零价硒从细胞质输出到细胞外，单质硒在细胞核上通过稳定剂的作用集聚成纳米粒子，生成红色
生物纳米硒种子液；s2：将微生物c溶液与辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰和低聚糖混合，调节ph值至3.5~4.5，室温低速搅拌直至溶液变浑浊，得到预混液，备用；s3：将生物纳米硒种子液与预混液混合，室温低速搅拌均匀后室温静止1~3h；s4：将超声波处理器发射端插入经搅拌均匀静止后的溶液，并使该超声波处理器间歇式工作，对溶液施加脉冲超声波场；获得最终溶液温度在40℃以下，ph在3.5~6.5之间，此时得到均匀的液态生物纳米硒植物营养素。
27.在一个实施例中，亚硒酸盐溶液的浓度为10~100 mm，维生素c的浓度为10~50 mm。
28.实施例2：一种新型生物纳米硒植物营养素，新型生物纳米硒植物营养素由以下成分组成：亚硒酸盐溶液、维生素c溶液、遴选的特定乳酸菌、还原剂、稳定剂、可生物降解的表面活性剂、复合氨基酸、辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰、低聚糖。
29.具体为，新型生物纳米硒植物营养素的成分配比如下（按重量分数计）：亚硒酸盐溶液1~2份、 特定乳酸菌溶液0.5~1份、 维生素c溶液0.1~0.5份、还原剂0.25~0.5份、稳定剂0.1~0.2份、可生物降解的表面活性剂0.1~0.2份、辅助添加剂0.3~0.5份、葡萄糖酸锌0.25~0.35份、葡萄糖酸锰0.2~0.35份、低聚糖0.2~0.5份。
30.在一个实施例中，亚硒酸盐溶液选自亚硒酸盐溶液，亚硒酸盐溶液中亚硒酸盐的浓度为0.1~1.0 mol/l。
31.在一个实施例中，还原剂为谷氨酸。
32.在一个实施例中，辅助添加剂为茶多酚。
33.在一个实施例中，低聚糖为低聚半乳糖。
34.在一个实施例中，稳定剂为十二烷基硫酸钠。
35.在一个实施例中，特定乳酸菌溶液为植物胚芽乳杆菌溶液。
36.本发明还提供一种新型生物纳米硒植物营养素制备方法，应用于新型生物纳米硒植物营养素的制备，制备方法包括以下步骤：s1：将遴选的特定乳酸菌加入到亚硒酸盐溶液中，通过谷胱甘肽等含硫醇分子螯合，形成硒代二谷胱甘肽；硒代二谷胱甘肽再通过含酶的还原剂，还原成零价硒；将零价硒从细胞质输出到细胞外，单质硒在细胞核上通过稳定剂的作用集聚成纳米粒子，生成红色生物纳米硒种子液；s2：将维生素c溶液与辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰和低聚糖混合，调节ph值至3.5~4.5，室温低速搅拌直至溶液变浑浊，得到预混液，备用；s3：将生物纳米硒种子液与预混液混合，室温低速搅拌均匀后室温静止1~3h；s4：将超声波处理器发射端插入经搅拌均匀静止后的溶液，并使该超声波处理器间歇式工作，对溶液施加脉冲超声波场；获得最终溶液温度在40℃以内，ph在3.5~6.5之间，此时得到均匀的液态生物纳米硒植物营养素。
37.在一个实施例中，亚硒酸盐溶液的浓度为10~100 mm，维生素c的浓度为10~50 mm。
38.实施例3：一种新型生物纳米硒植物营养素，新型生物纳米硒植物营养素由以下成分组成：亚硒酸盐溶液、维生素c溶液、遴选的特定乳酸菌、还原剂、稳定剂、可生物降解的表面活性
剂、复合氨基酸、辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰、低聚糖。
39.具体为，新型生物纳米硒植物营养素的成分配比如下（按重量分数计）：亚硒酸盐溶液1~2份、 特定乳酸菌溶液0.5~1份、 维生素c溶液0.1~0.5份、还原剂0.25~0.5份、稳定剂0.1~0.2份、可生物降解的表面活性剂0.1~0.2份、辅助添加剂0.3~0.5份、葡萄糖酸锌0.25~0.35份、葡萄糖酸锰0.2~0.35份、低聚糖0.2~0.5份。
40.在一个实施例中，亚硒酸盐溶液选自亚硒酸锌溶液，亚硒酸锌溶液中亚硒酸盐的浓度为0.1~1.0 mol/l。
41.在一个实施例中，还原剂为天冬氨酸。
42.在一个实施例中，辅助添加剂为大豆皂苷。
43.在一个实施例中，低聚糖为低聚木糖中。
44.在一个实施例中，稳定剂为十二烷基硫酸钠。
45.在一个实施例中，特定乳酸菌溶液为植物胚芽乳杆菌溶液。
46.本发明还提供一种新型生物纳米硒植物营养素制备方法，应用于新型生物纳米硒植物营养素的制备，制备方法包括以下步骤：s1：将遴选的特定乳酸菌加入到亚硒酸盐溶液中，通过谷胱甘肽等含硫醇分子螯合，形成硒代二谷胱甘肽；硒代二谷胱甘肽再通过含酶的还原剂，还原成零价硒；将零价硒从细胞质输出到细胞外，单质硒在细胞核上通过稳定剂的作用集聚成纳米粒子，生成红色生物纳米硒种子液；s2：将微生物c溶液与辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰和低聚糖混合，调节ph值至3.5~4.5，室温低速搅拌直至溶液变浑浊，得到预混液，备用；s3：将生物纳米硒种子液与预混液混合，室温低速搅拌均匀后室温静止1～3h；s4：将超声波处理器发射端插入经搅拌均匀静止后的溶液，并使该超声波处理器间歇式工作，对溶液施加脉冲超声波场；获得最终溶液温度在40℃以内，ph在3.5~6.5之间，此时得到均匀的液态生物纳米硒植物营养素。
47.在一个实施例中，亚硒酸盐溶液的浓度为10~100 mm，维生素c的浓度为10~50 mm。
48.以上三组实施例均可作为本发明的实施例，其中以实施例2作为最优选，本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，通过将遴选的特定乳酸菌加入到亚硒酸盐溶液中，通过谷胱甘肽等含硫醇分子螯合，形成硒代二谷胱甘肽；硒代二谷胱甘肽再通过含酶的还原剂，还原成零价硒；将零价硒从细胞质输出到细胞外，单质硒在细胞核上通过稳定剂的作用集聚成纳米粒子，生成红色生物纳米硒，将剧毒物质转变为人类可利用的生物单质硒，丰富了单质硒的生产途径，满足工业化生产条件，具有较大的技术优势；本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，在制得生物纳米硒种子液的基础上，添加合理比例的复合氨基酸、辅助添加剂、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰以及低聚糖等，通过上述材料制得稳定的液态生物纳米硒植物营养素具备较强的生物功效；本发明制备的新型生物纳米硒植物营养素，生物纳米硒颗粒均匀细小、表面积大，表面原子和不饱和键多，具有高表面活性，易被作物吸收，具有较高的生物利用率和转化率；本发明提供的制备工艺流程简单，易于实现，生产过程耗时较短，能耗低，效率高，且所获最终产品毒性低，安全性高；使用的原辅料皆为常见材料，成本低， 利于规模化生产和大批量使用。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。