小麦专用锌肥及其制备和用于生产富锌小麦的方法

技术领域

本发明属于农作物种植领域，具体涉及一种小麦专用锌肥及其制备和用于生产富锌小麦 的方法。

背景技术

锌是人体必需的微量元素之一，在人体生长发育过程中起着极其重要的作用，常被人们 誉为“生命之花”和“智力之源”。科学家研究表明，锌参与了人体内80多种酶的代谢过程， 尤其DNA和RNA聚合酶，它直接参与核酸蛋白质的合成，细胞的分化和增殖以及许多代谢， 人体内还有一些酶需要锌的激活，而发挥其活性作用，因此，锌是人体生长发育、生殖遗传、 免疫内分泌、神经、体液等重要生理过程中必不可少的物质，缺锌会对人体的各系统产生不 利影响。

成人每人每日锌的推荐摄入量为10～15mg，孕期及哺乳期妇女增加5mg，儿童每人每 日5～10mg。全球范围内，由于锌摄入量不足导致的锌缺乏现象普遍存在，目前，全球约有 40%人口面临微量元素缺乏，尤其是发展中国家贫困地区的妇女和儿童。

以往解决锌营养不良问题的3种主要策略是：药剂补充（如市场上销售的葡萄糖酸锌口 服液等）、强化食品（如CN102106358A的专利报道的富锌面粉的生产方法，其工艺为向面 粉中喷洒补锌剂等并加以机械搅拌而成）以及饮食多样化（减少植物性食品，增加肉制品、 海产品等食物）。药剂补充对迅速提高营养缺乏个体的营养状况是很有用的，但花费较大， 人们对其可接受性差，另一方面，其副作用也不得不引起人们的重视；强化食品通常也要增 加投入，而且会使食品的观感及风味改变，也不易被接受，同样，营养强化食品的安全性也 不容忽视；饮食多样化是克服营养不良的最理想途径，但在发展中国家由于经济或社会等原 因也难以实现，即使在发达国家，由于个人饮食嗜好等原因，饮食多样化也不是对所有人都 可行。因此，直到今天世界范围内人类摄人营养不良状况仍未有得到有效的控制。

近年来，一种新的策略已引起科学家的普遍关注，即通过提高主食中微量营养元素锌的 丰度来满足人们对微量营养的需求。通过育种和栽培途径，提高作物可食用部分的锌含量， 在不改变传统饮食的情况下，可以长期稳定地通过主食来提供人们所需的微量营养。这样可 以经济、有效、根本性地解决依赖主食生存的发展中国家人口的营养不良问题。

小麦是人类的主要粮食作物之一，郭明慧研究了17份山西小麦的锌含量，其变化范围 为21-43mg/kg，平均锌含量为29.3mg/kg（郭明慧，2011）；曹新有的综述性文章中也指出 目前小麦锌的平均含量约30mg/kg，小麦籽粒锌含量有待提高（曹新有，2012）；由此可见， 小麦中的锌含量总体偏低，不能满足人体每日所需量，其锌含量的略微增加，对于解决以小 麦为主食的居民锌营养不足问题具有广谱性。

对于通过育种途径提高小麦可食用部分的锌含量，国际的Harvest Plus计划以及其姊妹 项目Harvest Plus-China已把提高微量元素锌的含量作为作物育种的主要目标之一，以消除 “隐性饥饿”，现育成高锌含量（44mg/kg）小麦新品种“中麦175”；CN100493342C的专 利也报道了一种高铁锌小麦的育种方法，培育出一种锌含量135mg/kg的小麦“秦黑1号”， 是普通小麦的4.1倍，居世界上现有谷类作物之首。通过遗传育种改良、培育富锌小麦品种， 对改善小麦锌营养价值是个一劳永逸的事业，也是一个长久性的工作，有着广阔的发展前景； 但它是一项长期的系统工程，而且小麦品种都有一定的地区适应性，就目前研究进展来看， 距推广应用还早，不能最大范围地解决锌营养缺乏问题；不过假以时日，随着研究的深入， 特异基因的发现，利用常规育种技术培育富锌营养功能小麦将变为现实。通过转基因技术培 育富锌小麦目前已经取得了重大进展，但转基因食品的安全性争论似乎永无定论，转基因小 麦的推广应用还有着诸多障碍。

而对于通过小麦富锌栽培技术改善小麦锌营养状况，利用现有推广的普通小麦品种，在 其生长与发育过程中，改善营养环境，提高小麦锌营养利用率，增加小麦锌含量，这个课题 的研究目前见诸报道不多，目前主要研究内容多为施锌对小麦产量的影响或是防止小麦缺锌 的研究，同时也有部分通过叶面喷施锌肥提高作物锌含量的研究，小麦锌的强化研究很少能 够找到，不过从少有的几个研究中发现，小麦的这一富锌途径还是可行的，但小麦锌含量提 高幅度还偏低，一般不会超过50mg/kg。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供小麦专用锌肥及其制备和用于生产富锌小麦的方 法。该方法为在小麦的生长过程中以土施方式施加小麦专用锌肥，待小麦成熟时收获小麦， 得到富锌小麦，其锌含量最高可达160mg/kg。

本发明提供的小麦专用锌肥，含有如下重量份数的组分：

所述小麦专用锌肥中还含有肥料粘结剂，其中，肥料粘结剂的重量为所述小麦专用锌肥 重量的0.3%～0.5%。

优选地，所述锌源为含锌元素的矿物材料、锌盐或氧化锌中的一种或其两种以上任意 混合物；所述吸附剂为凹凸棒土、膨润土、硅藻土或腐殖酸；所述调酸剂为硫。

优选地，所述锌盐为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、碳酸锌、葡萄糖酸锌、甘氨酸锌、乳 酸锌、柠檬酸锌或乙酸锌中的一种或其两种以上任意混合物；所述含锌元素的矿物材料为闪 锌矿粉。

进一步优选地，所述锌源为闪锌矿粉、硫酸锌、氧化锌、柠檬酸锌或乙酸锌中的一种或 其两种以上任意混合物。

本发明提供上述的小麦专用锌肥的制备方法，包括如下步骤：

1）将锌源和有机肥粉碎为粉末；吸附剂和调酸剂超微粉碎成粒径小于48μm的粉末且 其中纳米级别所占的重量比例为3～25%；

2）按照所述量将步骤1）得到的锌源粉末、吸附剂粉末、调酸剂粉末和有机肥粉末混合 均匀；

3）将步骤2）中所述混合物在圆盘上造粒，造粒时加入肥料粘结剂，所得肥料颗粒即为 小麦用富锌营养剂。

优选地，上述的方法，包括如下步骤：

1）所述吸附剂为凹凸棒土，所述调酸剂为硫；将吸附剂凹凸棒土经100～200℃加热处 理的改性后，与调酸剂硫混合均匀，再超微粉碎为小于48μm的粉末，且其中纳米级别所占 的重量比例为3～25%；锌源和有机肥粉碎为粉末；

2）将锌源粉末、吸附剂粉末、调酸剂粉末和有机肥粉末混合均匀；

3）将步骤2）得到的混合物在圆盘造粒机上造粒，圆盘造粒时喷洒肥料粘结剂。

本发明提供上述的小麦专用锌肥用于生产富锌小麦的方法：所述小麦专用锌肥作为基 肥、分蘖盛期肥、拔节初期肥、拔节中期肥、孕穗初期肥或扬花初期肥的其中之一或两个以 上任意组合进行施用，其中，所述小麦专用锌肥的用量以锌的重量计为0.5～25kg/亩。

优选地，所述小麦专用锌肥的用量以锌的重量计为2.5～24kg/亩。

优选地，所述小麦专用锌肥的用量以锌的重量计为4～12kg/亩。

更优选地，所述小麦专用锌肥的用量以锌的重量计为8kg/亩。

本发明提供的小麦专用锌肥及其制备和用于生产富锌小麦的方法。利用本发明的锌肥和 方法栽培出的小麦，其锌含量最高可达160mg/kg，是普通小麦锌含量的4倍以上，通过这 种方式培育的小麦是一种天然富锌小麦，这种生物锌的人体吸收利用率高，它克服了锌营养 强化面粉中的锌形态安全性的不足，以及叶面喷施的锌肥在籽粒中的残留问题，而又避开了 转基因小麦的生物安全性问题争论，因而通过这一途径来开发富锌小麦这一新型功能小麦将 有着非常广阔的应用前景。本方法栽培出的富锌小麦使得人们通过日常饮食方式来补充微量 元素锌成为可能，对于解决人群的缺锌问题具有重要意义，对改善人民的锌营养不足有着现 实的意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本 发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

选择江苏省如皋市丁堰镇小麦田做为肥料效果试验田，小麦栽培品种为长江下游平原区 域广为种植的扬麦-16，每一小试验组设置为3条小麦种植行×2.2米×10米=66平方米的小 区，每一小区周边保留1米的隔离距离。选择其中一个小区做为常规小麦栽培（不加本发明 的小麦专用锌肥）的对照组，其余加入本发明的小麦专用锌肥的组采用与对照组相同的栽培 技术，在收获时，采集小麦籽粒，测定其中的锌含量，测得对照组小麦籽粒的锌含量为41.5 mg/kg。

实施例2-13

首先，将天然纳米材料凹凸棒土粉末经过100～200℃加热处理的改性，分别称取适量的 改性凹凸棒土（0.2～0.4kg），分别加入适量的硫（0.05～0.2kg），混合均匀后（具体的组合方 式按照下表中称取，下面的混合及用量方式同见下表中），超微粉碎为粒径小于48μm的粉 末，使得其中纳米级别所占的比例为3～25%，备用；然后分别称取适量硫酸锌、氧化锌、柠 檬酸锌、乙酸锌等锌盐（以锌计0.25kg），将其粉碎至粉末状，然后加入对应量的凹凸棒土 与硫的混合物，将其混合均匀；最后加入适量粉碎后的有机肥（购自江阴市长青肥业有限公 司）（1～2.5kg），充分混合均匀后在圆盘造粒机上造粒，圆盘造粒时喷洒适量肥料粘结剂（任 意市售的肥料肥料粘结剂，可为羧甲基纤维素。），肥料粘结剂的用量为制得的小麦专用锌肥 总重量的0.3～0.5%，装袋，封口并贴上成分标签，备用。将每袋小麦专用锌肥在小麦拔节中 期撒入麦田中，每小区撒施一袋（每袋含锌0.25kg），在小麦收获时，采集小麦籽粒，测定 其中的锌含量，汇总入下表中：

实施例14-23

首先，将天然纳米材料凹凸棒土粉末经过100～200℃加热处理的改性，分别称取0.3kg 的改性凹凸棒土，加入0.1kg的硫，混合均匀后，超微粉碎为粒径小于48μm的粉末，使得 其中纳米级别所占的比例为3～25%，备用；然后分别称取适量硫酸锌（以锌计0.05～2.5kg）， 将其粉碎至粉末状，然后加入对应量的凹凸棒土与硫的混合物，将其混合均匀；最后加入1.5 kg粉碎后的有机肥（购自江阴市长青肥业有限公司）粉末，充分混合均匀后在圆盘造粒机上 造粒，圆盘造粒时喷洒适量肥料粘结剂（肥料粘结剂的用量为制得的小麦专用锌肥总重量的 0.5%），装袋（每袋含锌0.05～2.5kg），封口并贴上成分标签，备用。

将每袋小麦专用锌肥在小麦生长的特定时期撒入麦田中（具体的施用时期按照下表中的 时期施用），每小区撒施一袋，在小麦收获时，采集小麦籽粒，测定其中的锌含量，汇总入 下表中：

实施例24

首先，将硅藻土粉碎后经过100～200℃加热处理的改性，称取适量的改性硅藻土（0.3kg）， 加入适量的硫（0.1kg），混合均匀后，超微粉碎为粒径小于48μm的粉末，使得其中纳米级 别所占的比例为3～25%，备用；然后称取适量硫酸锌（以锌计2kg），将其粉碎至粉末状， 然后加入上述对应量的改性硅藻土与硫的混合物，将其混合均匀；最后加入适量有机肥（1.25 kg），充分混合均匀后在圆盘造粒机上造粒，圆盘造粒时喷洒适量肥料粘结剂（肥料粘结剂 的用量为制得的小麦专用锌肥总重量的0.3%），装袋，封口并贴上成分标签，备用。将制造 得的小麦专用锌肥等分成两份，在小麦拔节中期撒入其中一份至麦田中，另外一份在小麦扬 花初期撒入小麦田，在小麦收获时，采集小麦籽粒，测定其中的锌含量，为135.1mg/kg。

从以上实施例可以看出：利用本发明提供的方法栽培出的小麦，其锌含量可达约160 mg/kg，是普通小麦锌含量的4倍以上，可以说通过这种方式培育的小麦它就是一种天然富 锌小麦，这种生物锌的人体吸收利用率高，它克服了营养强化面粉的不足，而又避开了转基 因小麦的生物安全性问题争论，因而通过这一途径来开发富锌小麦这一新型功能小麦将有着 非常广阔的应用前景，并对改善人民的锌营养不足有着现实的意义。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限 于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范 围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。