一种天然富硒小米的培育和判定方法与流程

1.本发明属于功能农业技术领域，更具体的说是涉及一种天然富硒小米的培育和判定方法。


背景技术：

2.硒是人体必需的微量元素，具有多重健康功效。具体表现在以下八大方面。一是具抗氧化、延缓衰老作用，硒是谷胱甘肽过氧化物酶(gsh2px)的活性核心，通过gsh-px1酶促反应清除脂质过氧化物，其抗过氧化物酶的抗氧化能力比维生素e高500倍。二有保护心血管的作用，硒能清除体内自由基，保护心血管健康。三有解毒、排毒作用，硒是抵抗有毒物质的保护剂，尤其与重金属结合形成金属硒蛋白复合物而解毒，将金属排出体内，并保护了肝细胞。四是保护视觉器官，一方面硒通过谷胱甘肽过氧化物酶合成不断清除眼睛的过氧化物和自由基，保护视力；另一方面通过调节维生素a的代谢，保障视网膜内紫红质的足量形成。五是防癌抗癌，硒能拮抗致癌物致癌，能抑制体内代谢致癌物的分解，并加速排泄，且能杀伤癌细胞。六是参与糖尿病、甲状腺疾病的治疗。七是提高生殖器官功能。八是提高红细胞携氧能力，提高记忆力。
3.谷子属禾谷类杂粮作物，是我国北方旱田的主要作物，在青海东部50～60年代均有种植历史，具有耐旱、耐贫瘠、耐碱等特性。小米营养价值高，富含蛋白质、膳食纤维、维生素b族等营养物质，还含丰富的黄酮、多酚、低聚糖等具有抗氧化、降血脂、降血压、降血糖等多种保健功效的活性成分。同时，富含铁、镁、钙、硒、铜、锌等矿物元素，是一种不仅营养丰富，且具多种复合型功能功效，在医药方面有一定价值的杂粮作物。
4.刘三才等(2009)对全国112份谷子地方品种的硒背景检测显示，谷子硒含量处于0.020～0.089mg/kg之间，均值为0.053mg/kg。梁克红等(2020)调查显示，陕西安康富硒小米硒处于0.001～0.166mg/kg之间。
5.市场上的富硒小米大多是通过人工叶面喷洒硒肥达到富硒或含硒水平，即使存在少数天然富硒小米，也因硒自然聚集程度较低而未广泛推广。外源添加硒培育的富硒小米中有机硒水平和无机硒转化率均较同水平天然富硒小米低，其健康功效也不及天然品。
6.天然富硒小米依附的土壤中各指标的要求未能科学限定或推荐，造成纯天然培育的小米硒含量不稳定或富硒程度低。同时，研究表明，硒在作物体内的转化吸收程度与生长周期具有正相关关系。在内蒙、河北、山西等小米主产区，其生长周期一般为100～120天，硒的聚硒程度受生长期短而约束。
7.已有研究表明，富硒农产品硒的富集水平与作物品种、土壤环境硒的有效性、重金属的背景、有机质、生长周期、土壤物理性状等密切相关。现有的富硒小米缺少土壤背景的相关的系统研究成果，尤其对土壤有效硒水平、小米硒富集率等关键指标缺乏相对应的田间监测数据。其次，能自然富硒程度达到《食品安全国家标准预包装食品营养标签通则》(gb 28050-2011)规定的食品硒最低值(0.015mg/100g)的样本或产区较少。
8.因此，如何研发一种硒的聚集水平优越、富硒能力优越的天然富硒小米的培育方
法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

9.鉴于此，本发明提供了一种天然富硒小米的培育和判定方法。
10.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
11.一种天然富硒小米的培育和判定方法，包括以下步骤：
12.(1)选地：选取土壤ph≥7.5的碱性耕地；土壤镉、汞、砷、铅和铬五项指标低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(gb15618-2018)规定的风险筛选值；土壤总硒含量≥0.40mg/kg；土壤有效硒(水溶态硒和离子交换态硒之和)占总硒比例≥5％；
13.(2)整地：前茬作物收获后翻耕灭茬，翻耕深度为20～25cm；春灌旋耕整地，旋耕深度为15～20cm；施有机肥200～300斤/亩，所述有机肥的有机质含量以烘干基计≥30％，总养分含量n+p2o5+k2o≥4％，水分≤30％，酸碱度ph为5.5～8.5，施磷酸二铵20～25kg/亩，尿素3～5kg/亩；耙耱后12～24h内覆膜保墒，确保地膜内水分含量保持在70～80％；
14.(3)播种：选用张杂谷杂交种在谷雨节气前后一周内播种，播种时地温≥12℃；播种行距30cm，株距15cm，每穴下种7～12粒；
15.(4)间苗定苗：3叶期间苗，5叶期定苗，每穴留置2～3株；
16.(5)灌溉除草：拔节后4-7天灌溉1次，灌水保持土壤相对含水量在65％～80％；孕穗到抽穗期灌溉1～2次，灌水保持土壤相对含水量在85％～90％；除草2～3次；
17.(6)收割：根据穗黄及谷粒干燥情况按行政村分批及时收割；
18.(7)晾晒：晾晒至谷粒水分含量在15％以内；
19.(8)初加工：经脱壳、分选、磨圆、抛光处理，分批产出小米；
20.(9)检测：分批对产品进行抽检，抽检比例按照3件/批选取；
21.(10)分级：按小米硒含量分成三级，每批抽检小米中若存在1件或以上样本硒值＜0.08mg/kg时判定为普通小米；3件硒值全部处于0.08～0.15mg/kg(含0.08mg/kg)时判定为含硒小米；3件硒值全部处于0.15～0.30mg/kg(含0.15mg/kg)时判定为富硒小米ⅰ级；3件硒值全部≥0.30mg/kg时判定为富硒小米特级。
22.(11)分装：按照分级结果进行分装。
23.进一步，上述选地时选取干旱—半干旱地区海拔为1500～2500m的土地。
24.本发明的有益效果：本发明制定了天然富硒小米的土壤环境选定标准和种植工艺流程，研发了在天然富硒区培育富硒小米的关键技术和判定方法。
25.优越性：一是产品在硒的聚集水平上有优越性。小米硒值处于0.016～0.04mg/100g，均值达0.028mg/100g，占营养素建议值的56％。
26.二是产品在富硒能力上具有优越性。文献表明小米富硒能力在20％左右，本发明通过限定土壤硒、有效硒水平和延长生长周期，在内蒙、河北、山西等小米主产区，小米生长周期一般为100～120天，硒的聚硒程度受生长期短而约束，而本发明选地时选取高海拔的土地，小米生长周期为160～200天，富硒能力达37.5％。
27.《食品安全国家标准预包装食品营养标签通则》(gb 28050-2011)规定食品标签营养素硒的参考值为0.05mg/100g，且食品中硒营养素百分比须≥30％可申称“富硒”，推算小米硒须达到0.015mg/100g的标准方可称“富硒小米”。《东部农业区农畜产品硒含量分类标
准》(db63/t1147-2012)规定粮食硒含量≥0.008mg/100g为富硒粮食。根据本发明选定的技术方法，其培育出的小米硒值处于0.016～0.04mg/100g，抽检样品数达到60件，具有统计学意义，且100％达标。进一步用小米硒值与根际土硒值的比值百分数核算小米硒富集能力，得出样本群中硒富集系数均值为37.5％，反推土壤硒值最低限制为0.4mg/kg。这即为土壤硒的限值依据，该值高于《天然富硒土地划定与标识》(dz/t0380-2021)要求。
具体实施方式
28.下面将对本发明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做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。
29.实施例1
30.天然富硒小米的培育和判定方法，包括以下步骤：
31.(1)选地：选取半干旱地区海拔为2130m的土地，具体位于青海平安区东村，选定田块土壤ph为8.4，呈碱性；土壤镉、汞、砷、铅和铬五项指标低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(gb15618-2018)规定的风险筛选值，土壤环境清洁；土壤总硒含量为0.88mg/kg，土壤有效硒为0.058mg/kg，占总硒比值为6.6％；
32.(2)整地：前茬作物收获后翻耕灭茬，翻耕深度为20cm，春灌旋耕整地，旋耕深度为15cm，施生物有机肥250斤/亩(有机质≥50％，总养分含量(n+p2o5+k2o)≥6％，水分≤30％)，施磷酸二铵20kg/亩，尿素5kg/亩，耙耱后14h覆膜保墒，地膜内水分为75％；
33.(3)播种：4月15日播种，地温为12℃；播种行距30cm，株距15cm，每穴下种7～12粒，种子选用张杂谷3号；
34.(4)间苗定苗：3叶期间苗，5叶期定苗，每穴留置2～3株；
35.(5)灌溉除草：拔节后7天灌溉1次，灌溉后土壤含水量为75％；抽穗前灌溉1次，灌水后土壤含水量为88％；除草2次；
36.(6)收割：10月20日收割，共生长189天；
37.(7)收割后晾晒至含水量为10.3％；
38.(8)初加工：经脱壳、分选、磨圆、抛光处理，产出小米；
39.(9)检测：该批抽检3件样本，检测小米硒含量为0.22～0.28mg/kg，均值为0.26mg/kg。小米硒与土壤硒比值(富集系数)为30％；
40.(10)分级：该试验培育的小米硒值全部处于0.15～0.30mg/kg间，被判定为富硒小米ⅰ级；
41.(11)分装：按照分级结果进行分装，标注富硒小米ⅰ级营养标签信息。
42.实施例2
43.天然富硒小米的培育和判定方法，包括以下步骤：
44.(1)选地：选取半干旱地区海拔为2243m的土地，具体位于青海平安区冰岭山村，选取土壤ph为8.6，呈碱性；土壤镉、汞、砷、铅和铬五项指标低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(gb15618-2018)规定的风险筛选值，土壤环境清洁，土壤总硒含量为0.78mg/kg；土壤有效硒为0.040mg/kg，占总硒比值为5.1％；
45.(2)整地：前茬作物收获后翻耕灭茬，翻耕深度为25cm，春灌旋耕整地，旋耕深度为15cm，施有机肥300斤/亩(有机质≥50％，总养分含量(n+p2o5+k2o)≥6％，水分≤30％)，施磷酸二铵25kg/亩，尿素5kg/亩，耙耱后18h覆膜保墒，地膜内水分75％；
46.(3)播种：4月25日播种，播种时地温为13℃；播种行距30cm，株距15cm，每穴下种7～12粒，种子选用张杂谷13号；
47.(4)间苗定苗：3叶期间苗，5叶期定苗，每穴留置2～3株；
48.(5)灌溉除草：拔节后4天灌溉1次，灌溉后土壤含水量为70％；抽穗前灌溉1次，灌水后土壤含水量为85％；除草2次；
49.(6)收割：10月20日收割，共生长179天。
50.(7)收割后晾晒至含水量为13.2％；
51.(8)初加工：经脱壳、分选、磨圆、抛光处理，产出小米；
52.(9)检测：该批抽检3件样本，检测小米硒含量为0.26～0.29mg/kg，均值为0.28mg/kg，小米硒与土壤硒比值(富集系数)为36％；
53.(10)分级：该试验培育的小米硒值全部处于0.15～0.30mg/kg间，被判定为富硒小米ⅰ级；
54.(11)分装：按照分级结果进行分装，标注富硒小米ⅰ级营养标签信息。
55.实施例3
56.天然富硒小米的培育和判定方法，包括以下步骤：
57.(1)选地：选取半干旱地区海拔为2336m的土地，具体位于青海平安区新庄村，选取土壤ph 8.4，为碱性；土壤镉、汞、砷、铅和铬五项指标低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(gb15618-2018)规定的风险筛选值，土壤环境清洁；土壤总硒含量为0.91mg/kg；土壤有效硒为0.063mg/kg，占总硒比值为6.9％；
58.(2)整地：前茬作物收获后翻耕灭茬，翻耕深度为20cm，春灌旋耕整地，旋耕深度为15cm，施有机肥280斤/亩(有机质≥45％，总养分含量(n+p2o5+k2o)≥5％，水分≤30％)，施磷酸二铵25kg/亩，尿素5kg/亩，耙耱后20h覆膜保墒，水分保持在80％；
59.(3)播种：4月16日播种，播种时地温为13℃；播种行距30cm，株距15cm，每穴下种7～12粒，种子选用张杂谷3号；
60.(4)间苗定苗：3叶期间苗，5叶期定苗，每穴留置2～3株；
61.(5)灌溉除草：拔节后5天灌溉1次，灌溉后土壤含水量为80％；抽穗前灌溉1次，灌水后土壤含水量为85％；除草2次；
62.(6)收割：10月30日收割，共生长198天。
63.(7)收割后晾晒至含水量为13.6％；
64.(8)初加工：经脱壳、分选、磨圆、抛光处理，产出小米；
65.(9)检测：该批抽检3件样本，抽检小米硒含量为0.18～0.31mg/kg，均值为0.25mg/kg，小米硒与土壤硒比值(富集系数)为27％；
66.(10)分级：该试验培育的小米硒值全部处于0.15～0.30mg/kg间，被判定为富硒小米ⅰ级；
67.(11)分装：按照分级结果进行分装，标注富硒小米ⅰ级营养标签信息。
68.效果实验
69.对比例1
70.小米的培育和判定方法，包括以下步骤：
71.(1)选地：选取半干旱地区海拔为2160m的土地，具体位于青海省黄南藏族自治州州同仁市保安镇，选取土壤ph为8.1，呈碱性；土壤镉、汞、砷、铅和铬五项指标低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(gb15618-2018)规定的风险筛选值，土壤环境清洁；土壤总硒含量为0.22mg/kg；土壤有效硒为0.013mg/kg，占总硒比值为5.9％；
72.(2)整地：前茬作物收获后翻耕灭茬，翻耕深度为25cm，春灌，旋耕整地，旋耕深度为18cm，施有机肥250斤/亩(有机质≥45％，总养分含量(n+p2o5+k2o)≥5％，水分≤30％)，施磷酸二铵25kg/亩，尿素5kg/亩，耙耱后15h覆膜保墒，水分保持在75％；
73.(3)播种：5月8日播种，播种时地温为15℃，播种行距30cm，株距15cm，每穴下种7～12粒，种子选用张杂谷6号；
74.(4)间苗定苗：3叶期间苗，5叶期定苗，每穴留置2～3株；
75.(5)灌溉除草：拔节后7天灌溉1次，灌溉后土壤含水量为80％；抽穗前灌溉1次，灌水后土壤含水量为85％；除草2次；
76.(6)收割：10月15日收割，共生长160天；
77.(7)收割后晾晒至含水量为11.2％；
78.(8)初加工：经脱壳、分选、磨圆、抛光处理，产出小米；
79.(9)检测：该批抽检3件样本，抽检小米硒含量为0.044～0.049mg/kg，均值为0.046mg/kg，小米硒与土壤硒比值(富集系数)为21％；
80.(10)分级：该试验培育的小米硒值均低于0.08mg/kg，被判定为普通小米。
81.(11)分装：按照分级结果进行分装，标注普通小米营养标签信息。
82.本发明提供富硒小米的种植和判定方法，谷子的产量可以达到每公顷3000～5250kg，谷子脱壳处理后所得小米的硒含量可达0.16～0.40mg/kg，且经过3年监测，硒吸收较为稳定，小米硒可实现天然富硒水平(≥0.15mg/kg)。
83.以上实施例1、实施例2和实施例3验证了在本发明限定的土壤环境和工艺要求下，即土壤ph≥7.5，无污染土壤区，土壤总硒≥0.4mg/kg，土壤有效态硒≥5％共四个约束要素；且通过特定的气候条件(冷凉)实现生产周期延长至180天及以上，最终经抽检验证小米硒≥0.15mg/kg，实现富硒小米的培育。
84.对比例1验证了在不符合本发明限定的土壤环境要求下，即土壤ph≥7.5，土壤无污染，土壤有效态硒≥5％共3项条件满足，土壤总硒＜0.4mg/kg共1项条件不满足的情况下，通过特定的气候条件(冷凉)实现生产周期延长至160天，抽检小米硒为0.046mg/kg(＜0.15mg/kg)，判定为非富硒小米。
85.经对比例对比，说明土壤环境是实现富硒的关键条件。
86.对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种天然富硒小米的培育和判定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选地：选取土壤ph≥7.5的碱性耕地；土壤镉、汞、砷、铅和铬五项指标低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(gb15618-2018)规定的风险筛选值；土壤总硒含量≥0.40mg/kg；土壤有效硒(水溶态硒和离子交换态硒之和)占总硒比例≥5％；(2)整地：前茬作物收获后翻耕灭茬，翻耕深度为20～25cm；春灌旋耕整地，旋耕深度为15～20cm；施有机肥200～300斤/亩，所述有机肥的有机质含量以烘干基计≥30％，总养分含量n+p2o5+k2o≥4％，水分≤30％，酸碱度ph为5.5～8.5，施磷酸二铵20～25kg/亩，尿素3～5kg/亩；耙耱后12～24h内覆膜保墒，确保地膜内水分含量保持在70～80％；(3)播种：选用张杂谷杂交种在谷雨节气前后一周内播种，播种时地温≥12℃；播种行距30cm，株距15cm，每穴下种7～12粒；(4)间苗定苗：3叶期间苗，5叶期定苗，每穴留置2～3株；(5)灌溉除草：拔节后4-7天灌溉1次，灌水保持土壤相对含水量在65％～80％；孕穗到抽穗期灌溉1～2次，灌水保持土壤相对含水量在85％～90％；除草2～3次；(6)收割：根据穗黄及谷粒干燥情况按行政村分批及时收割；(7)晾晒：晾晒至谷粒水分含量在15％以内；(8)初加工：经脱壳、分选、磨圆、抛光处理，分批产出小米；(9)检测：分批对产品进行抽检，抽检比例按照3件/批选取；(10)分级：按小米硒含量分成三级，每批抽检小米中若存在1件或以上样本硒值＜0.08mg/kg时判定为普通小米；3件硒值全部处于0.08～0.15mg/kg(含0.08mg/kg)时判定为含硒小米；3件硒值全部处于0.15～0.30mg/kg(含0.15mg/kg)时判定为富硒小米ⅰ级；3件硒值全部≥0.30mg/kg时判定为富硒小米特级。(11)分装：按照分级结果进行分装。2.根据权利要求1所述一种天然富硒小米的培育和判定方法，其特征在于，所述选地时选取干旱—半干旱地区海拔为1500～2500m的土地。

技术总结
本发明公开了一种天然富硒小米的培育和判定方法，包括以下步骤：选地；整地；播种；间苗定苗；灌溉除草；收割；晾晒；初加工；检测；分级；分装。本发明制定了天然富硒小米的土壤环境选定标准和种植工艺流程，研发了在天然富硒区培育富硒小米的关键技术和判定方法。本发明优越性体现在一是产品在硒的聚集水平上有优越性。小米硒值处于0.016～0.04mg/100g，均值达0.028mg/100g，占营养素推荐值的56％。二是产品在富硒能力上具有优越性。文献表明一般小米富硒能力在20％左右，本发明通过限定土壤pH、总硒、有效硒水平和延长生长周期使富硒能力提高至37.5％。高至37.5％。


技术研发人员：张亚峰 苗国文 沈骁 姚振 马强 王帅 韩伟明 张富新 贺连珍
受保护的技术使用者：青海省第五地质勘查院
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/8/14