CN101347123A - 硝普钠盐在作物抗旱上的应用 - Google Patents

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本发明属于农业技术领域，涉及一种硝普钠盐在作物抗旱上的应用。将硝普钠盐配制成10～30mg/L的水溶液，对作物进行根灌或叶面喷施。硝普钠盐处理的作物在苗期可明显提高作物抗旱性，自然干旱一周后，仍保持较高的含水量，干旱复水后能恢复生长，另外，硝普钠盐处理后可明显促进小麦侧根的发育，对提高植物根系吸水有重要作用。

Description

硝普钠盐在作物抗旱上的应用
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及一种硝普钠盐在作物抗旱上的应用。
背景技术
硝普钠盐为一强效的静脉和动脉扩张剂，通过增加静脉顺应性而使心室充盈压快速下降，扩张动脉血管降低全身血管阻力，从而降低心脏的前、后负荷，可阻断神经、内分泌的过度激活。硝普钠盐目前主要应用于治疗脑血管、心血管等疾病中起舒张血管作用，已成为一种广泛使用的临床药品。
干旱是我国主要的自然灾害之一，在北方常常给农业生产带来很大的损失，特别是对我国北方主要粮食作物-冬小麦危害更大。干旱已成为影响作物生长，限制农业生产的重要环境因素之一。为了减小干旱年份作物产量的损失，合理地利用有效的水资源，必须及时找到抗旱措施，防止受旱之年大幅度减产。因此，如何有效地利用有限的水资源，提高作物的抗旱性就成为广大生物学家、农艺学家以及水利工程专家所共同关注的重要科学问题。
目前，市面“植物抗旱剂”种类繁多，多是基于植物对一些矿质元素、植物生长调节剂等需求而发展起来的技术，主要通过种子包衣、浸种以及喷施等具体途径来增强植物的抗旱保水能力，由于是单一强调某一生物学性状的变化，忽略了作物整体抗旱性，导致产品成分复杂、作用有限，不能很好解决作物抗旱的问题，还有一些专家从抗旱节水作物品种的选育、抗旱节水基因的克隆以及使用保水剂提高作物抗旱性入手，这些研究都取得了很大进步，在一定程度上可以达到确保受旱之年能够少减产，但是，这些产品功效单一，效果不明显，价格昂贵，工作烦琐或者技术难度较大，并不能很好地满足农民的需要。如市场上销售的旱地龙，采用叶面喷施来调节植物气孔，减少叶面蒸腾，其作用持续性短，功效单一，不能吸水；如抗旱吸水树脂，只有吸水放水功能而不能调节植物生理抗旱；又如保水化控抗旱剂，虽然在某种程度上起到生理抗旱的作用，但成分复杂，难以控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种硝普钠盐在作物抗旱剂上的应用。
本发明采用以下技术方案来实现上述目的：硝普钠盐在作物抗旱上的应用。
将硝普钠盐配制成10～30mg/L的水溶液，对作物进行根灌或叶面喷施。
本发明基于“生物节水”理念，在系统研究作物的需水规律以及作物应答干旱的细胞及生理机制的基础上，研究出硝普钠盐对作物整体抗旱性有很大提高，硝普钠盐配成适当的浓度，与“工程节水”相辅，进行根部滴灌，或者进行叶面喷施，结果表明：硝普钠盐处理的作物在苗期可明显提高作物抗旱性，自然干旱一周后，仍保持较高的含水量，干旱复水后能恢复生长，另外，硝普钠盐处理后可明显促进小麦侧根的发育，对提高植物根系吸水有重要作用。
另外，本发明在作物抗旱上应用，其成本低廉、使用方便，应用前景广阔。
具体实施方式
选用豫麦49，由河南省农科院种子公司提供。
1、预处理：
消毒：精选饱满充实、胚完整的小麦种子若干，用0.1％HgCl2消毒15～20min后，用自来水和蒸馏水各冲洗3次，用滤纸吸干种子上的水分。
浸种：用蒸馏水浸种24h。
催芽：将种子摆放在培养皿中，置于28℃温箱中催芽72h。
为了使所获得表型具有普遍性，我们采用了不同的种植方法：(1)用小型塑料管以蛭石作为支持物，每管种植两棵苗，以十管为一整体，管下灌营养液；(2)采用塑料盆种植，装蛭石作为支持物，每盆种植一百棵苗，株距行距1cm×1.5cm，盆下灌营养液；(3)花盆试验，装有蛭石作为支持物，株距行距2cm×2cm，盆下灌营养液。
蚕豆种子(以后代替小麦叶片做实验用)用0.1％HgCl2消毒后，浸种12h，25℃催芽24h，播种于生长室营养土(营养土∶蛭石为2∶1)中。生长期间水分、光照等条件正常。
2、溶液配制：
(1)硝普钠盐(购自上海国药集团公司)，先用蒸馏水配制100mmol.L-1的母液，4℃保存，用时按实验所需的浓度进行稀释。
(2)营养液配制及配方如下：
营养液配方(各种化合物在1L水中的克数)
  大量元素   微量元素
  硝酸钾0.568硝酸钙0.710磷酸铵0.142硫酸镁0.284氯化铁0.112 碘化钾0.00284硼酸0.00056硫酸锌0.00056硫酸锰0.00056
  总计1.816   总计0.00452
3、处理：
(1)蛭石培养，用营养液浇灌。设4个处理：①10毫克/升硝普钠盐+营养液灌溉；②15毫克/升硝普钠盐+营养液灌溉；③30毫克/升硝普钠盐+营养液灌溉；④营养液灌溉为对照。随机区组排列，重复6次。
(2)硝普钠盐处理与对照生长的小麦苗，干旱处理十天，用营养液复水，观察小麦苗复活情况。
(3)盆播试验：蛭石培养，用营养液灌溉，喷施硝普钠盐。设4个处理：①10毫克/升、②15毫克/升、③30毫克/升、④喷蒸馏水为对照。随机区组排列，重复6次。
(4)观察不同处理，在干旱十天后表型，比较不同处理的生长状况，从而验证预期设想。
4、生理指标检测
4.1叶片含水量测定(105℃烘箱法)
(1)测定样品的选取选取同时生长的对照与处理的小麦麦苗第三片叶子(三个时期：干旱前正常生长的、干旱时的、复水后的)，用自来水冲去叶片表面杂物，再用去离子水洗净。
(2)测定方法将两个测定样品分别装入预先烘至恒重和编号的称量瓶中，并记下称量瓶重和瓶号。然后连同带盖的称量瓶及其中的测定样品一起称量，记下读数。将称量瓶放入105℃±2℃的烘箱中，敞开盖子，从温度回升到105℃时开始计时，连烘4小时。取出后盖上盖子，放入干燥器中冷却15～20分钟。用坩锅钳取出称重，记下读数。再敞开瓶盖用105℃烘2小时，再按上法称重，记下读数。直到前后两次的重量之差小于0.01克时，即认为已达到恒重。
(3)称量的精确度所有称重的精确度应达到1毫克，并使用同一架天平(1/10000分析天平)。
(4)叶片含水量的计算根据测定结果，按下式分别计算两份测定样品的相对含水量百分率，精度到小数点后一位。
叶片相对含水量(RWC)＝(鲜重-干重)/鲜重×100％
表1硝普钠根溉处理和喷施处理对小麦叶片含水量的影响
4.2主根长、侧根数目测定
分别取对照与处理后的培育两周后的小麦苗10株，距离根结1cm处剪下，冲洗干净，自然拉直，平铺在纱布或白纸上。每盆取5个样，分别测定最长主根根长与最长主根的侧根数目，求其平均值。
表2硝普钠对小麦主根和侧根生长状况的影响
Figure A20071005478000071
4.3硝普钠盐根溉处理对小麦叶片叶绿素含量(单位mg·g-1FW)的影响
(1)选取不同时期(三个时期：干旱前正常生长的、干旱时的、复水后的)对照与处理的小麦生长叶龄相似的叶子若干，擦净组织表面污物，剪碎(去掉中脉)，混匀。
(2)称取剪碎的新鲜样品0.2g，共3份，分别放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2～3ml 95％乙醇，研成均浆，再加乙醇10ml，继续研磨至组织变白，静置3～5min。
(3)取滤纸1张，置漏斗中，用乙醇湿润，沿玻棒把提取液倒入漏斗中，过滤到25ml棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。
(4)用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中。直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至25ml，摇匀。
(5)把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内。以95％乙醇为空白，在波长663nm、645nm下测定吸光度。
(6)实验结果计算：将测定得到的吸光值代入下面的式子：
Ca＝12.7D663-2.69D645；Cb＝22.9D645-4.68D663。据此即可得到叶绿素a和叶绿素b的浓度(Ca、Cb：mg/L)，二者之和为总叶绿素的浓度。最后根据下式可进一步求出作物组织中叶绿素的含量：叶绿素的含量(mg/g)＝[叶绿素的浓度×提取液体积×稀释倍数]/样品鲜重(或干重)。
表3硝普钠盐根溉处理对小麦叶片叶绿素含量(单位mg·g-1FW)的影响
Figure A20071005478000081
4.4硝普钠对小麦根系活力的影响
(1)TTC标准曲线的制作取0.4％TTC溶液0.2ml放入10ml量瓶中，加少许Na2S2O4粉摇匀后立即产生红色的甲月替。再用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀。然后分别取此液0.25ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml置10ml容量瓶中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含甲月替25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白作参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。
(2)称取对照和处理根尖样品各0.5g，放入10ml烧杯中，加入0.4％TTC溶液和磷酸缓冲液的等量混合液10ml，把根充分浸没在溶液内，在37℃下暗保温1～3h，此后加入1mol/L硫酸2ml，以停止反应。(与此同时做一空白实验，先加硫酸，再加根样品，其他操作同上)。
(3)把根取出，吸干水分后与乙酸乙酯3～4ml和少量石英砂一起在研钵内磨碎，以提出甲月替。红色提取液移入试管，并用少量乙酸乙酯把残渣洗涤二、三次，皆移入试管，最后加乙酸乙酯使总量为10ml，用分光光度计在波长485nm下比色，以空白试验作参比分光光度计测出吸光度，查标准曲线，即可求出四氮唑还原量。
(4)根系活力计算：四氮唑还原强度(mg/g(根鲜重)/h)＝四氮唑还原量(mg)/[根重(g)×时间(h)]
表4硝普钠对小麦根系活力的影响
Figure A20071005478000091
上述实验表明：干旱时，硝普钠盐处理的小麦表现出明显的抗旱性。作物可以通过两种方式吸收硝普钠盐，即喷洒叶面通过气孔吸收和浇灌通过根系吸收提高自身的抗旱性，硝普钠盐不仅影响小麦地上部分，也可影响其地下部分；没有用硝普钠盐处理的小麦在干旱环境下的第10天，叶片的相对含水量、叶绿素含量等生理指标与干旱前相比均有大幅度的下降；复水后硝普钠盐处理组要比对照组恢复的快。另外，我们综合比较干旱前、干旱时及复水后硝普钠处理组和对照组发现：硝普钠盐可以通过加快主根和侧根的生长，即增长主根和增加侧根数目以及提高根系活力来增强作物向土壤要水的能力。综上所述，硝普钠盐可以通过提高地上部分的保水能力及地下部分的吸水能力来改善小麦旱期的生长状况，从而提高小麦的耐旱性。

Claims (2)

1、硝普钠盐在作物抗旱上的应用。
2、如权利要求1所述的硝普钠盐在作物抗旱上的应用，其特征在于，将硝普钠盐配制成10～30mg/L的水溶液，对作物进行根灌或叶面喷施。
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