CN112956486B - 硝态氮在提高植物吡虫啉含量中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硝态氮在提高植物吡虫啉含量中的应用。本发明首次提供了一种提高植物中吡虫啉含量的应用，将硝态氮用于提高植物中吡虫啉的含量，可以有效提高杀虫剂吡虫啉的利用效率，从而减少因杀虫剂的不合理使用带来的农田土壤酸化、土壤板结、土壤微生物多样性降低以及食品农药残留超标、大气水体污染、动植物种群数量下降等诸多环境和食品安全问题。

Description

硝态氮在提高植物吡虫啉含量中的应用
技术领域
本发明涉及农业领域，特别是涉及硝态氮在提高植物吡虫啉含量中的应用。
背景技术
玉米(Zea mays L.)是作为我国传统的三大主粮作物之一，在“经-粮-饲”三元种植结构体系中扮演着十分重要的作用，其产量的稳定性决定了我国粮食市场的供给平衡。农药和化肥施用是保证玉米高产的重要措施。但是，农药和化肥的不合理使用也会带来农田土壤酸化、土壤板结、土壤微生物多样性降低以及食品农药残留超标、大气水体污染、动植物种群数量降低等诸多环境和食品安全问题。吡虫啉是我国广泛使用的新型高效氯代烟碱类广谱杀虫剂，对多种刺吸式口器害虫如：螟虫、棉蚜、蓟马等多种田间害虫有较好的防治效果，可用于水稻、小麦、玉米、棉花、马铃薯、蔬菜、甜菜、果树等作物。对新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的初级风险评估研究显示：喷施、沟施或拌种情况下吡虫啉对传粉昆虫存在较高的风险。提高吡虫啉的利用率对作物的稳产和环境保护有重要意义。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种通过施加硝态氮提高植物中吡虫啉含量的方法，其应用可提高吡虫啉的利用率。
具体技术方案如下：
硝态氮在提高植物吡虫啉含量中的应用。
本发明的硝态氮是指以硝酸根离子的形式存在的氮元素，铵态氮是指以铵根离子的形态存在的氮元素。
在其中一些实施例中，所述植物为玉米。
在其中一些实施例中，硝态氮在提高植物叶片中吡虫啉含量中的应用。
本发明的另一目的是提供一种硝态氮在制备提高植物吡虫啉含量的产品的应用。
在其中一些实施例中，所述植物为玉米。
在其中一些实施例中，硝态氮在制备提高植物叶片吡虫啉含量的产品中的应用。
在其中一些实施例中，所述产品为营养液、固体肥料或杀虫剂。
本发明的另一目的是提供一种提高玉米中吡虫啉含量的产品，其包括氮源、磷源、钾源和微量元素；所述产品的氮源为硝态氮。
在其中一些实施例中，所述产品包括以下成分：硫酸钾、硫酸镁、硝酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠和乙二胺四乙酸铁钠。
在其中一些实施例中，所述所述硫酸钾、硫酸镁、硝酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠和乙二胺四乙酸铁钠的摩尔比为：(0.4～1.0)：(0.4～1.0)：(1～10)：(0.01～0.5)：(0.1～0.5)：(0.0001～0.005)：(0.0001～0.005)：(0.00001～0.0005)：(0.00001～0.0005)：(0.00001～0.0002)：(0.05～0.5)。
在其中一些实施例中，所述硫酸钾、硫酸镁、硝酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠和乙二胺四乙酸铁钠的摩尔比为：(0.7～0.8)：(0.6～0.7)：(1～10)：(0.05～0.2)：(0.2～0.3)：(0.0005～0.0015)：(0.0005～0.0015)：(0.00005～0.00015)：(0.00005～0.00015)：(0.00002～0.00008)：(0.1～0.3)。
本发明的另一目的是提供一种提高玉米中吡虫啉含量的方法，包括以下步骤：
萌发后的玉米种子或玉米幼苗置于以硝态氮为氮源的营养液中培养，再施加吡虫啉。
在其中一些实施例中，所述营养液为上述的产品或由上述的产品制备得到。
在其中一些实施例中，所述营养液中硝态氮的浓度为(2～20)mmol/L，优选为(5～15)mmol/L。
在其中一些实施例中，所述培养时间为5～15天，优选为5～10天。
在其中一些实施例中，所述萌发后的玉米种子包括：将玉米种子消毒并用水清洗后，置于湿润的蛭石中萌发，优选所述萌发的时间为5～10天。
在其中一些实施例中，在培养过程中，每1～3天更换一次营养液。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的发明人在玉米种植研究的过程中，意外发现硝态氮可以有效提高玉米中杀虫剂吡虫啉的含量，从而本发明首次提供了一种硝态氮在提高植物吡虫啉含量中的应用，将硝态氮用于提高植物中吡虫啉含量，可以有效提高杀虫剂吡虫啉的利用效率，从而减少因杀虫剂的不合理使用带来农田土壤酸化、土壤板结、土壤微生物多样性降低以及食品农药残留超标、大气水体污染、传粉昆虫种群数量下降等诸多环境和食品安全问题。
附图说明
图1为吡虫啉的标准曲线；
图2为实施例1-4的营养液和吡虫啉共施玉米叶片中吡虫啉的含量。
具体实施方式
本发明下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。
除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1一种提高玉米中吡虫啉含量的营养液
溶剂为水，营养液的组成如下：
Figure BDA0002923287030000041
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：营养液设置如下：
Figure BDA0002923287030000042
Figure BDA0002923287030000051
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：营养液设置如下：
Figure BDA0002923287030000052
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：营养液设置如下：
Figure BDA0002923287030000053
Figure BDA0002923287030000061
实施例5一种提高玉米中吡虫啉含量的积累的方法
以粤甜28号玉米为实验材料(广东金作农业有限公司)。
玉米种子用去离子水清洗，10％H2O2浸泡15min，去离子水清洗8-10次，置于湿润的蛭石中萌发，培养7天后，将其移栽在有孔有机板上，分别置于盛有实施例1-4的4种不同营养液的塑料盒中，每盒培养9棵苗，每两天更换一次营养液。
其中，玉米苗的生长环境为人工培养箱(MGC-300B，一恒)培养条件如下：白天温度25℃时间16h，夜间温度20℃时间8h，相对湿度(60％-80％)。
一、实施例1-4的营养液对玉米中吡虫啉积累的影响研究
玉米幼苗在实施例1-4的分别以硝态氮、高浓度硝态氮、铵态氮、高浓度铵态氮为氮源的营养液中生长7天后加入吡虫啉水溶液并搅拌均匀，使其终浓度为5ppm，以不加吡虫啉水溶液的营养液为对照，每两天更换营养液。每个试验设置三个生物学重复，处理8天后用蒸馏水清洗玉米叶片，收取叶片，并记录重量。
二、吡虫啉标准曲线绘制
用分析天平准确称取吡虫啉标准品于100mL烧杯，加入乙腈(色谱级)充分搅拌使其溶解，并用色谱乙腈定容至100mL容量瓶中。梯度稀释吡虫啉母液，分别配置浓度为0、0.1、0.5、1、5、10mg/L系列标准溶液，每个浓度设置4个重复，经0.22μm微孔滤膜过滤进入进样瓶，待测。吡虫啉浓度的检测采用高效液相色谱仪(Agilent 1260LC)进行测定，采用Agilent Zorbax TC-C18检测柱，流动相为(水/乙腈)＝70:30，柱温30℃，进样量10μL，流速1mL/min，检测器波长270nm，吡虫啉出峰时间为6.88min。以测定浓度为横坐标(x)，其对应峰面积为纵坐标(y)进行线性回归计算，从图1可以得出吡虫啉的标准曲线为y＝4951.2x-10.142。
三、玉米根、茎、叶中吡虫啉含量测定
将1.0g玉米叶片在研钵中研磨成匀浆，加入2mL乙腈，超声提取30min。依次向离心管中加入0.2g无水硫酸镁和0.3g氯化钠，振荡器震荡1min后7000r/min离心5min。取1.5mL上清液，加入到已经含有0.15g无水硫酸镁和0.02g石墨化碳黑(SBEQ-CA1600 CNWBONDCarbon-GCB)的2mL离心管中，振荡1min后离心5min(5000r/min)，用一次性无菌注射器吸取上清液，经0.22μm滤膜过滤至HPLC进样瓶中，上机测定，获得样品6.88min的峰面积，根据标准曲线计算样品中吡虫啉的含量。
结果如图2所示，从图2可以看出实施例1和2使用含低浓度硝态氮和高浓度硝态氮培养液培养玉米苗，所得玉米苗叶片中吡虫啉的含量显著高于实施例3和4中以铵态氮为氮源的培养液培养的玉米苗，说明在玉米培养过程中可以通过添加硝态氮的培养液对玉米进行培养，以显著提高玉米叶片中吡虫啉的积累。此外，本发明的发明人在研究中还发现，硝态氮可显著提高玉米叶片的吡虫啉积累，而对于玉米根和茎的提高效果较低甚至不明显。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种提高玉米叶片中吡虫啉含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
萌发后的玉米种子或玉米幼苗置于以硝态氮为氮源的营养液中培养，再施加吡虫啉；
所述营养液所述产品包括以下成分：硫酸钾、硫酸镁、硝酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠和乙二胺四乙酸铁钠；所述硫酸钾、硫酸镁、硝酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠和乙二胺四乙酸铁钠的摩尔比为：（0.4~1.0）：（0.4~1.0）：（1~10）：（0.01~0.5）：（0.1~0.5）：（0.0001~0.005）：（0.0001~0.005）：（0.00001~0.0005）：（0.00001~0.0005）：（0.00001~0.0002）：（0.05~0.5）；所述营养液中硝态氮的浓度为（2~20）mmol/L；所述吡虫啉在营养液中的终浓度为5 ppm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸钾、硫酸镁、硝酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、硼酸、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、钼酸钠和乙二胺四乙酸铁钠的摩尔比为：（0.7~0.8）：（0.6~0.7）：（1~10）：（0.05~0.2）：（0.2~0.3）：（0.0005~0.0015）：（0.0005~0.0015）：（0.00005~0.00015）：（0.00005~0.00015）：（0.00002~0.00008）：（0.1~0.3）。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养时间为5~15天。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述培养时间为5~10天。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萌发后的玉米种子包括：将玉米种子消毒并用水清洗后，置于湿润的蛭石中萌发。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萌发的时间为5~10天。
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