CN113261565B - 一种提高作物耐铝性的复配剂及其应用 - Google Patents

一种提高作物耐铝性的复配剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高作物耐铝性的复配剂及其应用，涉及植物种植技术领域，解决了现有技术中作物受铝胁迫毒害严重，耐铝能力差的问题，其技术方案要点是：其包括硫氢化钠溶液和硝普钠溶液，硫氢化钠溶液和硝普钠溶液的体积比为1:1‑4，所述硫氢化钠溶液浓度为2‑300μmol/L，所述硝普钠溶液浓度为0.1‑1000μmol/L。本发明具有能够减轻铝对作物根伸长生长抑制，提高作物耐铝能力的优点。

Description

一种提高作物耐铝性的复配剂及其应用
技术领域
本发明属于植物种植技术领域，具体涉及一种提高作物耐铝性的复配剂及其应用。
背景技术
过去20年间，我国土壤pH值从5.37显著下降至5.14(粮食作物系统)或5.07(经济作物系统)，土壤酸化已经成为中国作物集约化生产区域的主要问题。酸性土壤中微摩尔的三价铝在几分钟或几小时内便可抑制大多数作物根系伸长生长，影响水分和营养吸收，导致作物减产。铝毒已成为酸性土壤上限制作物生长的主要因子。我国酸性土壤遍布南方15个省区，总面积达2030万公顷。因此，要开发新型药剂，提高作物耐铝性。
硫氢化钠是一种硫化氢供体，外源处理可促进种子萌发、延迟叶片衰老、增强作物抗逆性，处理效果与使用浓度、作物种类、作用部位和使用时期有关，其作用主要是通过释放出硫化氢信号分子来调节作物生理过程。硝普钠可快速释放出一氧化氮，提高作物抗氧化能力，延迟叶片衰老以及增强作物非生物胁迫耐性，在试验中常用作一氧化氮外源供体。这两种化合物的复配用来提高作物耐铝性，未见有相关报道。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供一种提高作物耐铝性的复配剂及其应用，其能够缓解铝胁迫对作物的毒害，提高作物耐铝能力。
本发明的技术方案为：
一种提高作物耐铝性的复配剂，包括硫氢化钠(NaHS)溶液和硝普钠(SNP)溶液，硫氢化钠溶液和硝普钠溶液的体积比为1:1-4，在这个范围内，在其他条件相同的情况下，体积比降低，有利于提高作物耐铝能力，但是体积比低于1:4，硝普钠溶液过多，喷施复配剂会抑制作物的生长。
硫氢化钠是一种硫化氢供体，外源处理可促进种子萌发、延迟叶片衰老、增强作物抗逆性，处理效果与使用浓度、作物种类、作用部位和使用时期有关，在本发明中，为了提高作物耐铝能力，所述硫氢化钠溶液浓度优选为2-300μmol/L，如果硫氢化钠溶液浓度太高对根伸长生长有明显抑制作用，如果浓度太低，达不到提高作物耐铝能力的效果。
由于硫氢化钠易溶于醇类溶剂，为了加快硫氢化钠的溶解，本发明所述硫氢化钠溶液的制备方法为：称取硫氢化钠，加无水乙醇溶解后，再加蒸馏水配制成所需浓度，无水乙醇的加入量刚好能够溶解完硫氢化钠即可，再加蒸馏水配制成最终所需硫氢化钠的浓度。
硝普钠可快速释放出一氧化氮，提高作物抗氧化能力，延迟叶片衰老以及增强作物非生物胁迫耐性，为了与硫氢化钠产生协同增效的作用，所述硝普钠溶液浓度优选为0.1-1000μmol/L，如果硝普钠溶液浓度太高对根伸长生长有明显抑制作用，如果浓度太低，达不到提高作物耐铝能力的效果。
为了配制成所需硝普钠溶液的浓度，本发明所述硝普钠溶液的制备方法为：称取硝普钠，加蒸馏水配制成所需浓度。
为了更好地提高作物耐铝能力，本发明所述硫氢化钠溶液浓度为10-50μmol/L。
为了更好地提高作物耐铝能力，本发明所述硝普钠溶液浓度为10-100μmol/L。
本发明还提供提高作物耐铝性的复配剂的应用：将复配剂喷施于作物叶片上，将复配剂按照每株幼苗喷4-6mL的量喷施。本发明将复配剂均匀喷施于作物叶片，可以显著减轻铝对作物根伸长抑制，降低根尖铝含量，进而缓解铝胁迫对作物的毒害，提高作物耐铝能力。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的硫氢化钠(NaHS)溶液和硝普钠(SNP)溶液协同作用，能够减轻铝对作物根伸长生长抑制，提高作物耐铝能力。
(2)本发明的复配剂能够降低根尖铝含量，从而缓解铝胁迫对作物的毒害作用。
(3)本发明安全无毒、操作简单、成本低、效果好，为解决南方酸性土壤铝毒害问题提供了一种有效方法。
附图说明
图1是处理24小时后的马铃薯根相对伸长率。
图2是处理24小时后的马铃薯根尖苏木精染色情况。
图3是处理24小时后的马铃薯根尖铝含量。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1
先将萌芽的马铃薯种薯切块播种到培养基质(河沙：赤玉土：黄金麦饭石：蛭石＝5:2:1:1)中，每隔3天浇水至湿润，待幼苗株高长至4厘米时，移植到1/5Hoagland营养液中，每两天更换一次。选取生长一致的马铃薯幼苗分为两组，分别放入0.1mmol/L CaCl2(pH4.2)和50μmol/L AlCl3中，每组分为4小组，4小组具体如下：
①对照组1：每株幼苗喷施5mL蒸馏水；
②对照组2：每株幼苗喷施5mL 50μmol/L NaHS；
③对照组3：每株幼苗喷施5mL 100μmol/L SNP；
④实施例1：每株幼苗喷施5mL复配剂(50μmol/L NaHS和100μmol/L SNP按照体积比1:2进行配比)。
上述50μmol/L NaHS的配制方法为：称取硫氢化钠，加无水乙醇溶解后，再加蒸馏水配制成50μmol/L NaHS溶液。
上述100μmol/L SNP的配制方法为：称取硝普钠，加蒸馏水配制成100μmol/L SNP溶液。
选择每个处理的部分根，计算马铃薯根24h后相对伸长率变化，其中马铃薯根相对伸长率为铝处理相对于无铝处理根系伸长量的百分比，可以通过分别测量不同处理前和处理24小时后马铃薯主根的长度来计算，根相对伸长率(％)＝(处理24小时后根长-处理前根长)/(对照24小时后根长-对照前根长)*100％，结果详见图1(图1中，同一字母表示统计结果在同一水平上，不同字母表示结果具有显著性差异)。
从图1可知，放入0.1mmol/L CaCl2(pH 4.2)一组，正常生长，用蒸馏水、NaHS、SNP和(NaHS+SNP)处理时，喷施量及其他条件相同的情况下，马铃薯根相对伸长率变化不大。放入50μmol/L AlCl3一组，在铝胁迫下，用蒸馏水、NaHS、SNP和(NaHS+SNP)处理时，喷施量及其他条件相同的情况下，喷施实施例1复配剂的马铃薯根相对伸长率显著长于对照组1-3，说明本发明实施例1复配剂能够显著减轻铝对作物根伸长生长抑制，提高作物耐铝能力。
实施例2
先将萌芽的马铃薯种薯切块播种到培养基质(河沙：赤玉土：黄金麦饭石：蛭石＝5:2:1:1)中，每隔3天浇水至湿润，待幼苗株高长至4厘米时，移植到1/5Hoagland营养液中，每两天更换一次。选取生长一致的马铃薯幼苗分为两组，分别放入0.1mmol/L CaCl2(pH4.2)和50μmol/L AlCl3中，每组分为4小组，4小组具体如下：
①对照组4：每株幼苗喷施5mL蒸馏水；
②对照组5：每株幼苗喷施5mL 30μmol/L NaHS；
③对照组6：每株幼苗喷施5mL 90μmol/L SNP；
④实施例2：每株幼苗喷施5mL复配剂(30μmol/L NaHS和90μmol/L SNP按照体积比是1:3进行配比)。
上述30μmol/L NaHS的配制方法为：称取硫氢化钠，加无水乙醇溶解，再加蒸馏水配制成30μmol/L NaHS溶液。
上述90μmol/L SNP的配制方法为：称取硝普钠，加蒸馏水配制成90μmol/L SNP溶液。
选每个处理的部分根进行苏木精染色，具体地，苏木精染色为：将处理过的根尖用去离子水冲洗后，在0.1％苏木精(含0.01％碘化钾)中浸泡20分钟，再把染色的根尖浸泡在蒸馏水中10分钟，24小时后在光学显微镜下观察马铃薯根尖苏木精染色情况并拍照，结果详见图2。
从图2可知，放入0.1mmol/L CaCl2(pH 4.2)一组，正常生长，用蒸馏水、NaHS、SNP和(NaHS+SNP)处理时，喷施量及其他条件相同的情况下，马铃薯根尖苏木精染色差别不大。放入50μmol/L AlCl3一组，在铝胁迫下，用蒸馏水、NaHS、SNP和(NaHS+SNP)处理时，喷施量及其他条件相同的情况下，喷施实施例2复配剂的马铃薯根尖苏木精染色显著淡于对照组4-6，说明本发明实施例2复配剂能够显著减轻铝对作物根伸长生长抑制，提高作物耐铝能力。
实施例3
先将萌芽的马铃薯种薯切块播种到培养基质(河沙：赤玉土：黄金麦饭石：蛭石＝5:2:1:1)中，每隔3天浇水至湿润，待幼苗株高长至4厘米时，移植到1/5Hoagland营养液中，每两天更换一次。选取生长一致的马铃薯幼苗分为两组，分别放入0.1mmol/L CaCl2(pH4.2)和50μmol/L AlCl3中，每组分为4小组，4小组具体如下：
①对照组7：每株幼苗喷施5mL蒸馏水；
②对照组8：每株幼苗喷施5mL 10μmol/L NaHS；
③对照组9：每株幼苗喷施5mL 40μmol/L SNP；
④实施例3：每株幼苗喷施5mL复配剂(10μmol/L NaHS和40μmol/L SNP按照体积比1:4进行配比)。
上述10μmol/L NaHS的配制方法为：称取硫氢化钠，加无水乙醇溶解，再加蒸馏水配制成10μmol/L NaHS溶液。
上述40μmol/L SNP的配制方法为：称取硝普钠，加蒸馏水配制成40μmol/L SNP溶液。
选每个处理的部分根测量铝含量，其中铝含量测定方法为：在不同处理后用去离子水冲洗根系三次，切取根尖10mm于1.5mL离心管中，用1.5mL 2mmol/L HCl浸提24小时，然后将浸提液转入25mL容量瓶中，依次加入1mL 0.1mol/L HNO3、2mL 5*10-3mol/LCTMAB、2mLEDTA-Zn掩蔽剂，摇匀放置2分钟，加入2mL 0.05％铬天青S显色剂和4mL 40％乙酸铵溶液，在常温下静置20分钟，以试剂空白为参比，用分光光度计测定635nm的吸光值，结果详见图3(图3中，同一字母表示统计结果在同一水平上，不同字母表示结果具有显著性差异)。
从图3可知，放入0.1mmol/L CaCl2(pH 4.2)一组，正常生长，用蒸馏水、NaHS、SNP和(NaHS+SNP)处理时，喷施量及其他条件相同的情况下，马铃薯根尖铝含量变化不大。放入50μmol/L AlCl3一组，在铝胁迫下，用蒸馏水、NaHS、SNP和(NaHS+SNP)处理时，喷施量及其他条件相同的情况下，喷施实施例3复配剂的马铃薯根尖铝含量显著低于对照组7-9，说明本发明实施例3复配剂能够显著减轻铝对作物根伸长生长抑制，提高作物耐铝能力。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (5)

1.一种提高马铃薯耐铝性的复配剂的应用，其特征在于：所述复配剂包括硫氢化钠溶液和硝普钠溶液，硫氢化钠溶液和硝普钠溶液的体积比为1:1-4，所述硫氢化钠溶液浓度为10-50μmol/L，所述硝普钠溶液浓度为10-100μmol/L。
2.如权利要求1所述提高马铃薯耐铝性的复配剂的应用，其特征在于：所述硫氢化钠溶液的制备方法为：称取硫氢化钠，加无水乙醇溶解后，再加蒸馏水配制成所需浓度。
3.如权利要求1所述提高马铃薯耐铝性的复配剂的应用，其特征在于：所述硝普钠溶液的制备方法为：称取硝普钠，加蒸馏水配制成所需浓度。
4.如权利要求1-3任意一项所述提高马铃薯耐铝性的复配剂的应用，其特征在于：将复配剂喷施于马铃薯叶片上。
5.如权利要求4所述提高马铃薯耐铝性的复配剂的应用，其特征在于：所述复配剂按照每株幼苗喷4-6mL的量喷施。
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