CN114451165B - 用于调控烟草生长的氮素增效剂及其使用方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于烟草领域，涉及用于调控烟草生长的制剂，具体涉及用于调控烟草生长的氮素增效剂及其使用方法和应用。其至少包括移栽期增效组分、团棵期增效组分和旺长期增效组分中的两种。本发明可以有效提高烟草氮素利用效率，且优选配方中的每种调节剂具有各自的独特性和针对性。此配方中每一种调节剂均有针对性地进行选择，单独施用一种均不能达到最佳效果，具有1+1＞2的技术效果，可用于提高烟草氮素利用效率、减少肥料使用量和降低烟草对人体健康损害技术领域。

Description

用于调控烟草生长的氮素增效剂及其使用方法和应用
技术领域
本发明属于烟草领域，涉及用于调控烟草生长的制剂，具体涉及用于调控烟草生长的氮素增效剂及其使用方法和应用。
背景技术
作为陆地植物生长的主要限制因子，氮素在促进作物生长、提高作物产量中发挥了巨大作用；对于烟草这一经济作物，氮肥的丰缺除直接影响产量外，还与烟草内含物成分硝酸盐含量密切相关相关，而硝酸盐是有害物质烟草特有亚硝胺(TSNA)形成的前体物，其含量水平是TSNAs积累的重要指示物，故而氮素施用成为烟叶生产不可忽视的环节，但因其利用率较低而造成流失已成为烤烟种植面临的主要难题。大量未被烤烟吸收和利用的氮素养分，在烟田土壤耕作层沉积，氮素流失风险呈指数增加，导致土壤保水性能变差、肥力下降，加重烟叶田间生产的恶性循环，成为植烟区病虫害频发的主导因子之一。因此，如何提高烟草氮素利用效率对降低农业生产成本、降低烟草有害性、促进农业可持续发展和保护生态环境具有重要意义。氮素高效利用主要取决于氮素吸收、运输和利用能力，其中吸收利用效率起决定性的作用，而根系的发育能力和活性直接影响植物对氮素的吸收利用。碳限制根系生长，而氮限制地上部生长，氮素高效吸收利用各环节紧密相连，提高根系对氮素的吸收能力、向收获器官运输能力以及地上部分对氮素的利用能力是提高氮肥利用率的重要措施。本课题组致力于烟草栽培领域，基于现有的烟草栽培现状，迫切需要一种用于提高烟草氮素利用效率、减少肥料使用量和降低烟草对人体健康危害的调控剂。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种用于调控烟草生长的氮素增效剂及其使用方法和应用。
本发明实现上述目的的技术方案是：
用于调控烟草生长的氮素增效剂，其至少包括移栽期增效组分、团棵期增效组分和旺长期增效组分中的两种。
进一步，所述移栽期增效组分为聚天冬氨酸和28-高芸苔素内酯。
进一步，所述团棵期增效组分为纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸。
进一步，所述旺长期增效组分为纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸。
优选的，所述聚天冬氨酸的使用浓度为20mg/L、28-高芸苔素内酯的使用浓度为0.05mg/L、纤维二糖的使用浓度为20mg/L、α-酮戊二酸的使用浓度为0.5mM以及聚谷氨酸的使用浓度为0.1g/L。
上述的氮素增效剂的使用方法，步骤为：在烟草移栽期根施聚天冬氨酸和28-高芸苔素内酯，同时结合团棵期和旺长期向烟株喷施纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸。
所述聚天冬氨酸和28-高芸苔素内酯的根施浓度分别为20mg/L和0.05mg/L；在团棵期喷施纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸的浓度分别为20mg/L、0.5mM 和0.1g/L；在旺长期喷施纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸的浓度分别为20mg/L、0.5mM 和0.1g/L。
上述的氮素增效剂在增加烟草气孔导度中的应用。
上述的氮素增效剂在降低烟草硝酸盐含量中的应用。
上述的氮素增效剂在提高光合作用中的应用。
本发明的有益效果在于：
1、本发明可以有效提高烟草氮素利用效率，且优选配方中的每种调节剂具有各自的独特性和针对性。纤维二糖本身作为一种碳源，能够为烟叶氮代谢过程提供碳骨架。其次，纤维二糖能够直接增强烟草光合作用，促进碳水化合物的形成，为烟草氮代谢过程提供充足能量和能源物质。所以，纤维二糖主要从增强碳固定能力，促进碳骨架合成方面提高烟草氮素利用效率。
2、α-酮戊二酸是三羧酸循环的重要中间物，是调节碳-氮平衡的一种重要信号分子，协调碳-氮两大代谢系统。同时，α-酮戊二酸能够促进烟叶叶绿素合成，促进氮同化和铵吸收，从而提高烟叶氮素利用效率。
3、聚谷氨酸是一种高分子聚合物，因为它的侧链上有大量羧基，所以聚谷氨酸具有吸水保湿、调节植物生长等功能，可以提高肥料利用率。聚谷氨酸具有优异的亲水性和保水能力，不仅能够提高肥料的溶解率和运输作用，还可以提高土壤缓冲能力，平衡土壤酸碱度，避免土壤酸化和压实。同时，聚谷氨酸能够促进植物叶片生长、提高光合作用能力，提高养分吸收能力以及促进养分积累，提高作物产量。
4、聚天冬氨酸(Polyaspartic Acid, PSAP),是一种新型的环境友好型高分子材料，是目前世界上公认的“绿色化学品”,被越来越多地应用在日化、农业、水处理等领域。另一方面，作为新型肥料增效剂，聚天冬氨酸在土壤中很容易进入植物的根部，可吸收和富集根部周围土壤中对植物有用的元素，其分解终产物生成水和二氧化碳，是一种环境友好型材料。同时，聚天冬氨酸可促进蛋白质积累，调节硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性，促进氮素代谢和提高氮素利用效率的作用。
5、28-高芸苔素内酯作为重要的植物生长调节剂，在生长特性方面，28-高芸苔素内酯在适宜浓度条件下能调控烤烟幼苗的株高与茎粗,有效增加烤烟幼苗生物量的积累。在根系发育方面,在适宜浓度条件下对于烤烟幼苗各项根系指标均具有一定的促进作用。在光合特性方面,28-高芸苔素内酯在适宜浓度下能够有效提高烤烟幼苗叶片中的SPAD值,增加气孔导度,从而使烤烟幼苗的净光合速率显著提升。生物量是烟株碳氮代谢活动的综合表现，28-高芸苔素内酯可以通过影响碳氮代谢影响烟株氮素的利用，从而减少肥料施用量，提高肥料利用率。
6、此配方中每一种调节剂均有针对性地进行选择，单独施用一种均不能达到最佳效果，具有1+1＞2的技术效果，可用于提高烟草氮素利用效率、减少肥料使用量和降低烟草对人体健康损害技术领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为不同碳源对烟草生长的影响图。
图2为不同浓度纤维二糖对烟草生长的影响图。
图3为不同浓度α-酮戊二酸对烟草生长的影响图。
图4为喷施聚谷氨酸对烟草谷氨酰胺合成酶活性的影响。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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付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
、碳源供应不足和氮还原同化能力弱是影响氮素利用效率的主要原因
实验步骤：以烤烟品种红花大金元（HD）和中烟 100（Z100）、白肋烟品种TN90和TN86为试验材料进行播种。当烟苗长出4～5片真叶（播种40 d后）时，移栽入塑料盆中，用蛭石固定烟苗开展水培试验。选择长势均匀一致的烟叶叶片（4 mM和24 mM的供氮条件下培养10 d），每个烟苗选取同一部位的测定净光合速率，并取样测定色素含量、酶活性和常规化学成分，结果如表1、图1所示。
由图1可知，同一施氮水平下，白肋烟（TN90和TN86）色素含量和光合速率低于烤烟，碳水化合物含量（总糖和还原糖）合成能力弱，不能为氮素还原同化过程提供充足碳源，导致氮素利用效率低，同时白肋烟硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性低，也是氮素利用效率低的重要因素。
、纤维二糖促进碳骨架合成提高烟草氮素利用效率
实验步骤：
a、培育烟苗，选取团棵期生长均匀一致的烟苗用于喷施试验。
b、配置调节剂
按重量百分比称取不同量纤维二糖，并将其与水混合均匀，分别配置浓度为20mg/L、40mg/L、80mg/L和100mg/L的纤维二糖溶液；
c、在烟叶生长的团棵期，在下午5点喷施配置好的不同浓度调控剂，烟草叶片正反面均匀喷施，直至烟草叶片上的溶液形成均匀的液滴为止，同时对照喷施等量的蒸馏水。
d、喷施7天后，取样测定烟叶生理生化指标。
纤维二糖本身作为一种碳源，能够为烟叶氮代谢过程提供碳骨架。由图2可知不同浓度纤维二糖能够增强烟草光合作用，促进总糖和还原糖合成，为烟草氮代谢过程提供充足能量和能源物质，进而提高烟草氮素利用效率。
、α-酮戊二酸促进烟叶叶绿素合成和氮同化，从而提高烟叶氮素利用效率。
实验步骤：
a、培育烟苗，选取团棵期生长均匀一致的烟苗用于喷施试验；
b、配置调节剂
按重量百分比称取不同量α-酮戊二酸，并将其与水混合均匀，分别配置浓度为0.1mM、0.5mM和1.0mM的α-酮戊二酸溶液；
c、在烟叶生长的团棵期，在下午5点喷施配置好的不同浓度调控剂，烟草叶片正反面均匀喷施，直至烟草叶片上的溶液形成均匀的液滴为止，同时对照喷施等量的蒸馏水；
d、喷施7天后，取样测定烟叶生理生化指标。
由图3可知，不同浓度α-酮戊二酸能够促进叶绿素合成，提高谷氨酰胺合成酶活性，进而提高烟草氮素利用效率。
、氨基酸促进氮代谢和蛋白质合成，从而增加色素含量和氮素利用效率
实验步骤：
a、培育烟苗，选取团棵期生长均匀一致的烟苗用于喷施试验。
b、配置调节剂
按重量百分比称量聚谷氨酸，并将其与水混合均匀，配置成浓度为0.1g/L的聚谷氨酸溶液，同时结合减少20%施氮量，设置四个处理，分别为N100-CK（正常施氮量条件下喷施蒸馏水）、N100-T（正常施氮量条件下喷施0.1g/L聚谷氨酸）、N80-CK（减少20%施氮量条件下喷施蒸馏水）、N80-T（减少20%施氮量条件下喷施0.1g/L聚谷氨酸）；
c、在烟叶生长的团棵期，将烟苗移到不同施氮量条件下培养，并喷施聚谷氨酸和蒸馏水，烟草叶片正反面均匀喷施，直至烟草叶片上的溶液形成均匀的液滴为止。
d、处理7天后，取样测定烟叶生理生化指标。
由图4可知，减氮喷施聚谷氨酸能提高谷氨酰胺合成酶活性，促进蛋白质合成，进而提高烟草氮素利用效率。
应用例
用于调控烟草生长的氮素增效剂的使用方法，步骤为：在烟草移栽期根施20mg/L聚天冬氨酸和0.05mg/L28-高芸苔素内酯，同时结合团棵期和旺长期向烟株喷施20mg/L纤维二糖、0.05mMα-酮戊二酸和0.1g/L聚谷氨酸，所述的调节剂的喷施量为40-50L/亩。
实验步骤：a、培育烟苗，选取生长均匀一致的烟苗分成两组（对照组和处理组）用于后续调控试验。
b、配置调节剂
根据前期试验研究，配置最佳浓度调控剂，按重量百分比称量聚天冬氨酸（20mg/L）、28-高芸苔素内酯（0.05mg/L）、纤维二糖（20mg/L）、α-酮戊二酸（0.5mM）和聚谷氨酸（0.1g/L），分别将天冬氨酸与28-高芸苔素内酯与水混合均匀配成移栽期增效组分，纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸与水混合均匀作为团棵期增效组分和旺长期增效组分。
c、处理组为移栽时将移栽期增效组分加入营养液中，并于团棵期和旺长期分别喷施配置好的团棵期增效组分和旺长期增效组分，直至烟草叶片上的溶液形成均匀的液滴为止，对照组按照常规培养方法，施用常规营养液并于团棵期和旺长期喷施等量蒸馏水。
d、于旺长期处理7天后，取样测定烟叶生理生化指标；结果如表1所示；
表1烟叶生理生化指标
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表1可知，与对照相比，施用氮素调控剂后烟叶色素含量和光合速率大幅度提高，且烟草根系和叶片生物量增加，硝酸盐含量降低，氮素调控剂能够改善烟草根系生长，促进烟株营养吸收利用，从而提高烟叶生物量和氮素利用效率，对后期提高烟叶产量和降低烟叶硝态氮含量有利。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于调控烟草生长的氮素增效剂，其特征在于：至少包括移栽期增效组分、团棵期增效组分和旺长期增效组分中的两种；
所述移栽期增效组分为聚天冬氨酸和28-高芸苔素内酯；
所述团棵期增效组分为纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸；
所述旺长期增效组分为纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸。
2.根据权利要求1所述的氮素增效剂，其特征在于：所述聚天冬氨酸的使用浓度为20mg/L、28-高芸苔素内酯的使用浓度为0.05mg/L 、纤维二糖的使用浓度为20mg/L、α-酮戊二酸的使用浓度为 0.5mM 以及聚谷氨酸的使用浓度为 0.1g/L。
3.权利要求1-2任一项所述的氮素增效剂的使用方法，其特征在于，步骤为：在烟草移栽期根施聚天冬氨酸和28-高芸苔素内酯，同时结合团棵期和旺长期向烟株喷施纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸。
4.根据权利要求 3所述的使用方法，其特征在于：所述聚天冬氨酸和28-高芸苔素内酯的根施浓度分别为20mg/L和 0.05mg/L；在团棵期喷施纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸的浓度分别为20mg/L、0.5mM 和0.1g/L；在旺长期喷施纤维二糖、α-酮戊二酸和聚谷氨酸的浓度分别为 20mg/L、0.5mM 和0.1g/L。
5.权利要求1-2任一项所述的氮素增效剂在增加烟草气孔导度中的应用。
6.权利要求1-2任一项所述的氮素增效剂在降低烟草硝酸盐含量中的应用。
7.权利要求1-2任一项所述的氮素增效剂在提高光合作用中的应用。
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浅析植物生长调节剂芸苔素内酯;罗维;《广州化工》;20130808(第15期);第33-35页 *
肥料增效剂在烟草减量施肥中的应用效果;陈雷等;《湖南农业科学》;20150227(第02期);第45-47页 *

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