CN114557244B - 一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于小白菜种植技术领域，具体地说是一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法。一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，包括如下步骤：(1)配制茉莉酸溶液；(2)选择种植小白菜的田地：先对土壤pH、总硒含量进行检测，在选择好的地块种植小白菜；按常规方法进行翻耕、整地、播种、施肥、浇水；(3)在小白菜5片叶子后，用步骤(1)的茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面；(4)在小白菜7片叶子后，再喷施茉莉酸溶液1次；(5)其它日常管理按常规方法进行。本发明的方法能够显著提高小白菜的光化学反应能力和生物量，同时最终实现作物硒积累量的提高，有效促进高浓度作物有机硒生产的可持续发展。

Description

一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法

技术领域

本发明属于小白菜种植技术领域，具体地说是一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法。

背景技术

硒(Se)是人类、动物和某些微生物的必需微量元素之一，参与合成人体内多种含硒酶和含硒蛋白，在提高人和动物免疫力、清除体内氧自由基，维持机体健康上具有重要作用，缺硒则不仅导致人体免疫功能下降，甚至会引发疾病。经研究发现，人体缺硒现象在世界范围内较为普遍，约有10亿人每日硒摄入量不足，人体缺硒严重威胁着人类健康的发展。

无机硒因其具有毒性，不宜直接食用。作物因其具有吸收和转化土壤无机硒的能力，是食物链中有机硒的主要来源，人和动物体内的硒大都直接或间接从作物中获取。对于大部分缺硒人群来说，通过饮食摄入是最主要的补硒方法。因此，提高作物硒含量是解决人群缺硒问题的关键。

为了更好地利用作物吸收土壤环境中的硒资源，作为食物来源缓解人群和动物硒摄入匮乏情况，国内外开展了大量的作物硒生物强化研究，其中通过叶面或者土壤施入外源硒是一种普遍的生产高硒食物的实践方式。施加的外源硒种类各式各样，包括硒酸盐、亚硒酸盐、纳米硒、氨基酸螯合硒以及各种含硒肥料等。同时，在部分土壤硒含量较高的地区，也可以通过提高土壤硒的生物有效性达到促进作物硒积累的目的，比如向土壤添加石灰石粉、猪粪、EDTA、微生物制剂等。此外，还有利用传统育种方式选育高效富硒品种，或转基因技术提高作物硒吸收和耐受能力等方法。

研究发现，提高作物对硒的耐受性是增加作物硒含量的重要瓶颈之一。特别是对于硒富集能力本身较低的常规栽培作物来说，增强对高硒胁迫的耐受性尤为重要。在大多数作物中，吸收的硒在作物体内通过取代硫的位置，跟蛋白质结合，打乱原有蛋白的结构和功能，诱导产生过量活性氧，造成脂质过氧化，使植物耐受性降低，最终产生毒性效果，导致无法积累过多的硒。植物激素存在于所有高等植物中，是植物应对外界环境变化，调节自身生长发育的重要活性物质，外源植物激素具有与天然激素相似的生长发育调节作用。

茉莉酸是一种重要的植物抗性相关激素，与病虫害、盐胁迫、干旱胁迫等生物/非生物胁迫下的抗逆反应紧密关联。已有研究发现，植物在高硒条件下能刺激植株茉莉酸的生成，而茉莉酸通过介导S吸收/代谢基因、抗逆性基因的上调表达，能有效提高植物对硒的耐受性，可见茉莉酸在提高植物硒抗性上极具潜力。

虽然硒超富集植物能很好地降低高硒对植株产生的毒害并且具有较高的硒含量，但是硒超富集植物可利用种类少，并且大多都是生长周期长，生物量小，难以大面积栽培的植物种类，或者某地区的硒超富集植物的生长不适应高硒土壤地区的气候环境，不能满足人们对作物硒的需求。而硒非超富集植物虽然在硒含量过高时也会进行一定程度的生理生化调节，但在硒含量过高时植物自身抗性系统也容易受到破坏，最终引起毒性反应，限制作物硒的生产。急需加强人为措施以降低高硒对植物所产生的毒害，从而提高植物对高硒土壤硒的吸收富集效率，但目前这方面的方法仍然匮乏。有必要探究简单、安全、有效的措施以克服这一障碍，保证高硒土壤地区作物的健康生长，同时也为高硒地区硒污染土壤植物修复，高浓度植物硒的生产提供技术支撑。

发明内容

发明提供了一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，该方法在一定程度上弥补了植物自身的硒抗性不足的缺陷，从植物生长生理调控角度考虑，对于提高植物对高硒的耐受性极限，增强作物有机硒的生产效率和提高植物对硒污染(硒含量≥3mg/kg)地区土壤硒的植物提取效率具有显著效果。本发明提供的技术方案为：

一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，包括如下步骤：

(1)配制茉莉酸溶液：用无水乙醇溶解茉莉酸于烧杯中，加入蒸馏水，同时加入吐温-20，搅拌混匀，转移至1L的容量瓶中，定容、摇匀，得到的茉莉酸溶液；

(2)选择种植小白菜的田地：先对土壤pH、总硒含量进行检测，在选择好的地块种植小白菜；按常规方法进行翻耕、整地、播种、施肥、浇水；

(3)待小白菜长出5片叶子后，用茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面，喷至叶面完全湿润并且能看到叶面有水滴流下；

(4)待小白菜长出7片叶子后，用茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面，喷至叶面完全湿润并且能看到叶面有水滴流下；

(5)其它日常管理按常规方法进行。

作为优选，步骤(1)中茉莉酸溶液的浓度为1mmol/L。

作为优选，步骤(1)中Tween-20的添加量为0.2％。

作为优选，步骤(2)中选择好的地块的土壤pH≥7.0，总硒含量≥3mg/kg。

作为优选，步骤(3)和步骤(4)中茉莉酸溶液的浓度为1mmol/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本方法通过在土壤硒含量≥3mg/kg的情况下，即土壤硒含量处于硒污染水平，容易引起当地动植物产生硒毒害的条件下，采用本发明的方法能够显著提高小白菜的生长性能，即提高小白菜的光化学反应能力和生物量，同时最终实现作物硒积累量的提高，有效促进高浓度作物有机硒生产的可持续发展，同时也有利于提高植物对硒污染(硒含量≥3mg/kg)地区土壤硒的植物提取效率。

具体实施方式

参考下列实施例将更容易理解本发明，给出的实施例不是限制本发明的范围。

实施例1：

一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，包括如下步骤：

1、选择碱性(pH≥7.0)土壤；

2、土壤硒含量需大于或等于3mg/kg，当土壤硒含量小于3mg/kg可以用水溶解硒酸钠或亚硒酸钠后喷入土壤，使土壤硒含量大于或等于3mg/kg，喷入硒酸钠或亚硒酸钠的土壤需要陈化3个月以上再使用；

3、种植小白菜，按常规方法进行翻耕、整地、播种、施肥、浇水；

4、配置1mmol/L的茉莉酸溶液：用12mL无水乙醇溶解0.2103g茉莉酸于烧杯中，加入500mL蒸馏水，同时加入2mL吐温-20(Tween-20)，搅拌混匀，转移至1L的容量瓶中，定容、摇匀，得到1mmol/L的茉莉酸溶液；

5、在小白菜长出5片叶子后，用1mmol/L的茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面，喷至叶面完全湿润并且能看到叶面有水滴流下；

6、在小白菜长出7片叶子后，用1mmol/L的茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面，喷至叶面完全湿润并且能看到叶面有水滴流下；

7、其它日常管理按常规方法进行。

选择土壤pH值7.20，全硒含量0.27mg/kg的土壤，在种植小白菜前将硒酸钠用水溶解后喷入土壤，拌匀陈化3个月，加入硒酸钠后土壤硒含量达到4.35mg/kg。在准备好的高硒土壤(4.35mg/kg)中种植小白菜，以不实施本方法的为对照，两者的叶绿素荧光参数结果见表1。

表1本发明的种植方法对小白菜叶绿素荧光参数的影响

注：表中数值为平均值±标准差。不同小写字母表示实施本技术组与对照差异显著(P<0.05)。

实施本方法后，小白菜最大光化学量子产量Fv/Fm、有效量子产量Fv′/Fm′、电子传递速率ETR和光化学淬灭系数qP均有所提高，其中Fv′/Fm′、ETR和qP的提高作用显著(P<0.05)，Fv/Fm、Fv′/Fm′、ETR和qP的提高能反映光合作用光系统Ⅱ的光化学反应能力增强，可见本方法实施能显著增强高硒土壤条件下小白菜的光化学反应能力。此外，非光化学淬灭系数qN反映的是光系统Ⅱ内以热能等非推动光化学反应形式耗散的光能，通俗讲就是浪费掉的光能，qN升高则反应了植物光化学反应受到胁迫抑制。实施本方法后，qN与对照相比显著降低(P<0.05)，说明了实施本方法能有效减轻高硒土壤对小白菜光合生理的胁迫抑制程度。

表2本发明的种植方法对小白菜生物量、硒含量和硒积累量的影响

注：表中数值为平均值±标准差。不同小写字母表示实施本技术组与对照差异显著(P<0.05)。

除了提高小白菜光化学反应能力外，本方法实施也显著提高了小白菜的地上部分生物量和根生物量(表2)，可见，本方法对高硒土壤条件下小白菜生长性能的提高作用显著。此外，本方法也显著提高小白菜地上部分硒含量、地上部分硒积累量和根硒积累量(表2)(P<0.05)，实现作物硒积累的显著提高(P<0.05)，有效促进了高浓度作物有机硒生产的可持续发展，有效提高植物对硒污染地区硒的植物提取效率。

实施例2：

选择土壤pH值7.20，全硒含量0.27mg/kg的土壤，在种植小白菜前将硒酸钠用水溶解后喷入土壤，拌匀陈化3个月，最终浓度大于实施例1，加入硒酸钠后土壤硒含量达到10.43mg/kg。在准备好的高硒土壤(10.43mg/kg)中种植小白菜，以不实施本方法的为对照，两者的叶绿素荧光参数结果见表3。

表3本发明的种植方法对小白菜叶绿素荧光参数的影响

注：表中数值为平均值±标准差。不同小写字母表示实施本技术组与对照差异显著(P<0.05)。

实施本方法后，小白菜最大光化学量子产量Fv/Fm、有效量子产量Fv′/Fm′、电子传递速率ETR和光化学淬灭系数qP均显著提高(P<0.05)，Fv/Fm、Fv′/Fm′、ETR和qP的提高能反映光合作用光系统Ⅱ的光化学反应能力增强，可见，本方法实施能显著增强高硒土壤条件下小白菜的光化学反应能力。非光化学淬灭系数qN则反应的是光系统Ⅱ内以热能形式耗散的光能，通俗讲就是浪费掉的光能，qN升高则反应了植物受到的胁迫程度较重。实施本方法后，qN与对照相比显著降低(P<0.05)，说明了实施本方法能有效减轻高硒对小白菜的胁迫抑制程度。

表4本发明的种植方法对小白菜生物量、硒含量和硒积累量的影响

注：表中数值为平均值±标准差。不同小写字母表示实施本技术组与对照差异显著(P<0.05)。

与实施例1结果类似，土壤硒含量达到10.43mg/kg情况下，本方法的实施除了提高小白菜光化学反应能力外，也显著提高了小白菜的地上部分生物量和根生物量(表4)(P<0.05)，可见，本方法对高硒土壤条件下小白菜生长性能的提高作用显著。此外，本方法也有利于提高小白菜地上部分硒含量、地上部分硒积累量和根硒积累量(表4)，实现作物硒积累的显著提高(P<0.05)，有效促进了高浓度作物有机硒生产的可持续发展，也有利于提高硒污染土壤的植物修复效率。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (3)

1.一种增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）配制茉莉酸溶液：用无水乙醇溶解茉莉酸于烧杯中，加入蒸馏水，同时加入吐温-20，搅拌混匀，转移至1L的容量瓶中，定容、摇匀，得到茉莉酸溶液；

（2）选择种植小白菜的田地：先对土壤pH、总硒含量进行检测，在选择好的地块种植小白菜；按常规方法进行翻耕、整地、播种、施肥、浇水；

（3）待小白菜长出5片叶子后，用茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面，喷至叶面完全湿润并且能看到叶面有水滴流下；

（4）待小白菜长出7片叶子后，用茉莉酸溶液兑水稀释10倍，均匀喷施于小白菜叶片正反面，喷至叶面完全湿润并且能看到叶面有水滴流下；

（5）其它日常管理按常规方法进行；

步骤（1）中茉莉酸溶液的浓度为1mmol/L；

步骤（3）和步骤（4）中茉莉酸溶液的浓度为1mmol/L。

2.根据权利要求1所述的增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，其特征在于，步骤（1）中吐温-20的添加量为0.2%。

3.根据权利要求1所述的增强高硒土壤条件下小白菜生长性能的方法，其特征在于，步骤（2）中选择好的地块的土壤pH≥7.0，总硒含量≥3mg/kg。