CN116199540B - 一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤改良剂技术领域。本发明涉及一种提高作物耐盐性的氨基酸‑鼠李糖脂混合液及其制备方法,以氨基酸肥料为母液,加入助剂鼠李糖脂,两者配伍形成的混合液;本发明还提供了所述基酸‑鼠李糖脂混合液的施用方法,通过本发明混合液的使用,不仅能促进植物营养功能的发展,还可以调控作物的抗性,提高作物在盐渍土的耐盐性,从而促进作物在盐渍土中的生长,提高产量和品质,以及实现对盐渍土的改良,这对扩增国家耕地资源和拓展农业发展空间也具有重要意义。

Description

一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液及其制备方 法和应用
技术领域
本发明涉及土壤改良剂技术领域,尤其涉及一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液及其制备方法和应用。
背景技术
在气候变化、不合理灌溉和过量施肥等因素影响下,土壤盐渍化面积仍在不断扩大。土壤含盐过多对种子萌发、植物活力和作物产量都有不利影响。盐碱地中高浓度的Na+使土壤的渗透压高于植物根系的渗透压,限制了植物对营养物质和水分的吸收,造成渗透胁迫和离子胁迫。另外,土地盐碱化会破坏植物体内的活性氧的产生和清除的平衡,造成自由基大量积累,细胞膜脂发生过氧化作用,破坏细胞膜使细胞有机质外渗,从而使细胞失活。总之,盐胁迫导致植物各种生理和分子发生变化,并通过抑制光合作用阻碍植物生长。
氨基酸作为一种有机氮源具有提高作物产量、改善作物品质、调节作物生长发育等多重功效。鼠李糖脂是一种由铜绿假单胞菌生产的糖脂类生物表面活性剂,一方面,鼠李糖脂可以在植物蜡质层形成定向吸附膜,降低表面张力和接触角,促进营养物质吸收,其本身也可以作为碳源为土壤微生物提供养分,促进微生物的生长;另一方面,鼠李糖脂含有亲水基和疏水基,亲水基可提高土壤保水能力,减少水分蒸发,疏水基可与有机质和微量元素发生螯合反应,提高土壤养分有效性。同时,鼠李糖脂具有良好的水溶性和抗菌性,对土壤环境无二次污染。氨基酸肥料和鼠李糖脂均能促进植物生长,但二者配施对提高植物耐盐性的作用至今未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液及其制备方法和应用,本发明氨基酸-鼠李糖脂混合液以氨基酸液体肥为母液,加入助剂鼠李糖脂溶液配伍形成,通过施用后,不仅能促进植物生长发育,还可以调控作物的抗性,提高作物在盐渍土的耐盐性,从而促进作物在盐渍土中的生长,提高产量和品质,同时实现对盐渍土的改良。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液,包括体积比为(5-50):1的氨基酸液体肥和鼠李糖脂溶液;所述氨基酸液体肥中氨基酸的浓度为100-110g/L;所述鼠李糖脂溶液的浓度为200-250g/L。
本发明还提供了所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,将氨基酸液体肥加热至35-45℃后与鼠李糖脂溶液混合,搅拌,即得氨基酸-鼠李糖脂混合液。
作为优选,所述搅拌的速度为50-70r/min。
本发明还提供了所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法,采用灌施或喷施的方式;所述灌施时稀释倍数为500-1000倍,所述喷施时稀释倍数为100-300倍。
作为优选,所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的施用量为280-400L/ha。
作为优选,在果实膨大期进行施用。
作为优选,所述施用的次数为2-4次。
通过采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
本发明技术方案通过氨基酸液体肥与鼠李糖脂溶液的配伍得到的氨基酸-鼠李糖脂混合液,兼具两者优势,除具有营养功能之外,还可以更好的提高作物的抗性,提高作物在盐渍土的耐盐性,从而促进作物在盐渍土中的生长,提高产量和品质,同时实现对盐渍土的改良。
实施例的结果也表明了氨基酸复配鼠李糖脂显著降低MDA含量,进一步减轻了西红柿受盐害程度,比单独施用氨基酸或鼠李糖脂效果更明显;氨基酸配施鼠李糖脂叶片O2·-的产生速率比单独施用氨基酸或鼠李糖脂分别平均减少了16.67%、20.46%;氨基酸配施鼠李糖脂叶片脯氨酸含量比单独施用氨基酸或鼠李糖脂分别平均增加了12.28%、24.47%;氨基酸配施鼠李糖脂叶片过氧化物酶活性比单独施用氨基酸或鼠李糖脂分别平均增加了19.69%、26.40%;氨基酸配施鼠李糖脂叶片叶绿素含量比单独施用氨基酸或鼠李糖脂分别平均增加了8.33%、12.50%,净光合速率分别平均增加了22.53%、24.06%;氨基酸配施鼠李糖脂西红柿产量比单独施用氨基酸或鼠李糖脂分别平均增加了23.80%、31.51%。
附图说明
图1为盐胁迫下不同处理西红柿叶片MDA含量变化;
图2为盐胁迫下不同处理西红柿叶片O2·-产生速率变化;
图3为盐胁迫下不同处理西红柿叶片中脯氨酸含量变化;
图4为盐胁迫下不同处理西红柿叶片中POD活性变化;
图5为盐胁迫下不同处理西红柿叶片叶绿素含量变化;
图6为盐胁迫下不同处理西红柿叶片净光合速率变化;
图7为盐胁迫下不同处理西红柿的产量变化。
具体实施方式
本发明提供了一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液,包括氨基酸液体肥和鼠李糖脂溶液,所述氨基酸液体肥和鼠李糖脂溶液的体积比为(5-50):1,进一步的优选为(10-25):1,更进一步的优选为(12-20):1。
在本发明中,所述氨基酸液体肥优选为来源于动物源或植物源的氨基酸肥料,符合国家氨基酸肥料标准(NY1429-2010);所述氨基酸液体肥中氨基酸的浓度为100-110g/L,进一步的优选为102-108g/L,更进一步的优选为105g/L;所述氨基酸液体肥优选的购自于陕西博秦生物工程有限公司。
在本发明中,所述鼠李糖脂溶液的浓度为200-250g/L,进一步的优选为203-220g/L,更进一步的优选为210g/L;所述鼠李糖脂溶液优选的购自于陕西德冠生物科技有限公司。
本发明还提供了所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,将氨基酸液体肥加热后与鼠李糖脂溶液混合,搅拌,即得氨基酸-鼠李糖脂混合液。
在本发明中,所述氨基酸液体肥优选的加热至35-45℃,进一步优选为38-42℃,更进一步的优选为40℃。
在本发明中,所述搅拌的速度优选为50-70r/min,进一步的优选为55-65r/min,更进一步的优选为60r/min;所述搅拌的时间优选为20-70min,进一步的优选为30-60min,更进一步的优选为35-50min。
本发明还提供了所述的氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法,优选的采用灌施或喷施的方式。在本发明中,所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的施用量优选为280-400L/ha,进一步的优选为290-350L/ha,更进一步的优选为300-330L/ha;所述灌施是随水灌溉的,灌水量优选为200-300方/ha,进一步的优选为230-280方/ha,更进一步的优选为250-270方/ha;所述灌施时稀释倍数优选为500-1000倍,进一步的优选为600-950倍,更进一步的优选为700-900倍。本发明所述喷施时稀释倍数优选为100-300倍,进一步的优选为130-280倍,更进一步的优选为150-250倍。本发明优选的在果实膨大期进行施用;所述施用的次数优选为2-4次,进一步的优选为3次。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,具体的包括:将氨基酸浓度为105g/L的氨基酸液体肥加热至40℃,然后按12.5:1的体积比与浓度为210g/L的鼠李糖脂溶液混合,以60r/min搅拌40min,得到氨基酸-鼠李糖脂混合液。
所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法:将获得的氨基酸-鼠李糖脂混合液以300L/ha随270方/ha的水灌施,在果实膨大期随水灌施3次。
实施例2
一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,具体的包括:将氨基酸浓度为100g/L的氨基酸液体肥加热至30℃,然后按50:1的体积比与浓度为200g/L的鼠李糖脂溶液混合,以50r/min搅拌30min,得到氨基酸-鼠李糖脂混合液。
所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法:将获得的氨基酸-鼠李糖脂混合液以400L/ha随280方/ha的水灌施,在果实膨大期随水灌施2次。
实施例3
一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,具体的包括:将氨基酸浓度为110g/L的氨基酸液体肥加热至45℃,然后按5:1的体积比与浓度为220g/L的鼠李糖脂溶液混合,以70r/min搅拌60min,得到氨基酸-鼠李糖脂混合液。
所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法:将获得的氨基酸-鼠李糖脂混合液在果实膨大期以100倍的稀释比喷施4次。
实施例4
一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,具体的包括:将氨基酸含量为105g/L的氨基酸液体肥加热至40℃,然后按12.5:1的体积比与浓度为210g/L的鼠李糖脂溶液混合,以60r/min搅拌40min,得到氨基酸-鼠李糖脂混合液。
所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法:将获得的氨基酸-鼠李糖脂混合液在果实膨大期以300倍的稀释比喷施3次。
试验例1
(一)
试验土壤为中度盐渍土(试验地面积为0.73公顷),含盐量为3.9%,以硫酸盐为主;其中SO4 2-含量为2.1%,Cl-含量为0.52%,Na+含量为0.65%;其他离子包括钙、镁、碳酸根等;种植作物为西红柿。
基于实施例1分别设置如下八组试验处理:
①对照不施肥处理,用CK表示;
②施用化肥处理:氮磷钾复合(20-10-15)作为基肥用量为750kg/ha,高钾复合肥(10-5-25)作为追肥用量为150kg·ha-1/次,分别在第一穗果坐果、第二穗果坐果和第三穗果坐果追施3次,用CF表示;
③施用化肥-氨基酸处理:在施用化肥的基础上灌施氨基酸,在第一穗果、第二穗果和第三穗果膨大期分别随水灌施氨基酸300L/ha,用CFA表示。
④施用化肥+鼠李糖脂处理:在施用化肥的基础上,灌施鼠李糖脂溶液,在第一穗果、第二穗果和第三穗果膨大期分别随水灌施鼠李糖脂溶液6L/ha,用CFR表示;
⑤施用氨基酸-鼠李糖混合液处理:在施用等量化肥的基础上,在第一穗果、第二穗果和第三穗果膨大期分别随水灌施氨基酸-鼠李糖脂混合溶液300L/ha,其中氨基酸与鼠李糖脂配施比例为50:1、25:1、12.5:1、10:1,分别用CFAR1、CFAR2、CFAR3和CFAR4表示。
(二)
1.对西红柿叶片丙二醛(MDA)含量影响
叶片中MDA的含量可以反映细胞膜受到氧化伤害的程度,MDA的含量越高,细胞受到的伤害程度越高。不同试验处理叶片MDA含量变化情况见图1,结果表明,与CK处理相比,CF处理的叶片MDA含量增加了1.08%;CFA处理与CF处理相比,丙二醛含量减少了10.11%;CFR处理与CF处理相比,减少了4.26%。与单施氨基酸处理(CFA)相比,氨基酸-鼠李糖混合液处理(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)的叶片MDA含量平均减少了19.69%;与单施鼠李糖脂(CFR)处理相比,氨基酸-鼠李糖混合液处理(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)平均减少了26.40%。随着氨基酸中鼠李糖脂浓度的增加,叶片中MDA含量呈减小趋势,其中以CFAR3减少幅最大。综上可得,施用氨基酸-鼠李糖混合液处理显著降低西红柿叶片MDA含量,进一步降低西红柿受盐害程度,比单独施用氨基酸或鼠李糖脂效果更明显。
2.对西红柿叶片O2·-的产生率的影响
叶片O2·-的产生速率可以反映细胞膜受到的氧化伤害程度,O2·-的产生速率越高,细胞受到的伤害程度越高。不同试验处理叶片O2·-的产生速率变化情况见图2,结果表明,单施化肥(CF)与不施肥(CK)处理相比减少4.17%;化肥配施氨基酸(CFA)与CF相比减少8.70%;化肥配施鼠李糖脂(CFR)与CF相比减少了4.35%。与单施氨基酸处理(CFA)相比,氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)叶片O2·-的产生速率平均减少了16.67%;与单施鼠李糖脂(CFR)相比,氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)叶片O2·-的产生速率平均减少了20.46%。综上可得,氨基酸溶液中随着鼠李糖脂浓度的升高,超氧阴离子产生速率降低,其中以CFAR3、CFAR4降幅最大。
3.对西红柿叶片中脯氨酸含量的影响
脯氨酸含量可以反映作物对渗透胁迫的防御能力,脯氨酸含量越高,植物的防御能力越强。不同试验处理叶片脯氨酸含量变化情况见图3,结果表明,单施化肥(CF)与不施肥(CK)处理相比,叶片脯氨酸含量增加了7.70%;化肥配施氨基酸(CFA)与CF相比增加13.92%;化肥配施鼠李糖脂(CFR)与CF相比增加了2.76%。氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)与单施氨基酸(CFA)相比,叶片脯氨酸含量平均增加了12.28%;与单施鼠李糖脂(CFR)相比,平均增加了24.47%。随着鼠李糖脂浓度的增加,脯氨酸含量以CFAR3增幅最大,CFAR4与CFAR3相比,脯氨酸含量略有降低。
4.对西红柿叶片中过氧化物酶(POD)活性影响
过氧化物酶(POD)能够在逆境条件下将活性氧(ROS)维持在较低水平,从而保护植物细胞免受氧化损伤。不同试验处理叶片POD活性变化情况见图4,结果表明,单施化肥(CF)叶片POD活性略高于不施肥(CK)处理;化肥配施氨基酸(CFA)与单施化肥(CF)相比,过氧化物酶活性增加了10.11%;化肥配施鼠李糖脂(CFR)与CF相比增加了4.26%。氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)与单施氨基酸(CFA)相比,过氧化物酶活性平均增加了19.69%;与单施鼠李糖脂(CFR)相比,平均增加了26.40%。随着鼠李糖脂浓度的增加POD活性先增后有所减少,其中以CFAR3增幅最大,CFAR4与CFAR3相比,略有下降,但无显著差异。
5.对西红柿叶片光合特性的影响
植物叶绿素含量的高低可以反映植物光合作用的强弱,也反映植物的生长状况;植物叶片净光合速率,可以直观地反映植物的光合系统是否运作正常。
(1)不同处理西红柿叶绿素含量变化见图5,单施化肥(CF)与不施肥(CK)处理相比,叶绿素含量增加了8.70%;化肥配施氨基酸(CFA)与CF相比,叶绿素含量增加了8.00%;化肥配施鼠李糖脂(CFR)与CF相比增加了4.00%。氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)与单施氨基酸(CFA)相比,叶绿素含量平均增加了8.33%;与单施鼠李糖脂(CFR)相比,叶绿素含量平均增加了12.50%。随着鼠李糖脂浓度的增加,叶绿素含量先增后减趋势,其中以CFAR3增幅最大,CFAR4与CFAR3相比略有降低,但差异不显著。
(2)净光合速率反映植物光合作用的大小。不同处理净光合速率变化见图6,单施化肥(CF)与不施肥(CK)处理相比,净光合速率增加了1.94%;化肥配施氨基酸(CFA)与CF相比净光合速率增加了2.53%;化肥配施鼠李糖脂(CFR)与CF相比净光合速率增加了1.27%。氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)与单施氨基酸(CFA)相比,净光合速率平均增加了22.53%;与单施鼠李糖脂(CFR)相比,净光合速率平均增加了24.06%。随着鼠李糖脂浓度的增加净光合速率先增后减趋势,其中以CFAR3增幅最大。CFAR4处理高于CFAR2,但略低于CFAR3。
6.对西红柿产量的影响
不同处理西红柿产量变化见图7,与不施肥(CK)处理相比,单施化肥(CF)处理产量增加了19.60%;化肥配施氨基酸(CFA)与CF相比,产量增加了14.38%;化肥配施鼠李糖脂(CFR)与CF相比,产量增加了7.68%。氨基酸配施鼠李糖脂(CFAR1、CFAR2、CFAR3、CFAR4)与单施氨基酸(CFA)处理相比,产量平均增加了23.80%;与单施鼠李糖脂(CFR)处理相比,平均增加了31.51%。氨基酸与鼠李糖脂配合施用,随着鼠李糖脂浓度的增加作物产量先增加,但随后增产幅度有所降低,其中以CFAR3增幅最大,CFAR4处理显著高于CFAR2处理,与CFAR3相比,有所降低,但两个处理间差异不显著。
由以上实施例和试验例可知,在盐渍土上施用氨基酸液体肥或鼠李糖脂溶液,均能够提高作物的抗盐性,降低作物的盐害,维持并提高植物的光合作用,最终提高作物的产量。但施用本发明技术方案制得的氨基酸-鼠李糖脂混合液的作用效果更明显,能够更好的提高作物的抗盐性,降低作物的盐害,提高植物的光合作用以及提高作物的产量。而且,在氨基酸-鼠李糖脂混合液随水施用量为300L/ha的情况下,氨基酸液体肥和鼠李糖脂溶液的适宜体积配比(10-25):1,以12.5:1最佳。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种提高作物耐盐性的氨基酸-鼠李糖脂混合液,其特征在于,包括体积比为(5-25):1的氨基酸液体肥和鼠李糖脂溶液;
所述氨基酸液体肥中氨基酸的浓度为100-110g/L;
所述鼠李糖脂溶液的浓度为200-250g/L。
2.权利要求1所述的氨基酸-鼠李糖脂混合液的制备方法,其特征在于,将氨基酸液体肥加热至35-45℃后与鼠李糖脂溶液混合,搅拌,即得氨基酸-鼠李糖脂混合液。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述搅拌的速度为50-70r/min。
4.权利要求1所述的氨基酸-鼠李糖脂混合液的使用方法,其特征在于,采用灌施或喷施的方式;所述灌施时稀释倍数为500-1000倍,所述喷施时稀释倍数为100-300倍。
5.根据权利要求4所述的使用方法,其特征在于,所述氨基酸-鼠李糖脂混合液的施用量为280-400L/ha。
6.根据权利要求4所述的使用方法,其特征在于,在果实膨大期进行施用。
7.根据权利要求6所述的使用方法,其特征在于,所述施用的次数为2-4次。
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