对香豆酸甲酯在促进根系生长和减少氧化亚氮排放中的应用的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36175064发布日期:2023-11-24 23:30阅读:51来源:国知局
对香豆酸甲酯在促进根系生长和减少氧化亚氮排放中的应用的制作方法

1.本发明属于植物根系生长调节与温室气体减排技术领域,具体涉及生物硝化抑制剂对香豆酸甲酯在促进烟草根系生长和减少植烟土壤
n2o
排放中的应用



背景技术:

2.氮素是烟草生长发育过程中重要的营养元素,氮肥的施用直接影响着烟叶的产量和质量

如何提高烟草氮肥利用率

减少环境影响,并促进烤烟生长已成为烤烟增效减排的关键问题

硝化-反硝化过程与土壤氮素的损失与利用密切相关,化学硝化抑制剂一直被用于降低农田土壤氮素由于硝化而造成的损失

近年来,利用自然来源

环境友好的生物硝化抑制剂是一项农业氮素增效减排的新策略

3.氧化亚氮
(n2o)
是一种温室气体,其全球变暖潜力比
co2高
298


土壤中硝化和反硝化作用均可以产生
n2o。
尽管一些生物硝化抑制剂能抑制土壤硝化过程和
n2o
排放,但由于不同抑制剂化学结构不同,有的会作为易分解碳源为土壤中反硝化微生物提供底物,从而促进微生物反硝化活性,最终导致土壤
n2o
排放增加

例如,在硝化作用强的土壤上,两种直链脂肪酸生物硝化抑制剂,亚麻酸和亚油酸在高浓度添加下会显著增加土壤
n2o
排放

这种对温室气体
n2o
排放的促进效应是生物硝化抑制剂应用中需要尽量避免的

4.此外,生物硝化抑制剂能减少氮素损失使土壤中铵态氮增多,但土壤铵过量也可能对植物产生胁迫而抑制根系生长

因此,生物硝化抑制剂减少氮损失并不意味着对植物生长一定是促进作用

近期研究发现,生物硝化抑制剂能直接调控植株体内生理过程来抑制根系生长

比如高粱源生物硝化抑制剂对羟基苯丙酸甲酯
(mhpp)
显著抑制了模式植物拟南芥和药用植物紫苏的根系生长
。mhpp
主要通过诱导一氧化氮累积及活性氧水平的升高,影响了根尖生长素的感受和响应,因而抑制了根尖分生区细胞的分裂及主根生长

高粱分泌的另外一种生物硝化抑制剂高粱醌
(sorgoleone)
能抑制植物体内的光合作用

这些对植物生长的直接负面调控会影响生物硝化抑制剂未来的开发与应用,限制了生物硝化抑制剂的实用化

5.对香豆酸甲酯是前期从根系组织中发现的生物硝化抑制剂

但是,以往主要关注对香豆酸甲酯在硝化菌株纯培养体系下对硝化活性的影响,关于对香豆酸甲酯在减少温室气体
n2o
排放以及调节烟草根系生长中的应用尚未公开

在烤烟生产中,筛选同时减少温室气体
n2o
排放且对植物生长直接有益的植物源功能物质,将大大推动烤烟绿色新型高效氮肥与促根壮苗剂的研发,对烤烟产业的可持续发展具有重要的现实意义



技术实现要素:

6.解决的技术问题:本发明针对上述技术问题,提供一种对香豆酸甲酯在促进根系生长和减少氧化亚氮排放中的应用,能集硝化抑制

土壤
n2o
减排及调节烟苗根系生长多功能于一体,实现了作用的综合化

为烤烟生产中提高氮肥利用率与减少氮素损失,同时促进烟草根系生长与抗逆性提供了简便绿色有效的尊龙凯时官方app下载的解决方案

7.技术方案:对香豆酸甲酯在促进植物根系生长或减少植烟土壤室气体氧化亚氮排放中的应用

8.上述根系生长的判断指标为植物主根根长和侧根数量

9.上述对香豆酸甲酯在促进植物根系生长的添加浓度为5~
40
μ
m。
10.上述植物为烟草

11.上述对香豆酸甲酯在减少黄壤温室气体氧化亚氮排放的添加浓度为
10

500
μ
m。
12.上述植烟土壤为黄壤

13.上述对香豆酸甲酯与硫酸铵配成混合溶液后共同施入土壤中,施加量为
50-200mg
·n·
kg-1


14.对香豆酸甲酯在制备烟草育苗生长调节剂中的应用

15.对香豆酸甲酯在制备烟草氮肥产品中的应用

16.有益效果:本发明提供了对香豆酸甲酯的多向调控作用,不仅能通过调控土壤微生物活性而提高氮肥利用率和减少
n2o
排放,还可以在合适的添加浓度下直接促进烟苗主根生长和侧根数量

这进一步拓宽了对香豆酸甲酯的应用领域,提高了对香豆酸甲酯的产业应用价值

对香豆酸甲酯具有单分子多功能,一种物质能起到多种肥料增效剂和刺激剂添加的联合作用

在农业生产新型氮肥或生长调节剂产品制备中可以代替多种增效剂
/
刺激剂添加,减少增效剂
/
刺激剂的种类,降低能耗和成本,同时降低多种增效剂
/
刺激剂添加对环境造成的潜在威胁

对香豆酸甲酯能促进烟草根系生长,在应用时可作为增效剂或刺激剂喷施到植物上,而非同其他氮素增效剂施用到土壤中,更省工

附图说明
17.图1为不同添加量对香豆酸甲酯对烟草主根生长的影响

18.图2为不同添加量对香豆酸甲酯对烟草侧根生长的影响

19.图3为对香豆酸甲酯对黔西南植烟土壤
n2o
排放的影响

具体实施方式
20.实施例1:不同添加量对香豆酸甲酯对烟苗主根生长的影响
21.1.
实验设计
22.1.1
供试植物:植物材料为烟草
k326。
23.1.2
供试试剂:对香豆酸甲酯
(c
10h10
o3)。
24.1.3
实验处理:实验设置对香豆酸甲酯6个终浓度,分别为:0μ
m、5
μ
m、10
μ
m、20
μ
m、40
μ
m、100
μ
m。
25.1.4
实验步骤:
26.将烟草种子装进灭菌后的
1.5ml
离心管中,加入
1ml 10

h2o2,
10
μ
l
十二烷基硫酸钠,涡旋仪蜗旋均匀,保证种子灭菌完全,保持
15min
,然后在离心管表面喷洒
75
%酒精灭菌后转移进超净台

用移液枪吸取灭菌水对种子进行冲洗
5-7
次,直至洗净为止

然后加入适量
0.1
%琼脂糖溶液,使种子悬浮在琼脂糖溶液中

将种子播种到常规萌发培养
ms
基质上
(sigma-aldrich
,调
ph

5.80)。
基质板用
parafilm
膜封口后垂直置于光照培养室中,使根沿基质表面垂直向下生长

培养室光周期为
16h/8h
,温度
(23
±
1)℃
,光照强度为
100
μ
mol
·
m-2
·
s-1

烟草种子在常规培养基质上发芽7天后,取长势均匀的烟草幼苗转移到对香豆酸甲酯处理的基质上继续生长,在培养第5天测定烟草主根长和侧根数量,每个处理设置
15
个重复

主根伸长量:移苗后在基质底部标记初始根长度,在移苗后的第5天用直尺测量5天净增长

主根伸长量是指移至处理板后主根新增的长度

27.1.5
实验结果
28.与未添加对香豆酸甲酯的对照相比,添加5μ
m、10
μ
m、40
μm和
60
μm的对香豆酸甲酯处理显著促进了
37.2
%~
74.5
%的烟草
k326
的主根生长,其中
10
μm处理时促进效果最好
(

1)。
而且,随着浓度的增加促进率有下降趋势,在
100
μm时对
k326
主根生长还有抑制效果

29.实施例2:不同添加量对香豆酸甲酯对烟苗侧根生长的影响
30.2.
实验设计
31.2.1
实验步骤:供试植物

供试试剂

实验处理和实验步骤同实施例
1。
32.侧根数量的测定:移苗至添加了不同浓度对香豆酸甲酯处理的
ms
培养基5天后,借助测量标尺
,
裸眼观察计数成熟一级侧根的数量
(
侧根长度大于
0.5mm)。
未出现侧根的植株个体按零计算

33.2.2
实验结果
34.与未添加对香豆酸甲酯对照相比,
10
μ
m、20
μm和
40
μm的对香豆酸甲酯处理均显著促进了约
15-30
%的烟草
k326
一级侧根数
(

2)。
随着浓度的增加,促进效果逐渐变小,在
100
μm下对侧根生长有抑制作用

结合主根的结果,
10-20
μm对香豆酸甲酯添加对烟草
k326
主根和侧根的促进效应较好

35.实施例3:不同添加量对香豆酸甲酯对植烟土壤
n2o
排放的影响
36.3.
实验设计
37.3.1
供试土壤:供试的酸性黄壤采自贵州省黔西南布依族苗族自治州兴义市

采自耕地表层,剔除杂质后风干并过
2mm
筛,储存于室温下备用

土壤理化性质见表
1。
38.表1供试土壤的基本理化性质
[0039][0040]
3.2
实验步骤:采用
100ml
玻璃瓶培养,设5个处理,每个处理设置3个重复

称取
10g
干土置于培养瓶中,吸取
(nh4)2so4和不同浓度对香豆酸甲酯生物硝化抑制剂处理液施加,使其尽可能均匀地混入土壤中,此时土壤含水量调节至
60

whc
,土壤中浓度
(nh4)2so4浓度为
100mg n kg-1
土,对香豆酸甲酯在土壤中的终浓度分别为0,
10

50

100

500
μ
m。
用橡皮塞密封后放入
25℃
恒温培养箱遮光培养,在加入处理液后的第
1、2、3、4、5、6、7、10、14、21
天进行气体收集,每次采样前将玻璃瓶排气后密闭
23h
,用
25ml
针筒注射器反复3次抽提后采集
20ml
气体注入真空瓶内,用于测定
n2o
浓度

[0041]
土壤
n2o
产生速率:
[0042]f=
(m/vm)
×
(dc/dt)
×
273/(273 t)
×
v/m
[0043]
式中:f表示气体的排放速率,
n2o-n,
μ
g/(kg
·
h)
;m为
n2o
摩尔质量,
28g/mol
;vm

气体的摩尔体积,
22.4l/mol

dc/dt
为单位时间内培养瓶内气体浓度增加量,
10-9
/h

t
为培养时的温度,

;v为培养瓶中气体的有效空间体积,
l
;m为置于培养瓶中烘干土重,
kg。n2o
气体排放积累量可根据上述速率产生公式由各时间段气体的平均产生速率进行时间加权计算得出

[0044]
3.3
实验结果
[0045]
如图3所示,培养
21
天后,不同浓度对香豆酸甲酯处理下植烟土壤
n2o
排放量均得到显著抑制

随着对香豆酸甲酯浓度的增加,对植烟土壤
n2o
排放的抑制程度逐渐增加


10
μm时,对香豆酸甲酯能减少
16.9

n2o
排放,在添加量为
100
μm时,减少了
53.3
%土壤
n2o
排放;当添加浓度为
500
μm时,土壤
n2o
减排幅度为
62.8


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