一种缓解镉损害的作物保护剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种缓解镉损害的作物保护剂及其制备方法与应用。所述缓解镉损害的作物保护剂包括如下组分：海藻糖，氯化钙，硝普钠。本发明专利技术还公开了上述缓解镉损害的作物保护剂的制备方法及在缓解镉对农作物种子萌发和幼苗早期生长影响中的应用。本发明专利技术所述的缓解镉损害的作物保护剂根据种子萌发对Cd胁迫应答的品种间差异及其生理基础，针对性地在种子萌发及幼苗生长过程中加入，从而能有效地促进种子萌发及根、芽生长，提高淀粉酶及抗氧化酶的活性、降低植物体内的Cd含量，为合理利用Cd污染土壤、预防作物早期受害、提高污染土壤上植物生长的安全性提供依据和参考。

【技术实现步骤摘要】
一种缓解镉损害的作物保护剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种缓解镉损害的作物保护剂及其制备方法与应用，属于农产品安全
技术背景当今人类社会活动频繁，推动工农业现代化迅猛发展，然而，环境却日益遭到污染，其中重金属的污染已成为当今污染面积最广、危害最大的环境问题之一。由于污水灌溉、含Cd增肥物料(污泥、粉煤灰等)使用等原因，世界范围内农田Cd污染日趋严重。据不完全统计，在我国被Cd污染的农田面积已达28万hm2，每年生产的农产品中，Cd含量超标达1460万t，不仅严重危害着农业生态环境，还严重危害人类身体健康，甚至影响土壤生产能力的可持续发展。重金属Cd不是作物生长必需的微量元素，不构成作物结构，也不参与作物体内和代谢活动，但易被作物吸收。Cd的过量积累会对作物生长产生明显的毒害作用，具体表现出生长迟缓、植株矮小、褪绿等中毒症状，严重影响作物产量。此外，镉在农作物中，特别是在可食部分进行大量积累，并通过食物链积累危害到人体健康。我国是世界上最大的稻米生产国，水稻作为我国首要的农作物，近些年来“镉米”事件频频发生，吸引了全社会对食品安全的关注。小麦是世界上最主要的粮食作物之一，具有重要的经济价值。研究表明，Cd胁迫使小麦幼苗出现生长迟缓、褪绿等中毒症状，最终导致产量大幅降低。对于蔬菜类作物，一般而言，其对Cd的耐受性要低于禾谷类作物。作物种子萌发及萌发时期的生长状况直接影响其后续的生长和生物产量，因此研究作物种子在萌发阶段受重金属污染的影响具有重要的现实意义。中国专利文献CN104263375A(申请号201410485596.9)公开了一种复合土壤调理剂，所述复合土壤调理剂包括沼渣、木醋液、矿物粉末、可溶性壳聚糖、二亚乙基三胺五乙酸五钠、表面活性剂、烟末、海藻糖、双鼠李糖脂、絮凝组分、渗透剂、浒苔粉、改性沸石、加硼锌镁型菌剂、纳米添加剂、促进剂、季戊四醇三丙烯酸酯和离子液体；还可优选地包含与离子液体等重量的4-甲基戊酸苯酯。该复合土壤调理剂可以对土壤进行改良和性能恢复，同时还可改善土壤的通透性和避免镉等重金属的副作用。但该技术方案主要目的是进行土壤改良，无显著改善Cd对种子的萌发和幼苗的建成时期的影响。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种缓解镉损害的作物保护剂及其制备方法与应用。该保护剂可以针对不同的作物品种在种子萌发及幼苗生长过程中使用，从而有效地缓解Cd对种子萌发及根、芽生长的抑制，提高淀粉酶及抗氧化酶的活性、降低植物体内的Cd含量。本专利技术的技术方案如下：一种缓解镉损害的作物保护剂，包括如下组分：海藻糖2～30mmol/L，氯化钙5～25mmol/L，硝普钠30～200μmol/L。根据本专利技术优选的，所述缓解镉损害的作物保护剂，包括如下组分：海藻糖5～25mmol/L，氯化钙10～20mmol/L，硝普钠50～150μmol/L。根据本专利技术优选的，所述缓解镉损害的作物保护剂，还包括Hoagland营养液的成分，成分浓度为标准Hoagland营养液的一半。根据本专利技术优选的，所述Hoagland营养液成分如下，采用蒸馏水配制：四水硝酸钙900～990mg/L，硝酸钾486～526mg/L，硝酸铵70～90mg/L，磷酸二氢钾116～156mg/L，硫酸镁453～533mg/L，铁盐溶液2.5ml/L，微量元素液5ml/L，pH＝6.0；所述铁盐溶液组分如下：七水硫酸亚铁2.5～3.0g，乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)3.5～4.0g，蒸馏水500ml，pH＝5.5；所述微量元素液组分如下：碘化钾0.7～1.0mg/L，硼酸5.5～6.9mg/L，硫酸锰20～25mg/L，硫酸锌7～10mg/L，钼酸钠0.2～0.3mg/L，硫酸铜0.02～0.03mg/L，氯化钴0.02～0.03mg/L。上述缓解镉损害的作物保护剂的制备方法，步骤如下：将海藻糖、氯化钙和硝普钠按比例溶解于水中，然后蒸馏水定容，制得。根据本专利技术优选的，还包括向水中加入Hoagland营养液的步骤。上述作物保护剂在缓解镉对农作物种子萌发和幼苗早期生长影响中的应用。根据本专利技术优选的，上述应用，步骤如下：在种子萌发阶段，将种子加入上述缓解镉损害的作物保护剂浸泡处理20～30h；或者，在幼苗生长阶段，将上述缓解镉损害的作物保护剂喷施于幼苗叶片表面。根据本专利技术进一步优选的，所述的喷施于幼苗叶片表面为将缓解镉损害的作物保护剂喷施至幼苗叶片表面均匀挂湿即可，喷施时间为上午9点前或下午4点后，喷施频率为每3天喷施1次。根据本专利技术进一步优选的，所述种子浸入的缓解镉损害的作物保护剂中含有Hoagland营养液的成分，成分浓度为标准Hoagland营养液的一半(简写为1/2Hoagland)。本专利技术所述缓解镉损害的作物保护剂的作用原理如下：海藻糖：金属胁迫下，海藻糖与蛋白质结合，作为一种抗氧化剂保护细胞。同时海藻糖也被证实具有稳定细胞膜流动性的作用，从而通过保护细胞膜的完整性来增强细胞的抗Cd能力。氯化钙：能活化某些酶类，提高膜的稳定性，改善根系吸水量和根系导水率，促进根和叶的发育。硝普钠：通过释放NO清除活性氧而减轻了Cd毒害，提高幼苗叶片SOD、POD和APX活性，提高叶片PSⅡ光化学转换效率,增强植物的潜在光合活性。本专利技术中的上述三种成分共同作用，可显著缓解Cd对作物的毒害作用，增加作物的抗Cd能力，降低植物体内的Cd含量。Hoagland营养液的作用是保证Cd胁迫条件下种子发芽过程所需要的养分。有益效果1、本专利技术所述的缓解镉损害的作物保护剂根据种子萌发对Cd胁迫应答的品种间差异及其生理基础，针对性地在种子萌发及幼苗生长过程中加入，从而能有效地促进种子萌发及根、芽生长，提高淀粉酶及抗氧化酶的活性、降低植物体内的Cd含量，为合理利用Cd污染土壤、预防作物早期受害、提高污染土壤上植物生长的安全性提供依据和参考。2、本专利技术所述的缓解镉损害的作物保护剂具有配制简单、使用方便、环保高效的特点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明，但本专利技术所保护范围不限于此。Hoagland营养液成分如下，采用蒸馏水配制：四水硝酸钙945mg/L，硝酸钾506mg/L，硝酸铵80mg/L，磷酸二氢钾136mg/L，硫酸镁493mg/L，铁盐溶液2.5ml/L，微量元素液5ml/L，pH＝6.0。铁盐溶液:七水硫酸亚铁2.78g，乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)3.73g，蒸馏水500ml，pH＝5.5。微量元素液:碘化钾0.83mg/L，硼酸6.2mg/L，硫酸锰22.3mg/L，硫酸锌8.6mg/L，钼酸钠0.25mg/L，硫酸铜0.025mg/L，氯化钴0.025mg/L。实施例1一种缓解镉损害的作物保护剂，包括如下组分：A液：海藻糖5mmol/L、氯化钙10mmol/L、硝普钠100μmol/L、1/2Hoagland营养液；B液：海藻糖10mmol/L、氯化钙15mmol/L、硝普钠120μmol/L；上述缓解镉毒害复合制剂的制备方法，步骤如下：A液：取海藻糖(C12H22O11·2H2O)、氯化钙、硝普钠溶于Hoagland营养液中，混匀溶解后搅拌均匀，然后加入蒸馏水定容；B液：取海藻糖(C12H22O11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓解镉损害的作物保护剂，其特征在于，包括如下组分：海藻糖2～30mmol/L，氯化钙5～25mmol/L，硝普钠30～200μmol/L。

【技术特征摘要】
1.一种缓解镉损害的作物保护剂，其特征在于，包括如下组分：海藻糖2～30mmol/L，氯化钙5～25mmol/L，硝普钠30～200μmol/L。2.如权利要求1所述的作物保护剂，其特征在于，包括如下组分：海藻糖5～25mmol/L，氯化钙10～20mmol/L，硝普钠50～150μmol/L。3.如权利要求1所述的作物保护剂，其特征在于，还包括Hoagland营养液的成分，成分浓度为标准Hoagland营养液的一半；所述Hoagland营养液成分如下，采用蒸馏水配制：四水硝酸钙945mg/L，硝酸钾506mg/L，硝酸铵80mg/L，磷酸二氢钾136mg/L，硫酸镁493mg/L，铁盐溶液2.5ml/L，微量元素液5ml/L，pH=6.0；铁盐溶液:七水硫酸亚铁2.78g，乙二胺四乙酸二钠3.73g，蒸馏水500ml，pH=5.5；微量元素液:碘化钾0.83mg/L，硼酸6.2mg/L，硫酸锰22.3mg/L，硫酸锌8.6mg/L，钼酸钠0.25mg/L，硫酸铜0.025mg/L，氯化钴0.025mg/L。4.权利要求1所述缓解镉损害的作物保护剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：将海藻糖、氯化钙和硝普钠按比例溶解于水中，然后蒸馏水定容，制得。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括向水中加入Hoagland营养液的步骤；所述Hoagland营养液成分如下，采用蒸馏水配制：四水硝酸钙945mg/L，硝酸钾506mg/L，硝酸铵80mg/L，磷酸二氢钾136mg/L，硫酸镁493mg/L，铁盐溶液2.5ml/L，微量元素液5ml/L，pH=6.0；铁盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞明，丁烽，王腾飞，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37