一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法技术

本发明专利技术一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法，包括以下步骤：(1)在水稻生产田里，施加30g/亩Se纳米材料，尺寸在65

【技术实现步骤摘要】
一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法


[0001]本专利技术涉及纳米农业
，具体涉及一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法。

技术介绍

[0002]随着世界人口快速增长，预计在2050年将接近100亿，因而全球对粮食生产需要比现在提高70％～100％，才能满足众多人口的需求。现有农业增产的措施主要依靠农业化学品的投入，每年化肥施用量超过2亿吨，农药超过400万吨。农用N/P/K肥的利用效率分别为30％
‑
60％、10％
‑
25％、40％
‑
70％，农药的利用率不足10％。大量未被利用的化肥和农药则会造成严重的农业面源污染，造成土壤酸化、水体富营养化等。因此，化学品利用有效性的提高，有利于农业的绿色、可持续发展。
[0003]水稻(Oryza sativa L.)是世界三大粮食作物之一，年产量约4.96亿吨，养活了全球近50％的人口。研究表明，氮肥在促进水稻生长和产量方面起到重要作用。比如，增加氮肥，能够促进水稻分蘖数。分蘖是水稻产量的重要农艺性状，是水稻高产的重要保障。因此，水稻田里氮的利用有效性提高，能够增加水稻分蘖和产量，减少氮肥的投入，降低水稻生产成本和面源污染。
[0004]随着纳米技术的发展，纳米材料在农业中得到多方面的应用，纳米农业技术逐渐成为研究的热点之一。以纳米材料发展的新型纳米农业技术(纳米农药、纳米肥料、纳米传感器等)能够提高作物产量、改善品质和减少农用化学品施用，从而促进农业、绿色可持续发展。在土壤中，纳米材料能够促进根系分泌物的产生，增加根际微生物的丰度，增加土壤可溶性有机物的含量，促进作物对养分的吸收。因此，纳米农业技术在提高土壤氮利用有效性应用中具有很好的前景。但是，纳米材料的种类、性质、施用量等因素如何影响其调节作物根际过程，还未见深入研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法，探明了纳米材料的种类、性质、施用方式及施用量等因素在调节作物根际过程的重要作用，发展了提高水稻土壤氮利用有效性的纳米农业新技术。
[0006]本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法，包括以下步骤：
[0007](1)在水稻生产田里，施加30g/亩Se纳米材料，尺寸在65
±
5nm，翻土使纳米材料均匀分散到田里；
[0008](2)田里灌水，插秧，稻子的品种为：南梗46；
[0009](3)在水稻苗生长至40天时，在田里随机取5处水稻苗，测试根系分泌物、根际微生物、生物量、氮的有效性；
[0010](4)在水稻苗生长至120天成熟期时，在田里随机取5处水稻苗，测试分蘖数及估算
水稻产量。
[0011]优选的，所述纳米材料在三维空间内，其中一维的尺寸为5～100nm，所述纳米材料为球形、棒状、管状、片状。
[0012]优选的，所述其中一维的尺寸为30～80nm。
[0013]优选的，所述纳米材料包括银、氧化铈、氧化钛、氧化锌、氧化铜、氧化镁、氧化铁、氧化硅、硒、石墨烯、碳纳米管、碳球纳米材料。
[0014]优选的，所述纳米材料施用方式是土壤施加。
[0015]优选的，所述土壤施加所采用的纳米材料溶液的用量为3
‑
1500g/亩。
[0016]优选的，所述纳米材料溶液的用量为30
‑
500g/亩。
[0017]与现有技术相比，本专利技术一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法的有益效果是：能够显著促进根系分泌物(苯丙氨酸，柠檬酸，丙酮酸)的产生，增加根际微生物(草螺菌,厌氧粘细菌,嗜甲基菌,地杆菌)的丰度，降低反硝化细菌的丰度，增加土壤可溶性有机物的含量，提高水稻对土壤中氮的利用有效性，促进水稻生长和分蘖，增加水稻产量。
附图说明
[0018]附图1：实施例1中使用硒纳米材料的TEM图；
[0019]附图2：实施例1中使用硒纳米材料对水稻土壤根系分泌物的增加；
[0020]附图3：实施例1中使用硒纳米材料对水稻土壤根际微生物丰度的增加；
[0021]附图4：实施例1中使用硒纳米材料对水稻土壤氮利用有效性的增加；
[0022]附图5：实施例1中硒纳米材料对水稻生物量的增加；
[0023]附图6：实施例1中硒纳米材料对水稻分蘖数的增加；
[0024]附图7：实施例1中硒纳米材料对水稻产量的增加。
具体实施方式
[0025]主要的测定方法：
[0026](1)根系分泌物的测定：
[0027]将采集的土壤鲜样立即用液氮冷冻，取1g土壤样品于液氮中研磨均匀后置于2ml离心管内，加入1.5ml提取液(80％甲醇水溶液(内含0.1％甲酸和内标)，置于4℃冰箱预冷保存)涡旋混匀；冰浴超声30min(35kHz)；之后在4℃、12000rpm条件下离心15min，取上清液用旋转蒸发浓缩仪(接冷井)真空旋干，并用200μL甲醇乙腈水(4:4:2)复溶，在4℃、12000rpm条件下离心10min取上清液。上清液置于4℃环境临时保存，然后将处理好的样品上机测试，若长期保存需置于
‑
20℃。
[0028]仪器型号：Thermo Scientific UPLC Vanquish。
[0029][0030]流动相：
[0031]水相A：0.1％甲酸水溶液有机相B：0.1％甲酸乙腈溶液
[0032]流动相流速：0.35ml/min
[0033]进样量：5μL
[0034]柱温：35℃
[0035]柱型：ACQUITY UPLC HSS T3(2.1
×
100mm,1.8μm)
[0036](2)根际微生物的测定：
[0037]将采集的新鲜土壤样品立即用液氮冷冻，取2g土壤磨匀后装入离心管，采用16S rRNA基因标准法测定土壤中的微生物。
[0038](3)氮的利用有效性测定：
[0039]将烘干的植物样品磨碎过2mm的筛网，然后称取10mg样品用锡舟包好，放入元素分析仪(德国元素
‑
Unicube)中测定水稻各部分样品中的氮含量，每个处理5个重复。将水稻各部分样品的生物量除以氮含量得到氮的利用有效性(氮的利用有效性＝生物量/氮含量)。
[0040](4)水稻产量的测定：
[0041]取下不同处理水稻植株的稻穗(五个重复)，称取不同处理的稻穗重量(鲜重)，然后将新鲜的稻穗放入烘箱中烘干，称取质量得到最终的水稻产量。
[0042]实施例1
[0043]一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法，包括如下步骤：
[0044](1)在水稻生产田里，施加30g/亩自己合成的Se纳米材料，尺寸在65
±
5nm(图1)，翻土使纳米材料均匀分散到田里；
[0045](2)田里灌水，插秧，稻子的品种为：南本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在水稻生产田里，施加30g/亩Se纳米材料，尺寸在65
±
5nm，翻土使纳米材料均匀分散到田里；(2)田里灌水，插秧，稻子的品种为：南梗46；(3)在水稻苗生长至40天时，在田里随机取5处水稻苗，测试根系分泌物、根际微生物、生物量、氮的有效性；(4)在水稻苗生长至120天成熟期时，在田里随机取5处水稻苗，测试分蘖数及估算水稻产量。2.根据权利要求1所述的一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法，其特征在于：所述纳米材料在三维空间内，其中一维的尺寸为5～100nm，所述纳米材料为球形、棒状、管状、片状。3.根据权利要求2所述的一种提高水稻土壤氮利用有效性的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传洗，张小高，姚雨松，孟祥伟，
申请(专利权)人：苏州新高塬生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：