纳米氧化铈在提高菠菜耐盐性和产量中的应用

专利2025-11-14  16


本发明属于农业生产,具体涉及一种纳米氧化铈在提高菠菜耐盐性和产量中的应用。


背景技术:

1、由于气候变化、化肥农药的滥用和灌溉,土地盐碱化加剧。据联合国教科文组织(unesco)和粮农组织(fao)不完全统计,当前全球盐碱地面积已达9.5×106hm2,约占全球耕地面积的10%。因此,提高作物耐盐性对全球粮食安全具有重要的意义。

2、植物在遭受盐胁迫后体内会累积大量的活性氧,导致胞内蛋白质、脂类被破坏,甚至导致细胞死亡,盐胁迫下植物主要通过各类抗氧化酶和和还原性活性氧清除剂来催化清除体内过量产生的活性氧。许多研究表明具有类抗氧化酶活性的纳米二氧化铈对植物具有正面效应,能够保护植物的光合作用免受氧化损伤并改善植物的生理状态,特别是在胁迫条件下。

3、菠菜作为人们日常生活中的常见蔬菜,需求量较大,为满足人们对于菠菜的需求量,许多研究人员推荐在不利的环境条件下也能提高作物生长和产量,但传统纳米技术在施用方式上一般采取叶喷、土施的处理方式,以上施用方式会使纳米粒子存留在环境中,存在环境风险,因此,针对日益严重的盐胁迫,如何提高菠菜耐盐性及产量成为人们亟待解决的问题。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明设计的目的在于提供一种纳米氧化铈在提高菠菜耐盐性和产量中的应用。具体通过以下技术方案加以实现:

2、纳米氧化铈在提高菠菜耐盐性和产量中的应用。

3、优选地,该应用的具体步骤为:

4、1)播种前,将菠菜种子在1%次氯酸钠溶液中消毒15分钟,然后用去离子水冲洗3次,得到消毒后的菠菜种子;

5、2)将消毒后的菠菜种子在浸种剂中避光旋转浸泡,所述浸种剂为壳聚糖修饰的纳米氧化铈溶液;

6、3)将浸泡结束后的菠菜种子擦净水分,并均匀播种于土壤中,在温室内温度保持在25℃,相对湿度35%~40%,光照时间14h,光强4500lx。

7、本发明采用纳米氧化铈作为纳米刺激剂,为气候变化背景下纳米材料在农业的应用提供科学依据和技术支撑。

8、优选地,壳聚糖修饰的纳米氧化铈溶液中氧化铈与壳聚糖的质量比为1:1。

9、优选地,壳聚糖修饰的纳米氧化铈溶液的浓度为50mg/l。

10、优选地,该壳聚糖修饰后的纳米氧化铈材料为球形纳米颗粒,纳米氧化铈的流体动力学直径为291.47-295.87nm,表面得正电,zeta电位为12.72-13.62mv。

11、优选地,浸种剂采用以下方法制备:

12、1)将纳米氧化铈、壳聚糖及交联剂柠檬酸混合后加入超纯水,使用超声机使其完全溶解,磁力搅拌后离心,取离心后的颗粒;

13、2)将离心后的颗粒用水清洗并置于烘箱中干燥,制得壳聚糖修饰的纳米氧化铈。

14、优选地,步骤1)中氧化铈、壳聚糖、交联剂与超纯水的质量体积比为1g:1g:2.5g:100ml,磁力搅拌的时间为1.5-2.5h,离心速率为1500r/min,离心时间为15min。

15、优选地,步骤2)中干燥温度为80℃,干燥时间为24h。

16、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

17、1)本发明采用壳聚糖修饰的氧化铈纳米颗粒溶液作为浸种剂,成功增加了植物叶绿素含量达到56.98%,进而提升了光合作用,使菠菜的鲜重大幅度提高了63.90%。这一处理方式简单且效果显著,能够显著促进菠菜的生长;

18、2)本发明利用壳聚糖修饰的氧化铈纳米颗粒溶液作为浸种剂,在盐胁迫条件下调控菠菜丙二醛含量,增加抗氧化酶活性,并提高叶绿素含量,从而强化并训练出作物抗性,提升作物的抗盐性;

19、3)本发明的方法与氧化铈纳米颗粒作为浸种剂相比,在无盐胁迫下,总叶绿素含量有很大的提升,菠菜的生物量显著增加;在盐胁迫下,总叶绿素含量也有升高,菠菜丙二醛含量显著下降,抗氧化酶的活性提高,菠菜的生物量显著增加。表明改性氧化铈效果要比纳米氧化铈效果好,对菠菜进行训练,能够很好适应气候变化,抵御盐碱地的危害。



技术特征:

1.纳米氧化铈在提高菠菜耐盐性和产量中的应用。

2.如权利要求1所述的应用,其特征在于具体步骤为:

3.如权利要求2所述的应用,其特征在于壳聚糖修饰的纳米氧化铈溶液中氧化铈与壳聚糖的质量比为1:1。

4. 如权利要求2所述的应用,其特征在于壳聚糖修饰的纳米氧化铈溶液的浓度为50mg/l。

5.如权利要求2所述的应用,其特征在于纳米氧化铈的流体动力学直径为291.47-295.87nm,zeta电位为12.72-13.62mv。

6.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述浸种剂采用以下方法制备:

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于步骤1)中氧化铈、壳聚糖、交联剂与超纯水的质量体积比为1g:1g:2.5g:100ml,磁力搅拌的时间为1.5-2.5h,离心速率为1500 r/min,离心时间为15min。

8.如权利要求6所述的应用,其特征在于步骤2)中干燥温度为80℃,干燥时间为24h。


技术总结
本发明纳米氧化铈在提高菠菜耐盐性和产量中的应用,具体步骤为:1)播种前,将菠菜种子在1%次氯酸钠溶液中消毒,去离子水冲洗,得到消毒后的菠菜种子;2)将消毒后的菠菜种子在浸种剂中避光旋转浸泡,浸种剂为壳聚糖修饰的纳米氧化铈溶液;3)将浸泡结束后的菠菜种子擦净水分,并均匀播种于土壤中,在温室内温度保持在25℃,相对湿度35%~40%,光照时间14 h,光强4500 lx。本发明能够提升菠菜的鲜重达到63.90%,使叶绿素含量达到56.98%,降低植物丙二醛含量,达到20.28%,从而减轻膜脂过氧化引起的损伤,增加菠菜过氧化氢酶的活性,避免盐胁迫对菠菜造成的氧化损伤。

技术研发人员:洪杰,纪磊,魏岚,何昌俞
受保护的技术使用者:浙江工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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