1.本发明涉及生态农业技术领域，具体涉及一种纳米材料提高番茄种子萌发耐盐性的应用。
背景技术：2.番茄是一种分布广泛的一年生蔬菜作物，可新鲜食用、烹饪或后加工：通过罐装、制成果汁、果肉、酱或作为各种酱汁食用。番茄作物适应从热带到北极圈几度范围内的各种气候。然而，尽管其适应范围很广，但生产集中在几个温暖而干燥的地区：世界产量的30％以上来自地中海沿岸国家。这些地区也是产量最高的地区。温暖和干燥地区的自然土壤形成过程经常产生盐渍土和石膏土，农业潜力低。在这些地区，大多数作物(包括番茄)必须在灌溉条件下种植。灌溉管理不足导致水资源和土壤盐渍化，这种次生盐渍化影响到全世界越来越多的灌溉土地，这导致农业灌溉用地净损失。因此，在番茄气候最适宜的地区，盐分是一个严重的制约因素，不仅对种植这种作物的新土地，而且对保持目前正在灌溉的土地的高生产力都是如此。因此，重要但困难的目标是在受盐影响土壤的地区种植或提高番茄产量。
3.番茄作物可以直播，也可以移植，幼苗在保护条件下生长。后者使用的基质和水通常都不存在盐度问题，因此，盐对发芽影响的研究仅与直接播种的情况相关，在这种情况下，发芽和出苗不良会危及作物的经济生存能力。相对较低的nacl浓度会降低番茄种子的发芽率，如80mmol l-1 nacl处理下，观察到多个品种的番茄种子发芽率下降，在190mmol l-1 nacl处理下，发芽率急剧下降，除了“edkawy”品种外，很难建立有竞争力的其它品种。盐度对许多物种发芽种子的影响不仅在于降低发芽率，还在于延长完成发芽所需的时间。番茄种子在80mmol l-1 nacl下比在无盐培养基中发芽需要大约50％的额外天数，而在190mmol l-1 nacl下则需要大约100％的额外天数。延长发芽期对于直接播种的作物来说是非常危险的，因为土壤表面结皮的可能性会随着时间的推移而增加，这会使作物难以出苗，甚至会阻止作物出苗，而且发芽的种子和幼苗特别容易受到几种真菌和害虫的攻击。
4.纳米材料的研究日益深入，在农林、畜牧、医学和环境科学等领域都有广泛应用，纳米材料对植株酶活性、抗氧化性和对不同元素的吸收存在影响，一定浓度的纳米材料处理对种子的萌发及生长会产生积极或消极的影响。如p
é
rez-labrada等(2019)研究发现盐胁迫下纳米铜的叶面喷施提高了番茄幼苗的抗氧化，从而促进植株耐盐性。盐胁迫下纳米材料在番茄种子萌发阶段的研究主要见诸于沙特阿拉伯萨塔姆
·
本
·
阿卜杜勒
·
阿齐兹亲王大学lmutairi的研究。其研究almutairi(2016a)表明，盐胁迫下，纳米银处理提高了番茄的发芽率、根长、幼苗鲜重和干重，其中0.5～1.5mg l-1
纳米银处理的效果尤为显著，与纳米银处理的相关基因表达模式也表明纳米银可能参与胁迫的调控反应。他们同时用纳米硅为材料，也发现可明显提高了番茄种子的发芽率和发芽率，增加了番茄幼苗的根长和鲜重(almutairi，2016b)。
5.关于纳米氧化铁调控植物生长的文献很少。neha等(2022)研究发现纳米氧化铁可
诱导马铃薯块茎形成，从而提高马铃薯经济产量。纳米氧化铁被发现能显著改变玉米植株的生长和代谢，这可能会开启植物养分管理的新纪元，为利用纳米营养配方提高养分利用效率创造条件(elanchezhian等，2017)。fe、fe2o3、fe3o4纳米颗粒调控番茄种子萌发的文献均很难查阅到。因此本发明采用纳米氧化铁提高盐胁迫下番茄种子萌发的抗性，为纳米材料在盐土农业上的应用提供科学依据和技术支撑。
技术实现要素：6.本发明主要是提供了一种纳米材料，用于提高番茄种子的耐盐性。
7.本发明最后要解决的技术问题是提供上述纳米氧化铁材料在番茄种子耐盐性方面的应用。
8.本发明的目的可通过以下技术方案实现：
9.将反应物料六水合氯化铁、四水合氯化亚铁和去离子水混合后，搅拌溶液同时滴加氨水，调溶液ph至10左右，然后转移至水浴锅水浴加热，加热过程中不停止搅拌。最后将反应所得产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤和烘干后即得到氧化铁纳米材料。将一定质量的上述氧化铁固体粉末，加入去水中，超声波分散30min，配置成不同浓度的悬浮液，将番茄种子浸泡在上述悬浮液中。浸种1～72h，浸种完后取出种子，用吸水纸吸干后再进行播种。
10.本发明通过简单的共沉淀合成法，合成了纳米氧化铁材料，将其进一步制作成为纳米氧化铁悬浮液，用于浸泡番茄种子。通过砂培试验，证明该纳米材料能够明显提高番茄的耐盐性。
附图说明
11.图1为实施例1制备的纳米氧化铁材料的x射线衍射(xrd)谱图。
12.图2为实施例1制备的纳米氧化铁材料的(20000倍)扫描电子显微镜(sem)图。
13.图3为实施例1制备的盐胁迫下不同浓度纳米氧化铁浸种对砂培番茄出苗率的影响。
14.图4为实施例1制备的盐胁迫下不同浓度纳米氧化铁浸种对砂培番茄鲜重的影响。
15.图5为实施例1制备的盐胁迫下不同浓度纳米氧化铁浸种对砂培番茄丙二醛含量的影响。
具体实施方式
16.实施例1
17.1.材料与方法
18.1.1纳米氧化铁及其悬浮液的制备
19.将3.2764g六水合氯化铁和1.1965g四水合氯化亚铁加入到盛有70ml去离子水的烧杯中，室温下逐滴滴加氨水，滴加过程中不断搅拌溶液，调溶液ph至10左右。然后将烧杯转移至80℃的水浴锅水浴加热30min，加热过程中不停止快速搅拌。最后将反应产物用去离子水和无水乙醇离心洗涤5遍，80℃烘干12h，即得到纳米氧化铁材料。用分析天平称取一定量上述合成的纳米材料固体，加入去离子水，超声分散30min，配置成1、10、50、100、200、
400、800，1600、3200mg l-1
的悬浮液，以供浸种使用。
20.1.2砂培试验设计和处理
21.以番茄(solanum lycopersicum)品种“合作903”为试验材料。挑选大小一致、饱满的种子经70％乙醇清洗1min，然后用20％次氯酸钠溶液清洗10min，最后用蒸馏水冲洗干净，用吸水纸吸干后分别用0、1、10、50、100、200、400、800、1600、3200mg l-1
纳米级四氧化三铁分散液浸种24h，浸种完后取出种子用吸水纸吸干后选取健壮、饱满、大小一致的番茄种子，分别播种到装有砂子的盆中，每盆播种40粒，播种深度1cm，播种后即用含100mmol l-1
氯化钠的1/10hoagland溶液缓缓浇灌，浇透。每个处理设置3个重复。置于温室中处理18d，每隔1d更换一次处理溶液。每天统计各处理的出土率和出苗率。
22.1.3出土率和出苗率的考察
23.每天统计各处理的番茄种子出土率和成苗率，下胚轴露出砂面为出土，子叶平展为成苗。
24.1.4幼苗根长、下胚轴长、鲜重、含水量的测定和计算
25.用最小刻度为1mm的钢尺量取砂培18d的幼苗根长、下胚轴和株高，考察不同处理下番茄成苗特征。用万分之一电子天平(sartorius，usa)量取番茄幼苗根系及地上部的鲜重(fw)，在108℃杀青15min后于75℃烘干至恒重，称得干重(dw)。按下列公式(jiang等，2014)计算含水量。番茄幼苗含水量(％dw)＝[(fw-dw)/dw]
×
100
[0026]
1.5数据处理和统计分析
[0027]
每个试验设置3个平行，数据表示为“平均值
±
sd”。使用spss 18.0统计软件(spss corp，chicago，il，usa)在p＜0.05水平上进行单因素显著性方差分析(anova)。使用origin 8.0及excel 2016绘制图形。
[0028]
2.结果与分析
[0029]
图1所示为纳米氧化铁材料的x-射线衍射(xrd)谱图。可看出有明显的尖锐峰出现，表明制备得到的纳米材料具有良好的结晶性，用方块符号标注的6个衍射峰(30.2
°
，35.5
°
，43.2
°
，53.6
°
，57.1
°
和62.7
°
)分别对应于反尖晶石结构fe3o4(jcpds 88-0315)的(220)、(311)、(400)、(422)、(511)和(440)晶面。所合成的纳米粒子的晶型结构与xrd标准谱图吻合得很好，没有杂质峰出现，说明纳米氧化铁材料成功合成。
[0030]
图2为实施例1制备的纳米氧化铁材料的(20000倍)扫描电子显微镜(sem)图。可以看到，制备的氧化铁纳米材料为颗粒状，尺寸比较均匀，粒径大约10nm左右。
[0031]
图3和图4分别为实施例1制备的盐胁迫(100mmol l-1
)处理18d，不同浓度纳米氧化铁材料浸种对砂培番茄出苗率和鲜重的影响。试验表明，盐胁迫明显降低番茄种子成苗率、幼苗鲜重，不同浓度纳米氧化铁材料浸种处理下，也展示了不同情况的调控效应。其中，100mg l-1
纳米氧化铁材料(sn100)处理下其种子成苗率显著高于单独的盐处理(ss)；200mg l-1
纳米氧化铁材料(sn200)处理下幼苗鲜重达到峰值，也显著高于单独的盐处理(ss)。因此，200mg l-1
纳米氧化铁浸种处理，具有明显促进萌发、成苗和壮苗的作用。
[0032]
图5为实施例1制备的盐胁迫(100mmol l-1
)处理18d，不同浓度纳米氧化铁材料浸种对砂培番茄植株丙二醛含量的影响。试验表明，盐胁迫明显增加幼苗的丙二醛含量。不同浓度纳米级氧化铁浸种处理下，也展示了不同情况的调控效应。1mg l-1
纳米级氧化铁(sn1)处理下，番茄丙二醛含量进一步上升，但是和单独盐胁迫(ss)相比差异均不显著(p＞
0.05)。随着纳米材料浸种浓度的上升，mda含量逐渐下降，200mg/l纳米材料(sn200)处理下幼苗丙二醛含量达到最低值，也显著低于单独盐处理(ss)的。这说明200mg l-1
纳米氧化铁浸种处理，具有明显的抗氧化的作用，从而明显促进萌发、成苗和壮苗。
技术特征：1.一种纳米氧化铁材料，其特征在于：所述纳米材料是经过共沉淀反应过程，得到球形和类球形的氧化铁纳米材料。2.根据权利要求1所述的纳米氧化铁材料，其特征在于：将反应物料六水合氯化铁、四水合氯化亚铁和去离子水混合后，搅拌溶液同时滴加氨水，调溶液ph至10左右，然后转移至水浴锅水浴加热，加热过程中不停止搅拌。最后将反应所得产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤和烘干后即得到纳米氧化铁材料。3.根据权利要求2所述的纳米氧化铁材料，其特征在于：水浴加热温度在60-100℃。4.根据权利要求2所述的纳米氧化铁材料，其特征在于：反应中采用的ph调节剂为氨水。5.根据权利要求2所述的纳米氧化铁材料的制备方法，其特征在于：六水合氯化铁的浓度为0.01～10mol l-1
，四水合氯化亚铁的浓度为0.01～10mol l-1
。6.根据权利要求2所述的纳米氧化铁材料的制备方法：六水合氯化铁和四水合氯化亚铁的摩尔比为0.1∶1～10∶1。7.根据权利要求2所述的纳米氧化铁材料的制备方法，其特征在于：所述反应方法为共沉淀反应法，所述反应时间为0.5～48h。8.权利要求1所述的纳米氧化铁材料制备成悬浮液用于浸泡番茄种子，提高番茄耐盐性的应用，其特征在于：将权利要求1所述的氧化铁纳米材料通过超声分散在水中，制备成浓度为1～10000mg l-1
的悬浮液，将番茄种子浸泡在如上悬浮液中，时间为1～72h。
技术总结本发明公开了一种纳米氧化铁材料的制备方法及其提高番茄种子耐盐性的应用。本发明通过简单的共沉淀法，可以快速，稳定的制备出大小均匀的纳米氧化铁材料，并且通过将番茄种子在播种之前，浸泡于一定浓度的纳米氧化铁材料的悬浮液中，可以明显的提高番茄的耐盐性。本发明的制备方法工艺简单，成本低，易于推广。易于推广。易于推广。
技术研发人员：赵文甲 郑青松 陈思远
受保护的技术使用者：南京农业大学
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1
