[發(fā)明專利]納米單質(zhì)鐵與叢枝菌根真菌協(xié)同旱地小麥節(jié)水增產(chǎn)的應(yīng)用及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210507622.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114793793A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝英;熊友才;米哈納西;閆鵬勛;吳志國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 甘肅省科學(xué)院生物研究所
• 主分類號(hào): A01G22/20
• 分類號(hào): A01G22/20;A01C1/00;A01G24/00
• 代理公司: 青島致嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 王巧麗

本發(fā)明公開(kāi)了一種納米單質(zhì)鐵與叢枝菌根真菌協(xié)同旱地小麥節(jié)水增產(chǎn)的應(yīng)用及方法，在小麥種植過(guò)程中聯(lián)合使用nZVI和AMF處理能顯著提高旱地小麥水分利用效率和產(chǎn)量，所述叢枝菌根真菌采用根內(nèi)球囊霉，根內(nèi)球囊霉擴(kuò)繁后獲得含有150～200個(gè)孢子/10g干土、根內(nèi)外菌絲和侵染根段的根內(nèi)球囊霉接種物。本發(fā)明的方法為首先利用納米單質(zhì)鐵的溶液作浸種處理，然后在栽培基質(zhì)或大田土壤中添加根內(nèi)球囊霉接種物或滅活的根內(nèi)球囊霉接種物，在播種浸種處理的小麥種籽。本發(fā)明通過(guò)nZVI增強(qiáng)了AMF與旱地小麥的共生關(guān)系，利用nZVI與根內(nèi)球囊霉接種物的協(xié)同作用，促進(jìn)小麥生長(zhǎng)，提高水分利用效率和宿主植物的干旱適應(yīng)性，有利用應(yīng)對(duì)干旱多變的氣候環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米單質(zhì)鐵與叢枝菌根真菌協(xié)同旱地小麥節(jié)水增產(chǎn)的應(yīng)用及方法。

背景技術(shù)

我國(guó)屬于農(nóng)業(yè)大國(guó)，小麥?zhǔn)侨蠊任镏骷Z作物之一，產(chǎn)量?jī)H次于玉米，居第二位；因小麥富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、鈣、鐵、硫胺素、核黃素、煙酸、維生素A及維生素C等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)量幾乎全作食用；小麥的產(chǎn)量關(guān)乎糧食安全和人類健康。納米生態(tài)農(nóng)業(yè)是近年提出的交叉學(xué)科領(lǐng)域，應(yīng)用潛力巨大，為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性和糧食安全提供創(chuàng)新思路。工程納米粒子因其比表面積大、尺寸小，并具有獨(dú)特的理化、機(jī)械和電子特性，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，在提高土壤養(yǎng)分的生物有效性和糧食質(zhì)量方面展現(xiàn)出巨大潛力。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)相比，納米生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)提高了30％的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率，成為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的顛覆性技術(shù)。

目前納米材料在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用還處于低成本、功能高效材料的挖掘階段，現(xiàn)有技術(shù)揭示了納米單質(zhì)鐵(Nanoscale Zero-Valent Iron,nZVI)不但可以補(bǔ)充植物必需的鐵元素，還可以鈍化土壤重金屬以減少其在作物籽粒的積累，而且原料來(lái)源廣、成本相對(duì)較低，是最適合應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的納米材料。之前，發(fā)明人研究團(tuán)隊(duì)已申請(qǐng)的專利ZL202011070807.4公開(kāi)了具有核殼結(jié)構(gòu)的單質(zhì)納米粉體材料的制備方法以及該單質(zhì)納米粉體材料在促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量和提升作物品質(zhì)中的應(yīng)用。此外，土壤中普遍存在的叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)可以侵染絕大多數(shù)陸生植物的根系并與之建立互惠共生關(guān)系，后者為前者提供碳水化合物，前者促進(jìn)后者對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收并提高其抗逆性能。然而，AMF的菌種較多，AMF中某種菌種的添加能否在nZVI的基礎(chǔ)上進(jìn)一步促進(jìn)小麥生長(zhǎng)，并在提高小麥產(chǎn)量上發(fā)揮作用的影響還不明確，兩者共存的情況下是相互協(xié)同產(chǎn)生促進(jìn)作用還是相互制約作用，需要進(jìn)一步研究，以期在引領(lǐng)未來(lái)農(nóng)業(yè)綠色高效生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)中指出的不足，本發(fā)明提供了一種納米單質(zhì)鐵與叢枝菌根真菌協(xié)同旱地小麥節(jié)水增產(chǎn)的應(yīng)用及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種納米單質(zhì)鐵與叢枝菌根真菌協(xié)同旱地小麥節(jié)水增產(chǎn)的應(yīng)用，小麥種植過(guò)程中聯(lián)合使用納米單質(zhì)鐵(nZVI)和和叢枝菌根真菌處理，叢枝菌根真菌采用根內(nèi)球囊霉(Glomus intraradices,Gi)，在單獨(dú)nZVI處理和單獨(dú)Gi處理的基礎(chǔ)上，發(fā)揮出正向協(xié)同效果，利用nZVI增強(qiáng)了Gi與旱地小麥的共生關(guān)系，通過(guò)調(diào)控根際碳沉積和養(yǎng)分周轉(zhuǎn)，改善了根際微環(huán)境，提高養(yǎng)分和水分利用效率，提高作物抗旱性、促進(jìn)生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量，有利用應(yīng)對(duì)干旱多變的氣候環(huán)境。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了納米單質(zhì)鐵與叢枝菌根真菌協(xié)同旱地小麥節(jié)水增產(chǎn)的方法，步驟如下：

(1)種子處理

對(duì)小麥種子消毒、清洗后，用納米單質(zhì)鐵的溶液作浸種處理；

(2)根內(nèi)球囊霉接種物的獲得

利用白三葉草在基質(zhì)中擴(kuò)繁根內(nèi)球囊霉，所述根內(nèi)球囊霉接種量以重量比計(jì)算為擴(kuò)繁基質(zhì)的3％～5％，最終獲得根內(nèi)球囊霉接種物，其含有150～200個(gè)孢子/10g干土、根內(nèi)外菌絲和侵染根段；

(3)栽培或田間種植