本发明涉及农业干旱应对,具体涉及一种缓解玉米干旱胁迫的方法。
背景技术:
1、近年来,全球干旱频率随着气候的急剧变化越来越高,此外,随着人口的增加,农业用水量的增加,淡水资源的减少,使得干旱对农作物的影响愈加严重。而玉米作为西北地区的主要粮食作物,其生长发育和产量质量常年遭受干旱所带来的严重危害。在种子萌发阶段缺水,种子不能够吸收满足自身发芽的所需的水分含量,致使发芽率降低,最终使得产量降低。在植物生长阶段缺水,使得植物叶片面积偏小且数量减少,影响光合作用,使得光合活性降低。除此以外,在干旱的胁迫下,植物体内会发生氧化应激反应,进而产生有害的物质,如:超氧阴离子、羟基自由基和过氧化氢。这些有害物质会对植物体内蛋白质,细胞膜产生永久性损伤,最终严重降低作物产量。植物对于干旱胁迫的主要反应是气孔关闭,减少蒸腾作用来减少水分的散失,由于气孔关闭过早,使得光合作用下降,进而也对玉米生长发育产生不利影响。为了防治干旱造成的玉米产量下降,因此,希望寻找新型的环保水凝胶来缓解干旱对玉米造成的不利影响,进一步解决玉米产量问题。
2、农业中应用水凝胶,可以提高土壤的持水能力,促进作物生长。水凝胶可在灌溉/降雨期间吸收并保留大量的水,随着干旱期间土壤的干燥,水缓慢释放被根吸收。水凝胶是一类高分子聚合物材料,具有快速吸水、保水及缓释特性,并且不溶于水。它具有聚合物电解质特性和三维网络结构,由于各种亲水基团如羧基、氨基、羟基连接到它们的聚合物主链上,可以吸收和保留大量的水和溶质分子处于溶胀状态。这一过程防止了水分从土壤表面蒸发,从而导致更高的水分保留能力。水凝胶不仅能增加土壤的田间含水量,还能增加土壤的孔隙度和透气性。但单独使用水凝胶来缓解干旱对植物的影响的效果较差。
3、amf是一种有益的土壤微生物,它们通过与植物根系建立共生关系,并在这个过程中提供重要的营养和水分。这种共生关系能够增强植物对干旱等环境胁迫的适应性和耐受性,还能够提高植物的生长速度和产量。在这种共生关系中,植物为amf提供所需的碳源,而amf则通过其丰富的菌丝网络扩大植物根系的范围,进而增强植物对水分和营养物质的吸收能力,amf还能分泌植物生长所需的激素和其他生物活性物质,从而促进植物生长和发育,但并未见amf与水凝胶联用用于缓解玉米干旱的报道。
技术实现思路
1、针对现有技术中单独使用水凝胶来缓解干旱对植物的影响的效果较差的缺陷,提供一种缓解玉米干旱胁迫的方法。
2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案进行。
3、本发明提供了一种缓解玉米干旱胁迫的方法,包括:铺设玉米种植基质,将玉米种植于所述种植基质中;
4、其中,所述种植基质的下层为水凝胶材料与沙土的混合物、所述中层为丛枝菌根菌剂、所述上层为水凝胶材料与沙土的混合物;
5、所述水凝胶材料的制备方法包括:将羧甲基纤维素溶液与延胡索酸溶液混合,形成混合液;将所述混合液加入壳聚糖溶液中,混合均匀后,得到交联球状水凝胶;所述交联球状水凝胶经清洗和干燥后得到所述水凝胶材料。
6、本发明一些技术方案中,单位面积所述上层、中层、下层的质量比为1000-2000:15-25:450-550。
7、本发明一些技术方案中,所述水凝胶材料和沙土的混合物层中水凝胶材料的质量分数为0.1-0.5wt%。
8、本发明一些技术方案中,所述水凝胶材料和沙土的混合物中水凝胶材料的质量分数为0.3wt%。
9、本发明一些技术方案中,所述水凝胶材料与沙土的混合物是由沙土经除杂后与水凝胶材料混合制得的。
10、本发明一些技术方案中,所述羧甲基纤维素溶液与所述延胡索酸溶液的体积比为1:1-2。
11、本发明一些技术方案中,所述羧甲基纤维素溶液与所述延胡索酸溶液的体积比为1:1。
12、本发明一些技术方案中,所述羧甲基纤维素溶液的质量分数为0.8-1.2wt%。
13、本发明一些技术方案中,所述延胡索酸溶液的质量分数为0.4-0.8wt%。
14、本发明一些技术方案中,所述壳聚糖溶液的质量分数为1.8-2.2wt%。
15、本发明一些技术方案中,所述壳聚糖溶液的温度为62-68℃。
16、本发明一些技术方案中,所述混合液与所述壳聚糖溶液的体积比为1-2:1。
17、本发明一些技术方案中,所述混合液与所述壳聚糖溶液的体积比为2:1。
18、本发明一些技术方案中,还包括:将玉米种植于玉米种植基质后,施用n、p和k肥。
19、本发明一些技术方案中,选取大小均匀颗粒饱满的玉米种子,用1%浓度的naclo溶液进行种子消毒,消毒后,用蒸馏水反复冲洗三次,用于种植。
20、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:绿色可降解的水凝胶材料是一种环保的干旱缓解材料,能够用于改善玉米的生长,提高种植土壤中的水分和养分供给,增强玉米的光合作用和抗旱能力。本发明中,通过悬浮聚合法制备水凝胶材料,并以玉米作为宿主将菌剂扩繁,通过层播的方式进行水凝胶与丛枝菌根真菌的联合施用,用于缓解玉米的干旱胁迫,其协同作用显著。
21、本发明中所使用的水凝胶材料及丛枝菌根真菌,原料来源广泛,操作过程简单,且材料易降解无毒性。
1.一种缓解玉米干旱胁迫的方法,其特征在于,包括:铺设玉米种植基质,将玉米种植于所述种植基质中;
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,单位面积所述上层、中层、下层的质量比为1000-2000:15-25:450-550。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述水凝胶材料与沙土的混合物中水凝胶材料的质量分数为0.1-0.5wt%。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述羧甲基纤维素溶液与所述延胡索酸溶液的体积比为1:1-2。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述羧甲基纤维素溶液的质量分数为0.8-1.2wt%。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述延胡索酸溶液的质量分数为0.4-0.8wt%。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述壳聚糖溶液的质量分数为1.8-2.2wt%。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述壳聚糖溶液的温度为62-68℃。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合液与所述壳聚糖溶液的体积比为1-2:1。