[发明专利]一种基于调控根系微生物提高叶菜产量及硒含量的方法

说明书

本发明公开了一种基于调控根系微生物提高叶菜产量及硒含量的方法，属于纳米农业技术领域。本发明所述的方法包括如下步骤：在作物根部施加硒纳米肥料；其中所述的硒纳米肥料是零价Se纳米材料，尺寸在10～90nm，所述的硒纳米肥料是以硒纳米颗粒溶液的形式施加，施加的浓度为1～20mg/L，所述硒纳米肥料的施加体积为50～150mL/株。本发明的方法能够显著改善叶菜类根系微生物群落；显著提高叶菜植株内Se含量；显著提高叶菜植株光合作用，增加其产量；显著提高叶菜植株微量元素的含量。

技术领域

本发明涉及一种基于调控根系微生物提高叶菜产量及硒含量的方法，属于纳米农业技术领域。

背景技术

硒(Se)是植物有益元素，植物中有机形态的Se又是人类补充Se的重要来源。研究表明，Se是人体内谷胱甘肽过氧化物酶的组成元素以及维持多种酶活性的重要成分，它在人体具有抗氧化、抗癌以及提高免疫力等功能。然而，世界上许多国家人群饮食中的Se缺乏仍是一个普遍问题，通过施用无机Se肥来生产富Se食品是当前解决人类Se缺乏的有效解决途径。

叶菜类食品在人们的膳食结构中占据重要地位。在我国，每人每天建议消费300～500g 叶菜类食物。而且，在我国，叶菜类食物每年的种植面积3亿亩；产量7亿吨以上。因此，开发叶菜类食物内富Se技术，不仅能够改善全民健康指数，也能提高菜叶菜类食物的品质和经济价值。

近年来，Se纳米材料(Se NMs)具有高活性，在用作Se肥方面逐渐得到关注和认可。有研究报道指出，Se NMs能够促进植物愈伤组织器官的形成和根系生长，增加作物光合作用及产量，提高作物的营养品质(Se含量、可溶性糖、可溶性蛋白、抗氧化酶活性等)。

根际微生物在增加养分利用率和促进植物生长方面发挥着关键作用。例如，植物与固氮细菌之间的共生关系可以将大气中的氮转化为铵态氮，提高植物对N的利用效率。溶解磷的细菌可以排泄有机酸并增加沉淀的磷的溶解度，从而提高磷的利用率。研究表明，诸如铁(Fe)，镁(Mg)和磷的养分可以改善光系统并促进光合作用；而光合作用形成的碳水化合物可为微生物提供11％至40％的碳源，进一步促进微生物的生长。

发明内容

[技术问题]

目前仍未明确在何种条件下Se NMs能够稳定且高效地促进作物生长，提高作物产量，增加作物内Se的含量。Se NMs的施用量、粒径、施加方式等因素都将影响Se在作物内的积累；更未明确Se NMs是否可以通过调控作物根系微生物群落，增加土壤养分的吸收效率，提高作物光合作用，从而达到增产硒的目标。

[技术方案]

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了一种提高叶菜类作物产量及Se含量的方法，明确了生产富Se叶菜类食物的Se纳米肥的粒径、施用量、施加时期和施加方式等因素，明确了通过根系微生物的关键作用，增加土壤养分的吸收效率，提高作物光合作用，从而达到增产硒的目标。本发明在叶菜植株苗期，根部施加合成的Se纳米肥，能够显著改善土壤微生物群落结构，促进养分的吸收，提高作物光合作用，增加产量，同时促进Se在叶菜植株的富集。

本发明的第一个目的是提供一种调控作物根系微生物的方法，所述的方法是在作物根部施加硒纳米肥料。

在本发明的一种实施方式中，所述的硒纳米肥料是零价Se纳米材料，尺寸在10～90nm，进一步优选为30～70nm。

在本发明的一种实施方式中，所述的硒纳米肥料是以硒纳米颗粒溶液的形式施加，施加的浓度为1～20mg/L，进一步优选为5～15mg/L。

在本发明的一种实施方式中，所述的作物是叶菜，包括大白菜、结球甘蓝、菠菜、芹菜、油菜、香菜(芫荽)、生菜、空心菜(蕹菜)、木耳菜、荠菜、苋菜、茼蒿、乌塌菜、茴香、韭菜、蒜苗、豌豆苗、菊苣芽、荞麦芽、萝卜芽、佛手瓜嫩梢中的一种。