[发明专利]一种增加分蘖来提高富硒水稻产量的方法

说明书

本发明公开了一种增加分蘖来提高富硒水稻产量的方法，属于纳米农业技术领域。本发明所述的方法是在水稻苗期，叶面施加球型Se NMs溶液；其中球型Se NMs的尺寸在10～90nm，水合半径在160～200nm，表面电荷为‑15～‑18mV，纯度在95％以上；水稻苗期是指水稻达到“三叶一心”时期；球型Se NMs溶液为球型Se NMs水溶液，浓度为1～3mg/L。本发明的方法能够显著改善水稻根际微生物群落和增加根系分泌物，改变土壤环境，促进根部养分的吸收；显著提高水稻内Se含量；能够调控水稻赤霉素的合成，增加分蘖基因的上表达；显著提高水稻植株分蘖数；增加其产量。

技术领域

本发明涉及一种增加分蘖来提高富硒水稻产量的方法，属于纳米农业技术领域。

背景技术

硒(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。食源性补Se是满足人体Se供应的主要措施之一。

富Se水稻目前是人体Se摄入的主要途径之一，其经济价值也比普通水稻高1到5倍。目前，生产富Se水稻的主要方式是在土壤中施加Se肥，主要是硒酸钠和亚硒酸钠等。然而，这些传统Se肥的利用效率不足20％，大量的Se肥残留，造成了严重的土壤环境问题。也有一些施加零价硒作为硒肥，而零价硒作为惰性硒矿，存在亲水性低，生物可利用性低的缺点。还有一些施加纳米硒作为硒肥，但施用的纳米硒纯度较低，肥料中有其它多类成分(稳定剂和抗菌剂等)，对植物和土壤环境造成不必要的影响。

而且，目前对富硒水稻的研究主要集中于水稻的富硒效果。有研究报道指出，SeNMs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)。但是，这些机制研究的对象都是绿豆芽、烟草等，都属于双子叶植物，而水稻属于单子叶植物，两者性状差异极大；从生长环境上来说，二者区分度较大，不同于前者，水稻属于水田作物，全生命周期中存在干湿交替的情况；相比于前者，后者的产量更注重的是对成熟期果实的研究；更重要的是，分蘖期的生长对于水稻极为重要，而绿豆芽、烟草等植物没有分蘖的需求，从而无法直接从绿豆芽、烟草等植物的生长效果来预期水稻的分蘖效果。

此外，提高水稻产量一般是通过增加农用化肥施肥量和提供微生物肥料实现的，其中施加化肥可以供给水稻更多的有效养分，促进水稻生长进而提高产量；施加微生物肥料可以供给根际土壤中更多的有益菌，减少稻瘟病等的发病率，保证水稻产量。然而，现有的这些方法中都存在一定的缺陷，过度依赖化肥可能会导致环境污染严重、土壤结构恶化以及出现“烧苗”等现象；而过度依赖微生物肥料可能会引起土壤中微生物群落发生极大变化，对作物生长产生恶劣影响。目前对于如何影响水稻分蘖期性状进而提高水稻产量的研究较少，而且水稻分蘖期的相关调控机制尚不清晰。

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。但是，并未有文献提及何种条件下Se NMs能够稳定且高效地促进水稻生长及增加Se的含量；也未提及Se NMs的施用量如何影响Se在作物内的积累；更未提及Se NMs是否可以通过调控水稻激素水平、基因表达及根际环境、增加养分的利用有效性、促进水稻分蘖及生长，从而达到增产富硒的目标。

发明内容

[技术问题]

目前富硒水稻的制备需要采用硒酸钠以及复合肥料，其富硒效果差，容易带来环境污染；且产量促进效果不明显，根本没有提及分蘖的效果。

[技术方案]

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了一种增加分蘖来提高富硒水稻产量的方法，明确了生产富Se水稻的Se纳米肥的粒径、施用量、施加时期和施加方式等因素，明确了通过根际环境、关键基因、激素水平等因素的关键作用，提高土壤养分的吸收效率，增加水稻有效分蘖数，从而达到增产硒的目标。本发明在水稻苗期，叶面施加合成的Se纳米肥，能够显著改善土壤微生物群落结构和根系分泌物的产生，促进养分的吸收，提高水稻的有效分蘖，增加产量，同时促进Se在水稻的富集。