本文作者:孔波 山东蓬勃生物科技有限公司
农作物在生长过程因品种及生育期养分需求的高低,往往需要追肥,虽然近年来缓控释肥料得到了长足发展,但受限于地域、农民习惯、品种特性等条件,追肥仍旧是农作物增产的常用手段之一,追肥一般以氮肥为主,磷肥为辅,其它元素肥料补充(小部分作物除外)。
随着我国种植技术的快速发展,反季节作物种植越来越多,而近年来我国气候异常多变,“倒春寒”时有发生,极易造成作物低温冷害损伤。低温冷害是影响农作物生长发育的重要因素之一,会引起植物生理生化和分子生物学层面的不良响应,造成产量和品质下降,严重影响我国粮食安全生产。目前低温冷害的影响遍布中国东西南北,寻找寻找抵御“倒春寒”危害的有效措施,对于农业高效绿色生产具有重要的现实意义。
当追肥遇到“倒春寒”,会发生什么?
以水稻和小麦为例,作物在返青时需要追施“返青肥”。目前的主要追肥品种依然是尿素。尿素是一种酰胺态氮,需在土壤微生物分泌的脲酶作用下转化为铵离子后,才能被作物根系大量吸收。酰胺态氮的转化过程与土壤温度有着密切关系:当土壤温度在30℃时,转化过程较快,只需2-3天;土壤温度在20℃时,需要4-5天才能转化;而土壤温度为10℃时,则需7-10天才能全部转化。因此,一旦在作物返青期追肥时遇到“倒春寒”,尿素便无法快速有效转化,无法满足农作物氮素最大效率期的养分供应,显著影响农作物生长。
液体缓释氮肥等叶肥遇到低温,喷叶肥会不会受影响?
以水稻为例,环境温度低于15℃时,水稻的生理代谢就会受到影响,短时间内冷害会导致水稻生长迟缓,若低温持续时间过长,秧苗会出现腐烂甚至死亡。冷害不仅会对水稻造成明显的外部损伤,还会对一系列生理和代谢过程造成不可逆的伤害,如破坏细胞膜透性、造成电解质泄露, 抑制叶绿素合成、降低叶片光合能力等。我国北方水稻通常在5月份进行育秧,此时地下水温度低、昼夜温差大,“倒春寒”频发。而水稻二叶期胚乳中的养分消耗殆尽时是水稻抗性最弱的时期,极易遭受冷害;苗床和移栽后是液体缓释氮肥等叶面肥喷雾的关键时刻,受低温影响植物各种生理机能都受到影响,叶面追肥效果也会大减,最终影响作物产量。
抵抗低温的有效措施有哪些?
下面列举下常用的一些抗低温措施,①通过设施园艺栽培,增加保温措施来减轻低温对作物的危害,采用温室大棚种植,覆膜种植等方式来提高温度,改善作物生长环境②采用杂交育种或基因工程来培育抗寒品种,减少低温的不利影响。不管是设施栽培还是抗冷品种选育,遇到低温胁迫时仍旧会影响农作物生长,降低产量和品质,③使用提高作物抗冷能力的功能物质来提高作物抗冷性对所有农作物普遍有益,这些抗冷功能物质包括:植物生长调节剂,如脱落酸、芸苔素内酯、水杨酸等;生物刺激素,植物来源的可溶性糖、生物碱、有机酸、萜类、黄酮类、酚类物质,微生物源的微生物及其代谢物,海洋来源的甲壳素及海藻提取物,矿物源及发酵产物来源的腐殖酸和氨基酸;具有渗透调节物质无机盐离子,如Ca+,K+等。
“抗冷神器”——ZNC(智能聪)
1、ZNC(智能聪)来源及功能
野生植物在地球上生存了万亿年,野生植物根系与内生菌互惠共生过程中产生的超高活性代谢物对野生植物生存生长意义重大,根据这一理论山东蓬勃生物科技有限公司获取了功能菌株,通过液态深层发酵产生菌丝体,将菌丝体超声破碎获取菌丝体的内溶物,蓬勃生物把菌丝体内溶代谢物命名为ZNC(智能聪),具有广谱的抗低温、高温、干旱、盐碱等逆境胁迫的作用。
2、ZNC(智能聪)低温调控机制的研究
2019年底,土肥资源高效利用国家工程实验室、山东农业大学资源与环境学院,山东蓬勃生物科技有限公司双方联合协作,对ZNC(智能聪)诱导水稻苗期抵御低温冷害的调控机制进行了系统研究。研究表明较对照处理,施用用量极低(0.01-1ppb)的ZNC(智能聪)能显著诱导水稻多项生长和抗逆指标提升:①打破休眠,催芽效果显著:种子发芽率在第5天和第6天较对照(CK)处理显著提高28.2%~106.7%。②提高苗期生物量:显著增加水稻叶片生物量7.9%~20.4%,提高根系重量12.5%~28.1%。③促进根系发育:显著提高水稻总根长、根表面积、根体积和根平均直径48.0%、36.6%、36.2%和35.2%。④提升光合效率水平:显著提高水稻叶片光合速率5.1%~34.4%,并提高了叶片气孔导度和蒸腾速率。⑤缓解氧化损伤:显著提高叶片SOD、CAT和POD酶活性46.9%,9.6%和18.4%,提高根系SOD、CAT和POD酶活性28.0%,12.7%和16.4%,并显著降低叶片和根系中MDA含量22.0%和29.8%。总结来说,ZNC(智能聪)在极低的浓度下通过增加根系对养分吸收的面积、提高叶片光合能力和减少细胞氧化损伤途径显著缓解低温对水稻幼苗的胁迫。该研究数据已于2019年第12版植物营养与肥料学报上刊登。
文献信息:王晓琪,姚媛媛,陈宝成,张民*,刘之广*,马金昭,王庆彬,宛氏拟青霉提取物增强水稻抗低温胁迫的最佳施用水平,植物营养与肥料学报,2019, 25(12): 2133-2141.
3、ZNC(智能聪)促进作物养分吸收的分子机制。
ZNC(智能聪)能够正向调控和氮磷高效吸收相关基因的表达量和生长素合成基因的表达量,表达量提高10-100倍;在同等施氮条件下,植物体内总氮提高了2-6倍;在同等施磷条件下,植物体内总磷含量提高了20%-30%;
文献信息:Chongchong Lu#,Haifeng Liu#, Depeng Jiang, Lulu Wang, Yanke Jiang, Shuya Tang, Xuwen Hou, Xinyi Han, Zhiguang Liu, Min Zhang, Zhaohui Chu, Xinhua Ding*. Paecilomyces variotii extracts (ZNC) enhance plant immunity and promote plant growth, Plant and Soil, 2019, DOI: 10.1007/s11104-019-04130-w
4、低温下ZNC(智能聪)提高作物叶片氮代谢相关酶浓度和活性
ZNC可显著提高植物体内硝酸还原酶(NR),谷氨酰胺合成酶(GS),谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性,促进植物本身合成氨基酸,加快生长。
5、低温下ZNC(智能聪)能够促进土壤中脲酶的活性
尿素需在脲酶的作用下转化成铵态氮才能被植物吸收利用,温度对脲酶活性影响很大,低温下脲酶活性被抑制是尿素低温下功效缓慢的主要原因。低温下ZNC(智能聪)提高了尿素的活性,能够大幅度提高尿素的速效性。研究发现,同条件下,加入ZNC,尿素转化速率加快。
6、低温下ZNC(智能聪)促进根系酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性
根系磷酸酶活性的增加能够水解释放土壤中的有机磷化合物供植物生长,磷酸酶在调控植物磷营养方面有着非常重要的作用, 调控有机磷的代谢及再利用过程, 其活性直接影响着有机磷有效性的高低,根系能分泌酸性磷酸酶和碱性磷酸酶,在石灰质土壤当中碱性磷酸酶的作用更大一些。
7、ZNC(智能聪)抗低温应用的部分图片
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