System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置和方法制造方法及图纸_技高网
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插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置和方法制造方法及图纸

技术编号:44041189 阅读:11 留言:0更新日期:2025-01-15 01:18
本发明专利技术公开了一种插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置和方法。使用该装置时,可在插秧前将水稻根系浸泡在通电的含纳米硅的营养液中,30min后即可在根部形成硅屏障。本发明专利技术显著改善了水稻在重金属胁迫下的生长状况,抑制了地上部重金属的吸收。在为期5d的胁迫实验中电刺激纳米硅聚合的效果优于传统基质施加纳米硅。此外,转录分析进一步揭示了电刺激纳米硅的基因调控作用与单纯电刺激有显著差异。本发明专利技术提供了一种在插秧前提高水稻抗逆性的便捷处理方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业插秧前处理领域,更具体地,本专利技术涉及一种通过给含纳米硅的溶液通电在插秧前建立水稻的抗重金属防御屏障的装置和方法。


技术介绍

1、工业排放、农业施肥和城市废弃物等造成的土壤重金属污染已经成为全球日益严重的环境问题。铬、铅、镉、汞、砷等在土壤中累积,会导致土壤质量下降和生态系统受损。除了少数超积累类型外,大部分植物本身不需要重金属,因此也没有进化出相应的转运蛋白。重金属进入植物主要是通过质外体途径,少数因为与其他必需元素性质相似而通过共用转运蛋白进入。农作物中的重金属不仅会影响植物生长发育和产量,还会通过食物链对人类健康构成威胁。因此,在根部更多地阻滞重金属,防止重金属进入可食用的植物地上部分对于保障粮食安全尤为重要。

2、水稻的种植需要经历插秧步骤,相比插秧后各时期的植株,秧苗的抗逆性最差。此外,稻田的淹水环境使得很多重金属的生物有效性增加。如果能开发方法在插秧前帮助水稻根系快速建立硅防御屏障,不仅有助于秧苗的生长和抗逆性,也为后期的生长奠定良好的基础。

3、已经证明,硅能够增强植物的对重金属胁迫的抗性。硅通过形成物理屏障,减少重金属的吸收,并通过提高抗氧化酶活性和促进次生代谢物合成,增强植物的抗氧化能力。此外,硅还可以改善植物的水分和营养吸收状况。近年来,纳米硅因其比传统肥料更小的粒径,更大的表面积,更好地吸收效果,在农业上表现出很好地增强植物抗逆性的效果。然而,目前纳米硅肥主要以土壤施肥和叶片施肥为主。还缺乏利用纳米硅在插秧前建立水稻的抗重金属防御屏障的有效手段。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于快速建立水稻的纳米硅防御屏障,并评估该屏障在植物抗重金属胁迫中的作用。

2、本专利技术具体采用的技术方案如下:

3、第一方面,本专利技术提供了一种插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其包括供电装置和非导电材料制成的无盖容器;

4、所述无盖容器内通过两块带孔隔板分隔形成三个相互连通的腔室,两块带孔隔板之间的为用于放置水稻幼苗的植物室,位于植物室两侧的是两个通电室;整个无盖容器内部存储有含纳米硅的营养液,且营养液高度应能够浸没水稻幼苗的根系;

5、所述供电装置包含电池以及连接分别在电池正负极上的正负电极板,正电极板和负电极板分别设置于两个通电室内的营养液液面以下,用于对浸没于营养液中的水稻幼苗根系两侧施加诱导根部形成纳米硅屏障的电压。

6、作为上述第一方面的优选,所述正电极板和负电极板均采用镍片。

7、作为上述第一方面的优选,所述供电装置中,电池的正负极分别通过导线连接两个金属夹,正电极板和负电极板分别由金属夹进行导电性夹持固定。

8、作为上述第一方面的优选,所述电池采用供电电压为8~12v的蓄电池。

9、作为上述第一方面的优选,所述无盖容器采用无盖的亚克力材质塑料盒。

10、作为上述第一方面的优选,所述营养液为1/4木村b营养液。

11、作为上述第一方面的优选,所述营养液中的纳米硅浓度为8~12mm,纳米硅粒径为25~35nm。

12、第二方面,本专利技术提供了一种利用上述第一方面任一方案所述通电装置的秧前建立水稻纳米硅防御屏障的方法,其特征在于,将待种植的水稻幼苗以叶片向上根系向下的姿态放置于所述植物室中,且保持其根系浸没于含纳米硅的营养液中;然后利用所述供电装置对浸没于营养液中的水稻幼苗根系两侧施加8~12v的电压进行电刺激,维持至少30min在根部形成纳米硅防御屏障后,取出水稻幼苗。

13、作为上述第二方面的优选,所述电刺激的电压优选为12v。

14、作为上述第二方面的优选,所述电刺激的维持时间优选为30min。

15、第三方面,本专利技术提供了一种在重金属污染土壤中种植水稻的方法,其做法为:将待种植的水稻幼苗按照如上述第二方面所述的方法进行电刺激,在根部形成纳米硅防御屏障后再移栽至重金属污染土壤中,以增强水稻抗重金属胁迫能力。

16、本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果:目前纳米硅主要通过叶片喷施或基质施加的方式给植物供硅,然而施入土壤的纳米硅很多被土壤固定,没有被植物吸收。此外,土壤中的纳米硅沉积在根部形成防御屏障的过程相对缓慢,而叶片喷施的硅难以运输到根系以帮助根建立防御屏障。本专利技术可以快速在半小时内诱导根部形成纳米硅防御屏障。其次,纳米硅尽管可以帮助植物提高抗逆性,但也存在生物安全性和生态风险方面的隐患。本专利技术只需要在装置中添加纳米硅,不需要向环境中大量施用,不仅提高了肥效还减少了污染和潜在的生态风险。另外,基质施硅需要消耗大量人力物力,而本专利技术装置轻便,操作简便,人力投入小,且电压安全,利于向农民推广。

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【技术保护点】

1.一种插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,包括供电装置(1)和非导电材料制成的无盖容器;

2.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述正电极板和负电极板均采用镍片。

3.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述供电装置(1)中,电池的正负极分别通过导线连接两个金属夹,正电极板和负电极板分别由金属夹进行导电性夹持固定。

4.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述电池采用供电电压为8~12V的蓄电池。

5.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述无盖容器采用无盖的亚克力材质塑料盒。

6.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述营养液为1/4木村B营养液。

7.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述营养液中的纳米硅浓度为8~12mM,纳米硅粒径为25~35nm。

8.一种利用如权利要求1~7任一项所述通电装置的秧前建立水稻纳米硅防御屏障的方法,其特征在于,将待种植的水稻幼苗以叶片向上根系向下的姿态放置于所述植物室(3)中,且保持其根系浸没于含纳米硅的营养液中;然后利用所述供电装置(1)对浸没于营养液中的水稻幼苗根系两侧施加8~12V的电压进行电刺激,维持至少30min在根部形成纳米硅防御屏障后,取出水稻幼苗。

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述电刺激的电压优选为12V,电刺激的维持时间优选为30min。

10.一种在重金属污染土壤中种植水稻的方法,其特征在于,将待种植的水稻幼苗按照如权利要求8所述的方法进行电刺激,在根部形成纳米硅防御屏障后再移栽至重金属污染土壤中,以增强水稻抗重金属胁迫能力。

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【技术特征摘要】

1.一种插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,包括供电装置(1)和非导电材料制成的无盖容器;

2.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述正电极板和负电极板均采用镍片。

3.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述供电装置(1)中,电池的正负极分别通过导线连接两个金属夹,正电极板和负电极板分别由金属夹进行导电性夹持固定。

4.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述电池采用供电电压为8~12v的蓄电池。

5.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述无盖容器采用无盖的亚克力材质塑料盒。

6.如权利要求1所述的插秧前建立水稻纳米硅防御屏障的通电装置,其特征在于,所述营养液为1/4木村b营养液。

7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员:庞志豪冯小羽彭红云梁永超
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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