專利名稱:一種控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉類菜的施肥方法，特別涉及一種控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法。
背景技術(shù)：
降低葉類菜硝酸鹽含量可以提高氮的利用率，降低肥本，減少氮肥的面源污染，還可以降低居民對硝酸鹽的攝取。植物吸收的硝酸鹽主要存在植物的細胞質(zhì)和液泡中，細胞質(zhì)中的硝酸鹽主要起代謝作用，其濃度必須保持穩(wěn)定；液泡中硝酸鹽主要起貯存作用，一旦細胞質(zhì)需要就從液泡調(diào)來，因此，液泡中的濃度可以有較大幅度的變化。由于液泡體積遠遠大于細胞質(zhì)，且液泡中硝酸鹽濃度遠高于細胞質(zhì)，因此，葉類菜硝酸鹽濃度的高低決定于 液泡中硝酸鹽的濃度。在不影響植物正常生長的前提下，將液泡中硝酸鹽濃度降到一定程度可以有效的降低葉類菜硝酸鹽含量。同時，由于根系細胞組織中硝酸鹽比葉片細胞組織更敏感，因此監(jiān)測根系液泡和細胞質(zhì)中硝酸鹽濃度就更具指導(dǎo)性。
目前，我國施用了世界上1/3的氮肥，施用強度是發(fā)達國家安全施用水平上限的約2倍,導(dǎo)致我國植物體內(nèi)硝酸鹽濃度過高,葉類菜尤甚。文獻“Variations in nitrogenuptake and nitrate-nitrogen concentration among Sorghum groups” (HisatlmiHarada, Yoshimura. Soil Sc1. Plant Nutr. , 2000，46 (I) : 97-104)等研究結(jié)果表明，氮肥用量是蔬菜體內(nèi)硝酸鹽累積的根本原因，氮肥用量和蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽含量呈顯著的正相關(guān)，降低氮肥的使用量可以降低蔬菜體內(nèi)硝酸鹽的含量。降低氮肥用量確實可以顯著降低硝酸鹽的含量，但為什么降低以及能降低到什么程度缺乏理論依據(jù)，而且存在著產(chǎn)量下降的風(fēng)險，這對人均耕地不斷減少的中國是難以接受的。文獻“硝化抑制劑在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的研究進展”(黃益宗，馮子煒，王效科等.土壤通報，2002，33 (4): 310-315.)中，報道了通過使用硝化抑制劑來達到降低蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量，但施用硝化抑制劑存在著環(huán)境風(fēng)險。公開號為CN101103685的中國發(fā)明專利公開了一種降低大棚蔬菜硝酸鹽含量的方法，其技術(shù)方案是在大棚蔬菜的整個栽培期間，利用農(nóng)業(yè)有機廢棄物發(fā)酵法進行大棚二氧化碳施肥，保持大棚內(nèi)CO2濃度為750 850 μ 1/L;或者從大棚蔬菜收獲前I周至收獲時為止，利用農(nóng)業(yè)有機廢棄物發(fā)酵法進行短期的大棚二氧化碳施肥，保持大棚內(nèi)CO2濃度在750 850μ I/L ;或者從大棚蔬菜收獲前I周至收獲時為止，采用化學(xué)反應(yīng)法進行短期的大棚二氧化碳施月巴，保持大棚內(nèi)CO2濃度在950 1050 μ 1/L。該技術(shù)方案主要是通過在大棚中維持較高的CO2濃度，進而保持高光合作用效率，通過增加生物量的方法來降低硝酸鹽含量，其主要是現(xiàn)象觀察的結(jié)果，沒有從根本上解決蔬菜的體內(nèi)究竟需要多少硝酸鹽就可以維持植物的正常生長，本申請從亞細胞的水平提供降低硝酸鹽含量的理論依據(jù)。目前，通過施肥來控制降低硝酸鹽含量的方法，尤其是從降低液泡硝酸鹽濃度的角度來控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法，國內(nèi)外的文獻中未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種從降低液泡硝酸鹽的角度來降低葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法，包括如下步驟
一種控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法，其特征在于包括如下步驟
1、采用不同濃度的霍格蘭營養(yǎng)液進行培養(yǎng)，測定所種植的葉類菜的生物量；
2、待所種植的葉類菜成熟時，取其根部，固定于盛有緩沖液的溶液池中，所述緩沖液為O. 5mol Γ1 的 2-嗎啉乙磺酸鈉，O. 5 mo I L-1 的 CaCl2, O. 05mol Γ1 的 KC1，緩沖液的 pH為6. 0，采用雙孔硝酸根離子選擇性電極，分別插入根系表皮細胞的細胞質(zhì)和液泡中，測定細胞質(zhì)和液泡中的硝酸鹽含量；
3、確定根系液泡中硝酸鹽濃度為60 70mmol I/1處理的硝酸鹽含量與全濃度霍格蘭 營養(yǎng)液處理相比有顯著下降，而生物量為將開始下降的臨界狀態(tài)的施肥量；
4、在大田條件下，對種植的同品種葉類菜設(shè)置氮肥用量不同的施肥方案進行施肥；測定并確定根系細胞液泡中硝酸鹽濃度為60 70 mmol L—1處理所對應(yīng)的氮肥用量的施肥方案，用于在葉類菜種植時控制葉類菜硝酸鹽含量。
本發(fā)明技術(shù)方案依據(jù)的原理是硝酸鹽主要在細胞質(zhì)和液泡中，由于液泡的體積和硝酸鹽濃度均遠大于細胞質(zhì)，因此，硝酸鹽主要在液泡中，植物體內(nèi)的硝酸鹽含量的高低決定于液泡中硝酸鹽的量。由于液泡中硝酸鹽的濃度變化較大，在液泡中硝酸鹽濃度開始下降的時候，植物的生物量(產(chǎn)量)不隨之下降，當(dāng)液泡硝酸鹽濃度下降到一定程度后，植物生物量(產(chǎn)量)會隨之下降，本發(fā)明技術(shù)方案選擇液泡硝酸鹽含量已經(jīng)下降，而生物量(產(chǎn)量)即將下降時的氮肥用量作為控制葉類菜硝酸鹽含量的氮肥用量的理論依據(jù)。本發(fā)明提供了控制蔬菜硝酸鹽含量的理論依據(jù)，技術(shù)方案科學(xué)可靠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案所具有的有益效果是在維持植物較高產(chǎn)量的前提下，通過施肥將液泡中硝酸鹽濃度控制較低的水平，進而實現(xiàn)降低葉類菜硝酸鹽含量，方法可靠、操作方便，具有科學(xué)的理論依據(jù)和廣泛的應(yīng)用價值。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步描述。
實施例1
本實施例技術(shù)方案適用于以葉類菜為原料，通過控制氮肥使用量，從而將液泡硝酸鹽含量控制在較低的水平，而產(chǎn)量不受到顯著影響，達到降低葉類菜硝酸鹽含量的目的。
本實施例以青菜例，采用不同濃度的霍格蘭營養(yǎng)液進行培養(yǎng)，測定所種植的葉類菜的生物量。在大田條件下種植某品種的青菜，對該品種的青菜設(shè)置多個氮肥施肥用量的方案進行施肥，具體方案是以常規(guī)氮施肥水平為100%，設(shè)計6個施肥方案，分別為100%、95%、90%、85%、80%和75%，待所種植的青菜成熟時，取按不同施肥方案生長的葉類菜的根部為測量樣本，具體操作步驟如下
(I)將雙孔玻璃管(內(nèi)徑分別為8μπ^Ρ4μηι ,外徑分別為10 μ m和6 μ m,針尖直徑為0.8 Iym)置于140°C下烘烤30-60 min，然后用I ml注射器在雙孔玻璃管中粗管的尾端滴入I 2滴2%的二甲基二氯硅烷進行硅化；稱取甲基-N ,N，N-三十二烷基銨硝酸鹽O. 0060 g，溴化甲基-三苯基磷酸銨O. 0010 g，2-硝基苯基-辛烷基乙醚O. 0650 g,聚乙烯O. 0230 g和硝化纖維素O. 0050 g，溶解于O. 45 ml四氫呋喃中，得到硝酸鹽敏感劑，將硝酸鹽敏感劑灌入雙阻玻璃微管的粗管中，放入硅膠干燥的密封容器中保存48 h后，制備得到雙孔硝酸根離子選擇性電極。
將制備好的雙阻硝酸鹽選擇性微電極，用Iml的注射器在雙孔玻璃管的細管中注Λ100 mo I L-1 KC1，用作測定膜電位，在粗管中注入100 mo I Γ1 KCl和100 mo I Γ1 KNO3的混合溶液，用于測定由于硝酸鹽敏感膜的存在使硝酸鹽跨膜運動而產(chǎn)生的膜電位。
(2)將待測葉類菜的根固定在容積為4cmX IcmXO.1 cm的盛有的緩沖液的溶液池中，再用O.1 Cm的小薄片固定 以防止根的震動。所述緩沖液的配方為0. 5mol Γ1的2-嗎啉乙磺酸鈉，O. 5mol I71 的 CaCl2, O. 05mol I71 的 KCl, pH 為 6. O。
(3)將雙孔硝酸根離子選擇性電極分別插入根系表皮細胞的細胞質(zhì)和液泡中，分別測定細胞質(zhì)和液泡中硝酸鹽含量。
(4)確定根系液泡中硝酸鹽濃度為60 70 mmol L—1處理的硝酸鹽含量與全濃度霍格蘭營養(yǎng)液處理相比有顯著下降，而生物量為將開始下降的臨界狀態(tài)的施肥量；在本實施例中，根系細胞液泡中硝酸鹽濃度60 70 mmol L—1時的氮肥施用量對應(yīng)的施肥方案是常規(guī)氮肥用量的90%樣本，在本施肥量情況下，青菜的產(chǎn)量沒有顯著下降，而青菜硝酸鹽的含量顯著降低。因此確定常規(guī)氮肥施肥用量的90%為本發(fā)明技術(shù)方案推薦的低硝酸鹽含量的氮肥使用量，實施于該類葉類菜的種植施肥，能有效控制該葉類菜硝酸鹽含量。
權(quán)利要求
1.一種控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法，其特征在于包括如下步驟 (1)采用不同濃度的霍格蘭營養(yǎng)液進行培養(yǎng)，測定所種植的葉類菜的生物量； (2)待所種植的葉類菜成熟時，取其根部，固定于盛有緩沖液的溶液池中，所述緩沖液為0.5mol Γ1的2-嗎啉乙磺酸鈉，0.5 mo I Γ1的CaCl2, O. 05mol Γ1的KC1，緩沖液的PH為6. 0，采用雙孔硝酸根離子選擇性電極，分別插入根系表皮細胞的細胞質(zhì)和液泡中，測定細胞質(zhì)和液泡中的硝酸鹽含量； (3)確定根系液泡中硝酸鹽濃度為60 70mmol L—1處理的硝酸鹽含量與全濃度霍格蘭營養(yǎng)液處理相比有顯著下降，而生物量為將開始下降的臨界狀態(tài)的施肥量； (4)在大田條件下，對種植的同品種葉類菜設(shè)置氮肥用量不同的施肥方案進行施肥；測定并確定根系細胞液泡中硝酸鹽濃度為60 70 mmol L—1處理所對應(yīng)的氮肥用量的施肥方案，用于在葉類菜種植時控制葉類菜硝酸鹽含量。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種葉類菜的施肥方法，特別涉及一種控制葉類菜硝酸鹽含量的施肥方法。在大田條件下，對種植的同品種葉類菜設(shè)置氮肥用量不同的施肥方案進行施肥；待所種植的葉類菜成熟時，取其根部在緩沖液中，采用雙孔硝酸根離子選擇性電極，分別插入根系表皮細胞的細胞質(zhì)和液泡中，測定細胞質(zhì)和液泡中的硝酸鹽含量；選擇根系細胞液泡中硝酸鹽濃度為60～70mmolL-1處理所對應(yīng)的氮肥用量的施肥方案，采用該施肥方法既可以保證葉類菜生物量不顯著下降，又可以控制葉類菜硝酸鹽的含量。本發(fā)明技術(shù)方案可靠、操作方便，具有科學(xué)的理論依據(jù)和廣泛的應(yīng)用價值。
文檔編號A01C21/00GKCN103004351SQ201210582630
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日
發(fā)明者王波, 陸小平, 劉刊, 商海燕 申請人:蘇州大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan