复合生物绿肥的优化培植方法
【专利摘要】一种复合生物绿肥的优化培植方法，通过将按不同品种配比的浮萍进行逆境刺激处理，然后提供充足养分和适宜光照，达到高效快速培植的目的；所述浮萍包括：青萍、少根紫萍和多根浮萍。本发明针对目前备受公众关注的绿色的食品生产过程的理念，减少农用化学品的使用政策，和浮萍的季节性生长繁殖、不易无害化、利用不便等问题，本发明能够使浮萍快速高效繁殖，将化学品中的营养物质高效的转化成施用后更加安全和有效地用于浮萍绿肥的培植。
【专利说明】复合生物绿肥的优化培植方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种植物种植【技术领域】的方法，具体是一种复合生物绿肥的优化培植方法。
【背景技术】
[0002]浮萍绿肥品种是《中国植物志》中所述的常见的一类小型的漂浮型水生被子植物，并已在〈〈Lei Huang, YanyanLua and Xu Gaoa etc.；Ammonium -1nduced oxidativestress on plant growth and antioxidative response of duckweed(Lemna minorL.)，Ecological Engineering，2013，(58):355 - 362》、《Risky AyuKristanfi，MasahiroKanbe, and Tadashi Toyama ；Accelerated biodegradation of nitrophenols in therhizosphere of SpirodeIapolyrrhiza, Journal of Environmental Sciences2012，24(5):800 - 807》、《Jiele Xu and Genxiang Shen ；Effects of Harvest Regimeand Water Depth - on Nutrient Recovery from Swine Wastewater by GrowingSpirodelaoligorrhiza, Water Environment Research，2011，11》《朱晔荣，王勇等；浮萍相关研究的几方面 重要进展生物学通报，2010，45 (4):4 - 6》等中公开。
[0003]浮萍对氮、磷、钾的累计率很高，营养丰富，是少数的含钾较高的绿肥之一。浮萍绿肥的施用方法灵活多样:可进行沤肥和堆肥后使用，也可烘干后使用，但最好是在水田(如水稻田)里淹水期时直接施入新鲜的活体浮萍其使自然生长繁殖后在逐渐的腐烂消解持续供肥。且施用后能够积累有害物质，降低有害物质向作物迀移，并对农田系统有很好的生态修复功，是一种高效、价廉、安全的生物绿肥。
[0004]浮萍绿肥虽好，但由于浮萍是季节性生长，一般在临近冬季时就已消失，而在越冬后要在夏初才会出现；在水域中流动性较大，不能做到随时随地的加以利用；浮萍科植物个体小，需大量生长繁殖才能满足要求。
[0005]经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103098642A公开(公告)日2013.05.15，公开了一种浮萍养殖方法，在养殖池上搭建大棚并覆盖无滴膜以在冬季保持浮萍的旺盛生长。但该种培养方式易受自然环境条件的制约和病虫害的影响，且浮萍易富集池塘废水中的有害物质，做绿肥有造成二次污染的风险。
[0006]中国专利文献号CN102487827A公开(公告)日2012.06.13，公开了一种高效浮萍再生体系的建立，该技术以浮萍科浮萍属L.minor为材料，通过适宜比例的激素浓度，建立了浮萍快速愈伤组织诱导和继代体系，在此基础上，进一步以KNO3, MgSO4, H3BO4, L -Ser等为主要成分的新型无激素体系使浮萍愈伤组织得到高效再生。浮萍的再生率在第11天可达到46.15%, 14天达到86.67%，并且最终再生率可高达100%。但该技术中浮萍愈伤组织单位时间内的再生率远小于浮萍完整植株的生长速率，不能满足实际生产中的大量培植的需求。
【发明内容】
[0007]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种复合生物绿肥的优化培植方法，针对目前备受公众关注的绿色的食品生产过程的理念，减少农用化学品的使用政策，和浮萍的季节性生长繁殖、不易无害化、利用不便等问题，本发明能够使浮萍快速高效繁殖，将化学品中的营养物质高效的转化成施用后更加安全和有效的浮萍绿肥。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现:
[0009]本发明涉及一种各浮萍品种的快速生长的激发方法，将浮萍按种类配比后置于培养液中培养的基础上，对浮萍进行逆境刺激处理，使浮萍机体为应对活性氧水平的提高做出反应——加快浮萍机体的分离；同时激活浮萍的酶促防御系统的，提高浮萍的抗逆性，使其保持持续的生长，从而激发了浮萍更加快速和良好的生长趋势。
[0010]所述的浮萍包括但不限于在浮萍生长季节，在水域中采集的青萍(Lemnaminor L.)、少根紫萍(Spirodelaoligorrhiza(Kurz)Hegelm.)和多根浮萍(Spirodelapolyrhiza(Linn.)Schleid.))。
[0011]所述的浮萍经洗净后，用2%次氯酸钠溶液消毒，再清洗干净并根据不同品种分别转移入装有培养液的容器中。
[0012]所述的培养液的成分为:0.136g/L KH2P04、0.251g/L KN03、0.543g/LCa(NO3)2.4Η20、0.246g /L MgSO4.7H20，余量为微量元素。
[0013]所述的微量元素由土壤浸出液提供:1kg 土壤风干、过筛、去除杂质，置于IOL水中混均，浸泡一夜后取其上清液。每kg 土壤的具体微量元素组分含量为:Zn、B、Mo、Co、Mn、Cu、Cr、As 的含量分别为 71.51,51.72,0.65,21.03,649.31,23.76,73.12,8.83mg/kg。
[0014]所述的逆境刺激是指:将上述培养液的初始pH调到4~5、培养温度为30±2°C，让浮萍在生长过程中对培养液的pH和温度产生自然的调节；其他条件:光照为3000±300Lx。
[0015]所述的配比是指:青萍:少根紫萍:多根紫萍的鲜重比为9:3:1，其中:浙干水分后Ikg鲜浮萍约含氮素、磷酸、钾素分别为2.67g、0.67g、l.13g。
[0016]本发明涉及一种生物绿肥实现方法，通过将上述方法培植得到的浮萍进行配比进行怄肥、堆肥、晒干后作为肥料使用或在水田淹水期时直接施入。
技术效果
[0017]与现有技术相比，本发明的优点在于:有效的理化条件激发了浮萍的快速高效的生长繁殖，短期内培植出浮萍绿肥材料；进行不同浮萍品种的配比，使浮萍绿肥营养成分更全面，特别是钾素含量高，是天然的钾肥来源；浮萍材料清洁安全，使用后不会对环境、食品安全造成新的污染，且对农田具有很好的生态修复功能；所以本发明具有极大的理论和应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明中复合生物绿肥的高效快速的培植方法的示意图。
[0019]图2为实施例中在不同初始pH条件下，培育7天后三种浮萍的相对生长率示意图；
[0020]图中:a为青萍；b为少根紫萍；c为多根紫萍。
[0021]图3为实施例中在不同初始pH条件下，培育7天后三种浮萍的三种保护酶的活性示意图；
[0022]图中:a为过氧化氢酶(CAT) ；b为过氧化物酶(POD) ；c为超氧化物歧化酶(SOD)。
[0023]图4为实施例中不同温度条件下，培育7天后三种浮萍的相对生长率示意图；
[0024]图中:a为叶片数(Fronds) ;b为鲜重(Fresh weight, Fff) ;c为叶状体个数(Quantity)。
[0025]图5为实施例中不同温度条件下，培育7天后三种浮萍的三种保护酶的活性示意图；
[0026]图中:a为过氧化 氢酶(CAT) ；b为过氧化物酶(POD) ；c为超氧化物歧化酶(SOD)。【具体实施方式】
[0027]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0028]本实施例主要材料:氢氧化钠、盐酸、完全培养液、青萍、少根紫萍、多根紫萍。
[0029]如图1所示,本实施例包括以下步骤:用氢氧化钠和盐酸溶液将完全培养液的pH分别调到4、5、6、7、8、9、10、11 (其中6~11作为比较例)，将长势良好的青萍、少根紫萍、多根紫萍(青萍:少根紫萍:多根紫萍的鲜重比约为9:3:1)转移入装有200mL培养液的容量为350mL的一次性透明塑料杯中，放置在温度为30°C、光强为2790Lx的培养室中培养7天。
[0030]如图4所示，浮萍的生长测定:1).叶状体宽度的测量:尺子直接测量浮萍的最大宽度。2).生长量的计算:采用叶片数(Fronds)和鲜重(Fresh weight, F W)叶状体个数(Quantity)三个指标表示。叶片数和叶状体个数通过直接计数获得，叶状体个数以个体间的连丝断开后的个数计；叶片数以有新的叶状体伸出母体边缘就计算在内，对于老化死亡以及失绿个体均不计算在内。鲜重则是捞出后用滤纸吸干叶片表面水珠，晾5min后在天平上称量。生物量增加以相对生长率(Relative growth rate) RGR来衡量,按下式计
算.KGR=迎与其中:Νο为试验开始时的叶片数或鲜重；Nt为试验结束时的叶片数或
鲜重；t为实验进行时间。
[0031]如图3和图5所示，酶促防御系统的活性测定:以分光光度计法(SHIMADZU，UV - 2401PC)测定了浮萍酶促防御系统中的三种保护酶:过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)。
[0032]本实例中，在pH为4~11下，三个浮萍品种:青萍、少根紫萍和多根紫萍在pH为4~5时相对生长率最大，在pH为4~5时，浮萍也有更大叶状体宽度，同时浮萍体内的三种保护性酶(CAT、P0D和S0D)也有更高的活性。在初始pH值为4~5条件下，最能激发了浮萍的酶促防御系统，表现出对浮萍的生长有一定的刺激作用，使浮萍生长更旺盛。
实施例2
[0033]本实施例主要材料:完全培养液、青萍、少根紫萍、多根紫萍。
[0034]本实施例将长势良好的青萍、少根紫萍、多根紫萍(青萍:少根紫萍:多根紫萍的鲜重比约为9:3:1)转移入装有200mL培养液的容量为350mL的一次性透明塑料杯中，培养液PH为4.5，然后放入光强为3000Lx的培养箱中，分别把温度设置为10°C、15°C、20°C、25°C、30°C、35°C、40°C，培养7天。其它培养条件为:光照强度为27901ux，光暗比是16h:12h。
[0035]浮萍的生长测定和酶促防御系统的活性测定同实施例1。
[0036]在本实例中，在温度为30°C时，多根紫萍、少根紫萍和青萍生长出现峰值，其相对生长率最大；培养7天后，三种浮萍的CAT、POD和SOD活性均最高，也有更大叶状体宽度。说明，浮萍在生长过程中能够进行一些调节以更有利于自身的生长。
[0037]以上实施例不是对本发明的限制，具体实施时可以在权利要求限定的范围内按一定比例配制大体积的培养容器，如培养容器可用面积大的磁盘等，投入的浮萍的量也根据培养容器的大小进行调整；光照强度可达到夏季光强的范围，光暗时间比可根据条件增大；不同浮萍品种的培植的初始PH条件可进行微调，如青萍的培养液的初始pH可为4~4.5，紫萍的培养液初始的pH可为4.5~5等。
[0038]如图2和表1所示，为实施例中不同初始pH条件下，培育7天后三种浮萍叶状体的宽度
【权利要求】
1.一种复合生物绿肥的优化培植方法，其特征在于，通过将按不同品种配比的浮萍进行逆境刺激处理，然后提供充足养分和适宜光照，达到高效快速培植的目的； 所述的浮萍包括:青萍(Lemna minor L.)、少根紫萍(Spirodelaoligorrhiza(Kurz)Hegelm.)和多根浮萍(Spirodelapolyrhiza (Linn.) Schleid.)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的浮萍经洗净后，用2%次氯酸钠溶液消毒，再清洗干净并根据不同品种分别转移入有完全培养液的容器中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的培养液是指:0.136g/L KH2PO4,0.251g/L ΚΝ03、0.543g/L Ca(NO3)2.4Η20、0.246g/L MgSO4.7H20，余量为微量元素。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的逆境刺激是指:将初始浮萍置于PH为4~5、温度为30±2°C的培养液中，让浮萍在生长过程中对培养液的pH和温度产生自然的调节。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的配比是指:青萍:少根紫萍:多根紫萍的鲜重比为9:3:1。
6.一种生物绿肥实现方法，其特征在于，通过将上述任一权利要求所述方法培植得到的浮萍进行怄肥、堆肥、晒干后作为肥料使用或在水田淹水期时直接施入。
【文档编号】C05F11/00GK103918532SQ201410169496
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】沈健英, 黄荣松, 陈侠桦, 郭利利 申请人:上海交通大学