一种提高桃树抗旱能力的叶面肥

1.本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及一种提高桃树抗旱能力的叶面肥。


背景技术：

2.桃树是重要的果树树种，其栽培面积在我国落叶果树中仅次于苹果树和梨树，居第3位。水分参与树体内各种新陈代谢的过程和生命物质的形成，对桃树生长发育具有重要作用，但北方每年旱情发生频繁，特别是春旱、伏旱现象极其严重，同时大部分桃园主要建立在瘠薄的山岭薄地，没有灌溉条件，干旱缺水是制约桃树生产发展的关键因素。此外，降水减少也造成干旱灾害频繁，严重影响桃树的正常生长发育和果实品质。因此，研究开发提高桃树抗旱能力的肥料极其必要。
3.然而，现有提高果树抗旱能力的肥料配方复杂，活性成分较多，导致成本较高，不利于市场推广使用；此外，现有抗旱肥料的功能单一，在实际种植中还需要配合其他肥料，促进桃树生长。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种提高桃树抗旱能力的叶面肥，其具有配方简单、成本低廉的优点。通过使用本发明提供的叶面肥，桃树叶片相对电导率显著下降，叶片相对含水量与光合速率显著提高，在增加桃树抵抗干旱胁迫能力的同时提高了桃产量与品质。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种提高桃树抗旱能力的叶面肥，由卵磷脂、月桂酸和硅酸钠组成。
8.所述叶面肥中各组分的质量份如下：卵磷脂100重量份、月桂酸10-11重量份、硅酸钠1-2重量份。
9.优选地，所述叶面肥中各组分的质量份如下：卵磷脂100重量份、月桂酸10重量份、硅酸钠1.4-1.5重量份。
10.本发明还提供所述叶面肥在提高桃树抗旱能力中的应用。
11.所述桃树的品种为
‘
金霞油蟠’和
‘
锦春’。
12.本发明还提供一种提高桃树抗旱能力的方法，包括如下步骤：将所述叶面肥用水稀释后，喷施于所述桃树的桃叶叶面。
13.所述稀释得到的混合液中，卵磷脂的质量浓度为500-550mg/l，月桂酸的质量浓度为45-55mg/l，硅酸钠的质量浓度为7-10mg/l。优选地，卵磷脂的质量浓度为500mg/l，月桂酸的质量浓度为50mg/l，硅酸钠的质量浓度为7.32mg/l。
14.所述叶面肥喷施于所述桃树的整个树冠，以将整个树冠各个部位喷撒均匀。
15.所述叶面肥的喷施频率为3次/月。
16.所述叶面肥喷施于整个干旱期间。
17.本发明提供的提高桃树抗旱能力的叶面肥中，各组分的作用如下：
18.1、卵磷脂作为农作物保护剂，可增强活性成分的功效，降低活性成分用量，保证含活性成分的水乳剂的稳定性。
19.卵磷脂具有防治蔬菜和水稻等农作物病虫害的作用，由于它毫无毒性和污染，所以它比现行农药更具有优越性。卵磷脂可和常用农药配合使用，例如，与抑制各种真菌病毒的乐果杀虫药、多菌灵、百菌清和托布津等掺和作用，使杀菌剂用量可减少30％，大大降低成本，减少公害和环境污染。卵磷脂也可单独作用或于食油和醇溶剂混合使用，例如，卵磷脂直接和水稀释成2mg/l以上溶液，可用来防治黄蜂、白粉病，它还可同时防治水稻的稻瘟病、纹枯病和白叶枯病等3种常见病虫害。在干旱活盐胁迫条件下，卵磷脂可以显著减轻细胞膜损伤。
20.2、月桂酸作为一种天然脂肪酸，可以激活植物抗性，研究表明，月桂酸可以通过茉莉酸信号通路起作用，提高植物的抗旱能力。
21.3、硅酸钠在抗旱性方面的机制在生理生化层面上得到了部分的阐明，包括能增加根系水分的摄入、保持营养平衡、减少叶片的水分流失、促进光合速率和通过增加抗氧化酶活性、非酶抗氧化剂的活性，提高抗氧化能力，还能够在胁迫条件下调控植物内激素的平衡等；本发明进一步发现硅酸钠与活性物质月桂酸、保护物质卵磷脂共同使用存在协同效应，提高植物抗旱能力效果更显著，进而提高产量与品质的效果更加明显。
22.本发明的有益之处在于：
23.本发明提供的叶面肥具有配方简单、成本低廉的优点。通过实施该叶面肥，桃树叶片相对电导率显著下降，叶片相对含水量与光合速率显著提高，在增加桃树抵抗干旱胁迫能力的同时提高了桃产量与品质。
附图说明
24.图1为干旱胁迫下桃实生苗生长状况及抗氧化能力；其中，图1中(a)表示干旱胁迫下桃实生苗的生长状况；(b)表示桃苗根部的伊文思蓝染色照片；(c)表示桃苗叶片伊文思蓝染色照片；(d)表示桃苗叶片气孔的状态。
25.图2为月桂酸对桃苗干旱胁迫的缓解作用；其中，图2中(a)为各处理桃叶片气孔状况；(b)为各处理桃叶片平均气孔孔径；(c)为各处理桃叶片初始荧光值(f0)、最大荧光值(fm)、psii的最大量子产率(fv/fm)、fpsii的实际光化学效率(fpsii)和光化学猝灭系数(qp)；(d)为各处理etr-par光响应曲线。
26.图3为干旱胁迫下不同浓度卵磷脂处理的桃实生苗叶片净光合速率。
27.图4为干旱胁迫下不同浓度卵磷脂处理的桃实生苗叶片的气孔密度和大小。
28.图5为干旱胁迫下不同浓度卵磷脂处理的桃实生苗叶片的脯氨酸含量和电解质外渗率；其中，图5中(a)表示脯氨酸含量，(b)表示电解质外渗率。
29.图6为干旱胁迫下卵磷脂对根系细胞活性的影响。
30.图7为干旱胁迫下卵磷脂对根系细胞完整性的影响。
31.图8为干旱胁迫下卵磷脂对根系细胞膜完整性的影响。
32.图9为本发明提供的叶面肥对干旱条件下桃叶片电解质外渗率和相对含水量的影响。
33.图10为本发明提供的叶面肥对干旱条件下桃叶片净光合速率和果实可溶性固形
物的影响。
34.图11为本发明提供的叶面肥对干旱条件下桃果实单果重和单株产量的影响。
具体实施方式
35.下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
36.下述实施例中所用的材料、试剂的说明：
37.卵磷脂：购自于北京索莱宝科技有限公司。
38.月桂酸：购自于默克sigmaaldrich公司。
39.硅酸钠：购自于北京百灵威科技有限公司。
40.以下实施例中的干旱胁迫试验是指：用10％聚乙二醇(peg)溶液调控花盆中石英砂的含水量模拟干旱条件。
41.实施例1
42.试验以毛桃(amygdalus persica)实生苗为试材，于2021年在山东农业大学南校区试验站进行干旱胁迫试验。
43.首先，进行了预试验，筛选了硅酸钠缓解桃干旱胁迫的适宜浓度。选取生长一致、无病害的5片叶毛桃实生苗为试验材料，幼苗定植于盆中，盆为圆柱形，内径24cm，高12.8cm，盆中为石英砂。在光照(20,000lux)、昼夜温度28℃/18℃、空气湿度50％的温室中培养。用10％聚乙二醇(peg)溶液调控花盆中石英砂的含水量模拟干旱条件。分别施用不同浓度的硅酸钠溶液，硅酸钠浓度分别为0mmol/l，0.03mmol/l，0.06mmol/l，0.09mmol/l和0.12mmol/l。每处理15盆。处理6天后，测定各处理桃叶片净光合速率。结果发现，干旱条件下，0mmol/l，0.03mmol/l，0.06mmol/l和0.12mmol/l的硅酸钠处理桃叶片的净光合速率分别为6.73μmol
·
m-2
·
s-1
，7.02μmol
·
m-2
·
s-1
，7.96μmol
·
m-2
·
s-1
，7.87μmol
·
m-2
·
s-1
，7.52μmol
·
m-2
·
s-1
。其中0.06mmol/l的硅酸钠处理桃叶片净光合速率最高，表明该浓度对缓解桃苗干旱胁迫效果较好。
44.接下来，进一步系统研究了7.32mg/l的硅酸钠(即0.06mmol/l na2sio3)对桃苗干旱胁迫的缓解作用。
45.设置3个处理：对照(ck；清水)；干旱胁迫(10％聚乙二醇peg；10％ peg溶液)；干旱胁迫+硅(10％ peg+si；10％peg+0.06mmol/l na2sio3)。
46.每个处理选择30株生长一致且无病虫害的5片叶毛桃实生苗，幼苗定植于盆中，盆为圆柱形，内径24cm，高12.8cm，盆中为石英砂，在光照(20,000lux)、昼夜温度28℃/18℃、空气湿度50％的温室中培养。用10％ peg溶液调控花盆中石英砂的含水量进行模拟干旱，ck处理的含水量为60％，10％peg和10％peg+si处理组石英砂的含水量为40％。硅处理采用0.06mmol/l na2sio3溶液施于根部，共100ml，清水作为对照。
47.处理10天后，观察毛桃实生苗形态，用伊文思蓝对叶进行染色，观察气孔状态，分析硅酸钠对桃苗干旱胁迫的缓解作用。
48.具体测定方法为：用伊文思蓝对叶进行染色的方法，观测不同处理对叶片和根系的影响。使用电子显微镜观测不同处理桃叶片气孔状态。
49.结果发现，在干旱胁迫条件下，植株叶片含水量随着胁迫强度的增加而降低，含水
量在一定程度上反映植物的抗旱能力。如图1所示，干旱胁迫导致桃苗叶片萎蔫和严重失水，但与对照相比，外源硅处理缓解叶片的萎蔫，减少了叶片水分散失(图1a)。对干旱胁迫下幼苗氧化损伤情况用伊文思蓝染色进行检测发现，与对照相比，硅处理的幼苗叶片和根部的染色程度显著降低(图1b和1c)，这表明硅处理的桃幼苗受到的氧化胁迫损害显著低于对照。对叶片的气孔观察表明，干旱胁迫显著影响了叶片气孔状态。与对照相比，干旱胁迫导致桃苗叶片气孔关闭(图1d)。
50.以上研究结果表明，7.32mg/l的硅酸钠能够缓解干旱胁迫对桃幼苗的损害，因而可以提高桃树的抗旱性。
51.实施例2
52.试验以毛桃(amygdalus persica)实生苗为试材，于2021年7月在山东农业大学南校区试验站进行干旱胁迫试验。
53.首先，研究了不同浓度的月桂酸对干旱胁迫桃苗的缓解作用，筛选适宜的月桂酸施用浓度。选取生长一致、无病害的5片叶毛桃实生苗为试验材料，幼苗定植于盆中，盆为圆柱形，内径24cm，高12.8cm，盆中为石英砂。分别设置以下5个处理，处理1为对照第1天施用100ml 0mg/l的月桂酸，即清水，之后不再供水；处理2：第1天施用100ml 1mg/l的月桂酸，之后不再供水；处理3：第1天施用100ml 10mg/l的月桂酸，之后不再供水；处理4：第1天施用100ml 50mg/l的月桂酸，之后不再供水；处理5：第1天施用100ml 100mg/l的月桂酸，之后不再供水。处理15天后测定各处理的桃叶片净光合速率，发现处理1、处理2、处理3、处理4、处理5桃叶片的净光合速率分别为12.56μmol
·
m-2
·
s-1
，12.89μmol
·
m-2
·
s-1
，13.59μmol
·
m-2
·
s-1
，14.71μmol
·
m-2
·
s-1
，11.52μmol
·
m-2
·
s-1
。其中50mg/l的月桂酸处理桃叶片净光合速率最高，表明该浓度对缓解桃苗干旱胁迫效果较好。
54.接下来，进一步系统研究了50mg/l的月桂酸对桃苗干旱胁迫的缓解作用。试验设置4个处理：ck：正常浇清水，处理第1天浇100ml清水，此后每5天浇水一次。la处理：处理第1天浇100ml浓度为50mg/l的月桂酸，此后每5天浇月桂酸一次。ck-d：处理第一天开始不浇水，一直维持干旱状态。la-d：处理第1天浇100ml浓度为50mg/l的月桂酸，此后不浇水也不浇月桂酸，一直维持干旱状态。
55.每个处理选择30株生长一致且无病虫害的5片叶毛桃实生苗，幼苗定植于盆中，盆为圆柱形，内径24cm，高12.8cm，盆中为石英砂，在光照(20,000lux)、昼夜温度28℃/18℃、空气湿度50％的温室中培养。
56.处理第14天时，从每株植株同一部位采集3片叶片，观察气孔形态和气孔程度开放，测定各处理叶绿素荧光参数。
57.具体测定方法为：从每株植株同一部位采集3片叶片，观察气孔形态和气孔程度开放。将无色丙烯酸指甲油均匀地涂在采集到的每一片桃叶的背面，5分钟后，用镊子将变硬的指甲油取出。然后将涂了指甲油的碎片放在显微镜载玻片上，用荧光显微镜在400倍放大倍率下检查(axi0,carl zeiss,germany)。我们在每一块碎片上随机选择三个位置进行成像。为了计算和识别开放程度，使用imagej软件测量气孔孔径(national institutes of health,bethesda,maryland,usa)。
58.使用imaging-pam叶绿素荧光系统(heinz walz,effeltrich,germany)测量了以下参数：最小荧光(f0)、最大荧光(fm)、最大量子效率(fv/fm)、实际量子效率(fpsii)、光化
学猝灭(qp)、非光化学猝灭(npq)和电子传递速率(etr)。为了测定fv/fm，桃叶在黑暗夹接头中进行了30分钟的暗适应。
59.结果发现，在正常条件下，干旱处理叶片气孔开度明显小于对照叶片。外源la施用，可使叶片气孔孔径增大(图2中(a))；与ck处理相比，la处理显著提高了平均气孔孔径，提高了2.41倍(图2中(b))。
60.干旱处理桃树幼苗的初始荧光值(f0)、最大荧光值(fm)、psii的最大量子产率(fv/fm)、fpsii的实际光化学效率(fpsii)和光化学猝灭系数(qp)显著降低(图2中(c))。la处理使f0、fm、fv/fm、fpsii和qp分别提高了18.54％、33.71％、7.75％、19.41％和11.39％。叶片对应的彩色照片显示了四个参数在不同处理下的状态(图2c)。la-d处理均能有效缓解干旱胁迫造成的损伤。etr-par光响应曲线(图2中(d))显示，la-d处理使桃树幼苗的etrmax分别提高了51.45％。
61.以上研究结果表明，50mg/l的月桂酸能够缓解干旱胁迫对桃实生苗的伤害。
62.实施例3
63.试验以当年生毛桃(amygdalus persica l)实生苗为试材，于2017年在山东农业大学南校区试验站进行干旱胁迫试验，研究了不同浓度卵磷脂(pc)对桃实生苗干旱胁迫的缓解作用。
64.试验设置6个处理：c1，清水对照；c2，清水对照+500mg/l pc；d1：干旱胁迫不添加pc；d2：干旱胁迫添加200mg/l pc；d3：干旱胁迫添加500mg/l pc；d4：干旱胁迫添加1000mg/l pc；各处理从第1天开始处理第一次，之后每隔1天处理一次，每次100ml，一共三次。第三次处理后，将实生苗置于避雨设施内进行干旱胁迫处理，于处理后第1天、第3天、第6天、第9天、第12天测定其净光合速率，后取样测定电解质外渗率、脯氨酸、观测气孔状态，叶片细胞完整性等相关指标。
65.每个处理选择30株毛桃实生苗，幼苗定植于盆中，每盆定植1株，盆为圆柱形，内径24cm，高12.8cm，盆内栽培基质为石英砂，在光照(20,000lux)、昼夜温度28℃/18℃、空气湿度50％的温室中培养。
66.指标的测定及计算方法：
67.净光合速率：利用ciras-3便携式光合仪测定系统(ppsystems，英国)测定充分展开的功能叶片净光合速率，重复3次，取其平均值。使用电子显微镜观测叶片气孔状态，利用imagej对气孔大小和面积进行测定。
68.电解质渗透率：将浸泡好的待测叶片，用镊子轻轻取出，放入加有10ml去离子水的20ml试管中，每管放3片叶圆片，管口盖以干净的塑料薄膜，用皮筋包扎好，每个处理设3个重复(即3支试管)，将试管分别放在50℃培养箱0.5小时，并以室温(20℃)作对照，处理完毕用自来水冲洗试管5分钟，使平衡到室温。
69.电导率的测定：a)充分摇匀，测第一次电导值g1。b)将试管放入沸水煮20分钟杀死组织，在室温下平衡10分钟并冷却待到室温后测得第二次电导值g2。
70.相对电导值(％)＝第一次电导值/杀死后电导值
×
100％
71.电解质外渗率(％)＝(样品相对电导值-对照相对电导值)/(100％-对照相对电导值)
×
100％
72.脯氨酸：采用茚三酮比色法。称取鲜样0.5g，加5ml磺基水杨酸，封口沸水浴10min，
冷却，用滤纸漏斗过滤，吸滤液2ml(对照吸蒸馏水2ml)，加2ml冰乙酸，再加3ml酸性水合茚三酮显色液，沸水浴40min，冷却，加5ml甲苯，充分震荡，静置分层，取上层甲苯液于520nm下比色。
73.脯氨酸(μg/gfw或dw)＝y
×
v/a
×w74.根系细胞相对活性：采用伊文思蓝染色方法测定。为了固定根部样本，我们首先将它们浸泡在2.5％的戊二醛中，温度为4℃，然后在pbs缓冲液中冲洗10分钟，冲洗三次；接下来，我们用1％的柠檬酸在4℃下固定样品2小时，然后进行第二组三次10分钟的pbs缓冲冲洗；最后，使用乙醇系列梯度脱水(使用30％、50％、70％、90％和100％乙醇溶液)对样品进行脱水。样品在该系列的每一步浸泡10分钟，并在100％乙醇溶液中浸泡两次；然后将样品在孵卵前嵌入epon812环氧树脂中，并在37℃、45℃和65℃下连续固化3个阶段，每个阶段24小时。接下来，使用ultracute超薄切片机对样品进行切片。最后，用醋酸铀酰铅对样品染色。在机器上测试。
75.研究结果发现，无论是否使用外源卵磷脂处理，正常浇水的桃苗之间的净光合速率和叶绿素含量(即spad值)没有显著差异。相反，干旱胁迫植物的净光合速率和spad值都随着时间的推移而下降。添加200mg/l、500mg/l和1000mg/l卵磷脂的植株净光合速率和spad值均高于对照。在12d内，500mg/l卵磷脂处理的净光合速率和spad值下降幅度最小(图3)。
76.表1不同浓度卵磷脂对桃实生苗干旱胁迫的缓解作用
[0077][0078][0079]
由图4和表1可以看出，400倍放大观察表明，水分充足的桃苗叶片下部气孔长度短，宽度长。因此，它们的保卫细胞的整体形状是圆形和饱满的，它们的气孔是开放的。发现，无论是否施用卵磷脂处理，非胁迫植株的气孔形状和密度均无显著差异。相比之下，干旱胁迫下的植株气孔变长变窄，气孔密度低于非干旱胁迫下的植株。未经处理的干旱胁迫植物气孔保持闭合，而卵磷脂处理的植物气孔部分打开。发现500mg/l卵磷脂处理的气孔开放程度最高。
[0080]
由图5可以看出，未受干旱胁迫的植株，无论是否补充卵磷脂，其脯氨酸含量差异不大。未胁迫和未处理的植株根系脯氨酸含量平均为18.13μg/ml，而500mg/l卵磷脂处理的植株根系脯氨酸含量为17.6μg/ml，均低于干旱胁迫对照组。
[0081]
电导率是衡量桃树植株体内细胞内容物扩散到细胞外的一项生理指标，能够反映
细胞质膜受到伤害的程度。由图5可知，干旱胁迫下，500mg/l卵磷脂处理的植株根系的电解质外渗率显著低于d1组。说明500mg/l卵磷脂处理显著降低了桃实生苗叶片膜蛋白受伤害程度，减少了胞质的胞液外渗，有效的保护了细胞膜系统，增强了叶片抗旱能力。
[0082]
由图6可以看出，伊文思兰是细胞活性染料，用于检测细胞膜的完整性和细胞是否存活，活细胞不会被染成淡蓝色，而死细胞会被染成蓝色。图6反映的是伊文思兰染色液对根系细胞活性的影响。由图6可知，d3、d4细胞活性明显高于d1，其中d3处理根系细胞活性最高。可能是干旱胁迫下卵磷脂对根系细胞膜的完整性起到保护作用，从而增强植物根系细胞的活性。
[0083]
从图7可以看出，当植株水分充足时，经卵磷脂处理的植株细胞完整性与未处理的植株差异较小。然而，当植物遭受干旱胁迫时，未处理过卵磷脂的植物的细胞结构完整性和细胞膜结构被破坏，如图8所示，而500mg/l卵磷脂处理的植物的根细胞完整性和对细胞膜的保护明显更高。
[0084]
实施例4
[0085]
于2022年在山东农业大学园艺试验站桃园内进行试验，以研究该发明中叶面肥对桃干旱胁迫以及桃产量与品质的影响作用。
[0086]
2022年4-5月份，连续两个月无有效降雨情况。
[0087]
以4年生
‘
金霞油蟠’和
‘
锦春’为试材，每个品种选取长势基本一致的20株进行处理，两个品种定植株行距为2米
×
5米(每亩67株)。
[0088]
处理：将稀释后含有500mg/l的卵磷脂、50mg/l的月桂酸和7.32mg/l的硅酸钠的混合液作为叶面肥，用电动喷雾器喷施在桃树整个树冠，以将整株树各个部位喷施均匀为宜，喷施频率为3次/月，每次喷施叶面肥均以喷撒等量的清水为对照。自5月10日开始第一次处理，直至果实成熟结束。
[0089]
指标的测定及计算方法：
[0090]
1、电解质外渗率的计算方法同实施例3中所述。
[0091]
2、相对含水量：选每品种6片桃叶，称重后，放入装有蒸馏水的封口袋中，放入4℃冰箱中浸泡24h后称重(饱和质量)，烘干，计算叶片相对含水量。桃树叶片相对含水量(rwc)＝[(鲜质量-干质量)/(饱和质量-干质量)]
×
100％。
[0092]
3、光合速率：利用ciras-3便携式光合仪测定系统(ppsystems，英国)测定充分展开的功能叶片净光合速率，重复3次，取其平均值。
[0093]
4、平均单果重和单株产量：每处理每个品种随机选取3株树，测出每株树果实总数量，每株树选取树冠外围中部10个果实，测定单果重，折合计算出每株产量。
[0094]
5、可溶性固形物含量：可溶性固形物用td-4测糖仪测定，重复3次，取其平均值。
[0095]
如图9、图10、图11所示，喷施本发明叶面肥后，
‘
金霞油蟠’和
‘
锦春’叶片的电解质外渗率分别下降27.6和35.9％，相对含水量分别提高18.7％和32.6％，光合速率分别提高23.6％和29.4％，可溶性固形物含量分别提高9.6％与10.1％；平均单果重分别提高10.2％和11.3％，单株产量分别提高22.3％和24.8％。可见，通过使用该叶面肥，叶片相对电导率显著下降，叶片相对含水量与光合速率显著提高，在增加桃树抵抗干旱胁迫能力的同时提高了桃产量与品质。
[0096]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在
本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。