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环二肽和5-甲氧基吲哚作为肥料增效剂的研究和应用

于明芯

环二肽和5-甲氧基吲哚作为肥料增效剂的研究和应用

于明芯1
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作者信息

  • 1. 南京农业大学
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摘要

农药、化肥的应用为农业生产带来了切实的效益,但也带来了环境污染和生态破坏。因此,研究新型无毒、微量、高效的促进植物生长的生物活性物质,提高肥料的利用率以及作物的抗逆性,可为农业生产可持续发展提供理论基础及应用材料。本研究将主要针对具有促进植物生长作用的环二肽、5-甲氧基吲哚等对植物的促生及抗逆作用进行探究,并与各种肥料增效剂进行促生对比实验,取得了以下研究结果: 1. 环二肽的促生和提高植物抗逆性的功能探究 本研究所用环二肽为环亮氨酸-谷氨酸cEL(cyclo-L-Lue-L-Glu)由生防假单胞菌Pseudomonas protegens Pf-5产生。研究发现,30 ng/ml的环二肽溶液灌根处理,对苋菜促生效果最显著,与对照相比,株高增长20.97%、地上鲜重增加了45.02%。之后,选用终浓度为30 ng/ml的环二肽与复合肥混合使用,混合硝基肥处理的苋菜鲜重较只使用硝基肥处理增加了48.82%,混合尿基肥处理的苋菜鲜重较只使用尿基肥处理增加了51.30%。对空心菜进行0.2%NaCl胁迫后实验结果表明,环二肽可显著提高盐胁迫下植物的株高和鲜重,与对照相比,对空心菜的株高和鲜重分别提高19.74%和79.77%。对上海青使用环二肽处理后进行14℃48 h、6℃48 h、0℃48 h的低温胁迫,实验结果显示,30 ng/ml的环二肽与对照相比,植物的鲜重可增加38.88%;且对植物进行盐胁迫及低温胁迫处理后,使用环二肽处理的植物体内MDA含量下降,细胞膜的通透性减弱,POD活性提高,增强植物的耐盐性和耐寒性。综上,研究表明环二肽可促进植物的生长,提高植物的抗逆能力,后续可以将其与不同的复合肥结合,生产出具有不同功能的肥料产品。 2. 褪黑素类似物的筛选及5-甲氧基吲哚的功能探究 褪黑素对植物具有较好的促生和提高植物抗逆性的作用,本研究通过对3种褪黑素类似物(5-甲氧基吲哚、5-甲氧基色胺、色胺)对小白菜上海青的促生筛选实验发现,3种化合物分别单独施用后,5-甲氧基色胺对植物株高、鲜重促生效果最好,而与复合肥混合使用后5-甲氧基吲哚的促生效果最好。进一步对5-甲氧基吲哚进行功能探究,实验结果发现,5-甲氧基吲哚与尿基肥混合使用后对植物有显著的促生作用,对植物鲜重较单独尿基肥可增加9.27%;可显著促进植物在盐胁迫条件下的生长,对植物鲜重较对照可增加41.66%;使用5-甲氧基吲哚对植物进行处理后进行低温胁迫,植物的鲜重增加了16.84%;对植物分别进行干旱胁迫及淹水胁迫后,5-甲氧基吲哚处理较对照提高了植物的鲜重20.94%(干旱胁迫)、35.13%(淹水胁迫)。5-甲氧基吲哚与尿基肥混合使用后可以促进植物在逆境下的生长,增加植物的地上部分鲜重,降低植物在逆境胁迫条件下的电导率及MDA含量,提高POD活性,增强对植物在逆境条件下的保护作用。 3. 环二肽、5-甲氧基吲哚与其他肥料增效剂的促生对比实验 目前DA-6、橙皮精油B、黄腐酸钾等在化肥上有较为广泛的应用,本研究主要选用了环二肽、5-甲氧基吲哚DA-6、橙皮精油B、黄腐酸钾等6种肥料增效剂在小白菜和番茄上进行促生对比实验。分别使用各种肥料增效剂处理小白菜上海青后发现,橙皮精油B对增加小白菜上海青的鲜重效果最好,5-甲氧基吲哚次之,增加了42.94%;番茄使用各肥料增效剂后,环二肽和5-甲氧基吲哚对番茄果实鲜重分别增加10.74%和26.39%,天益、DA-6乳油、橙皮精油B以及环二肽可增加番茄的结果数量。因此,我们可根据不同生产需求选择相对应的肥料增效剂,提高肥效,减少化肥的使用。

关键词

肥料增效剂/环二肽/5-甲氧基吲哚/5-甲氧基色胺

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授予学位

硕士

学科专业

资源利用与植物保护

导师

高学文/穆光远

学位年度

2021

学位授予单位

南京农业大学

语种

中文

中图分类号

S1
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