本创新发明涉及一种水稻纳米硅屏障建立装置和方法,旨在插秧前通过将水稻根系浸泡在含纳米硅的通电营养液中,实现30分钟内在根部形成硅屏障,增强水稻的防御能力。
背景技术
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。
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。
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。
实现思路