本發(fā)明具體涉及一種提升高粱抗鹽堿性能的方法。

背景技術(shù)：

1、高粱（sorghum?bicolor）為禾本科高粱屬的一年生草本植物，作為一種重要的糧食作物和飼料作物，在全球范圍內(nèi)具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義，隨著釀酒業(yè)對(duì)高粱的需求不斷增多，高粱憑借其多功能性和環(huán)境適應(yīng)性，在全球農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。鹽堿地由于其土壤中含有過(guò)量的可溶性鹽類(lèi)或堿性物質(zhì)而導(dǎo)致土壤肥力下降、植物難以生長(zhǎng)。通過(guò)種植耐堿作物以及使用滴灌技術(shù)使用水溶性肥料改善鹽堿地的土壤環(huán)境進(jìn)而提高作物的生產(chǎn)力和產(chǎn)量對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2、碳納米材料因其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)且具有低毒性，受到研究者廣泛關(guān)注。石墨烯（graphene）因其獨(dú)特的物理化學(xué)特性，近年來(lái)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。石墨烯具有良好的生物相容性、高導(dǎo)電性、大比表面積和優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，使其在土壤改良、農(nóng)藥傳輸、肥料效率提升等方面展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。由于石墨烯的植物生長(zhǎng)影響及毒性的研究是其大規(guī)模應(yīng)用的前提，對(duì)石墨烯的應(yīng)用形式設(shè)定及排放控制至關(guān)重要。因此，開(kāi)展石墨烯對(duì)植物生長(zhǎng)影響及毒性等相關(guān)研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。

3、目前在鹽堿地上主要以一些常規(guī)的土壤改良劑改善土壤質(zhì)量進(jìn)而用于農(nóng)作物的種植，而石墨烯在鹽堿地上的應(yīng)用十分有限。通過(guò)向鹽堿地中添加普通化學(xué)肥料、蚯蚓糞、腐殖酸、石膏和混合菌劑，綜合改良鹽堿土的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)。其中土壤中微生物量顯著得到提升，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)微環(huán)境，同時(shí)改變了農(nóng)作物根系的形態(tài)特征，進(jìn)而提高了農(nóng)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收量和對(duì)鹽堿的抗脅迫能力，增加了農(nóng)作物生物量。鑒于目前關(guān)于石墨烯對(duì)于鹽堿地上的應(yīng)用是非常有限的，尤其是在晉北地區(qū)，存在大量的鹽堿地沒(méi)有被進(jìn)行利用。因此利用石墨烯去提升作物的抗鹽堿性能并維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提升鹽堿地高粱作物的抗鹽堿性能和產(chǎn)量，通過(guò)在高粱的適當(dāng)齡期采用滴灌技術(shù)施加石墨烯溶膠，促進(jìn)高粱生長(zhǎng)的農(nóng)藝性狀。

2、為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下：

3、利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，包括以下步驟：

4、在高粱的40天齡期以后采用滴灌技術(shù)施加含有石墨烯的水溶性肥料。

5、按上述方案，所述含有石墨烯的水溶性肥料中石墨烯濃度為5-10?mg/l，用量為3000l/畝。

6、按上述方案，間隔20天滴灌一次，共澆灌4次。

7、按上述方案，所述石墨烯采用以下方案制備而來(lái)：

8、將均為高純石墨的陽(yáng)極、陰極極板放入電解氧化槽內(nèi)，再將電解液倒入槽內(nèi)，接通電源電解氧化制備石墨烯溶膠，經(jīng)過(guò)噴霧干燥得到石墨烯聚集體納米粒子粉末。

9、按上述方案，所述陽(yáng)極、陰極極板的厚度為20到80mm，長(zhǎng)度為300到600mm，寬度為200到300mm；陽(yáng)極、陰極極板間距離為30-70mm。

10、按上述方案，所述電解液中電解質(zhì)的濃度為0.04wt％到0.09wt％；所述電解質(zhì)采用硫酸、鹽酸、硝酸、氯化鈉、硫酸鉀中的一種或幾種。

11、按上述方案，所述陽(yáng)極、陰極極板之間用塑料網(wǎng)隔開(kāi)，有效電流密度控制在50a/m2到100a/m2之間；電源脈沖頻率為40hz到60hz；有效電壓為12v到20v；控制溫度在10℃到60℃之間；反應(yīng)150到200小時(shí)，石墨烯溶膠的濃度達(dá)到0.3-0.7％時(shí)氧化反應(yīng)結(jié)束，槽中的溶液即為石墨烯溶膠。

12、石墨烯在提升高粱抗鹽堿性能中的應(yīng)用，包括在高粱的40天齡期以后采用滴灌技術(shù)施加含有上述石墨烯的水溶性肥料促進(jìn)高粱生長(zhǎng)的農(nóng)藝性狀；所述農(nóng)藝性狀包括植株高度、植株莖粗、植株根長(zhǎng)、植株光合作用以及產(chǎn)量。

13、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益效果如下：

14、本發(fā)明提供石墨烯溶膠肥料在鹽堿地中促進(jìn)高粱生長(zhǎng)等農(nóng)藝性狀，包括植株高度、植株莖粗、植株根長(zhǎng)、植株光合作用以及產(chǎn)量。具體通過(guò)促進(jìn)鹽堿地中高粱作物的光合作用，包括胞間co2濃度、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度以及蒸騰速率。同時(shí)所述石墨烯還能提升鹽堿地中高粱作物的超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量。

15、本發(fā)明給出了石墨烯在提升高粱抗鹽堿能力以及生長(zhǎng)的用途，拓寬了石墨烯的應(yīng)用范圍。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可幫助提升鹽堿地中高粱的抗氧化酶活性以及產(chǎn)量，提升鹽堿地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，同時(shí)為石墨烯在緩解其他植物逆境脅迫中的應(yīng)用提供良好的技術(shù)途徑。

技術(shù)特征：

1.利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于所述含有石墨烯的水溶性肥料中石墨烯濃度為5-10?mg/l，用量為3000l/畝。

3.如權(quán)利要求1所述利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于間隔20天滴灌一次，共澆灌4次。

4.如權(quán)利要求1所述利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于所述石墨烯采用以下方案制備而來(lái)：

5.如權(quán)利要求4所述利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于所述陽(yáng)極、陰極極板的厚度為20到80mm，長(zhǎng)度為300到600mm，寬度為200到300mm；陽(yáng)極、陰極極板間距離為30-70mm。

6.如權(quán)利要求1所述利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于所述電解液中電解質(zhì)的濃度為0.04wt％到0.09wt％；所述電解質(zhì)采用硫酸、鹽酸、硝酸、氯化鈉、硫酸鉀中的一種或幾種。

7.如權(quán)利要求1所述利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，其特征在于所述陽(yáng)極、陰極極板之間用塑料網(wǎng)隔開(kāi)，有效電流密度控制在50a/m2到100a/m2之間；電源脈沖頻率為40hz到60hz；有效電壓為12v到20v；控制溫度在10℃到60℃之間；反應(yīng)150到200小時(shí)，石墨烯溶膠的濃度達(dá)到0.3-0.7％時(shí)氧化反應(yīng)結(jié)束，槽中的溶液即為石墨烯溶膠。

8.石墨烯在提升高粱抗鹽堿性能中的應(yīng)用，其特征在于包括在高粱的40天齡期以后采用滴灌技術(shù)施加含有石墨烯的水溶性肥料促進(jìn)高粱生長(zhǎng)的農(nóng)藝性狀；所述農(nóng)藝性狀包括植株高度、植株莖粗、植株根長(zhǎng)、植株光合作用以及產(chǎn)量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用石墨烯提升高粱抗鹽堿性能的方法，在高粱的40天齡期以后采用滴灌技術(shù)施加含有石墨烯的水溶性肥料；所述含有石墨烯的水溶性肥料中石墨烯濃度為5?10?mg/L，用量為3000L/畝；間隔20天滴灌一次，共澆灌4次；本發(fā)明給出了石墨烯在提升高粱抗鹽堿能力以及生長(zhǎng)的用途，拓寬了石墨烯的應(yīng)用范圍。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可幫助提升鹽堿地中高粱的抗氧化酶活性以及產(chǎn)量，提升鹽堿地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，同時(shí)為石墨烯在緩解其他植物逆境脅迫中的應(yīng)用提供良好的技術(shù)途徑。

技術(shù)研發(fā)人員：趙建國(guó),陳小康,沈立佳,楊家勝,尉若冰,石文堂,喬俊,陳志文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西大同大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9