一种特殊可控环境抑株高促高产的小麦无土培养营养液配方

本发明属于特殊可控环境小麦栽培，涉及一种特殊环境特别是针对空间有限的环境中抑株高促高产的小麦无土培养营养液配方，尤其是其中的氮磷钾比例。

背景技术：

1、特殊可控环境，指深空、深海、深地等、戈壁、沙漠等特殊极端环境，通过工程技术对温度、湿度、气体成分等非生物环境因素进行控制的环境，例如生物再生生命保障系统(bioregenerative life support system,blss)。随着载人航天等空间技术的不断成熟以及空间应用需求的扩大,全世界正在掀起新一轮深空探测热潮。生物再生生命保障系统(bioregenerative life support system,blss)，是以生态系统的原理，将复杂的生物技术和工程控制技术互相结合，构建由动物、植物和微生物组成的人工闭合生态系统，o2、h2o和食物这些乘员日常生活所必需的物资可原位循环再生，并为乘员提供类一个类似于地球的生态环境。而高等植物是blss中的核心链环，在blss中发挥着重要的功能和作用。生命保障系统内的植物性食物可以为人类提供氧气、水、碳水化合物和维生素等，但同时会产生大量的包括秸秆等在内的作物不可食废物。动物的饲料可以由作物不可食部分，如蔬菜的根、茎、叶，小麦、水稻等作物的秸秆、麦麸、米糠等提供，从而实现物质在系统内的循环再生。在进入blss的植物种类的筛选中，植株高度是否为矮株是其中重要的指标之一，因为直接影响生产效率，小麦身为生物再生生命保障系统高等植物单元中的核心候选粮食作物之一，开展面向生物再生生命保障系统内的小麦高效培养研究，对生物再生生命保障系统的建立具有重大理论和现实意义。需要实现blss中单位时间单位空间高生产效率，必然要求植物进行立体培养，植物株高将是限制因素之一。因此在提高小麦的产量的同时，还要对其株高进行调控。

2、以往特殊可控环境中小麦采用的营养液往往为knop或者hoagland营养液，比如俄罗斯的bios-3综合实验系统与美国的生物再生行星生命保障测试系统(bio-plex)等，往往具有其局限性，比如这些营养液通常是通用广谱的，针对性较弱，在用的过程中一般直接通过增加营养液倍数，来满足粮食作物对大量矿物营养的需求，营养盐的比例存在一定的问题。小麦在种植过程中，如果氮元素供应过多，很容易发生徒长现象，一旦发生徒长，不仅会过多消耗基质养分，抗逆能力下降，对后期的生长发育也会存在潜在危害。导致小麦徒长的环境因素很多，其中植物营养液相对于土壤环境、温湿度、微生物等因素都十分容易控制,在科研、农业及植物室内种植中得到了广泛应用。尤其对于室内生长的植物来说，营养液环境更为可控。小麦对于氮磷钾的吸收在营养液栽培中举足轻重，是抑制小麦徒长、提高小麦产量的关键步骤。由此可见，创制可提高小麦氮磷钾吸收的营养液具有十分重要的意义，以有效提高营养盐的利用效率。

3、本发明提出了一种特殊可控环境抑株高促高产的小麦无土培养营养液配方及其制备方法，能够很好的应用于特殊可控环境中小麦的全生育期栽培如生命保障系统等，抑制小麦徒长现象的发生，提高小麦产量，具有广阔的应用价值。目前，还没有通过营养液栽培抑制小麦徒长并提高产量的产品及相关明确报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是给出一种抑制小麦徒长提高产量的营养液配方及其制备方法，旨在通过改善小麦对氮磷钾的吸收，抑制小麦的徒长并提高其产量。

2、本发明是这样实现的，一种抑制小麦徒长提高产量的营养液配方及其制备方法，所述配方包括:

3、四水硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、乙二胺四乙酸二钠、七水硫酸亚铁、硼酸、一水硫酸锰、五水硫酸铜、四水钼酸铵和七水硫酸锌。

4、优选地，所述配方按浓度比例包括:

5、四水硝酸钙4-8mm、硝酸钾6-12mm、磷酸二氢钾7-14mm、七水硫酸镁2-4mm、乙二胺四乙酸二钠0.05-0.1mm、七水硫酸亚铁0.05-0.1mm、硼酸0.05-0.1mm、一水硫酸锰0.01-0.02mm、五水硫酸铜0.3-0.6μm、四水钼酸铵0.02-0.04μm和七水硫酸锌1.4-2.8μm，最终实现氮磷钾比例为n:p:k＝14:7:13。

6、本发明还提供一种抑制小麦徒长提高产量的营养液的制备方法，其适用于上述任意一种抑制小麦徒长提高产量的营养液配方，所述制备方法包括以下步骤:

7、1):分别配置四水硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢钾、七水硫酸镁的200×大量元素母液a～d，定容至1l并储藏于不同试剂瓶中，其中硝酸盐溶液应置于棕色试剂瓶中避光保存；

8、2):配置硼酸、一水硫酸锰、五水硫酸铜、四水钼酸铵和七水硫酸锌的1000×微量元素母液e，定容至1l并储藏于试剂瓶中；

9、3)∶溶解3.73g乙二胺四乙酸二钠于200ml蒸馏水，获得乙二胺四乙酸二钠溶液，搅拌乙二胺四乙酸二钠溶液，往乙二胺四乙酸二钠中缓缓加入2.78g七水硫酸亚铁，边加边不断搅拌，定容至1l并避光储藏于棕色试剂瓶中，获得铁盐溶液的200×母液f；

10、4):分别吸取母液a～d各50ml、母液e10ml及母液f 50ml，溶于9.8l去离子水中，震荡摇匀，获得所述营养液共10l。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明配置方法简单，易于保存，产品形态理想，不仅含有丰富的小麦生长发育所需的营养物质，满足小麦全生长期的生长条件，与传统营养液相比，上调了磷元素与钾元素的比例，下调了氮元素的比例。以此营养液对小麦进行全周期室内栽培，可使小麦株高显著降低，并改良小麦的最终产量，从而改善小麦栽培时徒长影响后期产量的问题，同时实现养分的合理均衡利用，减少资源浪费。

12、本发明的优点在于：

13、1、提供了一种适用于全生育期应用的小麦营养液，该营养液氮磷钾比例搭配合理，能够有效地抑制小麦徒长。

14、2、提供了一种适用于全生育期应用的小麦营养液，该营养液氮磷钾比例搭配合理，有利于最终实现小麦产量的提高。

15、3、本发明通过调控氮磷钾等无机态大量元素的的比例，制备出最终氮磷钾各自占氮磷钾总量的比值约为30％～40％、20％～25％及40％～45％，比例合适的微量元素和螯合态重金属元素的栽培营养液。

16、4、本发明提供的抑制小麦徒长提高产量的营养液配方基于实验结果提出，其制备方法亦经过了实验验证。

技术特征：

1.一种特殊可控环境抑株高促高产的小麦无土培养营养液配方，其特征在于：所述配方面向特殊环境特别是针对空间有限的环境中小麦培养，其成分和浓度比例包括：

技术总结
本发明阐述了一种特殊可控环境抑株高促高产的小麦无土培养营养液配方，其特征在于：所述配方面向特殊环境特别是针对空间有限的环境中小麦培养，其成分和浓度比例包括：四水硝酸钙4‑8mM、硝酸钾6‑12mM、磷酸二氢钾7‑14mM、七水硫酸镁2‑4mM、乙二胺四乙酸二钠0.05‑0.1mM、七水硫酸亚铁0.05‑0.1mM、硼酸0.05‑0.1mM、一水硫酸锰0.01‑0.02mM、五水硫酸铜0.3‑0.6μM、四水钼酸铵0.02‑0.04μM和七水硫酸锌1.4‑2.8μM，最终氮磷钾各自占氮磷钾总量的比值约为30％～40％、20％～25％及40％～45％，提供了一种适用于全生长期应用的小麦营养液，该营养液氮磷钾比例搭配合理，通过调控氮磷钾等无机态大量元素的的比例，实现养分的合理均衡利用，能够有效地抑制小麦徒长，最终实现小麦产量的提高。

技术研发人员：刘慧,武子舟,刘红,王文琳
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15