[发明专利]一种减缓大气臭氧污染对敏感类植物毒性的防护剂及使用方法

说明书

本发明是一种减缓大气臭氧污染对臭氧敏感类植物毒性的制剂及使用方法，属于大气污染监测与植物防护领域。该防护剂由硝酸铵钙、木醋液和水组成。本发明通过植物叶面喷施结合根部施入的方法，减缓植物因大气高浓度臭氧导致的氧化伤害，达到防护臭氧对敏感性植物的毒害作用。制剂的使用方法为：先配制硝酸铵钙水溶液植物根部土壤施入，然后配制木醋液水溶液，采用喷施植物方式。本发明的优点是：安全无毒，环境友好，部分试剂作为常用无机肥料，还有助于植物生长；原位防护，无需繁杂工序，施用运输安全，施用方式简单，可用于城市园林、绿化等环境大面积使用。

技术领域

本发明涉及一种减缓大气臭氧污染对敏感类植物毒性的防护剂及使用方法，属于大气污染监测与植物防护领域。

背景技术

近地层臭氧已成为影响我国大中城市夏季空气质量的首要污染物，并且浓度逐年升高。臭氧具有强氧化性，对陆地植被具有很强的毒性作用，例如可以诱发敏感性植物出现叶面损伤、造成进行光合作用的叶面积变小、降低植物净光合速率，抑制植物生长和发育，影响农作物产量和质量。监测数据表明，2013年至2017年，我国31个省会城市第90分位的日最大8小时臭氧平均浓度（MDA 8）从61.6 ppb增加到76.0 ppb，已超过臭氧对植物的危害阀值（40 ppb）。据估计，全球因臭氧污染造成的农作物经济损失高达90.8亿美元，我国长江三角洲地区农业经济损失为14.75亿元人民币。因此，找到一种减缓大气臭氧污染对植物毒害作用的有效制剂以及施用方法，对臭氧浓度升高背景下植物生长和农业生产有重要的意义。

臭氧主要通过气孔进入植物体内，并引发活性累积和爆发。研究表明，通过向叶片外源喷施抗氧化剂（如水杨酸和抗坏血酸、酚类）可以在一定程度上有效防护臭氧对植物的氧化损伤。木醋液的主要成分为酚类和酸类等物质，其中酸类如水杨酸和抗坏血酸等、酚类如类黄酮等是植物体内重要的活性氧清除剂，可以有效清除臭氧进入植物体内产生的活性氧。木醋液中的这类酚类和酸类等物质被植物叶片吸收后，可以直接参与对臭氧和活性氧的解毒，保护叶片叶绿体，还能提高植物维生素C含量，抗氧化酶含量，作为微肥施用可以促进植物根系、茎秆和叶片生长。并且，木醋液对植物病菌的抑菌效果，还可以减弱植物病菌在臭氧造成的叶片损伤部位进行繁殖和侵入。

此外，植物的营养状态影响植物的臭氧敏感性，植物体内氮素水平越高植物对逆境的抵御能力更强。硝酸铵钙（5Ca(NO₃)₂·NH₄NO₃·10H₂O）是一种含氮和速效钙的新型高效复合肥料，易溶水、肥效快，植物可直接吸收，可以快速补氮和补钙，可提高植物对病害的抵抗力。硝酸铵钙中的硝酸根(NO₃^-)是植物主要的营养物质，可以作为信号分子调控植物的生长发育和形态建成，还会影响植物对逆境的适应性。臭氧会造成植物叶绿体降解、降低光合酶的活性、引起叶片早衰和提前脱落，而氮素水平的提高可以提高植物叶绿素含量、提高净光合速率，延缓植物的衰老。此外，钙是作物生长发育所必需的营养元素，参与诸多与环境胁迫相关的响应调节过程；在光合作用中Ca²⁺参与了气孔运动等生理过程，能够有效改善植物的光合能力，同时也可以影响气孔运动影响臭氧进入。外源钙盐可以增强植株细胞对逆境的抗性，有效缓解植株光合能力的下降，提高植物的光合性能。硝酸铵钙中的水溶性钙，可以提高植物对大气污染和植物病害的抵抗力。硝酸铵钙是不会引起土壤板结，并且能降低活性铝的浓度，提供的水溶性钙能促使土壤中有益微生物的活动，是一种高效环保绿色肥料。

现有缓解臭氧伤害的方法有喷施EDU（乙烯二脲）、抗坏血酸溶液等方法，存在难以获得或造价高等问题，并且EDU对环境的长期影响尚无全面评估。采用木醋液、配合硝酸铵钙进行大气臭氧伤害防护，对环境与动物无毒无害，可以发挥其协同增效的作用，增强植物对逆境的适应性，对环境保护具有积极作用。木醋液是一种源于生物质且环境友好的、兼具多种功能的植物生长调节物质，具有良好的开发应用前景。

发明内容