叶面喷施生物质碳点对玉米光合及产量的影响

作     者：徐兰青 程冰徐 王传洗 XU Lanqing;CHENG Bingxu;WANG Chuanxi

作者机构：江南大学环境与生态学院江苏无锡214122 江南大学环境过程与污染控制研究所江苏无锡214122 

出 版 物：《生态环境学报》 (Ecology and Environmental Sciences)

年 卷 期：2023年第32卷第12期

页      面：2166-2173页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 07[理学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(42307352) 

主　　题：生物质碳点 大豆 玉米 光合作用 产量性状 

摘      要：与化石能源相比,生物质作为最常见的可再生能源,不仅污染小,还有助于缓解全球变暖。因此,合理有效的利用生物质对生态环境的可持续发展具有重要意义。以大豆(Glycine max)为生物质碳源,通过水热法合成了大豆生物质碳点(SoyCDs)。制备的Soy-CDs呈球形,平均粒径为2.9 nm,最佳激发波长为340 nm,最佳发射波长为440 nm,表面富含含氧官能团,表明Soy-CDs具有良好荧光特性及生物相容性,且最大产率可达50%。此外,进一步探究了叶施不同质量浓度的SoyCDs(0、5、10、25 mg·L^(-1))对玉米(Zea mays)光合、生长及产量的影响。结果表明,10 mg·L^(-1)的Soy-CDs可显著提高玉米叶片的净光合速率(208.0%),其可能原因是Soy-CDs的光转换功能增加了玉米叶片对光能的吸收和利用效率,进而改善了玉米叶片的叶绿素荧光参数及电子传递过程。同时,玉米地上部的鲜质量和干质量分别增加53.9%和42.1%,玉米地下部的鲜质量和干质量分别增加84.9%和58.6%。玉米根长、根表面积及根尖数分别增加了83.0%、94.7%和112.7%。玉米根部生长的改善将有利于玉米植株对土壤养分和水分的吸收利用。玉米单株产量增加了11.6%,玉米籽粒的百粒质量提升了6.5%,玉米棒长增加16.2%以及棒直径增加36.7%。综上,利用生物质合成的生物质碳点(B-CDs),不仅具有CDs本身的优越性质,还能降低CDs的合成成本,提高产率,实现了生物质的资源化,有利于环境的可持续发展。同时,在适当浓度下B-CDs还能有效促进作物生长和产量,为碳纳米肥料在农业中的应用提供了数据支撑。