CN102612947A

CN102612947A - 一种采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法

Info

Publication number: CN102612947A
Application number: CN201210081152XA
Authority: CN
Inventors: 多立安; 赵树兰; 吕丽华
Original assignee: Tianjin Normal University
Current assignee: Tianjin Normal University
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明涉及一种采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法，它是将草坪植物种子用浓度为50mg·L^-1～300mg·L^-1的硝酸镧水溶液浸泡18-24小时；然后播种在铺有滤纸的培养皿中，将播有种子的培养皿至于日照下萌发。种子播种2-3d后开始记录发芽数；在草种生长结束后，用剪刀齐根剪下，称单株鲜重和总鲜重，样品置于烘干箱中80摄氏度烘8h，测定各项指标。本发明采用稀土元素镧浸种，对黑麦草和高羊茅的萌发和初期生长都有影响作用。对两草种的萌发有促进作用；对地下根系部分的生长有明显的促进作用，因此，研究结果表明：用稀土元素浸种来调节草坪草种的扎根程度和绿色程度达到最佳的效果。

Description

一种采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法

技术领域

本发明涉及稀土镧在城市草坪建植技术领域中的应用，特别是涉及采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法，以及在调节草坪草种的扎根程度和绿色程度方面的应用。

背景技术

我国稀土资源极为丰富。近年来，国内二十几个省市自治区的一些有关研究单位与院校对稀土的应用也进行了研究。实践证明。使用稀土元素，可通过影响农业大田作物的生理代谢活动而达到增加作物产量的目的。

稀土元素对大田农作物具有促进生长发育，提高产量，改善品质，增强对诸如酸雨、干旱、高温、寒冷、盐渍、病虫害等逆境条件的抗逆性的作用。在研究其生理作用时发现稀土对植物种子的萌发和根系生长具有特殊的效应：影响植物根的分化、促进根系伤流的溢流量、影响根细胞质膜的透性，适量的稀土元素可以促进种子萌发和苗期生长，稀土能够促进、协调植物对矿质养分的吸收、转化和质膜的透性等，可以提高叶内叶绿素的含量和光合作用效率。稀土元素因其可以促进农作物增产已在我国广泛应用，其作用机理亦已有许多报道。

目前，关于稀土元素的应用，现有文献有关于铈对酸雨胁迫下大麦种子萌发的影响的报道，还有硝酸铈对水稻种子活力和萌发期间酶活性的影响报道等文献，它们均属于农作物学科，但有关采用稀土镧改善草坪植物生长性能研究尚未见到报道。另外也有文献有报道“有稀土在草地生产中的作用”，所属的专业领域为畜牧学科，草地生产专业，涉及到的饲草或牧草与草坪无关。其中的草地指的是能进行放牧、割草发展畜牧业的土地（或地段），其目的为人们生活提供肉、奶、毛等畜产品的。草坪所属的专业领域为园艺学科，观赏园艺专业，指的是用于城市绿化、并为城市提供生态服务的。草坪与草地有着本质的差别的。草坪植物在幼苗期的根系活力较弱，地上部生长缓慢，而草坪植物这种前期生长较弱的特性，往往使草坪植物在生长前期与杂草的竞争中处于劣势地位，这样的结果可导致草坪建植失败；另外，这种情况在干旱缺水的环境条件下，草坪植物在生长前期与杂草的竞争中处于劣势的现象尤为突出；这直接影响到草坪植物的成活率；这也是草坪建植应用在实践中的最大困难，即草坪建植经历技术“瓶颈”制约的问题所在。本发明人于2006年12月05日，申请了“硝酸铈在草坪建植技术中的应用(2006101298780)”重点公开了硝酸铈在提高种子活力方面的应用，在此基础上本发明人又进一步研究了硝酸镧在提高草坪植物黑麦草生长方面的应用。

发明内容

本发明公开了一种采用稀土镧提高黑麦草生长性能的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

一种采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

(1) 将草坪植物种子用浓度为50 mg·L^-1～300 mg·L^-1的硝酸镧水溶液浸泡18-24h小时；

（2)然后播种在铺有滤纸的培养皿中，播种密度为35.0g/m²-45.0g/m²，将播有种子的培养皿至于日照下萌发。

（2)种子播种2-3d后开始记录发芽数，每天定时观察，连续5天萌发率不超过1%，视为萌发结束，结束记录；

（3）在草种生长结束后，用剪刀齐根剪下，称单株鲜重和总鲜重，样品置于烘干箱中80摄氏度烘8h，测定各项指标。

本发明所述的草坪植物种子为多年生黑麦草（Lolium perenne.L）或高羊茅（Festuca arundinacea.L）。

本发明优选草坪植物用浓度为150-250mg/Kg硝酸镧水溶液浸泡种子的时间为24小时。

本发明进一步公开了采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法在制备调节草坪草种的扎根程度和绿色程度方面的应用。其中的硝酸镧水溶液浓度为150-250mg/Kg。

本发明所述的稀土镧指的是硝酸镧，La (NO₃)₃·6H₂O。

本发明更加详细的制备方法如下：

1 材料与方法

1．1实验材料与设计

（1）供试材料

本实验草坪草种选用我国较常生长的多年生黑麦草（Lolium perenne）、高羊茅(Festuca arundinacea)两个草种。稀土元素采用镧，即浸种用La(NO₃)₃溶液处理。

（2）实验设计

取籽粒饱满、均匀的黑麦草、高羊茅两种草种，用La(NO₃)₃溶液溶液进行处理，浓度分别都为0mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L，浸种时间为24h，然后播种在铺有滤纸的培养皿中(直径5.5cm)，每个50粒，设4组重复。将播有种子的培养皿至于日照下萌发。

1.2 测试指标与方法

（1）种子萌发的测定：种子播种2-3d后开始记录发芽数，每天定时观察，连续5天萌发率不超过1%，视为萌发结束，结束记录。

发芽率及发芽势是衡量种子活力的重要指标，其计算公式：

发芽率=发芽种子数／供试种子数×100％

发芽势=种子发芽高峰当天发芽数／供试种子数×100％

发芽指数GI=Σ(Gt/Dt)

(GI:发芽指数;Gt:在t日的发芽种子数;Dt:相应的发芽日数)。

从各处理分别取25株幼苗,烘干至衡重后称重,并根据公式VI=GI×S计算活力指数(VI:活力指数;S:单株幼苗平均重量)。

（2）株高的测量：幼苗长出后用彩色线定株，选择生长较快的幼苗，每个培养皿定三株，每三天用毫米尺测量株高并纪录，计算平均值。

（3）地上生物量的测定：在草种生长结束后，用剪刀齐根剪下，称单株鲜重和总鲜重，样品置于烘干箱中80摄氏度烘8h，测单株干重和总干重。

（4）地下根长、须根数：洗去滤纸，每培养皿随机抽取10个根，测量根长和须根数，记录。

（5）根干重：每培养皿随机抽取10个根，烘干后称根干重。

（6）叶绿素含量的测定：采用张志良（1990）分光光度法，于草种培养结束，烘干后测定。计算方法：

叶绿体色的含量(A)=色素的浓度（mg/L）*提取液体积（L）*稀释倍数/样品鲜重（或干重、面积，g或m²）。

80%丙酮提液中色素计算公式：

Ca=12.21A663-2.81A646

Cb=20.13A646-5.03A663

CT=Ca+Cb=17.32A646+7.18A663

1.3 数据处理：实验所得数据均用SPSS软件进行分析处理。

结果与分析

2.1 镧元素浸种对草坪草种子萌发的影响

（1）对黑麦草种子萌发的影响

种子活力作为种子质量状况的一个重要指标，是指在广泛的田间条件下，决定种子迅速整齐出苗并长成正常幼苗潜在能力的总称。因此，它不仅包括发芽率，且还涉及到田间的成苗与生长状况，也就是说，它能反映种子对不利环境因子的适应能力^[9]。

黑麦草的萌发情况如图1。由表1分析，采用稀土元素镧浸种，可以显著促进黑麦草种子的萌发，处理组的发芽势、发芽指数和种子活力均高于对照组。发芽率只有150mg/L低于对照，可能由于样本个数不够大或操作误差引起。种子活力以200mg/L最高，高于对照22.33%。50mg/L和250mg/L组也较高，但300mg/L组较低，接近对照。种子活力呈现低浓度的镧浸种促进种子萌发，高浓度抑制萌发的趋

（2）对高羊茅种子萌发的影响

高羊茅的萌发情况如图2。由表2可知，采用稀土元素镧浸种，可以提高高羊茅的发芽率，以300mg/L组最高，高于对照组2.50%。发芽势对照组最高，表现为低浓度的镧浸种促进高羊茅发芽势，虽浓度升高抑制种子的发芽势。发芽指数和种子活力300mg/L最高。由种子活力来看，镧浸种对萌发的促进作用是显著的，随镧浓度的升高，种子萌发越好。

表1 不同浓度镧处理黑麦草的萌发情况

Figure 201210081152X100002DEST_PATH_IMAGE001

表2 不同浓度镧处理高羊茅的萌发情况

Figure 201210081152X100002DEST_PATH_IMAGE002

2.2 镧元素浸种对草坪草地上生物量的影响

（1）对黑麦草地上生物量的影响

将种子萌发后只利用种子内所贮养料而进行的生长，成为种苗初期生长。经单因素方差分析，设置的浓度梯度下，镧促进草种的初期生长。主要表现在：对黑麦草的地上干鲜比的影响上（表2），在显著水平0.05上呈现显著性差异。

地上干鲜比在一定程度上反映地上生物量。不同镧浓度梯度处理下，地上干鲜比均高于对照组（0.1448），且浓度越大干鲜比越大，镧离子促进黑麦草初期生长作用表现越明显。地上干鲜比250mg/L组与对照组差异最大，高于对照8.93%，说明地上生物量最大，干物质积累越多。

单因素方差分析，镧对黑麦草株高在显著水平0.05没有显著性差异（生长动态曲线见图3），对黑麦草地上鲜重和干重，和单株鲜、干重，单株干鲜比在显著水平0.05都没有显著影响。

表3 不同浓度镧浸种黑麦草的地上生物量

Figure 201210081152X100002DEST_PATH_IMAGE003

（2）对高羊茅地上生物量的影响

高羊茅的生长初期生长指标测量见表4，经单因素方差分析，高羊茅地上鲜重有差异，150mg/L组最好，比对照组重26.25%，200mg/L组、300mg/L组的也很好，都比对照明显的重。单株鲜重300mg/L组的最好，其余都比对照有增加，随镧离子浸种浓度增加，鲜重也呈梯度增加。地上干鲜比处理组均低于对照，高羊茅镧浸种地上生物量减小。但是对地上干重和单株干重都没有明显的影响，对株高无明显影响（图4）。

表4 不同浓度镧浸种高羊茅的地上生物量

Figure 201210081152X100002DEST_PATH_IMAGE004

2.3 镧元素浸种对草坪草根系生长的影响

（1）对黑麦草根系生长的影响

根重、根长和须根数反映了黑麦草地下生长情况。分析表5得知，镧离子浓度增大，对根重和须根数都有一定促进作用，都以250mg/L组为最好。除300mg/L组外，均高于对照组，300mg/L组根重低于对照组15.72%，根长低于对照6.00%。低浓度镧离子浸种促进黑麦草根的地下生长，高浓度对根的地下生长有一定的抑制作用。

单因素方差分析，对黑麦草根长的影响不显著。

表5 不同浓度镧浸种对草坪草根系生长的影响

Figure 201210081152X100002DEST_PATH_IMAGE006

（2）对高羊茅根系生长的影响

由表5，镧对高羊茅根重的影响数据表明有促进作用，对高羊茅须根数和根长都有促进作用，须根数100mg/L组最好，高于对照21.26%，根长250mg/ L组最好，高于对照79.69%。分析表明，镧对高羊茅地下部分初期生长的具有显著的促进作用。

2.4 镧元素浸种对草坪草叶绿素的影响

（1）对黑麦草叶绿素的影响

光合作用的产物是衡量植物生长发育的主要物质基础，而光合作用的强弱于植物本身叶绿素含量的多少密切相关。稀土元素对黑麦草的光合作用有明显的影响，由表6分析，镧处理下的对黑麦草的叶绿素含量，无论是叶绿素a还是叶绿素b都有一定的抑制作用。0mg/L组的抑制作用为明显。总叶绿素含量几个梯度均明显低于对照（12.2147mg/L），其中 100mg/L组低于对照组20.28%。但叶绿素a/b值增大，稀土元素镧改变了黑麦草叶绿素a与叶绿素b的比值，叶绿素a/b增大，说明叶绿素a增加较大，有利于光能的转换，增强光合作用。

（2）对高羊茅叶绿素的影响

对高羊茅叶绿素有明显的促进作用（表6），但对叶绿素a/b影响不大。

表6 不同浓度镧处理草种叶绿素含量

3 结论

稀土元素镧浸种，对黑麦草和高羊茅的萌发和初期生长都有影响作用。对两草种的萌发有促进作用；对地下根系部分的生长有明显的促进作用，表现为随处理浓度的升高促进作用越强；对叶绿素的影响不一，黑麦草为抑制作用，高羊茅为促进作用，对地上指标影响不一，不同浓度的作用不一，对株高、单株重等的影响都不大。因此，可以通过研究结果用稀土元素浸种来调节草坪草种的扎根程度和绿色程度达到治理的效果。

附图说明：

图1为黑麦草萌发个数动态曲线图；

图2 高羊毛萌发个数动态曲线图；

图3 黑麦草生长动态曲线图；

图4 高羊茅生长动态曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例说明本发明，这里所述实施例的方案，不限制本发明，本领域的专业人员按照本发明的精神可以对其进行改进和变化，所述的这些改进和变化都应视为在本发明的范围内，本发明的范围和实质由权利要求来限定。硝酸镧有市售，其他所用到的试剂也有市售。

实施例1

(1) 将生黑麦草（拉丁名为：Lolium perenne.L）种子用浓度为150 mg·L^-1的硝酸镧水溶液浸泡24h小时；

（2)然后播种在铺有滤纸的培养皿中，播种密度为35.0g/m²，将播有种子的培养皿至于日照下萌发。

（2)种子播种2d后开始记录发芽数，每天定时观察，连续5天萌发率不超过1%，视为萌发结束，结束记录；

实施例2

(1) 将草坪植物种子高羊茅（Festuca arundinacea.L）用浓度为250mg·L^-1的硝酸镧水溶液浸泡24h小时；

（2)然后播种在铺有滤纸的培养皿中，播种密度为45.0g/m²，将播有种子的培养皿至于日照下萌发。

（3)种子播种3d后开始记录发芽数，每天定时观察，连续5天萌发率不超过1%，视为萌发结束，结束记录；

（4）在草种生长结束后，用剪刀齐根剪下，称单株鲜重和总鲜重，样品置于烘干箱中80摄氏度烘8h，测定各项指标。

实施例2

(1) 将草坪植物高羊茅种子用浓度为300mg·L^-1的硝酸镧水溶液浸泡18h小时；

（2)然后播种在铺有滤纸的培养皿中，播种密度为40g/m²，将播有种子的培养皿至于日照下萌发；

（2)种子播种3d后开始记录发芽数，每天定时观察，连续5天萌发率不超过1%，视为萌发结束，结束记录；

Claims

1.一种采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

(1) 将草坪植物种子用浓度为50mg·L-1～300mg·L-1的硝酸镧水溶液浸泡18-24小时；

（2)然后播种在铺有滤纸的培养皿中，播种密度为35.0g/m²-45.0g/m²，将播有种子的培养皿至于日照下萌发；

（3）在草种生长结束后，用剪刀齐根剪下，称单株鲜重和总鲜重，样品置于烘干箱中80摄氏度烘8 h，测定各项指标。

2.权利要求1所述的方法，其中的草坪植物种子为多年生黑麦草（Lolium perenne.L）或高羊茅（Festuca arundinacea.L）。

3.权利要求1所述的方法，其中草坪植物用浓度为150-250mg/Kg硝酸镧水溶液浸泡种子的时间为24小时。

4.权利要求1所述采用稀土镧改善草坪植物生长性能的方法在制备调节草坪草种的扎根程度和绿色程度方面的应用。

5.权利要求4所述的应用，其中的硝酸镧水溶液浓度为150-250mg/Kg。