CN104255404A - 一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法和应用，其包括步骤1.发芽床准备：制作发芽床；步骤2.填布基质：发芽床洞穴内填布棉花育苗的基质；步骤3.播种：于发芽床中播棉花健籽；步骤4.覆膜：播种后随即覆盖地膜，以保湿增温；步骤5.摆床：将发芽床摆放到含有设定盐浓度的培养液中，以观测发芽和/或出苗的生长情况；既可检验棉花种子芽期耐盐性，又可鉴定棉花苗期耐盐性；为棉花耐盐种质筛选找到了一套高效率、高准确率的鉴定方法。

Description

一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法和应用

技术领域

本发明涉及耐盐棉花种质的鉴定技术领域，特别公开一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法和应用。

背景技术

全世界至少有20％耕地盐渍化，土壤中高浓度的盐分对作物造成渗透胁迫和离子毒害，从而影响作物的生长，严重导致作物减产。我国约有盐碱化和次生盐碱化土地6亿亩左右，成为我国农业生产发展的主要限制因素。随人口增长和城市用地的不断增加，现有耕地资源愈趋缺乏，因此，盐渍土的开垦利用成为我国农业生产十分迫切和重要的任务。

盐渍土是低产土壤，农作物因受不同程度盐害的影响难以发挥其产量和品质潜力。棉花是耐盐能力较强的先锋作物，耐盐能力0.3％以上，并且有一定的产量水平一般在400斤以上，亩产值1600元左右，比种植一般耐盐作物产值高。发展盐碱地植棉并不断提高现有盐碱棉田的棉花产量，是盐渍土开垦利用和土壤改良的重要途径。

国家棉花发展策略也是发展盐碱地植棉。国家棉花发展策略是西伸东沿北上，西部发展新疆，东部发展沿海，北部发展内蒙。目的是要保证粮食用地，棉花生产主要利用边际土地，以满足需求为基本目标。

开展棉花耐盐种质筛选和栽培技术创新，是稳定我国棉花生产发展，解决棉花原棉供需矛盾，带动相关产业发展的迫切需要。发展沿海滩涂盐碱地棉花种植，既不与人争粮，不与粮争地，保证粮食安全，又稳定棉花面积，改良盐碱地，为棉区向滩涂转移、促进滩涂资源开发、实现棉花生产可持续发展提供支撑。

开展棉花耐盐种质鉴定是开展棉花耐盐品种选育中一项十分重要的工作，前人曾进行过许多研究；大多采用以NaCl单盐为主的沙培、水培或苗期施盐胁迫等。例如，专利CN103283345A公开了双层滤纸发芽法对棉花种子进行活力鉴定；专利CN102172118A公开了一种采用双层滤纸、沙子、盐池、海边重盐碱土对棉花进行耐盐性状进行整体鉴定和评价方法。这些方法由于是人工环境、单盐胁迫，棉花的盐胁迫程度易受操作方法的影响，结果造成准确性差；而且单盐溶液鉴定出的耐盐性好的棉花品种，在大田盐碱并存的条件下未必表现较强的耐盐能力和适应性。王秀萍等人对盐池盐碱原土鉴定法进行了相关的研究(王秀萍等，棉花苗期耐盐性鉴定方法和鉴定指标研究，河北农业科学，2011，15(3):8-11.)；王为等人利用室内、室外2种方法对棉花耐盐性进行鉴定(王为等，耐盐棉花种质的鉴定筛选[J].江苏农业科学，2011，39(5):115-116.)，其中，室内耐盐鉴定主要是通过双层滤纸法和沙培法2种方法，对芽期、苗期耐盐性进行筛选鉴定，室外鉴定主要通过盐池和海边重盐碱土鉴定方法分别对苗期、成株期耐盐性进行鉴定。沙培鉴定方法仅能鉴定种子发芽期间耐盐性，而且鉴定时间短，随着时间的推移，培养皿中水分越来越少，盐浓度越来越高，幼苗生长时间短，并渐渐枯死，对鉴定会有较大影响，若在育苗过程中添加水分，又会影响盐浓度的前后一致性，常常导致烂苗，影响试验的准确性。大田种植鉴定方法往往是时间长，工作量大，准确性低大田盐分分布不均衡)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法，其包括发芽床准备、填布基质、播种、覆膜、摆床等步骤，其既可检验棉花种子芽期耐盐性，又可鉴定棉花苗期耐盐性；为棉花耐盐种质筛选找到了一套高效率、高准确率的鉴定方法。

本发明的又一个目的在于提供一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法在棉花耐盐种质筛选中的应用。

本发明还提供一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法，包括下述步骤：

步骤1，发芽床准备：制作用于供棉花种子萌发、生长的发芽床；

步骤2，填布基质：发芽床洞穴内填布棉花育苗的基质；

步骤3，播种：于发芽床中播棉花健籽；

步骤4，覆膜：播种后随即覆盖地膜，以保湿增温；

步骤5，摆床：将发芽床摆放到含有设定盐浓度的培养液中，以观测发芽和/或出苗的生长情况。

较佳的，步骤1发芽床准备中，所述的发芽床为塑料泡沫板，摆放于含有设定盐浓度的培养液中，用以观测棉花发芽和/或出苗的生长情况；包括

多个洞穴，开设于泡沫板上，洞穴底部预留一定的厚度用于承托发芽基质；

多个生根通孔，开设于每个洞穴的底部，用于棉花根系生长和吸收营养；和

地膜，覆盖于泡沫板整体的外部，以给洞穴内培养环境保湿增温。

优选的，泡沫板的厚度为6-8cm；洞穴呈长方体型，截面为边长为2.8-3.0cm的正方形，穴深为5-7cm；洞穴底部中央开设直径为0.5-0.7cm的圆形通孔，孔壁间距为0.3-0.4cm。

较佳的，步骤2填布基质中，基质含水量为基质饱和含水量的55-65％。为保证出苗率最高，更优选59％、60％、61％，但不限于此。

较佳的，步骤3播种中，发芽床每个洞穴中播棉花健籽1-2粒，播种深度为2-3cm，这个深度是指距离发芽床面2-3cm，以保证出苗率最高。

较佳的，为进行棉花芽期和苗期耐盐能力鉴定，步骤2填布基质中拌和基质的用水盐度与预设的培养液盐度一致；步骤4覆膜完后随即转移至含有设定盐浓度的培养液中培养。棉花种子直接播种在泡沫板发芽床上设定盐浓度的基质内，并在播种放覆膜后随即将发芽床移放到含有不同盐浓度的培养液中发芽、育苗培养，进行芽期和苗期的耐盐性筛选鉴定，能快速找到耐盐种质，大大提高棉花耐盐种质筛选效率。

而仅进行棉花苗期耐盐能力鉴定，步骤2填布基质中的基质不含盐分，即为无盐基质；步骤4覆膜后培养至棉花种子出苗后，再进行步骤5摆床，转移至含有设定盐浓度的培养液中培养。棉花种子在无盐基质泡沫板发芽床上育苗，出苗后再将泡沫板移放到含有不同盐浓度的培养液中，进行苗期耐盐性筛选鉴定，能快速找到耐盐种质，大大提高棉花耐盐种质筛选效率。

较佳的，步骤4覆膜中，所述地膜优选是厚度在0.012-0.014mm的塑料薄膜，增温效果良好。

本发明提供上述发芽床和快速鉴定棉花种质耐盐性的方法在棉花耐盐种质筛选中的应用。

本发明的有益效果有：

1、发芽床采用布设多个洞穴的塑料泡沫板，并在洞穴内部设置多个生根小孔的结果，更为真实模拟棉花发芽生根的生长状况，提高棉花芽期、苗期的耐盐性鉴定效率及准确率。

2、该方法既可检验棉花种子芽期的耐盐性，又可鉴定棉花苗期的耐盐性，还提高了棉花耐盐鉴定效率和准确性，为棉花耐盐品种筛选找到了一套高效率的鉴定方法。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例和比较实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和比较实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。

实施例1

按如下步骤方法进行棉花种子芽期和苗期的耐盐性鉴定：

(1)发芽床准备：

利用包装材料的泡沫板，选用厚度6厘米泡沫板，定制加工成50洞穴或100洞穴泡沫板发芽床(根据需要设置孔的数量)，洞穴按照正方形设计，长、宽各为2.8厘米或3.0厘米，穴深5.2厘米，底部留0.8厘米厚，用于承托发芽基质，并在每个洞穴底部中央开圆形小孔，圆形小孔直径0.7厘米，便于棉花根系生长和吸收营养，孔与孔之间壁厚0.4厘米。

(2)填布基质：

发芽床做成后，在发芽床洞穴里填布育苗基质，基质选用普通花卉、蔬菜育苗基质即可，基质含水量为基质饱和含水量的60％(当然，基质含水量为基质饱和含水量的55-65％范围内选择，比如55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％等，但不限于此)，拌和基质用水盐度与培养液盐度一致。

基质栽培是用固体基质(介质)固定植物根系，并通过基质吸收营养液和氧的一种无土栽培方式。基质种类很多，常用的无机基质有蛭石、珍珠岩、岩棉、沙、聚氨酯等；有机基质有泥炭、稻壳炭、树皮等。常用的无土栽培基质有：

①蛭石：一种水合镁铝硅酸盐，能提供一定量的钾，少量的钙、镁等营养物质。

②泥炭：是低温、湿地的植物遗体经数千年的堆积，在气温较低、雨水较少的条件下，植物残体缓慢分化而成。

③珍珠岩：由灰色火山岩经粉碎加热至1000℃，膨胀形成的一种白色颗粒状物。

④膨胀陶粒：由页岩物质在1100℃的陶窑中烧制而成的多孔粒状物。

⑤水晶泥：是一种储存水分、养分及微量元素的高吸水性载体。

(3)播种：

在泡沫板育苗床中播棉花健籽1-2粒，播种深度为2-3cm的播深出苗率最高。

(4)覆膜：

播种后随即覆盖地膜，保湿增温。

地膜通常是采用0.012-0.014mm的塑料透明薄膜，用于发芽床全面覆盖，以提高发芽床中土壤(基质)温度，保持发芽床土壤(基质)水分，维持土壤(基质)结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。

(5)摆床：

播种覆膜完成后，随即将泡沫板发芽床摆放到含有设定盐浓度的培养液中，观测发芽出苗生长情况。培养液盐水浓度按照棉花育种目标要求设置不同盐水浓度，通常盐浓度设置在0.3％-1.5％之间。水培营养液可以采用市场上出售的肥片或化学肥料配置。

棉花耐盐鉴定试验适宜发芽、生长温度控制在25-30℃之间。

采用上述方法鉴定棉花芽期和苗期耐盐性，准确率比沙培鉴定提高1/4以上，比田间种植鉴定准确率提高1/3以上；鉴定效率比沙培鉴定提高一倍以上，比田间种植鉴定提高十倍以上，大幅度降低了棉花耐盐鉴定成本，大大提高了棉花耐盐性鉴定的工作效率。

实施例2

按如下步骤方法进行棉花种子苗期的耐盐性鉴定：

(1)发芽床准备：

利用包装材料的泡沫板，选用厚度6厘米泡沫板，定制加工成50洞穴或100洞穴泡沫板发芽床(根据需要设置孔的数量)，洞穴按照正方形设计，长、宽各为2.8厘米或3.0厘米，穴深5.2厘米，底部留0.8厘米厚，用于承托发芽基质，并在每个洞穴底部中央开圆形小孔，圆形小孔直径0.7厘米，便于棉花根系生长和吸收营养，孔与孔之间壁厚0.4厘米。

(2)填布基质：

发芽床做成后，在发芽床洞穴里填布育苗基质，基质选用普通花卉蔬菜育苗基质即可，基质含水量为基质饱和含水量的60％(当然，基质含水量为基质饱和含水量的55-65％范围内选择，比如55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％等，但不限于此)，拌和基质用水不含任何盐分。

(3)播种：

在泡沫板育苗床中播棉花健籽1-2粒，播种深度2-3cm，或者说播种深度距离发芽床表面2-3cm。

(4)覆膜：

播种后随即覆盖地膜，保湿增温。

(5)摆床：

播种覆膜完成后，先在无盐基质泡沫板上育苗培养。出苗后，再将泡沫板发芽床摆放到含有设定盐浓度的培养液中，观测出苗的生长情况。培养液盐水浓度按照棉花育种目标要求设置不同盐水浓度，通常盐浓度设置在0.3％-1.5％之间。水培营养液可以采用市场上出售的肥片或化学肥料配置。

棉花耐盐鉴定试验适宜发芽、生长温度控制在25-30℃之间。

在2012-2013年期间，采用30份棉花材料做试验，每个品种选用300粒，100粒为一组，每个品种做3组，分别采用泡沫板0.4％盐水水培(即本实施例的方法)、0.4％盐沙培(参考现有技术《耐盐棉花种质的鉴定筛选》)、0.4％-0.5％盐碱地种植(参考现有技术《棉花苗期耐盐性鉴定方法和鉴定指标研究》)三种方式试验。从各种试验方法中，根据发芽率、苗高、干物重指标筛选出前15位耐盐性强的品种，统一种植到5个无盐的盐池中，出苗后，用5个不同浓度盐水浇灌，每个盐池用水量一致，每个盐池用水100公斤，盐水浓度设为0(即淡水)、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％，连续浇灌5次，每次浇灌间隔4天，全部浇灌结束后10天、20天调查株高、叶片、生物学产量，结果表明，用盐水泡沫板水培的耐盐性最好的15个品种与盐池鉴定结果顺序完全一致，准确率达100％；而沙培法的15个耐盐耐材料有3个与盐池鉴定结果不一致，准确率为80％；大田鉴定法的15个耐盐材料中有5个材料耐盐顺序与盐池鉴定有出入，准确率66.7％，这主要是因为田间土壤盐分分布不均而致。

由此可见，本发明的盐水泡沫板水培方法是鉴定棉花种质耐盐性的最佳方法。

对比例1

该对比例的实施过程参考实施例2，但调整其基质含水量或者播种深度。调整其基质含水量为基质饱和含水量的80％，播深仍为2-3cm(这个深度是指距离发芽床面2-3cm)，导致其出苗率由原来的80％下降至25％。调整其基质含水量为基质饱和含水量的50％，播深仍为2-3cm，导致其出苗率由原来的80％下降至45％。同样，基质含水量为基质饱和含水量的60％时，但播种深度过浅，小于1厘米，出苗率为45％；播种过深，大于4厘米，出苗率为65％，均少于播深2-3厘米80％的发芽率。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种水培快速鉴定棉花种质耐盐性的方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤1，发芽床准备：制作用于供棉花种子萌发、生长的发芽床；

步骤2，填布基质：发芽床洞穴内填布棉花育苗的基质；

步骤3，播种：于发芽床中播棉花健籽；

步骤4，覆膜：播种后随即覆盖地膜，以保湿增温；

步骤5，摆床：将发芽床摆放到含有设定盐浓度的培养液中，以观测发芽和/或出苗的生长情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1发芽床准备中，所述的发芽床为塑料泡沫板，摆放于含有设定盐浓度的培养液中，用以观测棉花发芽和/或出苗的生长情况；包括

多个洞穴，开设于泡沫板上，洞穴底部预留一定的厚度用于承托发芽基质；

多个生根通孔，开设于每个洞穴的底部，用于棉花根系生长和吸收营养；和

地膜，覆盖于泡沫板整体的外部，以给洞穴内培养环境保湿增温。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：泡沫板的厚度为6-8cm；洞穴呈长方体型，截面为边长为2.8-3.0cm的正方形，穴深为5-7cm；洞穴底部中央开设直径为0.5-0.7cm的圆形通孔，孔壁间距为0.3-0.4cm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2填布基质中，基质含水量为基质饱和含水量的55-65％。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤3播种中，发芽床每个洞穴中播棉花健籽1-2粒，播种深度为2-3cm。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2填布基质中拌和基质的用水盐度与预设的培养液盐度一致；步骤4覆膜完后随即转移至含有设定盐浓度的培养液中培养。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2填布基质中的基质不含盐分；步骤4覆膜后培养至棉花种子出苗后，再进行步骤5摆床，转移至含有设定盐浓度的培养液中培养。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：所述地膜为厚度在0.012-0.014mm的塑料薄膜。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法在棉花耐盐种质筛选中的应用。