CN105830731A - 一种促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法，涉及牧草生产与管理技术领域。本方法是：①对紫花苜蓿种子消毒；②用褪黑素溶液浸种：在室温避光下将消毒后的紫花苜蓿种子用20μmol/L的褪黑素溶液浸泡8h；③播种；④种子萌发；⑤苗期管理。本发明具有下列优点和积极效果：①褪黑素为一种胺类激素，无毒无害，处理种子时用量少、经济，简单易行、见效快、可操作性强，短期内可显著提高苜蓿种子的萌发质量；②能显著促进紫花苜蓿幼苗根系的生长发育和适应性，可有效解决紫花苜蓿在酸性土壤中苗期根系发育不良的问题；③为紫花苜蓿在南方酸性土壤中的推广种植提供技术支撑。

Description

一种促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法

技术领域

本发明涉及牧草生产与管理技术领域，尤其涉及一种促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法。

背景技术

酸性土壤是指pH值低于7.0的土壤，而对于农业生产来说，耕作层土壤pH值低于6.6即为酸性土壤。酸性土壤占全球可耕作土地的40%，在我国约占土地面积的21%，广泛分布于南方红黄壤区，且随着环境的恶化酸性土壤的面积在不地增加。铝是地壳中含量最丰富的金属元素，占地壳质量的７％左右。在自然条件下，它主要以铝硅酸盐形式存在，生物可利用性很小。近年来由于农业化肥的使用及酸雨影响而使土壤酸化，酸性土壤中大量难溶状态的铝以离子态溶出，呈现活性状态，可溶性铝浓度上升，破坏了农作物体内的生理生化过程，抑制了作物的生长，降低了作物产量。因此，土壤酸化引起的作物铝毒已成为全球生物学和环境科学关注的热点。

紫花苜蓿是一种豆科苜蓿属多年生优质牧草，根系发达，主根粗大，有较强的耐寒、抗旱和再生能力，营养价值高，且适口性好，各种牲畜都较喜食，被誉为“牧草之王”。据测定，紫花苜蓿干物质中含粗蛋白质15﹪-25﹪、赖氨酸含量1.05-1.38%，分别比玉米高1-1.5倍、4-5倍。紫花苜蓿既是改良土壤的作物，也是保持水土的重要植物。紫花苜蓿的根系入土深广，其根瘤菌能固定空气中的氮素，显著增加土壤含氮量。此外，还能在土壤中留大量根茬，为土壤增加大量有机质，改土培肥，提高后茬作物的产量。紫花苜蓿具有很长的花期，也是一种重要的蜜源植物。

由于国内畜牧业的发展，近年来我国苜蓿的种植面积不断扩大，但主要集中在北方地区，而南方地区种植面积相对较少。究其原因，主要由于紫花苜蓿对酸较敏感，在pH为6.5-7.5之间的土壤生长较适宜，当土壤pH 低于6.0时，紫花苜蓿的长势受到影响，并且导致大量根瘤菌不能正常繁殖和存活。当土壤 pH低于4.5时，紫花苜蓿正常生长受到严重抑制，甚至导致植株死亡，因此难以在酸性土壤上大面积推广种植。近年来随着南方地区畜牧业的快速发展，尤其是奶牛业的快速发展，对高蛋白优质牧草紫花苜蓿的需求也逐渐增加，但苜蓿对酸性土壤敏感，严重影响了紫花苜蓿在南方地区的种植。种子萌发是植物生活史中的关键过渡阶段（从种子到幼苗），它决定着植物萌发后所面临的生存环境和自然选择压力。酸性土壤较低的pH水平和较高的活性铝对苜蓿的影响最初反应是抑制了苜蓿种子的萌发和幼苗的生长发育，进而抑制苜蓿根系的生长，并因而抑制水分、养分的吸收，长时间的铝胁迫会引起地上部分生长受阻。

采用育种手段提高苜蓿的耐酸铝能力所需要的周期长，短期内难以适应苜蓿在南方酸性土壤推广种植和畜牧业发展的需要。通过合理使用外源物质，结合栽培管理等管理措施来促进苜蓿幼苗根系的生长发育，提高苜蓿的耐酸铝能力，具有易操作，见效快等特点，易被大众接受，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的就在于针对酸铝胁迫对紫花苜蓿幼苗根系生长发育的影响，提供一种促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法。

本发明的目的是这样实现的：

利用褪黑素溶液浸种短期内有效提高紫花苜蓿种子的萌发质量，促进种子萌发后幼苗根系的生长发育，以期能充分发挥我国酸性土壤地区具备充沛的水热条件来进行豆科牧草生产，对我国酸性土壤地区规模化发展牧草及畜牧业产业都具有很高的现实意义。

具体地说，促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法（简称方法）包括以下步聚：

①对紫花苜蓿种子消毒

在室温条件下，将紫花苜蓿种子浸泡于0.15%的高锰酸钾溶液中消毒5min，然后将种子捞出滤干水分后用蒸馏水冲洗3次，晾干；

②用褪黑素溶液浸种

在室温避光下将消毒后的紫花苜蓿种子用20μmol/L的褪黑素溶液浸泡8h，然后捞出滤干；

③播种

将土壤耕翻、平整并施基肥，然后将种子条播于平整后的坪床上；

④种子萌发

保持坪床土壤湿润促使子萌发；

⑤苗期管理

根据天气进行水分的排灌、追施苗肥以及中耕除草。

本发明具有下列优点和积极效果：

①褪黑素为一种胺类激素，无毒无害，处理种子时用量少、经济，简单易行、见效快、可操作性强，短期内可显著提高苜蓿种子的萌发质量；

②能显著促进紫花苜蓿幼苗根系的生长发育和适应性，可有效解决紫花苜蓿在酸性土壤中苗期根系发育不良的问题；

③为紫花苜蓿在南方酸性土壤中的推广种植提供技术支撑。

附图说明

图1是褪黑素对酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根长的影响坐标图；

图2是褪黑素对酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗侧根数的影响坐标图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图详细说明：

一、实施例1

人工控制环境条件下褪黑素处理促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的试验，主要步骤如下：

1、对紫花苜蓿种子消毒

选用商用紫花苜蓿品种‘巨能995’种子为材料，将紫花苜蓿种子浸泡于装有0.15%高锰酸钾溶液的烧杯中消毒5min，然后将种子捞出滤干，用蒸馏水冲洗3次后晾干。

2、最佳使用浓度和浸泡时间的确定

为确定褪黑素溶液的最佳浓度和最佳浸泡时间，将褪黑素溶液设置0、5、10、20和40μmol/L 五个浓度梯度，将浸泡时间设置0、4、8和12h 四个浸泡时间梯度，种子浸泡后捞出滤干；用高为15cm，上口径为8cm，下口径为6cm的塑料杯装满沙子，将苜蓿种子播种于杯中；用200mL pH值为4.5且含100µmol/L铝离子的溶液浇灌播种后的塑料杯，然后置于25±1℃、10h光照/14h黑暗中培养促使种子萌发和幼苗生长发育；培养10d后将杯中的幼苗取出，进行根长和侧根数的测定；结果表明，酸铝胁迫下苜蓿幼苗根系的生长发育受到显著影响，如表1，表2。

经褪黑素溶液浸泡过种子的苜蓿幼苗在酸铝胁迫下根系生长发育更好，表现为具有较长的根长和较多的侧根数，并且不同的浸种时间，其促进幼苗根系生长的效果也不一样，其中以20μmol/L的溶液浓度下浸种8h的效果最好，表明20μmol/L的褪黑素溶液浸种8h对促进紫花苜蓿幼苗根系在酸铝胁迫下的生长效果最好。

二、实施例2

大田自然环境条件下褪黑素处理促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的试验，操作步骤如下：

1、对紫花苜蓿种子消毒

选用商用紫花苜蓿品种‘巨能995’种子为材料。将紫花苜蓿种子浸泡于装有0.15%高锰酸钾溶液的烧杯中消毒5min，然后将种子捞出滤干，用蒸馏水冲洗3次后晾干。

2、用褪黑素溶液浸种

将褪黑素配成20μmol/L的最佳溶液浓度，在室温避光条件下将紫花苜蓿种子浸种8h，然后捞出滤干；

3、播种

试验地为黄壤，pH值为5.5～6.0。播种前将地深翻，施入过磷酸钙35kg/亩和碳酸氢铵45 kg/亩作为基肥，然后用机械旋耕，并用3% 呋喃丹3kg/亩、75% 敌克松可湿性粉剂1.5kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒，然后将地平整同时喷施芽前除草剂；在秋季9月份播种，选用紫花苜蓿商用品种‘巨能995’种子条播，每平方米1.0g，播种后覆细土约0.5cm；

4、种子萌发

播种初期，勤浇水，保持坪床土壤湿润促使种子发芽；

5、苗期管理

种子出苗后，根据天气情况合理进行水分的排灌，并在出苗后的两周左右结合中耕除草时追施一次苗肥；出苗后3周时从田间取幼苗根系样品进行根长和侧根数的测定；结果表明：如图1、图2，在pH为5.5～6.0左右的酸性黄壤中，紫花苜蓿幼苗根系的生长受到显著影响，表现为根长变短，侧根数减少；但是经20μmol/L的褪黑素溶液在室温避光条件下将紫花苜蓿种子浸种8h，显著促进了苜蓿幼苗根系的生长，表现为根长变长，侧根数增多。

Claims (1)

1.一种促进酸铝胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的方法，其特征在于：

①对紫花苜蓿种子消毒

在室温条件下，将紫花苜蓿种子浸泡于0.15%的高锰酸钾溶液中消毒5min，然后将种子捞出滤干水分后用蒸馏水冲洗3次，晾干；

②用褪黑素溶液浸种

在室温避光下将消毒后的紫花苜蓿种子用20μmol/L的褪黑素溶液浸泡8h，然后捞出滤干；

③播种

将土壤耕翻、平整并施基肥，然后将褪黑素溶浸泡后的种子条播于平整后的坪床上；

④种子萌发

保持坪床土壤湿润促使子萌发；

⑤苗期管理

根据天气进行水分的排灌、追施苗肥以及中耕除草。