CN108207385A - 一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法 - Google Patents

一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，属于植物生长调控领域。该化学调控方法包括选择并配置生长调节剂、寄主隔离、施用生长调节剂、苗期管理等步骤。利用本发明的化学调控方法，可以显著促进檀香幼苗的地径和冠幅生长，增加生物量的积累，提高苗木的质量指数(QI)，促进叶片光合色素的合成，增加叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量，增强叶片的净光合速率，同时显著增加抗氧化物酶(过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶)的活性，减少膜脂过氧化，增强抗逆性，最大程度提高经济效益。该方法具有操作简单、见效快、切实可行等多个优点。

Description

一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法
技术领域
本发明属于植物生长调控领域，具体涉及一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法。
背景技术
檀香(Santalum album L.)是檀香科檀香属的一种根系半寄生常绿小乔木，是一种集药用、佛教用品、香料、精细工艺雕刻材料于一体的重要珍贵经济用材树种，在香水香精、精油、医药等行业具有广泛应用，其主要经济价值在于具芳香气味的心材及从心材中提取的檀香精油。我国大陆最早于1962年开始引种檀香(李应兰，2003)，经过多年的反复研究与实践，目前已取得成功，并且形成了具有经济价值的心材及符合国际质量标准的檀香精油(刘小金等,2013；2016a)。
壮苗培育是贯穿整个造林过程中最重要的环节之一，将直接决定着造林的成败。然而在檀香幼苗的规模化繁育过程中，普遍存在幼苗质量偏低，苗木生长参差不齐，抗逆性差等问题，严重影响檀香幼苗的规模化生产与推广造林。通过施用生长调节剂来调控幼苗的生长，提高苗木的质量和抗性是当前林业生产实践中较为普遍一种培育措施，具有成本低，见效快，操作便捷等多种优点(刘小金等,2016b；Ren et al.,2016)，而生长调节剂的使用效果常因特定物种、生长调节剂种类、使用浓度、应用时间以及具体的施用方法而异(Piotrowska et al.,2010；EI-Ghamery et al.,2017)。因此，研究提高檀香幼苗质量和抗逆性的化学调控方法对于檀香幼苗的高效培育，加快檀香在我国的快速推广具有重要的现实意义。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法。
本发明的化学调控方法主要是利用不同种类、不同浓度生长调节剂对檀香幼苗生长和发育的影响，通过选用特定的生长调节剂种类、适宜的施用浓度范围及合理的施用方法来调控檀香幼苗的生长和生理变化，促进檀香幼苗生长，提高抗性的目的，最终实现檀香幼苗的高效培育。该方案具有操作简单，切实有效、作用迅速等多个优点。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，包含如下步骤：
(1)配置生长调节剂
选用细胞分裂素类生长调节剂6-BA(6-Benzylaminopurine)作为化学调节物质用于调控檀香幼苗的生长和抗性；先用少量氢氧化钠溶液将6-BA进行溶解，然后再用蒸馏水配置成0.9～1.1mg·L-1的6-BA水溶液；
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的檀香幼苗为调控对象，于施用生长调节剂前用聚乙烯塑料薄膜将檀香幼苗的寄主进行隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长；
(3)施用生长调节剂
采用叶片喷施的方法进行施用：在步骤(1)配置的0.9～1.1mg·L-1的6-BA水溶液中添加一定浓度的吐温-20作为表面活性剂，将配置好的添加表面活性剂的6-BA水溶液均匀地喷施到檀香幼苗的叶片上，直到叶片不再滴水为止；
(4)苗期管理
施用生长调节剂后定期补充水分和营养，同时定期施用杀虫剂和杀菌剂进行病虫害的防治。
步骤(1)中所述的6-BA和氢氧化钠均为分析纯试剂。
步骤(1)中所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.8～1.2mol·L-1，优选为1mol·L-1。
步骤(1)中所述的6-BA水溶液的浓度优选为1mg·L-1。
步骤(2)中所述的檀香幼苗为种子实生苗，优选苗龄为8～10个月(更优选苗龄为8个月)，此阶段为开展生长调控的最佳苗龄。
步骤(2)中所述的寄主植物优选为假蒿(Kuhnia rosmarinifolia)。
步骤(2)中所述的寄主隔离时间为生长调节剂施用前1～2小时。
步骤(3)中所述的吐温-20的浓度优选为0.1％(体积比)。
步骤(3)中所述的添加表面活性剂的6-BA水溶液的用量优选为15～20mL/株檀香幼苗(更优选为15mL/株檀香幼苗)，喷施完3～6小时后将聚乙烯塑料薄膜进行去除。
步骤(4)中所述的定期补充水分的方法为称重浇水法，即补充水量达到育苗基质田间最大持水量的50％～70％作为标准，以保护幼苗不受到水分胁迫；
步骤(4)中所述的补充营养方案为每株檀香幼苗每间隔12～15天补充一次10～12mL的霍格兰全营养液。更优选的，每株檀香幼苗每间隔15天补充一次10mL的霍格兰全营养液。
步骤(4)中所述的病虫害防治方案为每株檀香幼苗每间隔12～20天喷洒一次800～1000倍的多菌灵和1000～1500倍敌敌畏水溶液。更优选的，每株檀香幼苗每间隔15天喷洒一次1000倍的多菌灵和1500倍敌敌畏水溶液。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
利用本发明的化学调控方法，可以显著促进檀香幼苗的地径和冠幅生长，增加生物量的积累，提高苗木的质量指数(QI)，促进叶片光合色素的合成，增加叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量，增强叶片的净光合速率，同时显著增加抗氧化物酶(过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶)的活性，减少膜脂过氧化，增强抗逆性，最大程度提高经济效益。该方法具有操作简单、见效快、切实可行等多个优点。
附图说明
图1是实施例1～3中施用不同浓度6-BA调控后的檀香幼苗生长比较。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1(浓度适宜，促进生长，提高抗性)
(1)配置生长调节剂
试剂名称及浓度：
6-BA(6-Benzylaminopurine)，分析纯，上海伯奥生物科技有限公司生产，使用浓度为1mg·L-1；
氢氧化钠，分析纯，上海琳帝化工有限公司生产，使用浓度为1mol·L-1；
用电子天平准确称取0.1g 6-BA(6-Benzylaminopurine)分析纯，然后用极少量的氢氧化钠水溶液进行搅拌并溶解完全，再用蒸馏水配置成浓度为1mg·L-1的6-BA水溶液。
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的8个月檀香实生幼苗作为试验材料，幼苗的基质配方为50％红心土+24％泥炭土+24％椰糠+2％过磷酸钙，基质的全氮含量为1.69g·kg-1，全磷含量为1.73g·kg-1，全钾含量为0.96g·kg-1，有机质含量为79.13g·kg-1；试验时平均苗高为36.3±2.12cm，平均地径为3.34±0.36mm，平均冠幅为16.75±2.15cm。试验前1～2小时先用聚乙烯塑料袋将檀香的苗期寄主进行套袋隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长。
(3)施用生长调节剂
为了增加施用效果，在6-BA水溶液中添加0.1％(体积比)的吐温-20作为表面活性剂。采用手持喷雾器将添加表面活性剂的1mg·L-1 6-BA水溶液进行叶面均匀喷施，以叶片不滴水为宜，每株檀香幼苗的用量为15mL，喷施完后3小时后将聚乙烯塑料袋人工去除。
(4)苗期管理
施用生长调节剂后其他苗期管理措施正常进行，定期浇水以保护幼苗不受到水分胁迫；每株檀香幼苗每间隔15天补充10mL霍格兰全营养液1次以补充营养，同时用喷雾器喷洒1000倍的多菌灵和1500倍敌敌畏1次以防治病虫害。
调控后生长和抗性比较：
叶面喷施1mg·L-1 6-BA 60天后，檀香幼苗的苗高显著降低11.48％，但地径、冠幅、生物量和苗木质量指数QI均显著增加(P<0.01)，依次比对照提高36.1％、34.6％、173.7％和157.3％，同时叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量依次增加45.74％、60.34％和86.42％，叶片可溶性蛋白含量增加81.18％，可溶性糖含量增加80.80％；此外，叶片过氧化氢酶活性增加70.7％，过氧化物酶活性增加151.5％，超氧化物歧化酶活性增加32.8％，丙二醛含量降低31.1％，且均达显著水平(P<0.01)。这些生长和生理变化数据及图1表明，叶面喷施1mg·L-1 6-BA可以显著增加檀香幼苗的光合作用及相关蛋白及糖类的生物合成，促进檀香幼苗的生长，提高幼苗的苗木质量，同时改变檀香幼苗内部活性氧(ROS)的产生和清除这一动态平衡，增加了各类活性氧自由基的清除能力，较好的保护了膜结构及其功能的相对稳定性，最终增强了幼苗的抗性。
实施例2(浓度较高，效果不显著)
(1)配置生长调节剂
试剂名称及浓度：
6-BA(6-Benzylaminopurine)，分析纯，上海伯奥生物科技有限公司生产，使用浓度为10mg·L-1；
氢氧化钠，分析纯，上海琳帝化工有限公司生产，使用浓度为1mol·L-1；
用电子天平准确称取0.1g 6-BA(6-Benzylaminopurine)分析纯，然后用极少量的氢氧化钠水溶液进行搅拌并溶解完全，再用蒸馏水配置成浓度为10mg·L-1的6-BA水溶液。
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的8个月檀香实生幼苗作为试验材料，幼苗的基质配方为50％红心土+24％泥炭土+24％椰糠+2％过磷酸钙，基质的全氮含量为1.69g·kg-1，全磷含量为1.73g·kg-1，全钾含量为0.96g·kg-1，有机质含量为79.13g·kg-1；试验时平均苗高为36.3±2.12cm，平均地径为3.34±0.36mm，平均冠幅为16.75±2.15cm。试验前1～2小时先用聚乙烯塑料袋将檀香的苗期寄主进行套袋隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长。
(3)施用生长调节剂
为了增加施用效果，在6-BA水溶液中添加0.1％(体积比)的吐温-20作为表面活性剂。采用手持喷雾器将添加表面活性剂的10mg·L-1 6-BA水溶液进行叶面均匀喷施，以叶片不滴水为宜，每株檀香幼苗的用量为15mL，喷施完后3～6小时后将聚乙烯塑料袋人工去除。
(4)苗期管理
施用生长调节剂后其他苗期管理措施正常进行，定期浇水以保护幼苗不受到水分胁迫；每株檀香幼苗每间隔15天补充10mL霍格兰全营养液1次以补充营养，同时用喷雾器喷洒1000倍多菌灵和1500倍敌敌畏1次以防治病虫害。
调控后生长和抗性比较：
叶面喷施10mg·L-1 6-BA 60天后，檀香幼苗的苗高显著降低14.02％，但地径、冠幅、生物量以及苗木质量指数QI均和对照之间的差异均不显著，可溶性蛋白含量显著增加37.36％、可溶性糖含量显著增加36.26％、叶绿素b含量显著降低23.61％，胡萝卜素含量显著增加61.27％，然而，叶片过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性以及丙二醛含量均差异不显著，结合图1表明叶片喷施10mg·L-1 6-BA不能显著促进檀香幼苗的生长和增强抗性。
实施例3(浓度过高，降低抗性)
(1)配置生长调节剂
试剂名称及浓度：
6-BA(6-Benzylaminopurine)，分析纯，上海伯奥生物科技有限公司生产，使用浓度为100mg·L-1；
氢氧化钠，分析纯，上海琳帝化工有限公司生产，使用浓度为1mol·L-1；
用电子天平准确称取0.1g 6-BA(6-Benzylaminopurine)分析纯，然后用极少量的氢氧化钠水溶液进行搅拌并溶解完全，再用蒸馏水配置成浓度为100mg·L-1的6-BA水溶液。
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的8个月檀香实生幼苗作为试验材料，幼苗的基质配方为50％红心土+24％泥炭土+24％椰糠+2％过磷酸钙，基质的全氮含量为1.69g·kg-1，全磷含量为1.73g·kg-1，全钾含量为0.96g·kg-1，有机质含量为79.13g·kg-1；试验时平均苗高为36.3±2.12cm，平均地径为3.34±0.36mm，平均冠幅为16.75±2.15cm。试验前先用聚乙烯塑料袋将檀香的苗期寄主进行套袋隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长。
(3)施用生长调节剂
为了增加施用效果，在6-BA水溶液中添加0.1％(体积比)的吐温-20作为表面活性剂。采用手持喷雾器将添加表面活性剂的100mg·L-1 6-BA水溶液进行叶面均匀喷施，以叶片不滴水为宜，每株檀香幼苗的用量为15mL，喷施完后3～6小时后将聚乙烯塑料袋人工去除。
(4)苗期管理
施用生长调节剂后其他苗期管理措施正常进行，定期浇水以保护幼苗不受到水分胁迫；每株檀香幼苗每间隔15天补充10mL霍格兰全营养液1次以补充营养，同时用喷雾器喷洒1000倍的多菌灵和1500倍敌敌畏1次以防治病虫害。
调控后生长和抗性比较：
叶面喷施100mg·L-1 6-BA 60天后，檀香幼苗的苗高显著降低15.58％，但地径、冠幅、生物量、苗木质量指数QI以及叶片过氧化物酶活性均和对照的差异不显著；叶片可溶性蛋白含量显著增加54.06％，可溶性糖含量显著增加29.88％，叶绿素b含量显著降低21.06％，同时，叶片过氧化氢酶活性降低8.17％，超氧化物歧化酶活性降低23.12％，丙二醛含量增加5.43％，且均达显著水平(P<0.01)。结合图1表明叶片喷施100mg·L-1 6-BA不仅不利于檀香幼苗的生长，而且还加剧了生物膜的膜脂过氧化，最终降低了其抗性。
实施例4(浓度超过承受范围，导致苗木死亡)
(1)配置生长调节剂
试剂名称及浓度：
6-BA(6-Benzylaminopurine)，分析纯，上海伯奥生物科技有限公司生产，使用浓度为1000mg·L-1；
氢氧化钠，分析纯，上海琳帝化工有限公司生产，使用浓度为1mol·L-1；
用电子天平准确称取0.1g 6-BA(6-Benzylaminopurine)分析纯，然后用极少量的氢氧化钠水溶液进行搅拌并溶解完全，再用蒸馏水配置成浓度为1000mg·L-1的6-BA水溶液。
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的8个月檀香实生幼苗作为试验材料，幼苗的基质配方为50％红心土+24％泥炭土+24％椰糠+2％过磷酸钙，基质的全氮含量为1.69g·kg-1，全磷含量为1.73g·kg-1，全钾含量为0.96g·kg-1，有机质含量为79.13g·kg-1；试验时平均苗高为36.3±2.12cm，平均地径为3.34±0.36mm，平均冠幅为16.75±2.15cm。试验前先用聚乙烯塑料袋将檀香的苗期寄主进行套袋隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长。
(3)施用生长调节剂
为了增加施用效果，在6-BA水溶液中添加0.1％(体积比)的吐温-20作为表面活性剂。采用手持喷雾器将添加表面活性剂的1000mg·L-1 6-BA水溶液进行叶面均匀喷施，以叶片不滴水为宜，每株檀香幼苗的用量为15mL，喷施完后3～6小时后将聚乙烯塑料袋人工去除。
(4)苗期管理
施用生长调节剂后其他苗期管理措施正常进行，定期浇水以保护幼苗不受到水分胁迫；每株檀香幼苗每间隔15天补充10mL霍格兰全营养液1次以补充营养，同时用喷雾器喷洒1000倍的多菌灵和1500倍敌敌畏1次以防治病虫害。
调控后生长和抗性比较：
调控实施7～15天内，幼苗陆续落叶，并最终死亡，说明1000mg·L-1BA对檀香幼苗的生长非常不利，可直接导致幼苗死亡。
实施例5(其他类生长调节剂，无调控效果)
(1)配置生长调节剂
试剂名称及浓度：
茉莉酸，JA(Jasmonic acid)，分析纯，西格玛奥得里奇(上海)贸易有限公司生产，直接用蒸馏水将茉莉酸配置成浓度为1mg·L-1，10mg·L-1和100mg·L-1三种浓度的水溶液；
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的8个月檀香实生幼苗作为试验材料，幼苗的基质配方为50％红心土+24％泥炭土+24％椰糠+2％过磷酸钙，基质的全氮含量为1.69g·kg-1，全磷含量为1.73g·kg-1，全钾含量为0.96g·kg-1，有机质含量为79.13g·kg-1；试验时平均苗高为36.3±2.12cm，平均地径为3.34±0.36mm，平均冠幅为16.75±2.15cm。试验前先用聚乙烯塑料袋将檀香的苗期寄主进行套袋隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长。
(3)施用生长调节剂
为了增加施用效果，在三种不同浓度茉莉酸水溶液中均添加0.1％(体积比)的吐温-20作为表面活性剂。将檀香幼苗随机分成1mg·L-1、10mg·L-1和100mg·L-1三组，采用手持喷雾器将添加好表面活性剂的三种浓度的茉莉酸水溶液进行叶面均匀喷施，一种浓度对应喷施一组幼苗，以叶片不滴水为宜，每株檀香幼苗的用量为15mL，喷施完后3～6小时后将聚乙烯塑料袋人工去除。
(4)苗期管理
施用生长调节剂后其他苗期管理措施正常进行，定期浇水以保护幼苗不受到水分胁迫；每株檀香幼苗每间隔15天补充10mL霍格兰全营养液1次以补充营养，同时用喷雾器喷洒1000倍的多菌灵和1500倍敌敌畏1次以防治病虫害。
调控后生长和抗性比较：
叶面喷施1、10及100mg·L-1茉莉酸60天后，檀香幼苗的苗高、地径、冠幅、生物量、苗木质量指数QI、叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量以及叶片过氧化物酶的活性等生长和抗性指标和对照处理的差异均不显著(P>0.05)，表明叶片喷施茉莉酸(JA)不能促进檀香幼苗的生长和提高其抗性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)配置生长调节剂
选用细胞分裂素类生长调节剂6-BA作为化学调节物质用于调控檀香幼苗的生长和抗性；先用少量氢氧化钠溶液将6-BA进行溶解，然后再用蒸馏水配置成0.9～1.1mg·L-1的6-BA水溶液；
(2)寄主隔离
选择生长良好、配置好寄主且无病虫害的檀香幼苗为调控对象，于施用生长调节剂前用聚乙烯塑料薄膜将檀香幼苗的寄主进行隔离，以防止生长调节剂的施用过程中影响到寄主的正常生长；
(3)施用生长调节剂
采用叶片喷施的方法进行施用：在步骤(1)配置的0.9～1.1mg·L-1的6-BA水溶液中添加一定浓度的吐温-20作为表面活性剂，将配置好的添加表面活性剂的6-BA水溶液均匀地喷施到檀香幼苗的叶片上，直到叶片不再滴水为止；
(4)苗期管理
施用生长调节剂后定期补充水分和营养，同时定期施用杀虫剂和杀菌剂进行病虫害的防治。
2.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的6-BA水溶液的浓度为1mg·L-1。
3.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.8～1.2mol·L-1。
4.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的檀香幼苗为种子实生苗，苗龄为8～10个月。
5.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的寄主植物为假蒿(Kuhnia rosmarinifolia)。
6.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的寄主隔离时间为生长调节剂施用前1～2小时。
7.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的吐温-20的浓度为体积比0.1％。
8.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的定期补充水分的方法为称重浇水法，即补充水量达到育苗基质田间最大持水量的50％～70％作为标准。
9.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的补充营养方案为每株檀香幼苗每间隔12～15天补充一次10～12mL的霍格兰全营养液。
10.根据权利要求1所述的一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法，其特征在于：
步骤(4)所述的病虫害防治方案为每株檀香幼苗每间隔12～20天喷洒一次800～1000倍的多菌灵和1000～1500倍敌敌畏水溶液。
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