CN109729956A

CN109729956A - 一种栽培苜蓿的抗盐基质及其应用

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Publication number: CN109729956A
Application number: CN201811600165.7A
Authority: CN
Inventors: 路鹏; 张文浩; 田秋英; 侯龙鱼; 宋世环; 任立飞
Original assignee: Institute of Botany of CAS
Current assignee: Institute of Botany of CAS
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-05-10

Abstract

本发明涉及植物生理技术领域，公开了一种栽培苜蓿的抗盐基质及其应用。本发明所述基质包括沙质土壤、蛭石、煤灰和生长调节剂；所述生长调节剂由氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂和γ‑氨基丁酸组成。本发明以沙质土壤、蛭石、煤灰和生长调节剂作为苜蓿栽培基质的有效成分，并合理配置生长调节剂中的组成，通过改善苜蓿栽培基质的方式，使得苜蓿能够在盐胁迫下依然维持健康植株表型，并具有较高的生物量、株高和较长的根长，实现了增强苜蓿抗盐能力的目的。

Description

一种栽培苜蓿的抗盐基质及其应用

技术领域

本发明涉及植物生理技术领域，具体涉及一种栽培苜蓿的抗盐基质及其应用。

背景技术

随着全球变化的日益加剧，中低纬度区域的土壤盐渍化问题日趋严重，全球约有7％的土地(8.31亿hm²)受到盐渍化的威胁，已经受到广泛关注并成为全球性的生态问题。我国盐渍土总面积约3600万hm²，占全国可利用土地面积的4.9％，而且随着生态环境的恶化和不合理地开发利用，这个比例还在日渐升高。盐渍化土壤严重危及植物的生长发育并导致产量和品质下降。如何科学利用这一土地资源，探索出一种盐渍土可持续利用并提高植物的抗盐能力的方法，成为当前牧草研究中一个迫切需要解决的科学问题。植物抗盐机理及提高植物抗盐能力的技术研发将对地方经济的发展起到重要的战略作用。

苜蓿是我国半干旱区广泛栽培的多年生豆科牧草，也是奶牛等草食动物的重要优质饲草，有着“牧草之王”和“饲料皇后”的美称，已成为农业结构调整与粮经饲统筹的主要牧草品种。2017年，苜蓿区域化生产取得新进展，中国北方6省区(甘肃、内蒙古、新疆、宁夏、黑龙江、河北)集中连片的优质苜蓿种植基地约占全国种植面积的90％。苜蓿产业的快速发展为奶业转型升级提供了有力支撑。2020年全国奶类产量目标为4100万吨，即泌乳牛应保持在600万头的水平，再加上肉牛、羊、兔等对优质苜蓿的需求量，预计2020年全国优质苜蓿总需求量为690万吨，我国优质苜蓿总供给量为510万吨，留下了180万吨的缺口。因此，为适应农业供给侧结构性改革的新要求，推动种植业结构调整，推进种养结合农牧循环，发展苜蓿产业，提升草产品的市场竞争力，亟需找到一种提高苜蓿抗盐能力的方法，合理利用大面积的盐渍化土地资源，提高苜蓿的供给量、缓解进口压力，又可以改良土壤、保持水土和保护生态环境，为我国的苜蓿产业持续健康发展提供技术支撑。

盐渍化土壤造成植物细胞膜伤害，严重危及到了植物生长发育并最终导致产量和品质下降。培育耐盐品种是有效缓解上述问题的重要措施之一，但是目前现有的耐盐品种在盐渍土的广适性上还存在一定的局限。要解决这一问题，除了筛选苜蓿耐盐品种外，仍需另辟蹊径。因此，开发一种提高苜蓿抗盐能力的基质配比方法显得势在必行。通过改善苜蓿生长的微环境，增强苜蓿根际周围的抗盐性能，提高苜蓿的抗盐能力必定会成为一种可持续的有效途径。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种栽培苜蓿的抗盐基质，使得所述基质能够提高苜蓿的抗盐能力；

本发明的另外一个目的在于提供一种栽培苜蓿的抗盐基质，使得所述基质能够提高苜蓿在盐胁迫下的生物量；

本发明的另外一个目的在于提供一种栽培苜蓿的抗盐基质，使得所述基质能够提高苜蓿在盐胁迫下的株高；

本发明的另外一个目的在于提供一种栽培苜蓿的抗盐基质，使得所述基质能够提高苜蓿在盐胁迫下的根长。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种栽培苜蓿的抗盐基质，包括沙质土壤、蛭石、煤灰和生长调节剂；所述生长调节剂由氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂和γ-氨基丁酸组成。

针对目前苜蓿耐盐品种的局限性，本发明通过优化栽培基质来实现提高苜蓿抗盐能力的目的。作为优选，所述沙质土壤、蛭石和煤灰的体积比为 (2.4-4.8):(1.2-3.6):(0.24-0.72)；更优选为(2.4-4.8):2.4:0.48。所述沙质土壤的含沙量优选＞60％。在本发明具体实施过程中，将上述三种基质按照以上比例混匀后装盆，盆的体积是7.0dm³，每盆可添加20-80mg生长调节剂。

在本发明具体实施方式中，所述沙质土壤、蛭石和煤灰的体积比为 4.8:2.4:0.24、4.8:1.2:0.48、4.8:2.4:0.48、4:2:0.48、3:3:0.48、3:3.6:0.48、2.4:3.6:0.48、 3:3:0.24或3:3:0.72。

作为优选，所述蛭石和生长调节剂的体积质量比为(1.2-3.6)dm³:(20-80) mg；更优选为(3-3.6)dm³:(20-80)mg；进一步优选为3.0dm³:(20-80) mg；最优选为3.0dm³:50mg。

在本发明具体实施方式中，所述蛭石和生长调节剂的体积质量比为3 dm³:50mg、1.2dm³:20mg、1.2dm³:50mg、1.2dm³:80mg、2.0dm³:20mg、 2.0dm³:50mg、2.0dm³:80mg、3dm³:20mg、3dm³:80mg、3.6dm³:20mg、 3.6dm³:50mg或3.6dm³:80mg。

作为优选，所述生长调节剂中氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂和γ-氨基丁酸的质量比依次为5:2:5:3:3:3。

采用本发明所述基质以及沙质土壤分别栽培紫花苜蓿，设立加水和加盐水两个处理组。结果显示，在植株表型上，在不加盐的处理中，本发明所述基质以及沙质土壤均对苜蓿的生长没有影响。但是对于加盐的试验处理，在培养基质仅为沙质土壤的对照基质生长的苜蓿，出现了苜蓿叶片萎蔫、黄化，表现出明显典型的盐胁迫症状。在本发明所述基质中生长的苜蓿表现较强的耐盐能力，叶片没有出现萎蔫和黄化现象；

在生物量上，在不加盐的对照处理中，本发明所述基质以及沙质土壤均对苜蓿的地上生物量没有影响，但是本发明所述基质显著增加地下生物量。盐处理条件下，在培养基质仅为沙质土壤的在对照基质生长的苜蓿，其地上部和地下部的生物量最小；在本发明所述基质中生长的苜蓿，其地上部和地下部生物量显著增加；表明本发明所述基质有利于增加苜蓿在盐胁迫条件下的产量。

在株高上，在不加盐的对照处理中，本发明所述基质以及沙质土壤均对苜蓿的植株高度没有显著影响。盐处理条件下，在培养基质仅为沙质土壤的在对照基质生长的苜蓿，其植株高度最小；在本发明所述基质中生长的苜蓿，其植株高度显著增加。

在根系大小上，在不加盐的对照处理中，本发明所述基质显著增加苜蓿主根长。盐处理条件下，在培养基质仅为沙质土壤中生长的苜蓿，其主根长受到显著抑制；在本发明所述基质中生长的苜蓿，其主根长显著增加。表明本发明所述基质有利于促进苜蓿在盐胁迫条件下的根伸长。

基于上述本发明所述基质在各方面的优异试验效果，本发明提供了所述基质在提高苜蓿抗盐能力和/或在制备苜蓿抗盐栽培基质中的应用。

由以上技术方案可知，本发明以沙质土壤、蛭石、煤灰和生长调节剂作为苜蓿栽培基质的有效成分，并合理配置生长调节剂中的组成，通过改善苜蓿栽培基质的方式，使得苜蓿能够在盐胁迫下依然维持健康植株表型，并具有较高的生物量、株高和较长的根长，实现了增强苜蓿抗盐能力的目的。

附图说明

图1所示为盐胁迫下本发明所述基质对苜蓿植株表型的影响；其中，配方1和配方2分别表示实施例1和实施例2的基质，对照为仅为沙质土壤的基质；

图2所示为盐胁迫下本发明所述基质对苜蓿生物量的影响；其中，配方1 和配方2分别表示实施例1和实施例2的基质，对照为仅为沙质土壤的基质；不同字母表示彼此间具备显著性差异(P＜0.05)；

图3所示为盐胁迫下本发明所述基质对苜蓿株高的影响；其中，配方1 和配方2分别表示实施例1和实施例2的基质，对照为仅为沙质土壤的基质；不同字母表示彼此间具备显著性差异(P＜0.05)；

图4所示为盐胁迫下本发明所述基质对苜蓿根长的影响；其中，配方1 和配方2分别表示实施例1和实施例2的基质，对照为仅为沙质土壤的基质；不同字母表示彼此间具备显著性差异(P＜0.05)。

具体实施方式

本发明公开了一种栽培苜蓿的抗盐基质及其应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述抗盐基质及其应用经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的抗盐基质及其应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

在本发明具体实施方式中，所涉及的对比试验，如无特别说明，除去各组应有的区别外，其他组分、原料和试验条件保持一致。

以下就本发明所提供的一种栽培苜蓿的抗盐基质及其应用做进一步说明。

实施例1：本发明所述基质

沙质土壤4.0dm³(沙质土壤的含沙量大于60％)、蛭石2.0dm³、煤灰 0.48dm³(三者体积比为4:2:0.48)。以上三种基质混匀后装入体积为7.0dm³的塑料盆中，每盆中添加生长调节剂50毫克；其中生长调节剂由以下组分组成：氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂、γ-氨基丁酸；其各组分的质量比为：5:2:5:3:3:2。

实施例2：本发明所述基质

沙质土壤3.0dm³(沙质土壤的含沙量大于60％)、蛭石3.0dm³、煤灰 0.48dm³(三者体积比为3:3:0.48)。以上三种基质混匀后装入体积为7.0dm³的塑料盆中，每盆中添加生长调节剂50毫克；其中生长调节剂由以下组分组成：氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂、γ-氨基丁酸；其各组分的质量比为：5:2:5:3:3:3。

实施例3：本发明所述基质在盐胁迫下对苜蓿抗盐能力的影响

将草原3号紫花苜蓿种子用浓硫酸浸泡5分钟，用自来水冲洗干净，播种到0.8％的琼脂上，4℃下黑暗春化3天，转移到25-28℃培养箱中，种子萌发后，待胚根长约2cm时，将幼苗转移至装有不同培养基质配方(分别为实施例1和实施例2的基质)的塑料盆中生长。对照处理全部是沙质土壤，不含其他的基质组分及生长调节剂。每个盆中移栽12株幼苗，待缓苗一个星期后，将每盆幼苗的数目定植为8株。盐处理设为两个：一个是对照处理不加盐，另一个处理是加氯化钠200mmol/L，氯化钠溶解到水里。对照处理每星期浇一次100ml水，盐处理每星期浇一次盐溶液100ml。处理45天后收集样品。实验重复三次，结果取平均值。

1、植株表型

观察在不同基质配方中盐处理45天的植株表型。结果如图1所示，在不加盐的处理中，不同的基质配方对苜蓿的生长没有影响。但是对于加盐的试验处理，在培养基质仅为沙质土壤的对照基质生长的苜蓿，出现了苜蓿叶片萎蔫、黄化，表现出明显典型的盐胁迫症状。在实施例1基质和实施例2基质中生长的苜蓿表现较强的耐盐能力，叶片没有出现萎蔫和黄化现象，表明本发明基质有利于提高苜蓿的抗盐能力。

2、生物量

观察在不同基质配方中生长45天的植株表型，并收获植株地上部和地下部，测定地上部和地下部生物量(指地上部分和地下部干重)。

结果如图2所示，在不加盐的对照处理中，不同的基质配方对苜蓿的地上生物量没有影响，但是实施例1基质和实施例2基质显著增加地下生物量。盐处理条件下，在培养基质仅为沙质土壤的在对照基质生长的苜蓿，其地上部和地下部的生物量最小；在实施例1基质和实施例2基质中生长的苜蓿，其地上部和地下部生物量显著增加。地上部和地下部生物量在实施例2基质中达最大，表明实施例2基质最有利于增加苜蓿在盐胁迫条件下的产量。

3、株高

在植株收获之前，用直尺测量在不同基质配方中盐胁迫处理45天的植株高度。结果如图3所示，在不加盐的对照处理中，不同的基质配方对苜蓿的植株高度没有显著影响。盐处理条件下，在培养基质仅为沙质土壤的在对照基质生长的苜蓿，其植株高度最小；在实施例1基质和实施例2基质中生长的苜蓿，其植株高度显著增加。实施例1基质和实施例2基质中生长的苜蓿株高没有显著差异。

4、根系大小

将在不同基质配方中盐胁迫处理45天的苜蓿放入水中，清洗掉吸附的土壤和培养基质，用直尺测量苜蓿的根系主根长。结果如图4所示，在不加盐的对照处理中，实施例1基质和实施例2基质显著增加苜蓿主根长。盐处理条件下，在培养基质仅为沙质土壤中生长的苜蓿，其主根长受到显著抑制；在实施例1基质和实施例2基质中生长的苜蓿，其主根长显著增加。表明本发明基质有利于促进苜蓿在盐胁迫条件下的根伸长。

实施例4：不同配比的基质的抗盐能力试验

按照实施例3中的试验方法进行生物量、株高、根系大小的抗盐能力试验，结果见表1。

表1增强苜蓿抗盐能力基质配方的性状对比

注：处理1-6的生长调节剂同实施例1，处理7-12的生长调节剂同实施例 2；

由表1可以看出，在土壤份数和生长调节剂相同的情况下，与对照相比，添加蛭石份数1.2-3.6dm³都显著增加了生物量。蛭石份数增加到3.6dm³时，不再增加生物量等指标，所以优选蛭石3.0dm³的配方。

在土壤份数、蛭石和煤灰份数相同的情况下，与对照相比，生长调节剂为20毫克时已增加生物量等各项指标。生长调节剂增加到50毫克时，在盐胁迫下苜蓿的株高、根长和生物量进一步提高，而生长调节剂为80毫克时其根长和生物量不再增加。生长调节剂为50毫克和80毫克两者没有显著差异，兼顾作用效果和经济成本，将生长调节剂的量定于50毫克。

实施例5：不同煤灰配比的基质的抗盐能力试验

按照实施例3中的试验方法进行生物量、株高、根系大小的抗盐能力试验，结果见表2。

表2煤灰增强苜蓿抗盐能力的性状对比

注：生长调节剂同实施例2；

在土壤份数、蛭石和生长调节剂相同的情况下，与对照相比，添加煤灰 0.24-0.72dm³都显著增加了盐胁迫下的生物量含量。煤灰增加到0.48dm³时，苜蓿在盐胁迫下的生物量进一步提高，而煤灰为0.72dm³时对产量没有显著提高，兼顾作用效果和经济成本，将煤灰的量定于0.48dm³。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种栽培苜蓿的抗盐基质，其特征在于，包括沙质土壤、蛭石、煤灰和生长调节剂；所述生长调节剂由氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂和γ-氨基丁酸组成。

2.根据权利要求1所述抗盐基质，其特征在于，所述沙质土壤、蛭石和煤灰的体积比为(2.4-4.8):(1.2-3.6):(0.24-0.72)。

3.根据权利要求2所述抗盐基质，其特征在于，所述沙质土壤、蛭石和煤灰的体积比为(2.4-4.8):2.4:0.48。

4.根据权利要求1所述抗盐基质，其特征在于，所述蛭石和生长调节剂的体积质量比为(1.2-3.6)dm³:(20-80)mg。

5.根据权利要求4所述抗盐基质，其特征在于，所述蛭石和生长调节剂的体积质量比为3.0dm³:50mg。

6.根据权利要求1、4或5所述抗盐基质，其特征在于，所述生长调节剂中氯化钙、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸锌、硼砂和γ-氨基丁酸的质量比依次为5:2:5:3:(2-3)。

7.权利要求1-6任意一项所述抗盐基质在提高苜蓿抗盐能力和/或在制备苜蓿抗盐栽培基质中的应用。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述苜蓿为紫花苜蓿。