CN110470565A - 一种测定多花梾木耐旱能力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定多花梾木耐旱能力的方法,包括:选择植株高度、生长势一致的二年生多花梾木实生苗;选择通风、透光、没有遮挡的高燥处作为测量场地;测量前一天浇水,使苗木基质处于饱和水状态,之后不再浇水,使盆栽持续干旱;测量时间选在12‑14时;采样:采用单因子随机设计方法对多花梾木叶片进行采样;测量:分别进行含水量的测定、叶片色差测定、光谱测定、植物效率测定、渗透调节物质和丙二醛含量测定;对测定结果进行数据统计分析,获得各指标与多花梾木耐旱能力之间的关系。该方法测量准确性高;可以准确获得干旱给植物带来的状态;对植物在干旱状态下,能将植株器官的变化与植物生理的变化有效结合。
Description
技术领域
本发明涉及多花梾木种植技术领域,特别涉及一种测定多花梾木耐旱能力的方法。
背景技术
目前,多花梾木在生理胁迫方面的研究较少。罗彬莹试验表明樟树受旱胁迫后叶片相对含水量(RWC)以及叶绿素含量均不断下降。唐婧文研究多花黄精时发现,最大荧光(Fm)会随着干旱加剧而下降,初始荧光(F0)反而会上升[唐婧文,梁文斌,邹辉,等.土壤水分胁迫对多花黄精光合作用及叶绿素荧光参数的影响.中南林业科技大学学报.2019,39(5):110]。张武军等在金花茶耐旱的试验中表明,MDA的值是不断增加的[张武军,黄颖桢,赵云青,等.干旱胁迫对金花茶幼树生理特性的影响.福建农业学报,2018,33(6):614]。刘旭等在麻栎幼苗干旱试验发现,可溶性糖的含量和脯氨酸(Pro)含量呈上升趋势[[4]刘旭,罗桂杰.干旱胁迫对麻栎幼苗生长及生理生化特性的影响.北方农业学报,2019,47(2):11]。
现有技术中测定多花梾木耐旱能力的方法还很少,且测量准确性低;不能准确说明干旱给植物带来的状态;对一些因子的测定较复杂,也不太准确;对植物在干旱状态下,不能将植株器官的变化与植物生理的变化有效结合。
发明内容
发明目的:本发明目的是提供一种测量准确性高、操作简便的测定多花梾木耐旱能力的方法。
技术方案:本发明提供一种测定多花梾木耐旱能力的方法,包括如下步骤:
(1)选择材料:选择植株高度、生长势一致的二年生多花梾木实生苗;
(2)选择场地:选择通风、透光、没有遮挡的高燥处作为测量场地;
(3)测量前处理:测量前一天浇水,使苗木基质处于饱和水状态,之后不再浇水,使盆栽持续干旱;
(4)测量时间:测量时间选在12-14时;
(5)采样:采用单因子随机设计方法对多花梾木叶片进行采样;
(6)测量:分别进行含水量的测定、叶片色差测定、光谱测定、植物效率测定、渗透调节物质和丙二醛含量测定;
(7)对步骤(6)的测定结果进行数据统计分析,获得含水量、叶片色差、光谱、植物效率、渗透调节物质和丙二醛含量与多花梾木耐旱能力之间的关系。
进一步地,所述步骤(6)中含水量的测定的方法为:测定三个指标:叶片的鲜重、叶片浸泡6小时后的饱和重和使用烘箱烘烤12小时后的干重,分别计算叶片随着干旱程度不断加剧后的含水量,并分析含水量变化情况。
进一步地,所述步骤(6)中叶片色差测定的方法为:使用分光测色仪测定植株中部叶片的叶色。
进一步地,所述步骤(6)中光谱测定的方法为:从测量开始直到植株叶片掉落无法采样为止,期间每隔一天进行一次测量,在12-14时进行叶绿素含量的测量,并分析叶绿素含量的变化。
进一步地,所述步骤(6)植物效率测定的方法为:通过荧光仪来测定植株中部叶片的叶绿素荧光参数,在开始测定前20min,用叶夹夹住测定的叶片进行暗处理,处理完毕后用仪器的探头连接叶夹测定叶片,数据保存至荧光仪后,导入电脑中用荧光仪分析软件PeaPlus进行数据处理。
进一步地,所述步骤(6)中渗透调节物质为脯氨酸或可溶性总糖。
进一步地,所述步骤(6)中渗透调节物质和丙二醛含量测定的方法为:采用试剂盒法来测定丙二醛含量,茚三酮比色法测定脯氨酸含量,硫酸蒽酮法测定可溶性总糖含量。
进一步地,所述步骤(6)中测量时对叶片进行拍照,记录叶片的形态和颜色变化,并记录测定时的天气状况。
有益效果:本发明的测量准确性高;可以准确通过测量和分析获得干旱给植物带来的状态;对各项指标的的测定较简单,也准确;对植物在干旱状态下,能将植株器官的变化与植物生理的变化有效结合。
附图说明
图1为本发明干旱胁迫下水分的变化图;
图2为本发明干旱胁迫下叶色变化图;
图3为本发明干旱胁迫下ΔE*ab的变化图;
图4为本发明干旱胁迫下ΔL,Δa,Δb的变化图;
图5为本发明干旱胁迫下R800/R700、R800/R640的变化图;
图6为本发明干旱胁迫下F0、Fm的变化图;
图7为本发明干旱胁迫下Fv/Fm、Fv/F0的变化图;
图8为本发明干旱胁迫下可溶性糖含量、Pro含量、MDA含量的变化图。
具体实施方式
本实施例的一种测定多花梾木耐旱能力的方法,包括如下步骤:
(1)选择材料:选择植株高度、生长势一致的二年生多花梾木实生苗;
(2)选择场地:选择通风、透光、没有遮挡的高燥处作为测量场地;
(3)测量前处理:测量前一天浇水,使苗木基质处于饱和水状态,之后不再浇水,使盆栽持续干旱,使盆栽持续干旱,第一次测定前用塑料袋紧裹住多花梾木基部,防止试验期间下雨,雨水渗漏到盆内影响试验结果;
(4)测量时间:测量时间选在12-14时;
(5)采样:采用单因子随机设计方法对多花梾木叶片进行采样;
(6)测量:分别进行含水量的测定、叶片色差测定、光谱测定、植物效率测定、渗透调节物质和丙二醛含量测定;
其中,
含水量的测定:
每次使用仪器测完叶片后,取5片叶测定含水量,共测定三个指标:叶片的鲜重,叶片浸泡6小时后的饱和重和使用烘箱烘烤12小时后的干重,计算出叶片随着干旱程度不断加剧后的含水量数据变化。
叶片色差测定:
使用分光测色仪测定植株中部固定叶片的叶色,在开始测定前,先通过零校正和白板校正来校正仪器,对准叶片表面按住MEAS按键测定叶色。
光谱测定:
测量开始后,分别于第1d、3d、5d、7d等进行试验,直到植株叶片掉落无法采样为止。用Unispec-SC光谱分析仪来测定植株中部叶片的叶绿素含量变化,正午时打开光谱仪,用白板调试过后,进行暗扫描,确保所有数据都无误后,开始夹住叶片测定,结束后将数据导入电脑中,用光谱仪的软件Multispec.5.1.5进行处理。
植物效率测定:
通过荧光仪Handy PEA来测定植株中部固定叶片的叶绿素荧光参数。在开始测定前20min,用叶夹夹住测定的叶片进行暗处理,处理完毕后用仪器的探头连接叶夹测定叶片,数据保存至荧光仪后,导入电脑中用荧光仪分析软件Pea Plus进行数据处理。
渗透调节物质和丙二醛(MDA)含量测定:
本试验根据王学奎在植物生理生化试验原理和技术中的方法,采用试剂盒法来测定丙二醛含量,茚三酮比色法测定脯氨酸含量,硫酸蒽酮法测定可溶性总糖含量。
(7)对步骤(6)的测定结果进行数据统计分析,获得含水量、叶片色差、光谱、植物效率、渗透调节物质和丙二醛含量与多花梾木耐旱能力之间的关系。
结果分析:
1、干旱胁迫对叶片含水量的影响
相对含水量=(鲜重wf-千重wd)/(饱和重wt-千重wd)*100%
如图1,从叶片相对含水量的变化可以直观的显示出植物体内水分亏损的状况。图1表明多花梾木叶片的相对含水量总体趋势是在不断下降的。在9月30日时相对含水量上升了13%,是由于多花梾木为抵抗旱胁迫提高了有机物含量,浸泡在蒸馏水6小时后,饱和重明显变大,导致了当天的相对含水量较大,但是重复第二次试验后,胁迫程度加剧,多花梾木逐渐失去活性,数值持续下降,从89.41%下降到43.92%。因此可以反映出干旱对多花梾木叶片影响较大。
2、干旱胁迫对叶片色差的影响
如图2、3、4,植物的叶色一般可以反映植物的生长状态,图2显示,随着胁迫加剧,多花梾木叶片失水严重,叶片萎蔫枯损,叶色出现明显的色彩变化,由原来的绿色变为褐色,叶片还微微发白。
L,a,b色可以测量出任何植物的颜色,本试验利用ΔL,Δa,Δb以及ΔE*ab的数值来对比色差值。
ΔE*ab表示总色差,色差随着数值增加而变大。图3直观的显示出,多花梾木的总色差变化显著,呈直线上升的趋势,10月2日至10月8日,上升了65.9%,表明了多花梾木叶色受胁迫影响较大。
ΔL正负值分别表示测试样比标准样的颜色白或黑;Δa正值则表示叶片红的程度,负值表示绿的程度;Δb正值表示叶片黄的程度,负值表示叶片蓝的程度。从图4中可看出,ΔL值呈上升趋势,前四次变化较小,曲线较平缓,10月4日后变化幅度稍大一点,上升了11.5%,数值不断上升表示叶片在干旱下叶色发白;Δa值虽然变化不太明显,但总体上还是呈上升趋势的,相比较第一次试验,上升了42%,但是Δa值始终小于0,这说明叶片虽然在干旱胁迫下失绿,但是始终还保持了叶色原有的绿色;Δb值不断下降,说明胁迫下植株叶色与初始叶色相比,颜色上枯黄程度上升。
3、干旱胁迫对叶绿素含量的影响
叶绿素是植物进行光合作用的重要条件之一,植物的生长状况以及叶片的光合能力可以通过叶绿素的高低表现。参数R800/R700、R800/R640的值与叶绿素含量呈正相关,数值下降即代表叶绿素含量下降。图5显示,R800/R700的曲线变化较小,前五次参数变化都是较平缓的,最后一次下降稍明显,总体下降了36%;而R800/R640的曲线变化幅度更大一点,呈现了明显下降的趋势,第一次到第三次叶绿素下降了19%,第一次的叶绿素含量是第六次的2.1倍,下降了49.5%。实验表明,在旱胁迫下叶绿素不断下降。
4、干旱胁迫对荧光参数的影响初始荧光(F0)指叶片光系统II反应中心完全开放状态时的荧光量。图6显示,荧光参数F0在干旱条件下呈上升趋势,虽然上升曲线较平缓,上升幅度不是太明显,但是第六次试验相比第一次上升了26.5%。通过(F0)数值的上升,显示出多花梾木受干旱威胁,反应中心被破坏,叶片逐渐失活。
最大荧光(Fm)指叶片光系统II反应中心完全关闭的荧光量,数值降低则代表光抑制。图6表明,Fm总体不断下降,但是第二次试验时,由于植物为抵抗干旱增加有机物,导致相对含水量变大,进而增强了植株叶片的光合能力,Fm数值上升了8%,到第三次试验时叶片逐渐失活,叶绿素下降,导致光合能力变弱,数值下降显著,降低了33.3%。
Fv/Fm是光系统II的最大光化学量子产量,Fv/F0是光系统II的潜在活性,植物遭胁迫影响越大则Fv/Fm数值越小。图7显示,Fv/Fm的曲线变化幅度较小,但总体不断下降的,表明多花梾木叶片在干旱条件下受影响较大,相比较第一次,第六次下降了16.7%。不同于Fv/Fm较平缓的曲线,Fv/F0波动较大,前四次显著下降了49.8%,表明干旱对多花梾木的生长产生了威胁,而后三次实验数据下降趋势减弱,较为平缓。数值下降说明叶片潜在活性中心因干旱胁迫而受损,影响光合作用。
5、干旱胁迫对渗透调节物质和丙二醛含量的影响
植物适应干旱环境可以通过渗透调节物质的增加来表现,植物在干旱条件下会主动积累溶质的浓度用来降低细胞的渗透势,从而维持膨压,使生理过程变正常。
可溶性糖含量的升高是植物进行逆境抵抗的一种手段,图8显示,可溶性糖含量前两次上升幅度不明显,后四次显著上升了54%,说明在前2次试验中多花梾木叶片受逆境压力较小,但是随着干旱时间的延长,植株压力变大,多花梾木为了抵抗压力而不断增加可溶性糖含量。
Pro指脯氨酸,是植物细胞代谢中的重要物质,脯氨酸含量会在植物逆境时上升来增加植物的抵御能力,前2次变化较平缓,说明这时叶片受胁迫影响较小,但第三次到第四次上升时较为明显,上升了2.4倍,说明叶片逆境压力变大,植株需增加脯氨酸含量抵抗逆境,Pro含量曲线总体是呈上升曲线的说明,多花梾木随着干旱加剧,受到的压力逐渐变大。
植物在受到干旱胁迫时会发生质膜过氧化分解出丙二醛(MDA),MDA的持续积累会伤害植物,因此植物是否因逆境受到伤害可以从MDA的含量中看出。图8显示,MDA总体不断上升,前3次曲线变化幅度较小,说明前三次试验中多花梾木受到的伤害较小,植株生长状态良好,但是超出了对干旱响应的阈值后,MDA含量不断上升,用来提高植物抵抗干旱的能力,最后两次上升幅度明显,上升了63%,这说明了干旱对多花梾木叶片造成严重且无法逆转的伤害。
6、综上所述
本试验研究发现,多花梾木在干旱逆境下,会通过增加有机物和MDA、pro以及可溶性糖来调节渗透压,提高植株对干旱的抵抗和适应,但是多花梾木是一种喜湿,喜阴的植物,过分的干燥会使它逐渐失去活性,在试验前四天,多花梾木生长状况表现良好,随着胁迫的加剧,叶色变黄,叶片枯损,叶绿素含量下降导致叶片潜在活性受损,光合能力变弱,呼吸作用强于光合作用,体内无法积累有机物质,最终植株死去,无法进行任何测定。
在上述试验中,多花梾木的各项生理指标变化表明,在持续干旱下,多花梾木叶片不断受到伤害。其中RWC(叶片相对含水量)、Fm、Fv/F0以及Fv/Fm在不断下降,而F0、可溶性糖和Pro以及丙二醛含量呈上升趋势。
Claims (8)
1.一种测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)选择材料:选择植梾高度、生长势一致的二年生多花梾木实生苗;
(2)选择场地:选择通风、透光、没有遮挡的高燥处作为测量场地;
(3)测量前处理:测量前一天浇水,使苗木基质处于饱和水状态,之后不再浇水,使盆栽持续干旱;
(4)测量时间:测量时间选在12-14时;
(5)采样:采用单因子随机设计方法对多花梾木叶片进行采样;
(6)测量:分别进行含水量的测定、叶片色差测定、光谱测定、植物效率测定、渗透调节物质和丙二醛含量测定;
(7)对步骤(6)的测定结果进行数据统计分析,获得含水量、叶片色差、光谱、植物效率、渗透调节物质和丙二醛含量与多花梾木耐旱能力之间的关系。
2.根据权利要求1所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)中含水量的测定的方法为:测定三个指标:叶片的鲜重、叶片浸泡6小时后的饱和重和使用烘箱烘烤12小时后的干重,分别计算叶片随着干旱程度不断加剧后的含水量,并分析含水量变化情况。
3.根据权利要求1所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)中叶片色差测定的方法为:使用分光测色仪测定植株中部叶片的叶色。
4.根据权利要求1所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)中光谱测定的方法为:从测量开始直到植梾叶片掉落无法采样为止,期间每隔一天进行一次测量,在12-14时进行叶绿素含量的测量,并分析叶绿素含量的变化。
5.根据权利要求1所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)植物效率测定的方法为:通过荧光仪来测定植株中部叶片的叶绿素荧光参数,在开始测定前20min,用叶夹夹住测定的叶片进行暗处理,处理完毕后用仪器的探头连接叶夹测定叶片,数据保存至荧光仪后,导入电脑中用荧光仪分析软件Pea Plus进行数据处理。
6.根据权利要求1所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)中渗透调节物质为脯氨酸或可溶性总糖。
7.根据权利要求7所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)中渗透调节物质和丙二醛含量测定的方法为:采用试剂盒法来测定丙二醛含量,茚三酮比色法测定脯氨酸含量,硫酸蒽酮法测定可溶性总糖含量。
8.根据权利要求1所述的测定多花梾木耐旱能力的方法,其特征在于:所述步骤(6)中测量时对叶片进行拍照,记录叶片的形态和颜色变化,并记录测定时的天气状况。
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