CN115530061B - 提高盐碱逆境下植物种子出苗率或苗期生长的种植结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提高盐碱逆境下植物种子出苗率或苗期生长的种植结构，其包括隔盐层和种子萌发区，其中，所述隔盐层使种子萌发区在周向上与外界土壤隔离开来；在所述种子萌发区内填充有营养基质和种子萌发抗逆剂；所述种子位于所述种子萌发区内。

Description

提高盐碱逆境下植物种子出苗率或苗期生长的种植结构
技术领域
本发明涉及农林业植物种植领域，特别是一种提高盐碱逆境下植物种子出苗率或苗期生长的种植结构。
背景技术
中国盐碱地约为1亿hm2，占国土面积1/10，盐碱胁迫已成为植物生长发育的主要限制因子。种子萌发期通常是植物抗性最弱的阶段，大多成苗后可适应的盐碱浓度在种子萌发期却不能忍受，盐碱逆境下植物种子萌发成苗受阻成为了盐碱地植物自然更新的首要障碍因子。
当前，提高盐碱逆境下植物种子萌发成活率的方法通常为添加外源物质及接种促生菌等，但对植物种子萌发期耐盐性的提高幅度相对较小，且多停留在理论阶段，种子萌发后将直接面对外界盐碱胁迫，胁迫较重时大多无法成活。
因此，亟待研发一种高效低成本提高盐碱逆境下植物种子出苗率或苗期生长的技术方法，保障植物顺利渡过耐盐性最弱的种子萌发期，成苗后随生长耐盐性逐渐增强，最终适应外界盐碱胁迫而成活。为解决盐碱地植物自然更新受阻这一难题提供高效低成本的技术方案。
发明内容
本发明提供了一种提高盐碱逆境下植物种子出苗率和/或苗期生长的种植结构，其包括隔盐层和种子萌发区，其中，
所述隔盐层使种子萌发区在周向上与外界土壤隔离开来；
在所述种子萌发区内填充有营养基质和种子萌发抗逆剂；
所述种子位于所述种子萌发区内。
在一个具体实施方式中，所述种子萌发抗逆剂均匀地分布于种子下方的营养基质中。
在一个具体实施方式中，所述种子萌发抗逆剂为丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物。
在一个具体实施方式中，将所述营养基质的总质量计作100％，所述种子萌发抗逆剂的用量为0.2％至1％。
在一个具体实施方式中，所述营养基质为草炭土和蛭石。
在一个具体实施方式中，所述草炭土和所述蛭石的体积比可为3:1至5:1。
在一个具体实施方式中，所述隔盐层使用的材料可为聚氯乙烯塑料、可降解淀粉塑料和聚乳酸塑料中的至少一种。
本发明的有益效果：
使用本发明的种植结构可有效降低盐碱地盐碱胁迫对植物种子出苗和/或苗期生长阶段的影响，提高种子的出苗率和/或苗期生长。
附图说明
图1为一种提高盐碱逆境下植物种子出苗率和/或苗期生长的种植结构示意图。
其中图中各组件为：1隔盐层、2植物种子所在位置、3营养基质、4种子萌发抗逆剂
图2本发明对盐胁迫下苜蓿种子出苗和苗期生长的影响。其中，1为对比例1，2为实施例9，3为实施例1，4为实施例2，5为实施例3，6为实施例4，7为实施例5，8为实施例6，9为实施例7，10为实施例8。不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。
具体实施方式
以下通过优选的实施案例的形式对本发明的上述内容作进一步的详细说明，但其不构成对本发明的限制。
如无特别说明，本发明的实施例中的试剂均可通过商业途径购买。
实施例1
试验于2021年在中国林业科学研究院黄河三角洲综合试验中心科研温室开展。
试验用植物为紫花苜蓿品种中苜一号。
营养基质为体积比为4:1的草炭土与蛭石混合物。
以营养基质的总质量计作100％，向所述营养基质中均匀掺入0.1％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物，得到添加有种子萌发抗逆剂的营养基质。
具体操作如下：
如图1所示，利用聚氯乙烯塑料作为隔盐层1，为了便于操作，将聚氯乙烯塑料管下方的开口用纱布包覆住，向其中装入添加有种子萌发抗逆剂4的的营养基质3，并在上部保留1.5cm左右高度的空间范围；将装有添加有种子萌发抗逆剂4的营养基质3的隔盐层1浸泡在淡水中充分吸水，然后去掉纱布埋入NaCl浓度为200.00mM盐碱土壤模拟桶中。如此形成含有隔盐层1和种子萌发区的种植结构，每个模拟桶中埋入3个种植结构。其中，隔盐层1内的添加有种子萌发抗逆剂4的营养基质3形成种子萌发区，从而使种子萌发区在周向上通过隔盐层1与外界土壤隔离开来。不过将此结构用于田间时，则不必使用纱布包裹隔盐层1下方的开口，即在田间的操作可以如下：先在田间挖出合适大小的坑洞，然后将作为隔盐层1的聚氯乙烯塑料贴附在坑洞的壁上，再向其中填入添加有种子萌发抗逆剂4的营养基质3。
将20粒紫花苜蓿的种子2放入上述种子萌发区的表面，然后用营养基质(无需浸泡在淡水中充分吸水)将上部保留1.5cm左右高度的空间填平，完成播种，后续正常浇水管理，保障水分供应。播种完成后，每天观察记录出苗数量，出苗以种子破土而出为准。出苗7d后，测量苗高，并进行间苗，每个种植结构中均匀保留3株苜蓿，间苗后14d和21d再各测量苗高一次，并观察生长状态。计算出苗率、出苗指数、出苗势和出苗后7d、14d和21d平均苗高。其中，
出苗率＝出苗种子数/种子总数×100％
出苗指数＝∑(Gt/Dt)(式中:Gt为第t天的出苗总数，Dt为相应的天数)
出苗势＝日最高峰时种子出苗数/种子总数×100％
一个种植结构作为一个重复，总共设置三次重复。
结果见表1和图2。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的添加量为0.2％，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例3
与实施例1的不同之处在于，丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的添加量为0.5％，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例4
与实施例1的不同之处在于，丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的添加量为1.0％，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例5
与实施例1的不同之处在于，将0.1％的丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物替换为0.1％的聚丙烯酸钾，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例6
与实施例1的不同之处在于，将0.1％的丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物替换为0.2％的聚丙烯酸钾，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例7
与实施例1的不同之处在于，将0.1％的丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物替换为0.5％的聚丙烯酸钾，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例8
与实施例1的不同之处在于，将0.1％的丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物替换为1.0％的聚丙烯酸钾，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
实施例9
与实施例1的不同之处在于，不添加丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
对比例1
与实施例1的不同之处在于，不添加丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物，将装有营养基质的隔盐层浸泡在淡水中充分吸水替换为将装有营养基质的隔盐层浸泡在200.00mM的NaCl溶液中充分吸水，其他同实施例1。
结果见表1和图2。
表1本发明对盐胁迫下苜蓿种子出苗、苗期生长和成活率的影响
根据表1或图2的结果可知；
实施例1与对比例1相比，平均出苗率提高1.47倍、平均出苗指数提高3.43倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.57倍、1.79倍和2.25倍。表明使用添加有0.1％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质能减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗和生长的影响，且比单纯使用营养基质的实施例9效果要好。
实施例2与对比例1相比，平均出苗率提高1.42倍、平均出苗指数提高4.07倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.60倍、2.02倍和2.65倍；出苗后21d成活率提高了22.22％。表明使用添加有0.2％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质能有效减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，且比单纯使用营养基质的实施例9效果要好。
实施例3与对比例1相比，平均出苗率提高1.47倍、平均出苗指数提高3.55倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.75倍、2.10倍和2.53倍；出苗后21d成活率提高了22.22％。表明使用添加有0.5％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质能有效减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，且比单纯使用营养基质的实施例9效果要好。
实施例4与对比例1相比，平均出苗率提高1.61倍、平均出苗指数提高3.65倍、平均出苗势提高1.53倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.74倍、1.85倍和2.30倍；出苗后21d成活率提高了22.22％。表明使用添加有1.0％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质能有效减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，且比单纯使用营养基质的实施例9效果要好。
实施例5与对比例1相比，平均出苗率提高1.58倍、平均出苗指数提高3.22倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.51倍、1.73倍和1.48倍；出苗后21d成活率提高了11.11％。表明使用添加有0.1％聚丙烯酸钾的营养基质能减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，但技术效果显著差于添加0.2％至1.0％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质。
实施例6与对比例1相比，平均出苗率提高1.61倍、平均出苗指数提高2.93倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.51倍、1.78倍和1.53倍；出苗后21d成活率提高了22.22％。表明使用添加有0.2％聚丙烯酸钾的营养基质能减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，但技术效果显著差于添加0.2％至1.0％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质。
实施例7与对比例1相比，平均出苗率提高1.44倍、平均出苗指数提高2.53倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.42倍、1.93倍和1.84倍；出苗后21d成活率提高了22.22％。表明使用添加有0.5％聚丙烯酸钾的营养基质能减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，但技术效果显著差于添加0.2％至1.0％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质。
实施例8与对比例1相比，平均出苗率提高1.44倍、平均出苗指数提高2.54倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.45倍、1.65倍和1.27倍；出苗后21d成活率提高了22.22％。表明使用添加有1.0％聚丙烯酸钾的营养基质能减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗、生长和出苗后成活率的影响，但技术效果显著差于添加0.2％至1.0％丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物的营养基质。
实施例9与对比例1相比，平均出苗率提高1.44倍、平均出苗指数提高3.37倍；出苗后7d、14d和21d平均苗高分别提高1.46倍、1.71倍和1.46倍；出苗后21d成活率反而降低了33.34％。表明直接使用营养基质有减缓外界土壤盐胁迫对苜蓿种子萌发出苗和苗高生长影响的效果，但出苗后成活率明显低于对比例1。

Claims (6)

1.一种提高盐碱逆境下植物种子出苗率和/或苗期生长的种植结构，其包括隔盐层和种子萌发区，其中，
所述隔盐层使种子萌发区在周向上与外界土壤隔离开来；
在所述种子萌发区内填充有营养基质和种子萌发抗逆剂；
所述种子萌发抗逆剂为丙烯酰胺与凸凹棒接枝共聚物，和/或聚丙烯酸钾；
所述种子位于所述种子萌发区内。
2.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于，所述种子萌发抗逆剂均匀地分布于种子下方的营养基质中。
3.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于，将所述营养基质的总质量计作100％，所述种子萌发抗逆剂的用量为0.2％至1％。
4.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于，所述营养基质为草炭土和蛭石。
5.根据权利要求4所述的种植结构，其特征在于，所述草炭土和所述蛭石的体积比为3:1至5:1。
6.根据权利要求1所述的种植结构，其特征在于，所述隔盐层使用的材料为聚氯乙烯塑料、可降解淀粉塑料和聚乳酸塑料中的至少一种。
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