优化块根和块茎类繁殖材料出苗及早期长势的方法.docx

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专利名称::优化块根和块茎类繁殖材料出苗及早期长势的方法
技术领域:
:本发明属于植物栽培
技术领域:
,具体涉及一种优化块根和块茎类繁殖材料出苗及早期长势的方法。
背景技术:
:块根和块茎类植物如雪莲果、生姜和山药等,具有相似的生理、生化基础,其幼苗的萌发速度主要由种块上芽的状态和种块不定根形成的速度所决定。种块的芽越长、不定根萌发速度越快越有利于雪莲果幼苗的萌发出土。关于内源激素对休眠和萌芽的调控,目前研究倾向于抑制因子/促进因子平衡调节休眠假说,即当某种因子占优势时,块茎就表现该因子所控制的性状,也就是说,块茎中促进生长类的植物激素与抑制生长类的植物激素之间存在着某一种平衡关系,不同萌发阶段的种块(芽的形态不同)对应着不同的激素平衡。不定根原基的形成是不定根形成的关键。不定根发生的机理受到基因的表达、内源激素水平的动态变化、酶活性的变化、多***水平、以及碳水化合物水平的变化等多方面的影响。其中,生根专一基因表达和内源植物激素动力学变化是诱导不定根发生的主导因子,而其他生理生化因子则起着促进或消弱生根速率的辅助作用。因此,影响块根和块茎类植物生根、发芽的主要影响因素是遗传基础和内源激素的平衡,它们控制着种块的萌发和不定根产生的速率。在实际的生产中,某一种植物的遗传基础是确定的,不易改变。而植物的内源激素中抑制因子
/促进因子间的平衡则可通过外部因子进行改变,使植物的内源激素平衡朝有利于生产的方向转化。现有技术对如何通过外源的办法改变植物的内源激素平衡已有大量的研究,其中水分胁迫对植物内源激素的影响的研究也有很多,但研究内容基本上集中在水分胁迫对植物长势的影响上,且专门针对块根和块茎类繁殖材料的水分胁迫研究尚未见有相关报道。目前,本领域中普遍认为水分胁迫会使内源激素中的抑制因子的比例增加,水分胁迫使抑制因子/促进因子间的平衡向有利于抑制因子的方向转化,导致植株的生长发育迟缓。
发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种优化块根和块茎类繁殖材料出苗及早期长势的方法,通过改变块根和块茎类繁殖材料的内源激素平衡,进而提高出苗的整齐度,改善植株长势。本发明的技术方案是基于以下认识得到的植物在严重胁迫环境条件下有求生的本能,块根和块茎类繁殖材料在适当的水分胁迫条件下能够改变其内源激素平衡,使芽短或未萌动的种块的萌发速度加快,使块茎间的萌发时间差异变小,从而提高出苗整齐度。一种优化块根和块茎类繁殖材料出苗及早期长势的方法,其特征在于对分切好的种块釆用自然失水的方法进行水分胁迫后,按常规方法育苗。其中,控制失水比例为
%~%。%~%时效果较佳。%时效果最佳。本发明相对于现有技术具有如下优点1、目前主要釆用外源激素、营养、温湿度等调控手段来促进营养器官(无性繁殖)的生根、发芽。普遍认为水分胁迫对植物生长发育起抑制作用,而本发明证明水分胁迫能促进块根、块茎类繁殖材料的生根、发芽和后期长势,颠覆了以往的惯性思维,克服了现有技术的偏见。2、以往的技术手段一般仅有单向调节作用,要么起促进作用,要么起抑制作用,不具有双向调节功能。本发明的水分胁迫手段具有一定的双向调节作用,可促进种块(块根、块茎)中尚未萌发和芽短的种块的萌发速率,对芽长的种块影响不大,可明显提高出苗的整齐度和后期长势,与以往的调4节技术相比有明显优势。3、以往的技术手段一般需要较高的经济投入和相对较高的操作要求,相比较而言水分胁迫手段的操作简单,不需要额外的经济投入,具有简单和经济实用的优点。图1显示水分胁迫对不同芽长种块出苗时间的影响;图2显示水分胁迫对种块出苗整齐度的影响;图3显示水分胁迫对种块长势的影响;图4显示水分胁迫对种块出苗率的影响。具体实施方式下面结合附图和实施例对本
发明作进一步的详细说明,但它们不是对本发明的限定。实施例11、(ifea//^/^^,水分胁迫与各个处理出苗时间的平均数、极差和标准差呈现出较好的相关性。随着水分胁迫的加重出苗时间的极差明显减小,当种块存放达9天(%的失水率)后各个处理的平均值和极差的差异已很小,说明出苗的整齐度明显提高;随着水分胁迫的加重出苗时间的标准差和平均值逐渐变小,在种块存放12天(%的失水率)前各处理与对照相比无明显差异,种块存放12天后各个处理与对照相比差异达极性状水平(表2)。从以上分析和图标看出,水分胁迫对出苗时间平均值的影响小于出苗时间极差的影响,证明水分胁迫对雪莲果出苗整齐度的影响主要体现在缩短了出苗时间较长的种块(芽较短的种块)的出苗时间上。表2:,雪莲果种块的存放时间与植株长势存在明显的正相关,种块通过水分胁迫处理的雪莲果植株的长势与对照相比都有所提高,随着水分胁迫的加重呈现出先扬后抑的情况。种块存放3天(14,82%的失水率)、和块存放9天(%的失水率)的处理的株高明显高于对照,生长速率与对照相比差异达极显著水平(P
〈);茎粗的生长速率与对照相比虽没达到显著水平,但通过水分胁迫处理的各个处理的长势好于对照。从以上分析和图表看出,雪莲果种块通过轻度的水分胁迫处理后植株长势明显强于对照。表3:(水分胁迫程度)出苗率比较从图4看出,雪莲果种块的出苗率与水分胁迫水平存在明显的负相关,轻度水分胁迫时雪莲果种块的出苗率与对照相比基本没有差异,存放9天(%的失水率)后出苗率出现明显的下降,%,表明水分胁迫水平达到某个阈值后,雪莲果种块的出苗率会明显下降。,雪莲果种块通过水分胁迫处理后其出苗和长势情况与对照相比发生了明显的变化。对雪莲果种块实施水分胁迫处理可明显提高其出苗整齐度,水分胁迫对不同芽长的种块的具体影响存在较大差异,水分胁迫对芽长的种块的出苗时间影响不大,但对原本出苗时间较长的种块(芽短)的影响极大,可明显缩短种块(芽短)的出苗时间,从而减小了不同种块间出苗时间的差异;雪莲果种块通过轻、中度水分胁迫处理后,其植株的长势会明显好于对照和重度水分胁迫的处理;种块的轻、中度水分胁迫处理对出苗率基本没有影响,但当种块的失水率达到一个临界点(%的失水率)后雪莲果的出苗率会迅速下降。出苗整齐度、长势和出苗率三个指标中没有主导性指标,在实际生产中必须同时兼顾才能达到利益的最大化。根据试验结果,水分胁迫越严重,出苗整齐度越好,但随着水分胁迫的加重出苗率会迅速下降,从有利于生产的角度考虑,水分
胁迫对两个指标的作用方向是相反的,必须对两个指标进行平衡和取舍,在各个处理中种块存放9天的处理的出苗率与对照相比没有差异,代表出苗整齐度的极差和标准差与对照相比已明显减小,因此就出苗整齐度和出苗率两个指标来考虑,种块存放9天的处理的效果最好。在所有处理中种块存放6天和9天的种块的长势最好,因此综合以上三个指标,种块存放9天(%的失水率)的处理在所有处理中效果最好,其出苗整齐度和植株长势明显好于对照,出苗率与对照相比基本没有差异。从理论上考虑,用种块失水率作为水分胁迫的指标比存放天数更为科学,因为不同地区的温度和湿度不同,会出现种块存放的天数相同,而失水率不同的情况。但本试验主要针对规模化生产,希望对没有检测手段的的农户有指导作用,因此同时使用了种块存放天数和失水率两个指标。本试验是在高温高湿的版纳进行,别的地区在引用我们的试验成果时,应根据当地气候条件对种块的存放天数进行适当的改变。,对种块实施水分胁迫处理可明显加快了原本发芽时间较长的种块的萌发速度,但对芽就长的种块的影响确不明显
(较长的芽容易受损伤,抵消了水分胁迫的效果),说明水分胁迫确实改变了雪莲果种块的内源激素平衡,并且使内源激素向有利于促进因子的方向转化。我们的试验结果与水分胁迫对植株的影响正好相反,说明处于生长发育当中的植株与无性繁殖材料种块对水分胁迫的反应存在较大的差异,虽然本试验是较为简单的因果关系试验,需要进一步的系统试验来验证内源激素的实际变化,但该试验无疑打开了一个新的研究方向。重度水分胁迫会使雪莲果种块严重脱水而失去萌芽能力,导致雪莲果的出苗率严重下降,其因果关系易于了解。同时,对种块实施轻、中度水分胁迫处理后,植株的长势会明显好于对照。我们试验设计的栽培条件各个处理完全一致,轻、中度水分胁迫处理的植株密度与对照相比几乎没有差异,导致处理间长势差异的可能因素只余下水分胁迫处理,证明是种块水分胁迫明显增强了植株长势。实施例2重复实施例l,有以下不同点实验材料为生姜。试验结果表明对种块实施水分胁迫可明显提高生姜的出苗整齐度和苗期长势,与雪莲果的试验结果基本相同。在具体的试验处理中主要存在以下两个不同点。1:生姜种块的失水速度比雪莲果更快,最佳处理天数(种块存放时间)比雪莲果稍提前,种块自然失水6天时试验效果最好。2:由于种块水分丧失速度不同,两者的种块存放天数和种块失水率之间存在不同的对应关系,但两者的最佳失水率间没有明显的差异。实施例
3重复实施例l,有以下不同点实验材料为山药试验结果表明对种块实施水分胁迫可明显提高山药的出苗整齐度和苗期长势,与雪莲果的试验结果基本相同。在具体的试验处理中主要存在以下几个不同点。1:在具体的试验处理中,甘薯种块的失水速度比雪莲果更慢。2:、种块自然失水(存放)6-12天时的作用效果最好,最佳处理天数(种块存放时间)作用区间较宽。3:山药的出苗整齐度明显好于雪莲果的出苗整齐度。,其特征在0于对分切好的种块采用自然失水的方法进行水分胁迫后,按常规方法育苗。2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的块根和块茎类繁殖材料为雪莲果、生姜和山药。3、根据fe利要求1或2所述的方法,其特征在于采用自然失水的方法进行水分胁迫时,%~%。4、根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于采用自然失水的方法进行水分胁迫时,%~%。5、根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于釆用自然失水的方法进行水分胁迫时,%。全文摘要本发明公开了一种优化块根和块茎类繁殖材料出苗及早期长势的方法。对分切好的种块采用自然失水的方法进行水分胁迫后,按常规方法育苗即可。其中,%~%范围内都可以达到较为理想的技术效果。本发明克服了现有技术的偏见,具有双向调节作用,可促进种块中尚未萌发和芽短的种块的萌发速率,对芽长的种块影响不大,从而明显提高出苗的整齐度和后期长势。其操作简单,不需要额外的经济投入,具有简单和经济实用的优点。