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多花黑麦草对磷胁迫的响应及耐磷指标的筛选

时间:2019-07-09 10:52:00 所属分类:工业经济 浏览量:

摘要:对不同供磷水平下多花黑麦草(Lolium multiflorum)生长初期生长特性的变化进行分析,筛选耐磷指标,为多花黑麦草耐磷机制的研究和生产实践提供基础理论依据。利用主成分分析和模糊数学隶属函数分析6个不同供磷水平(0、2.5、5.0、10.0、25.0、50.0 mg/kg

  摘要:对不同供磷水平下多花黑麦草(Lolium multiflorum)生长初期生长特性的变化进行分析,筛选耐磷指标,为多花黑麦草耐磷机制的研究和生产实践提供基础理论依据。利用主成分分析和模糊数学隶属函数分析6个不同供磷水平(0、2.5、5.0、10.0、25.0、50.0 mg/kg)对多花黑麦草生长特性的影响并进行综合评价;用株高、叶宽、叶绿素a含量等8个指标的耐磷系数和综合评价值(D)进行灰色关联分析。结果表明,随着磷水平的增加,株高、叶宽、叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、脯氨酸含量呈现先上升后下降的趋势,丙二醛含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先下降后上升的趋势;多花黑麦草最适生长的磷水平为10.0 mg/kg;与耐磷性最相关的指标为超氧化物歧化酶活性、脯氨酸含量、株高、叶绿素a含量。

  关键词:多花黑麦草;磷胁迫;主成分分析;隶属函数;灰色关联分析

化工工业论文

  多花黑麦草(Lolium multiflorum)为一年生(越年生)禾本科牧草,具有产量高、品质高、适于饲喂等优点。大力发展多花黑麦草种植,能有效缓解人畜争粮问题,促进节粮型畜牧业发展,并能发挥其生态功能。磷是植物生长的必需营养元素,同时也是土壤中普遍缺乏的元素。喀斯特地区土壤瘠薄,保水保肥能力差,且贵州省气候温暖,雨量充沛[1],是极易造成营养元素淋溶流失的地区之一。因此,探讨磷素对多花黑麦草生长特性的影响,确定其适宜种植的磷水平、筛选其耐磷指标对指导多花黑麦草生产种植和研究多花黑麦草耐磷机制有重要意义。

  植物各生长指标对营养元素的响应差异较大,仅用单项指标来反映植物对某一营养元素的响应效果局限性较大。因此,探讨元素对植物的处理效果,应用尽可能多的指标来综合评定,从而可以减少单项指标对处理效果评价所造成的片面性。此外,目前关于植物耐磷指标筛选的研究较少[2],多集中于抗旱、耐盐等指标的筛选[3-7],关于多花黑麦草耐磷指标筛选的研究也较少。因此,设置不同的供磷水平,研究其对多花黑麦草形态和生理指标的影响,利用主成分分析和模糊数学隶属函数法对各指标进行综合评价,旨在确定多花黑麦草适合生长的磷水平,为多花黑麦草的种植提供理论依据;用灰色关联分析法对株高、叶宽、叶绿素a含量等8个指标进行排序,旨在为耐磷指标的筛选提供理论基础。

  1 材料与方法

  1.1 试验时间、地点

  试验于2017年3月开始,在贵州大学南校区校内进行。

  1.2 试验设计

  以多花黑麦草安格斯1号为材料,采用砂培法进行种植。

  石英砂用水浸泡,除去黏土和有机质,至洗涤的水呈无色透明为止;再用3%盐酸浸泡7 d;然后用霍格兰营养液浸泡,每天2次,至pH值稳定为止。将处理好的石英砂装入直径29.5 cm、深21.5 cm的花盆中,每盆装9.0 kg。

  挑选均匀饱满的黑麦草种子,将其置于2% H2O2溶液中浸泡10 min进行消毒,再用蒸馏水冲洗6遍,晾干备用,将处理后的种子置床培养。待种子发芽,苗长7 cm以上时,选择高度近似、生长情况相近的幼苗移栽花盆中,移栽深度为 2 cm。为确保植株有足够的养分,每周定期为植株浇灌霍格兰营养液。

  共设置6个磷水平(0、2.5、5.0、10.0、25.0、50.0 mg/kg),分别用CK、P2.5、P5.0、P10.0、P25.0、P50.0表示,磷源为NaH2PO4,试验开始时溶解在水中,施入石英砂中。每个磷水平有3盆重复,每盆定苗3株黑麦草。

  1.3 指标测定

  从3月31号开始,每周测量1次株高和最宽叶宽,直到4月底结束。收割多花黑麦草,测定其他生理指标。

  光合色素的测定参照高俊凤的方法[8];丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸(TBA)显色法;脯氨酸(Pro)含量的测定采用酸性茚三酮法[9];超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法[10]。

  1.4 数据处理与分析

  根据所得数据,求各指标的相对值,具体见公式(1)。加权隶属函数相关公式见式(2)~式(5)。

  各指标相对值(X)=磷处理各指标测定值对照各指标测定值;

  利用Excel 13.0軟件整理数据和绘制图像,SPSS 19.0软件分析数据。

  2 结果与分析

  2.1 不同磷水平处理对多花黑麦草形态的影响

  株高和叶宽是反映禾本科植物生物性状的重要指标。由表1可知,在3月31日、4月21日和4月28日时,各磷水平处理对株高的影响没有显著性差异;随着磷水平的增加,株高整体呈现先增加后降低的趋势;在4月21日时,磷水平为5、10 mg/kg时,株高相对较高;同一磷水平处理,生长后期株高显著高于生长前期(P<0.05),如P50.0处理在4月28日、4月21日所测株高显著高于4月14日、4月7日和3月31日。

  由表2可知,不同磷水平处理在同一时间和同一磷水平处理在不同时间对叶宽的影响差异都显著。总体来说,磷水平5、10 mg/kg对叶宽的促进作用最显著。

  2.2 不同磷水平处理对多花黑麦草生理特性的影响

  从图1可知,磷水平为2.5 mg/kg,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均为最高,显著高于对照及其他处理,与其他处理间存在显著性差异(P<0.05);随着磷水平的增加,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量整体呈现出先上升后下降的趋势。

  从图2可知,磷水平为50.0 mg/kg时,丙二醛含量与对照组相比没有显著性差异(P>0.05),但显著高于其他处理。

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