一种提高降香黄檀抗旱性的方法和生长调节剂及其应用与流程

本发明属于植物抗性生理诱导技术领域，具体而言，涉及一种通过短时间生长调节剂处理提高降香黄檀抗旱性的方法，以及所采用的生长调节剂及其应用。

背景技术：

降香黄檀(Dalbergia odorifera T.Chen)，是豆科蝶形花亚科黄檀属常绿半落叶乔木，别名黄花梨、降香、花梨、香红木、香枝木、花梨木，是海南省特有的珍贵红木树种，被列为国家二级保护植物，为国家标准5属8类34种红木之一(邱治军等,2006；杨冬华等,2013)。降香黄檀原产于中国海南省，主要分布于海南西部、西南部和南部的东方、昌江、乐东、白沙县和三亚市，北部的琼山县有零星分布。现广东(连辉明等,2014)、广西(郭文福&贾宏炎,2006；梁建平等,2015)和福建(叶水西,2008)南部等地也有零星分布，甚至在四川部分地区也开始引种栽培(倪臻等,2008；罗文扬等,2009)。在全球气候变化的大背景下，极端干旱气候发生的频率越来越高。如广西是石漠化最为严重的地区之一，石漠化地区缺少土壤，干旱严重，尤其是水分因子在一定程度上限制了降香黄檀的广泛栽种(梁建平等,2015)。在自然生长条件无法改变的情况下，通过提高植物本身对逆境的抗性，可以增强植物适应不利生长环境的能力，平稳渡过极端环境条件。因此，如何综合提高降香黄檀抗干旱胁迫的能力，使其在短时期内应对极端环境条件，扩大其引种栽培范围，对发展人工种植降香黄檀具有重要意义，也能为红木森林资源的培育提供科学指导。

CN104871846A公开了一种利用甘油处理提高狗牙根抗盐抗旱和抗冷的方法，该方法从狗牙根的存活率、植株高度和植株重量等方面开展了抗旱性评价，但该方法针对的是草本植物，其浓度和抗旱性指标不一定适合木本植物，而且对抗旱性最重要的评价指标植物叶片水势、电导率等并没有测定。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是在于提供一种通过短时间生长调节剂处理提高降香黄檀抗旱性的方法，以及所采用的生长调节剂及其应用。该方法可用于极端干旱时降香黄檀的人工种植。

为了实现上述的发明目的，本发明人创造性地利用外源物质甘油对狗牙根育苗进行诱导处理，从而获得了一种提高降香黄檀抗旱性的方法和生长调节剂及其应用。具体地，本发明采用了以下技术方案：

一种提高降香黄檀抗旱性的方法，该方法包括如下步骤：对处于生长阶段任一时期的降香黄檀苗连续浇灌生长调节剂溶液，所述的生长调节剂溶液含有0.2～0.4mol/L的丙三醇和1～4mmol/L的硅酸钾，浇灌时间为8～15d，浇灌量为使土壤水分保持在30％～40％的田间土壤相对含水量。

优选地，如上所述提高降香黄檀抗旱性的方法，其中开始灌浇丙三醇溶液时的降香黄檀幼苗高12～17cm。

优选地，如上所述提高降香黄檀抗旱性的方法，其中所述的生长调节剂溶液为0.2～0.3mol/L丙三醇和2mmol/L硅酸钾的混合水溶液。

优选地，如上所述提高降香黄檀抗旱性的方法，其中连续灌浇丙三醇溶液的时间为10d，每日清晨浇灌1次。

另外，本发明所提供的一种用于提高降香黄檀抗旱性的生长调节剂，其中该生长调节剂由丙三醇和硅酸钾组成。

优选地，如上所述用于提高降香黄檀抗旱性的生长调节剂，其中该生长调节剂中丙三醇和硅酸钾的摩尔比为50～400：1。

进一步优选地，如上所述用于提高降香黄檀抗旱性的生长调节剂，其中该生长调节剂中丙三醇和硅酸钾的摩尔比为100～150：1。

在本发明所优选地实施例中，发明人通过短时间(10天)连续浇低0.2～0.4mol/L的丙三醇和1～4mmol/L的硅酸钾混合溶液处理，发现二者可协同促进降香黄檀在旱胁迫环境中的生长，处理过的降香黄檀相比没有处理过的降香黄檀在干旱条件下生长情况更好，存活率高。基于上述研究成果，本发明还提供了丙三醇和硅酸钾在降香黄檀抗性生理诱导技术方面的用途，即：由丙三醇和硅酸钾组成的组合物在提高降香黄檀抗旱性中的应用。

与现有技术相比，本发明涉及的生长调节剂由丙三醇和硅酸钾按照特定的摩尔比例组成，二者可协同促进降香黄檀在旱胁迫环境中的生长，其成分稳定、配方简单，不含腐殖酸钠，不会改变土壤的酸碱性及有机质含量，也不会造成其他危害。同时，采用该生长调节剂实现降香黄檀抗旱性的方法操作简便，见效快捷，可使降香黄檀苗能在短时期内应对极端环境条件，扩大其引种栽培范围。

附图说明

图1为连续浇不同处理剂溶液诱导处理10天对降香黄檀干旱胁迫处理后存活率影响示意图；

图2为连续浇不同处理剂溶液诱导处理10天对降香黄檀干旱胁迫处理后植株高度影响示意图；

图3为连续浇不同处理剂溶液诱导处理10天对降香黄檀干旱胁迫处理后叶面积影响示意图；

图4为连续浇不同处理剂溶液诱导处理10天对降香黄檀干旱胁迫处理后相对电导率影响示意图；

图5为连续浇不同处理剂溶液诱导处理10天对降香黄檀干旱胁迫处理后叶片相对含水量影响示意图；

图6为连续浇不同处理剂溶液诱导处理10天对降香黄檀干旱胁迫处理后叶片水势影响示意图。

具体实施方式

以下是本发明涉及的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于该实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1：丙三醇联用硅酸钾提高降香黄檀抗旱性的试验研究

降香黄檀苗的培养：选取长势一致的一年生降香黄檀实生苗在春季(4月份)移栽到底部开孔的塑料花盆(15*15cm)中，每盆含3kg土壤(红壤土/椰槺＝1:1，v/v),每盆一株植物。到6月份的时候，苗高12～17cm，选择长势较为一致的健康植株开展试验。

生长调节剂处理：所有植株的土壤水分保持在100％的土壤相对含水量(33.0％的田间持水量)。设置4个干预处理组如下：0.22mol/L丙三醇、0.44mol/L丙三醇、2mmol/L硅酸钾、0.22mol/L丙三醇+2mmol/L硅酸钾。同时设置空白对照组，对照每天清晨以称重法来保持100％的土壤相对含水量，各干预处理组以相应浓度的溶液代替清水来补充水分至100％的土壤相对含水量。干预处理时间为10天。试验设3个重复，每个重复6株植物。

干旱胁迫处理：水分设100％的土壤相对含水量和干旱处理。预试验表明，当土壤相对含水量降低到25％(10.2％的田间持水量)后，植株开始出现萎蔫。对照每天清晨以称重法来保持100％的土壤相对含水量，干旱胁迫处理开始后，每天只浇对照1/3体积的清水来维持植株生产，随着时间延长，干旱胁迫越来越严重，一直处理到干旱胁迫的对照植株一半萎蔫时结束。

存活率统计：以不浇灌处理剂的干旱植株萎蔫一半(死亡前)进行统计。

植株高度增长量：用2m卷尺测量甘油处理结束后的植株高度H1，再测量干旱处理结束后的高度H2,植株高度增长量为H2-H1。

叶面积测量：用美国基因公司的叶面积仪LI3000C按照说明书进行测量。

叶片水势：用美国基因公司的WP4C露点水势仪按照说明书在早上9:00-11:00进行测量。

电导率测定：将称取1g鲜样，剪碎于50ml离心管中，加入30ml蒸馏水或去离子水；同时准备只盛有10ml蒸馏水或去离子水的离心管A。将离心管在置于摇床上摇动(25℃，200r/min，利于电解质的均匀渗出)；同时可将电导率仪插上电源预热。1h后，由摇床上取出离心管静置；同时对梅特勒电导率仪FE38进行测定前的调试：校准、电极常数的设置、温度补偿设置(测待测液温度时即测A离心管温度即可)和探头的冲洗(用蒸馏水或去离子水洗3-4次)。测离心管A内电导率记为a，测定摇后样品管的电导率值C1。将已测的离心管盖好并用封口膜封口，在沸水中煮沸10min，自然冷却后以同样的操作方法对经过煮沸的愈伤组织电导率值C2，电导率＝(C1-a)/(C2-a)*100％

叶片相对含量测定：取3片完全成熟的叶片，用精度为0.0001g的电子天平称鲜重，然后在80℃下烘干至恒重，称其干重。相对含水量(RWC)＝(鲜重-干重)/鲜重*100％；绝对含水量(SWC)＝(鲜重-干重)/干重*100％。

采用SPSS 13.0软件对所有数据进行统计分析，对不同处理的数据进行LSD-单因素最小显著性差异分析(ANOVA)，显著性水平设定为P＜0.05.采用Microsoft Excel软件制图。试验结果经统计后分析如下：

(1)经过浇灌不同浓度的处理剂溶液，经过干旱一段时间后，均能显著提高降香黄檀植株的存活率，尤其是以浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液后的植株效果最佳(图1)。

(2)与不浇处理剂的对照相比，浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液并不仅不影响植株的生长，而且植株高度相比饱和水组有明显的提高。另外，浇灌0.22mol/L丙三醇、0.44mol/L丙三醇或2mmol/L硅酸钾后，植株的生长受到明显抑制(图2、表1)。

(3)与不浇处理剂的对照相比，浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液、0.22mol/L丙三醇溶液、0.44mol/L丙三醇溶液或2mmol/L硅酸钾溶液能显著降低植株的叶面积，可见浇灌生长剂溶液后，降香黄檀可以通过降低叶面积的方式来降低蒸腾作用，减少水分的丧失；尤其以浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液的植株的叶面积降低最多(图3、表1)。

(4)相对电导率代表了质膜透性，也就是代表了膜受伤害的程度。干旱处理后，浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液的处理组植株相对电导率比空白对照组和其他处理组更低(图4、表1)，降低了质膜透性，说明提高了对干旱的抗性。

(5)叶片相对含水量是反映干旱胁迫下植物叶片水分缺失程度和能否维持生长的重要指标，胁迫下维持较高叶片相对含水量的植物一般都具有较强的抗旱性。与空白对照组和其他处理组相比，浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液后，叶片的相对含水量显著增加(图5、表1)。

(6)植物叶片水势是液态水在植物体内流动的驱动力，它代表着植物水分运动的能量水平，是植物水分状况的重要指标之一，是判断植物水分亏缺、衡量植物抗旱性的重要指标，也是目前最常用的植物水分生理指标，能真实反映植物体内水分的运输情况。胁迫下维持较高叶片水势的植物一般都具有较强的抗旱性。与空白对照组和其他处理组相比，浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液能显著提高叶片水势，降香黄檀可以通过增加叶片水势的方式的来维持自身所必需的水分(图6、表1)。

表1：不同处理剂溶液诱导处理对降香黄檀干旱胁迫处理后的影响

P,各处理组间的显著性差异，不同的小写字母代表差异显著(P≤0.05)。

综上所述，浇灌0.22M丙三醇+2mM硅酸钾溶液后，在短期内可以提高降香黄檀苗的抗旱性，且两种成分的联用对提高降香黄檀的抗旱性具有明显的协同作用。该方法操作简便，见效快捷，可使降香黄檀苗能在短时期内应对极端环境条件，扩大其引种栽培范围。