一种植物盐碱胁迫程度的诊断方法

1.本发明属于植物科学领域，具体涉及一种植物盐碱胁迫的诊断方法。


背景技术：

2.在盐碱地上生长的植物或者受咸水/微咸水灌溉的植物，会受到盐碱胁迫影响，盐碱胁迫会造成植物长势衰弱和产量降低，不同的植物在不同生育期忍受盐碱胁迫程度不同，因此，对植物受盐碱胁迫程度进行有效及时的诊断识别是开展逆境调控减轻盐碱胁迫的重要手段。
3.cn110907393a公开了一种植物盐碱胁迫程度检测方法及装置，该方法包括：获取待检测植物的近红外光谱数据；对所述近红外光谱数据中的多个特征波长进行特征提取，得到每个特征波长的特征数据；将每个特征波长的特征数据，输入至预设的径向基神经网络模型，根据所述径向基神经网络模型的输出结果，确定待检测植物的盐碱胁迫程度；其中，所述径向基神经网络模型为，根据已知盐碱胁迫程度作为标签的近红外光谱数据样本，进行训练后得到。与目前的方法相比，该方法无需借助过多的测量设备，仅需获取近红外光谱数据，从而也不会损坏冠层叶片。同时，通过训练好的神经网络，能够简便、高效和准确的地检测盐碱胁迫程度。
4.cn112243779a公开了一种葡萄砧木苗期耐混合盐碱性的鉴定方法，其中，需要植株光合、生长发育、叶片及根系生理指标的测定及盐碱害指数统计：混合盐碱胁迫第40d，开始统计调查盐碱害指数，测定实验组和对照组植株光合指标、植株生长指标及叶片生理指标、根系生理指标；根据各指标耐混合盐碱系数，利用主成分分析法计算耐混合盐碱能力d值，并结合盐碱害指数进行验证性鉴定评价，并采用microsoft excel 2010软件进行数据整理与分析；耐混合盐碱系数＝混合盐碱胁迫处理性状值/对照性状值。
5.如上所示，目前诊断植物盐碱胁迫方法多是通过对植物生理生化指标进行室内测试分析，所需仪器设备昂贵，耗时长，分析过程复杂繁琐，还有借助于光谱特征数据进行植物受盐碱胁迫检测的方法，但同样需要购置专用光谱仪，分析过程同样复杂繁琐。
6.因此，亟待开发一种更为高效、简便、快速、准确的植物盐碱胁迫程度的诊断方法。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种植物盐碱胁迫程度的诊断方法。所述方法用于识别判断植物在盐碱逆境中的受胁迫状况，目的是为及时高效的开展逆境调控减轻盐碱胁迫提供参考。
8.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供一种植物盐碱胁迫程度的诊断方法，所述诊断方法包括以下步骤：
10.(1)选取待诊植物3片以上(例如可以是3片、4片、5片、6片、8片、10片等)的叶片，分别称重并记录每片叶片的鲜重fi；
11.(2)将称重后的叶片浸泡于水中，直至叶片吸水饱和，再分别称重并记录每片叶片浸泡饱和的重量ti；
12.(3)将浸泡饱和后叶片干燥至恒重，再分别称重并记录每片叶片干燥的重量di；
13.(4)根据下式i所示的公式计算每片叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi；
[0014][0015]
(5)将计算所得的相对叶片水分亏缺值rlwdi剔除异常值后，再计算待诊植物的相对叶片水分亏缺值的平均值rlwdave，通过rlwdave指标判断植物盐碱胁迫程度。
[0016]
在本发明中，选择相对叶片水分亏缺值作为植物受到盐碱胁迫程度诊断指标，在植物受到盐碱胁迫后变化十分明显的一个敏感型指示指标，当植物根系处于盐碱环境下，由于外界盐碱物质的存在降低了土壤水渗透势进而降低了土壤总水势，最直接的影响就是植物根系吸水变得困难，进而造成植株水分状况的变化，因此表征植株水分状况信息的相对叶片水分亏缺值，是经过试验证明筛选出来的可以用来诊断植物受盐碱胁迫程度的有效指标。
[0017]
在本发明中，所述的植物盐碱胁迫诊断指标及方法，无需借助过多的测量设备，原理简单，材料易得，测试过程简便，诊断准确率高，使得植物盐碱胁迫的诊断变得高效、简便、准确，通过植物生命体最直接的指标反应，可为盐碱逆境环境调控提供准确判断，在盐碱地治理开发利用和咸水/微咸水灌溉等盐碱环境下进行农业利用和植被构建中具有广阔的应用前景。
[0018]
在本发明中，步骤(1)中，所述待诊植物选自月季、金叶莸、红王子锦带、木槿或构树中的任意一种。
[0019]
在本发明中，步骤(1)中，所述待诊植物为所需要诊断的区域内的代表性的植株，所述代表性的植株为植株长势为所需要诊断的区域内植物的平均水平。
[0020]
在本发明中，步骤(1)中，对需要诊断的植物，选择代表性的植株3棵以上，例如可以是3棵、4棵、5棵、6棵等。
[0021]
在本发明中，所述叶片为完好无损的成熟叶片，所述完好无损为没有虫害、病害和残缺的问题，且叶片叶色和大小代表植株平均水平。
[0022]
在本发明中，步骤(1)中，所述叶片从叶基处取样，且不包含叶柄。
[0023]
在本发明中，步骤(1)中，取样后需在0.5h以内(例如可以是1min、5min、10min、15min、20min、25min、30min等)称量鲜重。
[0024]
在本发明中，步骤(1)中，所述叶片需擦净后再进行称量。
[0025]
在本发明中，步骤(2)中，所述浸泡的具体步骤为：将叶片浸泡于水中，浸泡24小时之后，每间隔一定时间取出浸泡的叶片，擦净叶片上的水分后称量，重复此步骤，直至叶片吸水饱和，重量不再变化，得到每片叶片浸泡饱和的重量ti。
[0026]
在本发明中，所述叶片浸泡中需展开且无折叠。
[0027]
在本发明中，步骤(2)中，所述间隔的时间为1～2h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h等。
[0028]
在本发明中，步骤(3)中，所述干燥的具体步骤为：将叶片放入烘箱中，先经100～110℃(例如可以是100℃、102℃、104℃、106℃、108℃、110℃等)烘25～35min(例如可以是
25min、26min、28min、30min、32min、35min等)，再经70～80℃(例如可以是70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃等)烘20～30h(例如可以是20h、22h、24h、26h、28h、30h等)，其后间隔时间取出叶片称重，重复此步骤，直至叶片重量不再变化，得到干燥后的重量di。
[0029]
优选地，步骤(3)中，所述间隔的时间为2～3h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h等。
[0030]
在本发明中，步骤(5)中，所述异常值与其他rlwdi值的差距均在20％以上，例如可以是20％、25％、30％、35％、40％等。
[0031]
在本发明中，步骤(5)中，所述相对叶片水分亏缺值的平均值rlwdave的计算公式如下式ii所示：
[0032]
rlwdave＝[rlwd
sum
]/(n
0-nr)式ii；
[0033]
其中，rlwd
sum
为不包括异常值的叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi总值，n0为步骤(1)中统计的叶片总数，nr为异常值的叶片数。
[0034]
在本发明中，步骤(5)中，所述rlwdave指标判断植物盐碱胁迫程度的标准为：
[0035]
rlwdave≤1为无胁迫；1≤rlwdave≤1.3为轻度胁迫；1.3＜rlwdave≤1.6为中度胁迫，rlwdave＞1.6为重度胁迫。
[0036]
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0037]
本发明所述的植物盐碱胁迫诊断指标及方法，无需借助过多的测量设备，原理简单，材料易得，测试过程简便，诊断准确率高，使得植物盐碱胁迫的诊断变得高效、简便、准确，通过植物生命体最直接的指标反应，可为盐碱逆境环境调控提供准确判断，在盐碱地治理开发利用和咸水/微咸水灌溉等盐碱环境下进行农业利用和植被构建中具有广阔的应用前景。
附图说明
[0038]
图1为提供的相对叶片水分亏缺值与月季、木槿和金叶莸成活率的关系图。
具体实施方式
[0039]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0040]
以下实施例中植株和叶片的选择需遵照以下原则：代表性的植株，是指该植株长势是所需要诊断的区域内植物的平均水平；叶片为完好无损的成熟叶片，是指没有虫害、病害、残缺等问题，叶片叶色和大小可以代表植株平均水平；所述的成熟叶片，需要从叶基处取样，不包含叶柄；取样后在0.5h内称量鲜重，不能长时间放置。
[0041]
实施例1
[0042]
本实施例提供一种植物盐碱胁迫程度的诊断方法，所述诊断方法包括以下步骤：
[0043]
(1)以不同浓度的微咸水滴灌模拟植物盐碱胁迫；对每个微咸水滴灌梯度下的月季，选择3棵代表性的植株；对所选择的植株，每个植株选择中间部位的叶片，取完好无损的叶片3片，分别称重并记录每片叶片的鲜重fi；
[0044]
(2)将称量完的叶片，浸泡到室内纯净水中，保证所有叶片展开无折叠，每间隔2h取出浸泡的叶片，擦净叶片上的水分后称量，直到叶片吸水饱和，重量不再变化，记录每片
叶片泡饱和后的重量为ti；
[0045]
(3)将浸泡饱和后的叶片，经烘箱105℃烘30min后，再经75℃烘24h后，每间隔3h取出称量，直至叶片重量不再变化，记录每片叶片烘干后的重量为di；
[0046]
(4)根据下式i所示的公式计算每片叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi；
[0047][0048]
(5)将计算所得的相对叶片水分亏缺值rlwdi剔除异常值后，再根据下式ii所示的公式计算待诊植物的相对叶片水分亏缺值的平均值rlwdave；
[0049]
rlwdave＝[rlwd
sum
]/(n
0-nr)式ii；
[0050]
其中，rlwd
sum
为不包括异常值的叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi总值，n0为步骤(1)中统计的叶片总数，nr为异常值的叶片数；5个微咸水滴灌梯度下的测定结果见表1所示：
[0051]
表1
[0052][0053][0054]
从表1中可以发现，在不同盐碱胁迫环境下，测定的月季相对叶片水分亏缺值表现出了较大的差异，灌溉水矿化度为0.8g/l，lwdave≤1为无胁迫；灌溉水矿化度为2，1≤rlwdave≤1.3为轻度胁迫；灌溉水矿化度为3～5g/l，rlwdave＞1.6为重度胁迫。以rlwdave为横坐标，成活率为纵坐标，做关系图发现且该差异与最终月季成活率具有极显著的线性关系(图1，p《0.001)。由此也说明本发明提出的相对叶片水分亏缺值可以很好的表征反应植物受盐碱胁迫的程度，可用于作为植物受盐碱胁迫的诊断指标，用于识别判断植物在盐碱逆境中的受胁迫程度状况。
[0055]
实施例2
[0056]
本实施例提供一种植物盐碱胁迫程度的诊断方法，所述诊断方法包括以下步骤：
[0057]
(1)以不同浓度的微咸水滴灌模拟植物盐碱胁迫；对每个微咸水滴灌梯度下的金叶莸，选择3棵代表性的植株；对所选择的植株，每个植株选择中间部位的叶片，取完好无损的叶片3片，分别称重并记录每片叶片的鲜重fi；
[0058]
(2)将称量完的叶片，浸泡到室内纯净水中，保证所有叶片展开无折叠，每间隔1h取出浸泡的叶片，擦净叶片上的水分后称量，直到叶片吸水饱和，重量不再变化，记录每片叶片泡饱和后的重量为ti；
[0059]
(3)将浸泡饱和后的叶片，经烘箱105℃烘30min后，再经75℃烘24h后，每间隔2h取出称量，直至叶片重量不再变化，记录每片叶片烘干后的重量为di；
[0060]
(4)根据下式i所示的公式计算每片叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi；
[0061][0062]
(5)将计算所得的相对叶片水分亏缺值rlwdi剔除异常值后，再根据下式ii所示的公式计算待诊植物的相对叶片水分亏缺值的平均值rlwdave；
[0063]
rlwdave＝[rlwd
sum
]/(n
0-nr)式ii；
[0064]
其中，rlwd
sum
为不包括异常值的叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi总值，n0为步骤(1)中统计的叶片总数，nr为异常值的叶片数；5个微咸水滴灌梯度下的测定结果见表2所示：
[0065]
表2
[0066][0067]
从表2中可以发现，在不同盐碱胁迫环境下，测定的金叶莸相对叶片水分亏缺值表现出了较大的差异。
[0068]
实施例3
[0069]
本实施例提供一种植物盐碱胁迫程度的诊断方法，所述诊断方法包括以下步骤：
[0070]
(1)以不同浓度的微咸水滴灌模拟植物盐碱胁迫；对每个微咸水滴灌梯度下的木槿，选择3棵代表性的植株；对所选择的植株，每个植株选择中间部位的叶片，取完好无损的叶片3片，分别称重并记录每片叶片的鲜重fi；
[0071]
(2)将称量完的叶片，浸泡到室内纯净水中，保证所有叶片展开无折叠，每间隔1.5h取出浸泡的叶片，擦净叶片上的水分后称量，直到叶片吸水饱和，重量不再变化，记录每片叶片泡饱和后的重量为ti；
[0072]
(3)将浸泡饱和后的叶片，经烘箱105℃烘30min后，再经75℃烘24h后，每间隔2.5h取出称量，直至叶片重量不再变化，记录每片叶片烘干后的重量为di；
[0073]
(4)根据下式i所示的公式计算每片叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi；
[0074][0075]
(5)将计算所得的相对叶片水分亏缺值rlwdi剔除异常值后，再根据下式ii所示的
公式计算待诊植物的相对叶片水分亏缺值的平均值rlwdave；
[0076]
rlwdave＝[rlwd
sum
]/(n
0-nr)式ii；
[0077]
其中，rlwd
sum
为不包括异常值的叶片的相对叶片水分亏缺值rlwdi总值，n0为步骤(1)中统计的叶片总数，nr为异常值的叶片数；5个微咸水滴灌梯度下的测定结果见表3所示：
[0078]
表3
[0079][0080][0081]
从表3中可以发现，在不同盐碱胁迫环境下，测定的木槿相对叶片水分亏缺值表现出了较大的差异。
[0082]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的植物盐碱胁迫程度的诊断方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。