一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液及其制备方法和应用
文献发布时间:2024-04-18 19:58:21
技术领域
本发明涉及植物保护技术领域,特别是涉及一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液及其制备方法和应用。
背景技术
盐碱地含有较多的水溶性盐或碱性物质,盐分多,碱性大,土壤腐殖质流失,土壤结构受到破坏,表现为湿时黏,干时硬,土表常有白色盐分析出,通气和透水不良,植物很难在此生长。土壤盐碱化影响着全球超过8亿公顷的土地,是制约世界作物生产和滨海湿地功能的主要限制因子。我国盐碱地面积约1亿公顷,可农用面积占20%~33%,是限制区域农业生产及其综合生产力发挥的主要因素。
我国是世界上湿生/水生植物种类资源较为丰富的国家之一,其中高等水生植物就有300多种。湿生/水生植物不仅可以食用、药用和饲用,还可吸纳水体污染物和固定CO
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液及其制备方法和应用。本发明所述植物炭化液能够解决当前大量水生植物残体难以及时有效地资源化利用、植株死亡其残体腐烂造成二次污染等问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液,所述植物包括湿生植物和/或水生植物。
优选的,所述水生植物包括大苦草和/或金鱼藻;
所述湿生植物为水稻。
本发明提供了上述技术方案所述的植物炭化液的制备方法,包括以下步骤:
将植物与水混合,进行水热炭化处理,得到植物炭化液。
优选的,所述植物和水的质量体积比为1~5kg:0.5~3L。
优选的,所述水热处理的条件参数为:初始温度为10~30℃、搅拌速率为120r/min、反应温度为180~300℃、反应停留时间为0.5~4h。
本发明提供了上述技术方案所述的植物炭化液在促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长中的应用。
优选的,所述种子包括先锋植物的种子。
本发明提供了一种促进种子萌发和/或幼苗生长的方法,包括以下步骤:
将上述技术方案所述的植物炭化液,得到稀释植物炭化液;
播种后,施加所述稀释植物炭化液。
优选的,所述施加的方式包括叶面喷施、浇施或滴灌。
优选的,所述植物炭化液的用量为20~40kg/亩,稀释的倍数为15倍。
有益效果:本发明提供了一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液,所述植物包括湿生植物和/或水生植物。本发明所述植物炭化液是一种基于植物为主的绿色价廉、高效、使用简单兼具生态经济效益的缓盐材料,对于盐碱地区植株种子萌发和幼苗生长均存在一定的促进作用,助力盐碱地的综合生产力提升以及“双碳”目标如期实现。本发明具体实施例结果表明:在盐胁迫条件下采用本发明所述植物炭化液能够促进的种子萌发和幼苗生长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为不同处理处理第7d种子萌发的芽长和根长的对比图;
图2为不同处理种子萌发的芽长和根长的柱形图;
图3为不同处理种子萌发的芽长和根长的柱形图;
图4为第7天不同盐梯度下金鱼藻炭化液对高丹草种子芽长和根长的影响的柱形图;
图5为不同处理种子萌发的芽长和根长的柱形图;
图6为不同处理种子萌发的芽长和根长的照片;
图7为不同处理种子萌发的芽长和根长的照片;
图8为不同处理种子萌发的芽长和根长的柱形图;
图9为金鱼藻炭化液原液和大苦草炭化液原液的非靶向代谢组学检测结果。
具体实施方式
本发明提供了一种促进种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液,所述植物包括湿生植物和/或水生植物,优选为水生植物。在本发明中,所述水生植物优选包括大苦草和/或金鱼藻,更优选包括大苦草或金鱼藻;所述湿生植物优选为水稻;所述水稻优选为成熟水稻收获后的秸秆。本发明所述植物炭化液优选用于盐碱地;所述盐碱地中盐含量优选为3‰~5‰。在本发明中,所述植物炭化液也称为水热炭化液产物。
在本发明中,所述植物炭化液中的离子成分优选为铁和钾,所述植物炭化液的中碳优选为有机酸及衍生物和有机杂环化合物。在本发明中,所述水热炭化液产物呈酸性或中性。水热炭化液体产物富含有机和无机组分,尤其是N、P、K、有机酸和其他有机化合物,此外还含有金属元素和复杂的无机物质。水热炭化液体产物主要由羧基和羟基较多的烃类化合物组成。目前现有技术中可以将水热炭化液体产物作为一种有价值的潜在资源,尤其是用于厌氧消化产甲烷,还可以将水热炭化液体产物作为微藻培养的良好营养来源,或者将其施用于土壤实现其养分的循环利用,促进植物生长。
本发明所述植物炭化液能够缓解盐胁迫条件下种子萌发率不高和幼苗生长不佳的问题,还能解决当前大量水生植物残体难以及时有效地资源化利用、植物体死亡腐烂造成二次污染以及盐胁迫下植株难以发芽生长等问题。由此可见,本发明能实现废弃物的循环再利用的同时,还能为盐碱地的生态修复提供生态产品。以本发明具体实施例中的大苦草炭化液和金鱼藻炭化液为例,本发明所述大苦草炭化液和金鱼藻炭化液的添加均能显著促进幼苗芽长和根长的生长,原因为:这两种炭化液中含有一定量的氮、磷等营养物质,还含有铁、钙、镁、钾等元素以及其他矿物质和极性有机物,这些营养元素为幼苗根系组织发育和形态建成提供重要的物质基础,提高了幼苗的抗逆能力,从而使作物能保持较高的活力和较强的生理功能。盐胁迫初期植物根中有机酸如苹果酸、琥珀酸、丙酮酸等被三羧酸循环(Tricarboxylic acid cycle,TCA循环)大量消耗,植物的渗透调节能力降低,随着盐胁迫浓度的增加,糖和多元醇的含量逐渐积累,糖类和多元醇都是重要的渗透保护剂,通过帮助维持细胞膜稳定性和保护植物免受细胞降解减少渗透胁迫的有害影响。大苦草炭化液和金鱼藻炭化液中均含有大量的有机酸、氨基酸、糖类及多元醇等化合物,可以帮助植物叶片在盐胁迫下更高效率的积累,同时延缓黄化,使植物能够承受更长时间的胁迫。
本发明提供了上述技术方案所述的植物炭化液的制备方法,包括以下步骤:
将植物与水混合,进行水热炭化处理,得到植物炭化液。
本发明所述植物已经在前文进行了详细的论述,在此不作赘述。本发明所述植物和水的质量体积比优选为1~5kg:0.5~3L,更优选为1kg:3L。在本发明中,所述水优选为去离子水。本发明所述植物炭化液是采用水热炭化处理制备生物炭时产生的废液,能够实现废弃物的再利用。
所述混合前,本发明优选对植物进行研磨预处理,得到植物浆状物;所述研磨预处理优选在Malicon麦林卡顿破碎机进行;所述研磨预处理的转速优选为2800r/min,时间优选为1min;所述Malicon麦林卡顿破碎机的内筒直径优选为22cm。
在本发明中,所述水热处理的初始温度优选为10~30℃,更优选为15~25℃;所述升温速率优选为1.5℃/min;所述水热处理的搅拌速率优选为120r/min;所述水热处理的反应温度优选为180~300℃,更优选为180℃;所述水热处理的反应停留时间优选为1~4h,更优选为1h。本发明所述水热处理优选在反应釜中进行。本发明所述初始温度优选指的是植物和水混合物进入反应釜时的温度;所述反应温度优选指的是进行水热处理的温度。
基于上述优势,本发明提供了上述技术方案所述的植物炭化液在制备促进种子萌发和/或幼苗生长的制剂中的应用;本发明还提供了上述技术方案所述的植物炭化液在促进种子萌发和/或幼苗生长中的应用。在本发明中,所述种子优选包括先锋植物的种子,更优选包括高丹草的种子。本发明所述高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)植株高大直立、丛生,茎粗叶宽,为高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)与苏丹草(Sorghum sudanense(Piper)Stapf)的杂交种,产量高,是多种生态脆弱区(含盐碱区)生态综合治理的先锋植物,也是利用盐碱地等边际土壤助力“双碳”目标的重要植物物种。
本发明提供了一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的方法,包括以下步骤:
将上述技术方案所述的植物炭化液稀释,得到稀释植物炭化液;
播种后,施加所述稀释植物炭化液。
本发明将上述技术方案所述的植物炭化液稀释,得到稀释植物炭化液。本发明优选采用水稀释所述植物炭化液;所述稀释的倍数优选为15倍。
得到稀释植物炭化液后,本发明播种后,施加所述稀释植物炭化液。本发明对播种的方式没有任何要求,采用本领域技术人员所熟知的方式即可。在本发明中,所述施加的方式优选包括叶面喷施、浇施或滴灌,更优选包括浇施或滴灌;所述植物炭化液的用量为20~40kg/亩,还优选为25~30kg/亩,稀释倍数为15倍。
若在室内进行盆栽实验时,本发明优选将上述技术方案所述的植物炭化液稀释,得到稀释植物炭化液;本发明优选采用水稀释所述植物炭化液;所述稀释的倍数优选为15倍。
将种子播种在培养皿后,施加所述稀释植物炭化液。本发明对施加方法没有任何限定,采用本领域技术人员所熟知的方式即可。在本发明中,所述稀释植物炭化液的用量优选为15mL/皿。
为了进一步说明本发明,下面结合附图和实施例对本发明提供的一种促进盐胁迫下种子萌发和/或幼苗生长的植物炭化液及其制备方法和应用技术方案进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
准备例一
种子准备:高丹草种子购自柯帆牧业-沭阳县扎下镇花满屋苗木场;水稻种子为品种为南梗9108种子;
大苦草炭化液的制备:
1.取1kg新鲜大苦草,并用自来水和去离子水反复冲洗干净;
2.取步骤1得到的大苦草放Malicon麦林卡顿破碎机中进行研磨预处理,得到大苦草浆状物;其中研磨预处理的条件参数为:转速2800r/min,1min,Malicon麦林卡顿破碎机的内筒直径22cm;
3.将大苦草浆状物与去离子水按照质量体积比1kg:3L的比例进行混合,并移于反应釜中;
4.在反应釜中进行水热处理,得到水热产物;其中水热处理的条件参数为:初始温度为25℃,搅拌速率为120r/min,反应温度为180℃,反应时间为1h;
5.使用过滤装置对所得水热产物进行固液分离,收集液态物质即为大苦草炭化液原液。
水稻秸秆炭化液原液、水龙炭化液原液、金鱼藻炭化液原液和荇菜炭化液原液的制备方法及制备参数同大苦草炭化液。
后续实施例采用的大苦草炭化液原液、水稻秸秆炭化液原液、水龙炭化液原液、金鱼藻炭化液原液和荇菜炭化液原液均为此准备例制备得到的。
同时在制备炭化液原液后,采用微波消煮+ICP-MS测定方法对水稻秸秆炭化液原液、水龙炭化液原液、荇菜炭化液原液、大苦草炭化液原液和金鱼藻炭化液原液中的矿质离子含量进行定量分析,分析结果如表1所示。
表1各炭化液中的有效成分
采用UPLC-MS/MS方法对金鱼藻炭化液原液和大苦草炭化液原液进行非靶向代谢组学检测,共检测出259种代谢物,两者代谢物的种类和数量大致相同,主要包括有机酸及衍生物64种、氨基酸类17种、脂质和类脂分子54种、苯环类化合物22种、有机杂环化合物48种、有机氧化合物13种、醇类和多元醇12种、生物碱及其衍生物10种、苯丙烷类和多聚酮类9种和其他9种,结果如表2和图9所示,图9中金鱼藻为金鱼藻炭化液原液,大苦草为大苦草炭化液原液。
表2金鱼藻炭化液和大苦草炭化液中各类代谢物数量及含量
准备例二
挑选大小一致、籽粒饱满且同批的高丹草种子,先用0.2wt.%CuSO
实施例1
准备例二浸种完成后,将浸种所得种子均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入15mL稀释大苦草炭化液。该稀释大苦草炭化液的制备方法为:将大苦草炭化液原液和水按照体积比1:14的混合(大苦草炭化液原液1mL和蒸馏水14mL),得到稀释大苦草炭化液,大苦草炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为DKC,之后将培养皿放入光照培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每2天换1次稀释大苦草炭化液,共处理7d。该处理进行3次平行试验。
实施例2
与实施例1步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为金鱼藻炭化液原液,记为JYZ。
对比例1
与实施例1步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为水龙炭化液原液,记为SL。
对比例2
与实施例1步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为荇菜炭化液原液,记为XC。
对比例3
与实施例1步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为水稻秸秆炭化液原液,记为SD。
对比例4
与实施例1步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为蒸馏水,记为CK。
处理7d后,调查实施例1~2和对比例1~4种子的芽长和根长,数据统计方法:首先用单因素方差分析检测各组数据间的差异是否达到显著,之后用LSD方法分析数据,标记字母不同的组间差异达到显著,水平为P<0.05;调查结果见表2和图1所示。
表2实施例1~2和对比例1~4种子的芽长和根长调查数据
由表2和图1可知,DKC的芽长和根长显著高于其他处理,较CK的芽长和根长增幅分别为28.57%、289.66%;与CK相比,JYZ的根长显著提高,增幅为165.52%,而芽长较小,但仍显著高于SD、SL、XC处理。初步筛选出DKC和JYZ两种水生植物炭化液进行探究盐胁迫下两种炭化液对高丹草种子萌发和幼苗生长的影响。
实施例3
准备例二浸种完成后,将浸种所得种子均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入15mL稀释大苦草炭化液。该稀释大苦草炭化液的制备方法为:将大苦草炭化液原液和水按照体积比1:14的混合(大苦草炭化液原液1mL和蒸馏水14mL),得到稀释大苦草炭化液,大苦草炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为DKC,之后将培养皿放入光照培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每3天换1次稀释大苦草炭化液,共处理15d,以胚芽突破种皮2mm作为发芽标准。该处理进行3次平行试验。
实施例4
准备例二浸种完成后,将浸种所得种子均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入15mL稀释大苦草炭化液。该稀释大苦草炭化液的制备方法为:将大苦草炭化液原液和浓度为4g/L的NaCl溶液按照体积比1:14的混合(大苦草炭化液原液1mL和浓度为4g/L的NaCl溶液14mL),得到稀释大苦草炭化液,大苦草炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为NaCl+DKC,之后将培养皿放入光照培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每3天换1次稀释大苦草炭化液,共处理15d。该处理进行3次平行试验。
实施例5
与实施例3步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为金鱼藻炭化液原液,记为JYZ。
实施例6
与实施例4步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为金鱼藻炭化液原液,记为NaCl+JYZ。
对比例5
与实施例3步骤相同,区别在于,将大苦草炭化液原液替换为蒸馏水,记为CK。
对比例6
与实施例4步骤相同,区别在于,不添加大苦草炭化液原液只添加NaCl溶液,记为NaCl。
处理15d后,调查实施例3~6和对比例5~6种子的芽长、根长、发芽率、发芽势和发芽指数,数据统计方法:首先用单因素方差分析检测各组数据间的差异是否达到显著,之后用LSD方法分析数据,标记字母不同的组间差异达到显著,水平为P<0.0;发芽率、发芽势和发芽指数的调查结果见表3,芽长和根长的调查结果见表4和图2。
表3实施例3~6和对比例5~6的发芽率、发芽势和发芽指数调查结果
由表3记载的可知,在不添加NaCl的处理中,CK处理的发芽势、发芽率和发芽指数分别为70.00%、90.00%和27.32,分别与DKC和JYZ组间都无显著差异(P>0.05)。与NaCl组相比,NaCl+DKC处理对应的发芽势、发芽率、发芽指数均无显著差异,NaCl+JYZ处理的发芽势还存在一定的下降,对应发芽率、发芽指数也无显著差异,可见,金鱼藻炭化液、大苦草炭化液对4g/LNaCl浓度下高丹草种子的萌发作用影响不大。
表4实施例3~6和对比例5~6的发芽率、发芽势和发芽指数调查结果
由表4和图2记载的可知,没有盐胁迫的情况下,第15天时,DKC处理的芽长为9.16cm,根长为9.67cm,较CK的芽和根增幅为52.16%、838.83%;JYZ处理的芽长为9.05cm,根长为8.74cm,较CK的芽和根增幅为50.33%、748.54%。在4g/LNaCl胁迫下,DKC和JYZ的添加都未明显提高种子发芽势、发芽率和发芽指数(P>0.05),但显著促进了幼苗芽和根的生长(P<0.05);两种炭化液相比,JYZ对盐胁迫下幼苗生长的缓解效果更佳,第15d芽和根分别较DKC的长24.70%和34.98%。金鱼藻炭化液对高丹草幼苗生长有更明显的促进作用,结合表1,可能与金鱼藻炭化液成分中Na
同时结合表2,金鱼藻炭化液中的有机酸、氨基酸等化合物的相对含量略高于大苦草炭化液,金鱼藻炭化液的特有差异代谢物SenkyunolideA(洋川芎内酯A),有研究发现该物质是芹菜种子提取物的主要化合物,可用于神经保护、抗炎、抗菌和驱虫活性等多方面的应用。综上优选金鱼藻炭化液进行进一步的盐缓解实验。
准备例三
挑选大小一致、籽粒饱满且同批的南梗9108种子,先用体积百分含量为3%H
实施例7
将准备例三所得处理种均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入15mL稀释金鱼藻炭化液。该稀释金鱼藻炭化液的制备方法为:将金鱼藻炭化液原液与浓度为4g/L的NaCl溶液按照体积比1:14的混合(金鱼藻炭化液原液1mL(稀释倍数为15倍)和浓度为4g/L的NaCl溶液14mL),得到稀释金鱼藻炭化液,金鱼藻炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为T2,之后将培养皿放入恒温培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每3天换1次稀释金鱼藻炭化液,期间适量补水,共处理10d。该处理进行3次平行试验。
对比例7
与实施例7步骤相同,区别在于,稀释金鱼藻炭化液的制备方法为:将金鱼藻炭化液原液与浓度为4g/L的NaCl溶液按照体积比1:9的混合(金鱼藻炭化液原液1.5mL和浓度为4g/L的NaCl溶液13.5mL),得到稀释金鱼藻炭化液,金鱼藻炭化液原液的稀释倍数为10倍,记为T3。
对比例8
与实施例7步骤相同,区别在于,稀释金鱼藻炭化液的制备方法为:将金鱼藻炭化液原液与浓度为4g/L的NaCl溶液按照体积比1:2的混合(金鱼藻炭化液原液5mL和浓度为4g/L的NaCl溶液10mL),得到稀释金鱼藻炭化液,金鱼藻炭化液原液的稀释倍数为3倍,记为T4。
对比例9
与实施例7步骤相同,区别在于,将NaCl溶液和金鱼藻炭化液原液替换为蒸馏水,记为T0。
对比例10
与实施例7步骤相同,区别在于,仅采用NaCl溶液,不采用金鱼藻炭化液原液,记为T1。
处理10d后,对实施例7和对比例7~10的水稻幼苗芽长和根长进行调查,数据统计方法:首先用单因素方差分析检测各组数据间的差异是否达到显著,之后用LSD方法分析数据,标记字母不同的组间差异达到显著,水平为P<0.05。调查结果如表5和图3。
表5实施例7和对比例7~10的水稻幼苗芽长和根长的调查结果
由表5和图3记载的可知,在4g/LNaCl处理下,随着金鱼藻炭化液稀释倍数的降低,水稻幼苗芽长和根长的生长呈明显下降的趋势,添加高浓度的炭化液对幼苗的生长反而有一定的抑制作用。T2处理的根长最长,为4.46cm,显著高于其他处理,T2处理的芽长也显著高于T1、T3和T4处理。可见,较低浓度的金鱼藻炭化液对4g/LNaCl胁迫下的水稻幼苗生长有一定的缓解效应,故以15:1的炭化液稀释比例开展后续的缓盐实验。
准备例四
挑选大小一致、籽粒饱满且同批的高丹草种子,先用0.2wt.%CuSO
实施例8
准备例四浸种完成后,将浸种所得种子均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入15mL稀释金鱼藻炭化液。该稀释金鱼藻炭化液的制备方法为:将金鱼藻炭化液原液与蒸馏水按照体积比1:14混合(金鱼藻炭化液原液1mL和蒸馏水14mL),得到稀释金鱼藻炭化液,金鱼藻炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为JYZ,之后将培养皿放入光照培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每3天换1次稀释金鱼藻炭化液,共处理7d。该处理进行3次平行试验。
实施例9
准备例四浸种完成后,将浸种所得种子均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入稀释金鱼藻炭化液。该稀释金鱼藻炭化液的制备方法为:将金鱼藻炭化液原液与浓度为4g/L的NaCl溶液按照体积比1:14混合(金鱼藻炭化液原液1mL和浓度为4g/L的NaCl溶液14mL),到稀释金鱼藻炭化液,金鱼藻炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为4+JYZ,之后将培养皿放入光照培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每3天换1次处理液,共处理7d。该处理进行3次平行试验。
实施例10
与实施例9步骤相同,区别在于,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为浓度为8g/L的NaCl溶液,记为8+JYZ。
实施例11
与实施例9步骤相同,区别在于,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为浓度为12g/L的NaCl溶液,记为12+JYZ。
实施例12
与实施例9步骤相同,区别在于,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为浓度为16g/L的NaCl溶液,记为16+JYZ。
对比例11
与实施例9步骤相同,区别在于,将NaCl溶液和金鱼藻炭化液原液替换为蒸馏水,记为0。
对比例12
与实施例9步骤相同,区别在于,仅采用浓度为4g/L的NaCl溶液,不采用金鱼藻炭化液原液,记为4。
对比例13
与实施例9步骤相同,区别在于,仅采用浓度为8g/L的NaCl溶液,不采用金鱼藻炭化液原液,记为8。
对比例14
与实施例9步骤相同,区别在于,仅采用浓度为12g/L的NaCl溶液,不采用金鱼藻炭化液原液,记为12。
对比例15
与实施例9步骤相同,区别在于,仅采用浓度为16g/L的NaCl溶液,不采用金鱼藻炭化液原液,记为16。
处理7d后,对实施例8~12和对比例11~15的种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长进行调查,其中以胚芽突破种皮2mm作为发芽标准,发芽率的计算公式为:发芽率=第7天的发芽种子数/供试种子数×100%;发芽势的计算公式为:发芽势=第3天的发芽种子数/供试种子数×100%;发芽指数的计算公式为:发芽指数=∑(Gt/Dt),式中Gt为t时间的发芽数,Dt为相应的天数。数据统计方法:首先用单因素方差分析检测各组数据间的差异是否达到显著,之后用LSD方法分析数据,标记字母不同的组间差异达到显著,水平为P<0.05。调查结果如表6和图4,图4中T0左侧柱形图为对比例11,右侧柱形图为实施例8,T1左侧柱形图为对比例12,右侧柱形图为实施例9,T2左侧柱形图为对比例13,右侧柱形图为实施例10,T3左侧柱形图为对比例14,右侧柱形图为实施例11,T4左侧柱形图为对比例15,右侧柱形图为实施例12。
表6实施例8~12和对比例11~15种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长进行调查的调查结果
由表6和图4记载的可知,在8、12、16g/LNaCl胁迫下下,随着盐浓度的增加,加了金鱼藻炭化液处理的种子发芽率均显著高于无炭化液的处理。在实施例8~12和对比例11~15中,种子萌发的芽长和根长均随着盐浓度的增加而显著减小,在同一盐浓度下,添加金鱼藻炭化液处理的种子芽长和根长均高于没有添加金鱼藻炭化液的处理,且0、4、8、12g/LNaCl时,添加了金鱼藻炭化液的处理的芽长显著提高(P<0.05),在0、4g/LNaCl时,添加了金鱼藻炭化液的处理的根长显著提高(P<0.05)。可见,适量添加金鱼藻炭化液可缓解高丹草种子萌发过程中受到的盐胁迫,且主要对较低盐浓度下的幼苗生长发育有明显的促进作用。
准备例五
挑选大小一致、籽粒饱满且同批的南梗9108种子,先用体积百分含量为3%H
实施例13
与实施例8步骤相同,区别为将高丹草种子替换为准备例三中的南梗9108种子。
实施例14
与实施例9步骤相同,区别为将高丹草种子替换为准备例三中的南梗9108种子,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为2g/L的NaCl溶液。
实施例15
与实施例9步骤相同,区别为将高丹草种子替换为准备例三中的南梗9108种子。
实施例16
与实施例9步骤相同,区别为将高丹草种子替换为准备例三中的南梗9108种子,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为6g/L的NaCl溶液。
对比例16
与对比例11步骤相同,区别为将高丹草种子替换为南梗9108种子。
对比例17
与对比例12步骤相同,区别为将高丹草种子替换为南梗9108种子,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为2g/L的NaCl溶液。
对比例18
与对比例12步骤相同,区别为将高丹草种子替换为南梗9108种子。
对比例19
与对比例12步骤相同,区别为将高丹草种子替换为南梗9108种子,将浓度为4g/L的NaCl溶液替换为6g/L的NaCl溶液。
处理7d后,对实施例13~16和对比例16~19的种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长进行调查,数据统计方法:首先用单因素方差分析检测各组数据间的差异是否达到显著,之后用LSD方法分析数据,标记字母不同的组间差异达到显著,水平为P<0.05。调查结果如表7和图5~图6,其中图6中第一行是NaCl处理,第二行是NaCl+JYZ处理,第一行和第二行中NaCl浓度依次为0、2、4、6g/L,金鱼藻炭化液稀释倍数均为15倍。
表7实施例13~16和对比例16~19种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长进行调查的调查结果
由表7和图5~图6记载的可知,从发芽势来看,没有NaCl处理下,添加炭化液可以提高种子的发芽势,在NaCl处理下,各处理间的发芽势无显著差异;种子第7天的发芽率均无明显差异,同一盐梯度下,金鱼藻炭化液的添加均显著促进了种子芽长和根长的生长;在纯盐处理下,水稻种子的根长和芽长随着盐浓度的增加而减少,在盐+炭化液处理下,随着盐浓度的增加,种子的芽长逐渐减少,根长先增加后减少,2g/LNaCl时根长为10.26cm,显著高于其他处理。
实施例17
准备例四浸种完成后,将浸种所得种子均匀摆在铺有两层滤纸的9cm培养皿内,每皿摆放30粒,加入15mL稀释水龙炭化液,稀释水龙炭化液的制备方法为:将水龙炭化液原液和浓度为2g/L的NaCl溶液按照体积比1:14混合(水龙炭化液原液1mL和浓度为2g/L的NaCl溶液14mL),得到稀释水龙炭化液,水龙炭化液原液的稀释倍数为15倍,记为BT1,之后将培养皿放入光照培养箱中,昼夜温度(25±2)℃,光暗周期14h/10h(即光照时间为14h,黑暗时间为10h),光照强度5000lx,每3天换1次稀释水龙炭化液,共处理21d。该处理进行3次平行试验。
对比例20
与实施例17步骤相同,区别仅为:将NaCl溶液和大苦草炭化液原液替换为蒸馏水,记为CK。
对比例21
与实施例17步骤相同,区别仅为:仅采用浓度为2g/L的NaCl溶液,不采用大苦草炭化液原液,记为T1。
处理21d后,对实施例17和对比例20~21的种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长、根长、超氧阴离子含量、过氧化氢含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢活性进行调查,其中,以胚芽突破种皮2mm作为发芽标准,超氧阴离子含量的调查方法为分光光度法;过氧化氢含量的调查方法为紫外吸收法;超氧化物歧化酶活性的调查方法为氮蓝四唑还原法;过氧化氢活性的调查方法为分光光度法;数据统计方法:首先用单因素方差分析检测各组数据间的差异是否达到显著,之后用LSD方法分析数据,标记字母不同的组间差异达到显著,水平为P<0.05。发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长的调查结果见表8和图7,图7中NaCl为T1,NaCl+SL为BT1;芽长和根长的调查结果见表9和图8,图8中NaCl为T1,NaCl+SL为BT1。
表8实施例17和对比例20~21的种子发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长的调查结果
不同水生植物炭化液对植物的作用效果不同。由表8和图7记载的可知,与CK组相比,处理T1和BT1种子的发芽势和发芽率均有所降低,但处理BT1的发芽率明显高于T1,增幅为6.49%。处理第5天时,CK组的平均芽长较长,长度约为1.58cm,T1和BT1处理的芽长无显著差异。处理第21天发现,水龙炭化液明显促进了幼苗的生长,其中芽最长,为8.3cm,分别较CK和T1处理增加15.88%和55.81%;而根长并未得到显著的缓解,T1和BT1的分别较CK下降46.49%和48.70%。可见,水龙炭化液对幼苗NaCl胁迫的缓解主要体现在芽的生长,对种子萌发和根长的作用效果不明显。
表9实施例17和对比例20~21的超氧阴离子含量、过氧化氢含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢活性调查结果
由表9和图8记载的可知,BT1处理的幼苗O
由上述实施例和对比例可知,在盐胁迫条件下采用本发明所述植物炭化液能够促进的种子萌发和幼苗生长。同时,本发明所述植物炭化液是一种基于植物为主的绿色价廉、高效、使用简单兼具生态经济效益的缓盐材料,对于盐碱地区植株种子萌发和幼苗生长均存在一定的促进作用,助力盐碱地的综合生产力提升以及“双碳”目标如期实现
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
- 应用植物浸提液对波斯菊种子萌发及幼苗生长的促进方法
- 应用植物浸提液对金盏菊种子萌发及幼苗生长的促进方法