本發(fā)明屬于植物抗性生理誘導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種通過(guò)短時(shí)間生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理提高降香黃檀抗旱性的方法，以及所采用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

降香黃檀(Dalbergia odorifera T.Chen)，是豆科蝶形花亞科黃檀屬常綠半落葉喬木，別名黃花梨、降香、花梨、香紅木、香枝木、花梨木，是海南省特有的珍貴紅木樹(shù)種，被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物，為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5屬8類34種紅木之一(邱治軍等,2006；楊冬華等,2013)。降香黃檀原產(chǎn)于中國(guó)海南省，主要分布于海南西部、西南部和南部的東方、昌江、樂(lè)東、白沙縣和三亞市，北部的瓊山縣有零星分布?，F(xiàn)廣東(連輝明等,2014)、廣西(郭文福&賈宏炎,2006；梁建平等,2015)和福建(葉水西,2008)南部等地也有零星分布，甚至在四川部分地區(qū)也開(kāi)始引種栽培(倪臻等,2008；羅文揚(yáng)等,2009)。在全球氣候變化的大背景下，極端干旱氣候發(fā)生的頻率越來(lái)越高。如廣西是石漠化最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，石漠化地區(qū)缺少土壤，干旱嚴(yán)重，尤其是水分因子在一定程度上限制了降香黃檀的廣泛栽種(梁建平等,2015)。在自然生長(zhǎng)條件無(wú)法改變的情況下，通過(guò)提高植物本身對(duì)逆境的抗性，可以增強(qiáng)植物適應(yīng)不利生長(zhǎng)環(huán)境的能力，平穩(wěn)渡過(guò)極端環(huán)境條件。因此，如何綜合提高降香黃檀抗干旱脅迫的能力，使其在短時(shí)期內(nèi)應(yīng)對(duì)極端環(huán)境條件，擴(kuò)大其引種栽培范圍，對(duì)發(fā)展人工種植降香黃檀具有重要意義，也能為紅木森林資源的培育提供科學(xué)指導(dǎo)。

CN104871846A公開(kāi)了一種利用甘油處理提高狗牙根抗鹽抗旱和抗冷的方法，該方法從狗牙根的存活率、植株高度和植株重量等方面開(kāi)展了抗旱性評(píng)價(jià)，但該方法針對(duì)的是草本植物，其濃度和抗旱性指標(biāo)不一定適合木本植物，而且對(duì)抗旱性最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)植物葉片水勢(shì)、電導(dǎo)率等并沒(méi)有測(cè)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是在于提供一種通過(guò)短時(shí)間生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理提高降香黃檀抗旱性的方法，以及所采用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其應(yīng)用。該方法可用于極端干旱時(shí)降香黃檀的人工種植。

為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明人創(chuàng)造性地利用外源物質(zhì)甘油對(duì)狗牙根育苗進(jìn)行誘導(dǎo)處理，從而獲得了一種提高降香黃檀抗旱性的方法和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其應(yīng)用。具體地，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種提高降香黃檀抗旱性的方法，該方法包括如下步驟：對(duì)處于生長(zhǎng)階段任一時(shí)期的降香黃檀苗連續(xù)澆灌生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑溶液，所述的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑溶液含有0.2～0.4mol/L的丙三醇和1～4mmol/L的硅酸鉀，澆灌時(shí)間為8～15d，澆灌量為使土壤水分保持在30％～40％的田間土壤相對(duì)含水量。

優(yōu)選地，如上所述提高降香黃檀抗旱性的方法，其中開(kāi)始灌澆丙三醇溶液時(shí)的降香黃檀幼苗高12～17cm。

優(yōu)選地，如上所述提高降香黃檀抗旱性的方法，其中所述的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑溶液為0.2～0.3mol/L丙三醇和2mmol/L硅酸鉀的混合水溶液。

優(yōu)選地，如上所述提高降香黃檀抗旱性的方法，其中連續(xù)灌澆丙三醇溶液的時(shí)間為10d，每日清晨澆灌1次。

另外，本發(fā)明所提供的一種用于提高降香黃檀抗旱性的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其中該生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑由丙三醇和硅酸鉀組成。

優(yōu)選地，如上所述用于提高降香黃檀抗旱性的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其中該生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中丙三醇和硅酸鉀的摩爾比為50～400：1。

進(jìn)一步優(yōu)選地，如上所述用于提高降香黃檀抗旱性的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其中該生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中丙三醇和硅酸鉀的摩爾比為100～150：1。

在本發(fā)明所優(yōu)選地實(shí)施例中，發(fā)明人通過(guò)短時(shí)間(10天)連續(xù)澆低0.2～0.4mol/L的丙三醇和1～4mmol/L的硅酸鉀混合溶液處理，發(fā)現(xiàn)二者可協(xié)同促進(jìn)降香黃檀在旱脅迫環(huán)境中的生長(zhǎng)，處理過(guò)的降香黃檀相比沒(méi)有處理過(guò)的降香黃檀在干旱條件下生長(zhǎng)情況更好，存活率高?；谏鲜鲅芯砍晒?，本發(fā)明還提供了丙三醇和硅酸鉀在降香黃檀抗性生理誘導(dǎo)技術(shù)方面的用途，即：由丙三醇和硅酸鉀組成的組合物在提高降香黃檀抗旱性中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑由丙三醇和硅酸鉀按照特定的摩爾比例組成，二者可協(xié)同促進(jìn)降香黃檀在旱脅迫環(huán)境中的生長(zhǎng)，其成分穩(wěn)定、配方簡(jiǎn)單，不含腐殖酸鈉，不會(huì)改變土壤的酸堿性及有機(jī)質(zhì)含量，也不會(huì)造成其他危害。同時(shí)，采用該生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑實(shí)現(xiàn)降香黃檀抗旱性的方法操作簡(jiǎn)便，見(jiàn)效快捷，可使降香黃檀苗能在短時(shí)期內(nèi)應(yīng)對(duì)極端環(huán)境條件，擴(kuò)大其引種栽培范圍。

附圖說(shuō)明

圖1為連續(xù)澆不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理10天對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后存活率影響示意圖；

圖2為連續(xù)澆不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理10天對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后植株高度影響示意圖；

圖3為連續(xù)澆不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理10天對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后葉面積影響示意圖；

圖4為連續(xù)澆不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理10天對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后相對(duì)電導(dǎo)率影響示意圖；

圖5為連續(xù)澆不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理10天對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后葉片相對(duì)含水量影響示意圖；

圖6為連續(xù)澆不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理10天對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后葉片水勢(shì)影響示意圖。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明涉及的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于該實(shí)施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1：丙三醇聯(lián)用硅酸鉀提高降香黃檀抗旱性的試驗(yàn)研究

降香黃檀苗的培養(yǎng)：選取長(zhǎng)勢(shì)一致的一年生降香黃檀實(shí)生苗在春季(4月份)移栽到底部開(kāi)孔的塑料花盆(15*15cm)中，每盆含3kg土壤(紅壤土/椰槺＝1:1，v/v),每盆一株植物。到6月份的時(shí)候，苗高12～17cm，選擇長(zhǎng)勢(shì)較為一致的健康植株開(kāi)展試驗(yàn)。

生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理：所有植株的土壤水分保持在100％的土壤相對(duì)含水量(33.0％的田間持水量)。設(shè)置4個(gè)干預(yù)處理組如下：0.22mol/L丙三醇、0.44mol/L丙三醇、2mmol/L硅酸鉀、0.22mol/L丙三醇+2mmol/L硅酸鉀。同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組，對(duì)照每天清晨以稱重法來(lái)保持100％的土壤相對(duì)含水量，各干預(yù)處理組以相應(yīng)濃度的溶液代替清水來(lái)補(bǔ)充水分至100％的土壤相對(duì)含水量。干預(yù)處理時(shí)間為10天。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6株植物。

干旱脅迫處理：水分設(shè)100％的土壤相對(duì)含水量和干旱處理。預(yù)試驗(yàn)表明，當(dāng)土壤相對(duì)含水量降低到25％(10.2％的田間持水量)后，植株開(kāi)始出現(xiàn)萎蔫。對(duì)照每天清晨以稱重法來(lái)保持100％的土壤相對(duì)含水量，干旱脅迫處理開(kāi)始后，每天只澆對(duì)照1/3體積的清水來(lái)維持植株生產(chǎn)，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，干旱脅迫越來(lái)越嚴(yán)重，一直處理到干旱脅迫的對(duì)照植株一半萎蔫時(shí)結(jié)束。

存活率統(tǒng)計(jì)：以不澆灌處理劑的干旱植株萎蔫一半(死亡前)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

植株高度增長(zhǎng)量：用2m卷尺測(cè)量甘油處理結(jié)束后的植株高度H1，再測(cè)量干旱處理結(jié)束后的高度H2,植株高度增長(zhǎng)量為H2-H1。

葉面積測(cè)量：用美國(guó)基因公司的葉面積儀LI3000C按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行測(cè)量。

葉片水勢(shì)：用美國(guó)基因公司的WP4C露點(diǎn)水勢(shì)儀按照說(shuō)明書(shū)在早上9:00-11:00進(jìn)行測(cè)量。

電導(dǎo)率測(cè)定：將稱取1g鮮樣，剪碎于50ml離心管中，加入30ml蒸餾水或去離子水；同時(shí)準(zhǔn)備只盛有10ml蒸餾水或去離子水的離心管A。將離心管在置于搖床上搖動(dòng)(25℃，200r/min，利于電解質(zhì)的均勻滲出)；同時(shí)可將電導(dǎo)率儀插上電源預(yù)熱。1h后，由搖床上取出離心管靜置；同時(shí)對(duì)梅特勒電導(dǎo)率儀FE38進(jìn)行測(cè)定前的調(diào)試：校準(zhǔn)、電極常數(shù)的設(shè)置、溫度補(bǔ)償設(shè)置(測(cè)待測(cè)液溫度時(shí)即測(cè)A離心管溫度即可)和探頭的沖洗(用蒸餾水或去離子水洗3-4次)。測(cè)離心管A內(nèi)電導(dǎo)率記為a，測(cè)定搖后樣品管的電導(dǎo)率值C1。將已測(cè)的離心管蓋好并用封口膜封口，在沸水中煮沸10min，自然冷卻后以同樣的操作方法對(duì)經(jīng)過(guò)煮沸的愈傷組織電導(dǎo)率值C2，電導(dǎo)率＝(C1-a)/(C2-a)*100％

葉片相對(duì)含量測(cè)定：取3片完全成熟的葉片，用精度為0.0001g的電子天平稱鮮重，然后在80℃下烘干至恒重，稱其干重。相對(duì)含水量(RWC)＝(鮮重-干重)/鮮重*100％；絕對(duì)含水量(SWC)＝(鮮重-干重)/干重*100％。

采用SPSS 13.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)不同處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行LSD-單因素最小顯著性差異分析(ANOVA)，顯著性水平設(shè)定為P＜0.05.采用Microsoft Excel軟件制圖。試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)后分析如下：

(1)經(jīng)過(guò)澆灌不同濃度的處理劑溶液，經(jīng)過(guò)干旱一段時(shí)間后，均能顯著提高降香黃檀植株的存活率，尤其是以澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液后的植株效果最佳(圖1)。

(2)與不澆處理劑的對(duì)照相比，澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液并不僅不影響植株的生長(zhǎng)，而且植株高度相比飽和水組有明顯的提高。另外，澆灌0.22mol/L丙三醇、0.44mol/L丙三醇或2mmol/L硅酸鉀后，植株的生長(zhǎng)受到明顯抑制(圖2、表1)。

(3)與不澆處理劑的對(duì)照相比，澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液、0.22mol/L丙三醇溶液、0.44mol/L丙三醇溶液或2mmol/L硅酸鉀溶液能顯著降低植株的葉面積，可見(jiàn)澆灌生長(zhǎng)劑溶液后，降香黃檀可以通過(guò)降低葉面積的方式來(lái)降低蒸騰作用，減少水分的喪失；尤其以澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液的植株的葉面積降低最多(圖3、表1)。

(4)相對(duì)電導(dǎo)率代表了質(zhì)膜透性，也就是代表了膜受傷害的程度。干旱處理后，澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液的處理組植株相對(duì)電導(dǎo)率比空白對(duì)照組和其他處理組更低(圖4、表1)，降低了質(zhì)膜透性，說(shuō)明提高了對(duì)干旱的抗性。

(5)葉片相對(duì)含水量是反映干旱脅迫下植物葉片水分缺失程度和能否維持生長(zhǎng)的重要指標(biāo)，脅迫下維持較高葉片相對(duì)含水量的植物一般都具有較強(qiáng)的抗旱性。與空白對(duì)照組和其他處理組相比，澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液后，葉片的相對(duì)含水量顯著增加(圖5、表1)。

(6)植物葉片水勢(shì)是液態(tài)水在植物體內(nèi)流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，它代表著植物水分運(yùn)動(dòng)的能量水平，是植物水分狀況的重要指標(biāo)之一，是判斷植物水分虧缺、衡量植物抗旱性的重要指標(biāo)，也是目前最常用的植物水分生理指標(biāo)，能真實(shí)反映植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸情況。脅迫下維持較高葉片水勢(shì)的植物一般都具有較強(qiáng)的抗旱性。與空白對(duì)照組和其他處理組相比，澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液能顯著提高葉片水勢(shì)，降香黃檀可以通過(guò)增加葉片水勢(shì)的方式的來(lái)維持自身所必需的水分(圖6、表1)。

表1：不同處理劑溶液誘導(dǎo)處理對(duì)降香黃檀干旱脅迫處理后的影響

P,各處理組間的顯著性差異，不同的小寫(xiě)字母代表差異顯著(P≤0.05)。

綜上所述，澆灌0.22M丙三醇+2mM硅酸鉀溶液后，在短期內(nèi)可以提高降香黃檀苗的抗旱性，且兩種成分的聯(lián)用對(duì)提高降香黃檀的抗旱性具有明顯的協(xié)同作用。該方法操作簡(jiǎn)便，見(jiàn)效快捷，可使降香黃檀苗能在短時(shí)期內(nèi)應(yīng)對(duì)極端環(huán)境條件，擴(kuò)大其引種栽培范圍。