一种甘蔗桶栽干旱胁迫试验方法技术

甘蔗在桶栽条件下实现水分精准控制干旱胁迫的试验方法，包括试验设计、配制栽培基质、育苗、制作种植桶、测定栽培基质饱和含水量、移栽、水分胁迫设置与管理等步骤，本发明专利技术以传统的甘蔗桶栽试验方法为基础，对其种植桶、栽培基质、水分控制方式进行改进，使得甘蔗根系可舒展生长，利于根系的清洗和测量，可有效降低基质表层水分蒸发，并根据水分胁迫目标进行水分管理，将桶内水分控制在目标值范围，提高水分胁迫的精度，使胁迫程度处于同一水平，有效提高抗旱性评价的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于甘蔗栽培试验
，具体涉及一种在桶栽条件下对甘蔗进行人工干旱胁迫试验的方法。
技术介绍
云南省是我国第二大甘蔗原料基地，年均植蔗面积550万亩，其中70％以上种植在少雨、缺水的旱坡地。随着近年来环境条件日趋恶化，蔗区旱情愈发严重，造成了全省甘蔗大幅减产，生产上急需耐旱、稳产的甘蔗新品种，以降低因旱情造成的减产，最大限度的保障蔗农植蔗的收益，提高甘蔗在旱地作物中的竞争力。而培育抗旱甘蔗新品种的首要条件是评价和筛选出抗旱性强、并具有育种潜力的亲本材料。因此首先需要建立一套科学的甘蔗抗旱性评价试验方法，筛选出具有抗旱性的杂交亲本，供育种户利用。桶栽和控水试验是用于检测植物对干旱胁迫响应的一种技术手段，可使试验材料处于相同的土壤和水分条件下开展相关指标测量。传统的甘蔗桶栽试验方法存在以下缺陷：第一，种植桶高度过低、体积过小，造成甘蔗根系盘结严重，对试验后期测量根系各项指标带来困难；第二，栽培用土采用大田表层土，土壤板结严重，试验后期清洗根系困难，对测量根系各项指标带来不便，影响试验结果；第三，使用称重法计算浇水量或固定浇水量进行补水，无法排除桶内甘蔗自身植株质量所带来的误差，且未能根据各参试材料实际需水量进行补水，造成水分控制不够准确，水分胁迫程度不一致，对后期计算水分利用效率以及抗旱性评价结果带来较大误差；第四，未能考虑土壤表面的水分蒸发量，对水分利用效率结果带来较大误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种科学的、有利于植株根系生长，实现水分精准控制的甘蔗桶栽干旱胁迫试验方法。本专利技术的目的提供如下技术方案实现：甘蔗在桶栽条件下实现水分精准控制干旱胁迫的试验方法，方法如下：(1)试验设计：试验按随机区组设计，试验材料设灌溉和水分胁迫处理，2个种植桶作为空白对照，同时，每个材料再额外种植1桶，用于测定生物量起始值；(2)配制栽培基质：栽培基质含有泥炭土成分，所述泥炭土成分以泥炭土粉和直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的形态同时存在于栽培基质中，栽培基质配方中，大田红壤:泥炭土粉:直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的质量比为1:1:1；(3)育苗：分别取每份试验材料的单芽种茎，用50±0.2℃的温水处理，脱去种茎中携带的宿根矮化病病菌；使用营养袋装栽培基质育苗，每袋栽种1个蔗芽；(4)制作种植桶：用PVC材料制作种植桶，种植桶的桶身高度120cm、直径25-30cm、桶底厚度0.4cm，桶底密封；(5)测定栽培基质饱和含水量：取装有栽培基质的种植桶作为空白对照，桶底部均匀钻取排水孔，将水分速测仪预埋管垂直放入种植桶中心位置并称重；向种植桶中缓慢灌水，直至桶底部排水孔开始出水为止；用聚丙烯颗粒均匀覆盖于栽培基质表面，降低表面水分蒸发；静置种植桶至排水孔停止排水、质量恒定后，封堵排水孔，计算出平均每桶对照可使栽培基质含水量达饱和的需浇水量，使用水分速测仪测量其体积含水量，得到栽培基质饱和状态下的体积含水量；(6)移栽：营养袋中的育苗达4叶龄后移栽至种植桶中，每桶移栽2株，每份材料移栽4桶，每桶浇水量为上述测定得到的使栽培基质含水量达饱和的用水量；浇水后每桶在栽培基质表面覆盖聚丙烯颗粒；每天用水分速测仪对桶内栽培基质体积含水量进行测定并补水，使混合土含水量维持在饱和状态；至全部植株生长至8叶龄后进行生物量起始值测定，并开始水分胁迫处理；(7)水分胁迫设置与管理：根据具体试验要求设置水分胁迫梯度和程度，逐级进行干旱胁迫，每个水分胁迫阶段下，当所有种植桶内栽培基质体积含水量达到胁迫目标值后维持5天处理，完成相关指标测量后进入胁迫阶段；当桶内栽培基质体积含水量降至饱和体积含水量的50％时，甘蔗处于严重萎蔫状态，达到最大水分胁迫程度，完成此阶段相关指标测量后进行收获调查；试验期间，每天用水分速测仪测量每桶栽培基质的体积含水量，并根据试验设计要求，按如下公式计算每桶的补水量，进行精准控水，使干旱处理组的甘蔗植株处于相同的水分胁迫程度下：W＝(Va-Vb)/100×Vs×1000；式中，Va为栽培基质体积含水量目标值，Vb为栽培基质体积含水量测量值，Vs为桶内栽培基质体积，W为补水量，单位为ml；灌溉处理和对照维持栽培基质含水量为饱和状态，其中对照用于估算蒸发量。本专利技术所述收获调查方法是在收获时，将桶内2株甘蔗完整取出，清洗根部，将植株分为梢头、叶片、茎和根系，置于90℃电热鼓风干燥箱内干燥72h，至质量恒定后称重。本专利技术可进一步进行生物量和水分利用效率测定，生物量测定包括生物量起始值B1测定和生物量终止值B2测定，当全部植株生长至8叶龄后进行生物量起始值测定，当完成50％水分胁迫阶段的测量后进行生物量终止值测定，二者之差即为试验调查阶段的生物量；每桶材料的水分利用效率按照下述公式计算：WUE(g kg-1)＝(B2-B1)/(Wt-We)；式中，Wt为测量期间浇水总量，We为栽培基质水分蒸发量，即测量期间2个空白对照的浇水总量的平均值，WUE为水分利用效率，单位为g kg-1。本专利技术所述栽培基质的pH值5.7-6.0，有机质含量为455-470g/kg，碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为274-305mg/kg、2.4-2.6mg/kg和262-285mg/kg，全氮、全磷、全钾的含量分别为0.625-0.653％、0.058-0.065％和2.6-3.1％。本专利技术方法以传统的甘蔗桶栽试验方法为基础，对其种植桶、栽培基质、水分控制方式进行改进，建立起一套甘蔗桶栽精准控水试验方法。本专利技术方法使得甘蔗根系可舒展生长，利于根系的清洗和测量，聚丙烯颗粒覆盖基质表面，可有效降低基质表层水分蒸发，结合空白对照基质表层水分蒸发量计算结果，可将每天的浇水量分解为甘蔗植株的需水量和基质表层水分蒸发量，降低水分利用效率误差，每天对桶内基质体积含水量进行检测，根据水分胁迫目标进行水分管理，可将桶内水分控制在目标值范围，提高水分胁迫的精度，使胁迫程度处于同一水平，有效提高抗旱性评价的准确性。具体实施方式甘蔗在桶栽条件下实现水分精准控制干旱胁迫的试验方法，包括种植桶的制作、栽培基质的配方、栽培基质饱和含水量测定、栽培基质表面蒸发量测定、水分胁迫设置与管理、育苗与移栽、生物量和水分利用效率测定。试验中用到的仪器设备有PR2/6土壤剖面水分速测仪、电热鼓风干燥箱等。试验方法如下：(1)试验设计：试验按随机区组设计，试验材料设灌溉和水分胁迫处理，2个空白对照，每个处理3次重复，同时为了测定生物量起始值，每个材料再额外种植1桶。(2)配制栽培基质：栽培基质含有泥炭土成分，所述泥炭土成分以泥炭土粉和直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的形态同时存在于栽培基质中，栽培基质配方中，大田红壤:泥炭土粉:直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的质量比为1:1:1；栽培基质的pH值5.7-6.0，有机质含量为455-470g/kg，碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为274-305mg/kg、2.4-2.6mg/kg和262-285mg/kg，全氮、全磷、全钾的含量分别为0.625-0.653％、0.058-0.065％和2.6-3.1％。(3)育苗：每份试验材料各取50个单芽种茎，用50±0.2℃的温水处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
甘蔗在桶栽条件下实现水分精准控制干旱胁迫的试验方法，其特征在于，方法如下：(1)试验设计：试验按随机区组设计，试验材料设灌溉和水分胁迫处理，2个种植桶作为空白对照，同时，每个材料再额外种植1桶，用于测定生物量起始值；(2)配制栽培基质：栽培基质含有泥炭土成分，所述泥炭土成分以泥炭土粉和直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的形态同时存在于栽培基质中，栽培基质配方中，大田红壤:泥炭土粉:直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的质量比为1:1:1；(3)育苗：分别取每份试验材料的单芽种茎，用50±0.2℃的温水处理，脱去种茎中携带的宿根矮化病病菌；使用营养袋装栽培基质育苗，每袋栽种1个蔗芽；(4)制作种植桶：用PVC材料制作种植桶，种植桶的桶身高度120cm、直径25‑30cm、桶底厚度0.4cm，桶底密封；(5)测定栽培基质饱和含水量：取装有栽培基质的种植桶作为空白对照，桶底部均匀钻取排水孔，将水分速测仪预埋管垂直放入种植桶中心位置并称重；向种植桶中缓慢灌水，直至桶底部排水孔开始出水为止；用聚丙烯颗粒均匀覆盖于栽培基质表面，降低表面水分蒸发；静置种植桶至排水孔停止排水、质量恒定后，封堵排水孔，计算出平均每桶对照可使栽培基质含水量达饱和的浇水量，使用水分速测仪测量其体积含水量，得到栽培基质饱和状态下的体积含水量；(6)移栽：营养袋中的幼苗达4叶龄后移栽至种植桶中，每桶移栽2株，每份材料移栽4桶，每桶浇水量为上述测定得到的使栽培基质含水量达饱和的用水量；浇水后每桶在栽培基质表面覆盖聚丙烯颗粒；每天用水分速测仪对桶内栽培基质体积含水量进行测定并补水，使混合土含水量维持在饱和状态；至全部植株生长至8叶龄后进行生物量起始值测定，并开始水分胁迫处理；(7)水分胁迫设置与管理：根据具体试验要求设置水分胁迫梯度和程度，逐级进行干旱胁迫，每个水分胁迫阶段下，当所有种植桶内栽培基质体积含水量达到胁迫目标值后维持5天处理，完成相关指标测量后进入下一个胁迫阶段；当桶内栽培基质体积含水量降至饱和体积含水量的50％时，甘蔗处于严重萎蔫状态，达到最大水分胁迫程度，完成此阶段相关指标测量后进行收获调查；试验期间，每天用水分速测仪测量每桶栽培基质的体积含水量，并根据试验设计要求，按如下公式计算每桶的补水量，进行精准控水，使干旱处理组的甘蔗植株处于相同的水分胁迫程度下：W＝(Va‑Vb)/100×Vs×1000；式中，Va为栽培基质体积含水量目标值，Vb为栽培基质体积含水量测量值，Vs为桶内栽培基质体积，W为补水量，单位为ml；灌溉处理和对照维持栽培基质含水量为饱和状态，其中对照用于估算蒸发量。...

【技术特征摘要】
1.甘蔗在桶栽条件下实现水分精准控制干旱胁迫的试验方法，其特征在于，方法如下：(1)试验设计：试验按随机区组设计，试验材料设灌溉和水分胁迫处理，2个种植桶作为空白对照，同时，每个材料再额外种植1桶，用于测定生物量起始值；(2)配制栽培基质：栽培基质含有泥炭土成分，所述泥炭土成分以泥炭土粉和直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的形态同时存在于栽培基质中，栽培基质配方中，大田红壤:泥炭土粉:直径0.4～0.5cm的泥炭土颗粒的质量比为1:1:1；(3)育苗：分别取每份试验材料的单芽种茎，用50±0.2℃的温水处理，脱去种茎中携带的宿根矮化病病菌；使用营养袋装栽培基质育苗，每袋栽种1个蔗芽；(4)制作种植桶：用PVC材料制作种植桶，种植桶的桶身高度120cm、直径25-30cm、桶底厚度0.4cm，桶底密封；(5)测定栽培基质饱和含水量：取装有栽培基质的种植桶作为空白对照，桶底部均匀钻取排水孔，将水分速测仪预埋管垂直放入种植桶中心位置并称重；向种植桶中缓慢灌水，直至桶底部排水孔开始出水为止；用聚丙烯颗粒均匀覆盖于栽培基质表面，降低表面水分蒸发；静置种植桶至排水孔停止排水、质量恒定后，封堵排水孔，计算出平均每桶对照可使栽培基质含水量达饱和的浇水量，使用水分速测仪测量其体积含水量，得到栽培基质饱和状态下的体积含水量；(6)移栽：营养袋中的幼苗达4叶龄后移栽至种植桶中，每桶移栽2株，每份材料移栽4桶，每桶浇水量为上述测定得到的使栽培基质含水量达饱和的用水量；浇水后每桶在栽培基质表面覆盖聚丙烯颗粒；每天用水分速测仪对桶内栽培基质体积含水量进行测定并补水，使混合土含水量维持在饱和状态；至全部植株生长至8叶龄后进行生物量起始值测定，并开始水分胁迫处理；(7)水分胁迫设置与管理：根据具体试验要求设置水分胁迫梯度和程度，逐级进行干旱胁迫，每个水分胁迫阶段下，当所有种植桶内栽培基质体积含水量达到胁迫目标值后维持5天处理，完成相关指标测量后进入下一个胁迫阶段；当桶内栽培基质体积含水量降至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆鑫，范源洪，徐超华，李纯佳，毛钧，刘洪博，蔡青，林秀琴，李旭娟，
申请(专利权)人：云南省农业科学院甘蔗研究所，
类型：发明
国别省市：云南;53