应用褪黑素提高紫花苜蓿耐酸铝能力的方法与流程

本发明涉及牧草生产与管理，尤其涉及一种应用褪黑素提高紫花苜蓿耐酸铝能力的方法。

背景技术：

酸性土壤是指pH值低于7.0的土壤，而对于农业生产来说，耕作层土壤pH值低于6.6即为酸性土壤。酸性土壤占全球可耕作土地的40％，在我国约占土地面积的21％，广泛分布于南方红黄壤区，且随着环境的恶化，酸性土壤的面积在不断地增加。铝是地壳中含量最丰富的金属元素，占地壳质量的7％左右。在自然条件下，它主要以铝硅酸盐形式存在，生物可利用性很小。近年来由于农业化肥的使用及酸雨影响而使土壤酸化，酸性土壤中大量难溶状态的铝以离子态溶出，呈现活性状态，可溶性铝浓度上升，破坏了农作物体内的生理生化过程，抑制了作物的生长，降低了作物产量。因此，土壤酸化引起的作物铝毒已成为全球生物学和环境科学关注的热点。

褪黑素最早是在动物体内发现并广泛存在的一种小分子的神经内分泌激素，是一种吲哚类色胺化合物，化学名称为N-乙酰-5-甲氧基色胺。参与脊椎动物的生理调节，包括昼夜节律和光周期反应。在动物领域，褪黑素不仅是一种激素，还可以直接清除多种不同形态的自由基，具有提高机体免疫力、延缓衰老的作用。

紫花苜蓿是一种豆科苜蓿属多年生优质牧草，根系发达，主根粗大，有较强的耐寒、抗旱和再生能力，营养价值高，且适口性好，各种牲畜都较喜食，被誉为“牧草之王”。据测定，紫花苜蓿干物质中含粗蛋白质15﹪-25﹪、赖氨酸含量1.05-1.38％，分别比玉米高1-1.5倍、4-5倍。紫花苜蓿既是改良土壤的作物，也是保持水土的重要植物。紫花苜蓿的根系入土深广，其根瘤菌能固定空气中的氮素，显著增加土壤含氮量。此外，还能在土壤中留大量根茬，为土壤增加大量有机质，改土培肥，提高后茬作物的产量。紫花苜蓿具有很长的花期，也是一种重要的蜜源植物。

由于国内畜牧业的发展，近年来我国苜蓿的种植面积不断扩大，但主要集中在北方地区，而南方地区种植面积相对较少。究其原因，主要由于紫花苜蓿对酸较敏感，在pH为6.5-7.5之间的土壤生长较适宜，当土壤pH低于6.0时，紫花苜蓿的长势受到影响，并且导致大量根瘤菌不能正常繁殖和存活。当土壤pH低于4.5时，紫花苜蓿正常生长受到严重抑制，甚至导致植株死亡，因此难以在酸性土壤上大面积推广种植。近年来随着南方地区畜牧业的快速发展，尤其是奶牛业的快速发展，对高蛋白优质牧草紫花苜蓿的需求也逐渐增加，但苜蓿对酸性土壤敏感，严重影响了紫花苜蓿在南方地区的种植。酸性土壤较低的pH水平和较高的活性铝对苜蓿的影响，最初反应是抑制了苜蓿种子的萌发和幼苗的生长发育，进而抑制苜蓿根系的生长，并因而抑制水分、养分的吸收，长时间的酸铝胁迫会引起地上部分生长受阻。

采用育种手段提高苜蓿的耐酸铝能力所需要的周期长，短期内难以适应苜蓿在南方酸性土壤推广种植和畜牧业发展的需要。

技术实现要素：

本发明的目的就在于针对南方酸性土壤中酸铝胁迫对紫花苜蓿生长发育的影响，提供一种应用褪黑素提高紫花苜蓿耐酸铝能力的方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案是：一种应用褪黑素提高紫花苜蓿耐酸铝能力的方法，包括下列步骤：

①将紫花苜蓿种植在土壤中，并根据天气进行水分的排灌、追施苗肥以及中耕除草；

②将褪黑素和磷酸二氢钾混合成水溶液产品，其中褪黑素150μml/L，磷酸二氢钾0.35％；

③紫花苜蓿株高10cm时，将所述水溶液产品喷施于紫花苜蓿叶面，喷施频率为10天喷1次，共喷施2次，每次每亩的所述水溶液产品施用量为45～55L。

所述紫花苜蓿的种植包括：

A、在室温条件下，将紫花苜蓿种子浸泡于质量浓度为0.15％的高锰酸钾溶液中消毒5min，然后将种子捞出滤干水分后晾干；

B、将土壤耕翻、平整并施基肥，然后将种子条播于平整后的坪床上；

C、保持坪床土壤湿润促使子萌发，根据天气进行水分的排灌、追施苗肥以及中耕除草。

所述步骤B为：将土壤深翻，施入过磷酸钙35kg/亩和碳酸氢铵45kg/亩作为基肥，然后用机械旋耕，并用质量浓度为3％呋喃丹3kg/亩、质量浓度为75％敌克松可湿性粉剂1.5kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒，然后将地平整同时喷施芽前除草剂，到秋季9月份播种紫花苜蓿种子，按1～1.5kg/亩的量条播，播种后覆细土约0.5cm。

所述步骤C中在出苗后的两周，结合中耕除草追施一次苗肥。

虽然在植物中很早发现了褪黑素的存在，只是其含量较低，为ng/g的水平，一直未引起人们的重视；但是人们发现一些药用植物中褪黑素的含量很高，其种子中褪黑素含量甚至达到了μg/g的水平。另外根据研究表明，褪黑素能够促进植物的生长和侧根的发生、提高植物的抗逆性(低温、盐碱和水分胁迫等)。更何况，褪黑素本身为内源性胺类激素，对植物和动物无毒无害无残留，可广泛应用于农业生产。基于此，本发明创造性地在紫花苜蓿生长过程中施加以褪黑素为主要有效成份，辅以磷酸二氢钾的产品，发现本发明与现有技术相比，取得了下述积极效果：

①褪黑素为一种胺类激素，对植物和动物无毒无害；

②叶面喷施用量少、见效快、可操作性强；

③能显著促进酸铝胁迫下紫花苜蓿的生长，增加其叶绿素含量，提高紫花苜蓿粗蛋白和

粗脂肪含量，因而提高了紫花苜蓿产量和品质；

④可有效解决紫花苜蓿在酸性土壤中生长发育不良的问题，为紫花苜蓿在南方酸性土壤

中的推广种植提供技术支撑。

附图说明

图1是褪黑素对酸铝胁迫下紫花苜蓿株高的影响坐标图。

图2是褪黑素对酸铝胁迫下紫花苜蓿叶绿素含量的影响坐标图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图详细说明如下：

一、褪黑素的结构式

褪黑素的结构式如式1所示：

二、实施例

1、紫花苜蓿的种植

A、对紫花苜蓿种子消毒

选用商用紫花苜蓿品种‘巨能995’种子为材料，在室温条件下，将紫花苜蓿种子浸泡于装有0.15％(质量)高锰酸钾溶液的烧杯中消毒5min，然后将种子捞出滤干；

B、播种

试验地为黄壤，pH值为5.5～6.0。播种前将地深翻，施入过磷酸钙35kg/亩和碳酸氢铵45kg/亩作为基肥，然后用机械旋耕，并用3％呋喃丹3kg/亩、75％敌克松可湿性粉剂1.5kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒，然后将地平整同时喷施芽前除草剂；在秋季9月份播种，按1～1.5kg/亩的量条播，播种后覆细土约0.5cm；

C、幼苗管理

保持坪床土壤湿润促使子萌发，种子出苗后，根据天气情况合理进行水分的排灌，并在出苗后的两周左右结合中耕除草时追施一次苗肥；

2、褪黑素溶液的施用

待苜蓿幼苗株高约10cm左右时，选择晴天的上午，采用含150μml/L的褪黑素和0.35％的磷酸二氢钾混合水溶液进行叶面喷施，每亩喷施混合液45～55L，喷施频率为10天喷1次，共喷施2次；同时设立一个对照组，喷施相同量的自来水；叶面喷施溶液处理7天后采用五点取样法，进行株高、叶绿素含量、粗蛋白和粗脂肪的测定。

按照上述步骤，将褪黑素水溶液混合物处理和对照组所获得的结果列于表1和图1、2中：

表1褪黑素对苜蓿营养品质的影响

结果表明：如图1和图2所示，在pH为5.5～6.0左右的酸性土壤条件下，紫花苜蓿的生长受到影响，经叶面喷施褪黑素溶液后，促进了紫花苜蓿的生长，提高了叶绿素含量，从而提高了紫花苜蓿的耐酸铝能力和适应性；除此之外，在酸性土壤条件下，叶面喷施褪黑素溶液，增加了叶片中粗蛋白和粗脂肪含量，提高了苜蓿的营养品质。