一种设施作物干旱胁迫等级的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于作物检测技术领域，具体涉及一种设施作物干旱胁迫等级的确定方 法。
【背景技术】
[0002] 水分是作物进行光合作用最重要的底物之一，水分含量的高低直接影响作物的生 长发育。只有在适合作物生长的水分环境下，才能进行正常的生命活动，水分不足或过多都 会对作物的生理及其形态带来影响。研究表明：当作物遭受土壤干旱时，根系首先感受到胁 迫，进而影响叶片的光合作用（左文博，2010;王磊，2007)。干旱胁迫下光合作用降低受到 气孔因素和非气孔因素作用的限制，首要的表现为气孔关闭（Ephrath，1991)，气孔关闭抑 制植株对C0 2的吸收，导致光系统II的活性和卡尔文循环电子需求间的不平衡，超出光合 机构吸收的光能所利用的范围，叶片光合机构出现光抑制现象（Aroca R，2003、Baker N R， 2004)，从而影响植株正常生长发育。土壤水分受到胁迫条件下，作物叶片蒸腾速率、气孔导 度和叶片水势明显下降，细胞液浓度显著升高（Emilio N，2005;陈金平，2006)。干旱胁迫 下，苜蓿叶水势、蒸腾速率（Tr)、气孔导度（Gs)均随水分胁迫加剧而降低，最低叶片水势随 土壤水分降低而降低（罗永忠，2011)。迄今为止，国内外对于干旱胁迫的研究主要集中于 对作物光合及其生理作用的影响，光合以及生理过程的研究有利于我们进一步探讨植物在 逆境胁迫下的响应机制，对于提高作物产量有重大意义。
[0003] 我国是一个降水时空分布不均的国家，随着全球气候变化的加剧，干旱灾害呈现 出频度增高、危害加重、复杂多变的趋势，给作物生长带来极其重要的影响。同时也严重影 响设施作物的生长发育以及产量构成。设施作物生理指标的测定包括：TTC方法测定根系 活力、硫代巴比妥酸（TBA)反应法测定丙二醛（MDA)含量、WP4-T露点水势仪测定叶片水势、 分光光度计法测定叶绿素含量，光合参数采用Li-6400测定等。然而单独研究干旱对某一 指标的影响具有一定局限性，目前关于确定设施作物干旱指标的综合测定方法前人研究较 少，尚未有相适宜的测定方法研究成果。本发明综合评估多种生理指标，主要确定干旱胁迫 下设施作物发生干旱指标，对设施作物耐旱性品种的选育、科学田间管理以及干旱防御具 有重要的指导意义。
【发明内容】
[0004] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，为了研究干旱在设施作物生长发育 过程中的影响，本发明提供一种设施作物干旱等级的测定方法，通过研究生理指标，综合考 虑干旱对设施作物根系、水势以及叶片保护酶等指标，确定设施作物的干旱指标，为设施作 物的栽培管理和干旱防御提供科学的指导作用。
[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种设施作物干旱胁迫等级的确定方法，包括以下步骤：
[0007] 1)设施作物干旱试验：将处于苗期的作物进行不同田间持水量的灌溉培养处理；
[0008] 2)作物生理指标的测定：包括叶片水势、根系伤害力、丙二醛含量；
[0009] 3)设施作物干旱胁迫指数Q的计算：根据作物生理指标数据计算；
[0010] 4)设施作物干旱等级的划分：根据干旱胁迫指数Q划分。
[0011] 进一步的，在本发明中，步骤1)中，设置4个水分处理组，分别为：正常灌溉，作 为对照组，灌溉量为田间最大持水量的70 %~80 %;轻度胁迫T2，灌溉量为田间最大持水量 的60%~70%;中度胁迫T3，灌溉量为田间最大持水量的50%~60%;重度胁迫T4，灌溉 量为低于田间最大持水量的50%。
[0012] 进一步的，在本发明中，步骤2)中，所述叶片水势的测定方法为：采用WP4-T露点 水势仪，设施作物的室温为25°C，作物与室温之间的温差< 1°C，测定其叶片水势。
[0013] 进一步的，在本发明中，步骤2)中，所述根系活力的测定方法为：
[0014] (2-1)取0. 4% TTC溶液加Na2S204生成TTF，用乙酸乙酯定容成一次溶液，分别取 不同量的所述一次溶液用乙酸乙酯定容，得到含TTF浓度分别为0. 5 %、1 %、1. 5 %、2 %、 3%的标准比色系列，以乙酸乙酯为空白作参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲 线；
[0015] (2-2)设施作物的根洗净，吸干根部表面水分，置于烧杯中，其中空白对照组预先 加入硫酸；加入0. 4% TTC溶液和0. lmol *L 1磷酸缓冲液等量混合液，37°C下暗处保温，再 加入lmol ? L 1硫酸停止反应；
[0016] (2-3)把根取出吸干水分，与乙酸乙酯和石英砂研磨，提取TTC;收集红色提取液， 在485nm波长下测定吸光度，以乙酸乙酯为空白作参比读出光密度，查步骤（2-1)所绘制的 标准曲线得到四氮唑还原量，再经公式计算得到四氮唑还原强度，公式如下：
[0017]
[0018] 其中：Ra:四氮唑还原强度，MT:四氮唑还原量（yg)，M:根重（g)，t:保温时间 (h);
[0019] Rd= 100/Ra
[0020] 其中：心为根系伤害力。
[0021] 进一步的，在本发明中，步骤（2-2)中，所述37°C下暗处保温时间为lh。
[0022] 进一步的，在本发明中，步骤2)中，所述丙二醛含量的测定方法为：
[0023] (3-1)取KH2P04溶液和K 2HP04 ? 3H20溶液混合，制备0? 05M pH7. 8磷酸缓冲液；
[0024] (3-2)取 TBA，先用 NaOH 溶解，再用 10% TCA 定容，制备 0? 6% TBA;
[0025] (3-3)取设施作物，加入所述磷酸缓冲液，冰浴研磨匀浆；4°C冷冻离心20'，转速 为4000r/min ;收集上清液即所得MDA酶液，0-4°C下保存；
[0026] (3-4)取所述酶液和0? 6 % TBA液，封口沸水浴15min，迅速冷却，进行4000r/min 离心10min，取上清液分别在600、532、450nm波长下测定吸光度；
[0027] 丙二醛含量的计算公式如下：
[0028] MDA = (6. 45 X (D532-D600)-〇. 56XD450) X0. 015/ff
[0029] 其中：D_为样品在600nm处的吸光度值，D 532为样品在532nm处的吸光度值，D 45。 为样品在450nm处的吸光度值;W为样品重。
[0030]进一步的，在本发明中，步骤3)中，所述干旱胁迫指数的计算方法为：
[0031]
[0032] 其中：Q为干旱胁迫指数，X、Xek*别为干旱组与对照组的叶片水势，Y、Y ek为干旱 组与对照组的丙二醛含量，Z、Z&为干旱组与对照组的根系伤害力。
[0033] 进一步的，在本发明中，步骤4)中，所述干旱等级的划分方法为：
[0034] 在设施作物适宜生长的水分条件下，作物正常生长，0 < Q < 1。当Q值大于1时， 作物即受到干旱胁迫，Q值越大，干旱胁迫程度越深。根据Q值的变化，将干旱灾害分为轻 度、中度、重度、特重度四个等级，设施作物具体的干旱灾害等级划分标准如下：
[0035] 表1设施作物干旱胁迫等级划分
[0036]
〇
[0037]有益效果：本发明提供的，与现有技术相比，本发明采用TTC方法测定根系活力， 硫代巴比妥酸（TBA)反应法测定丙二醛（MDA)含量，WP4-T露点水势仪测定叶片水势，综合 设施作物各项生理指标，优化计算参数，确定作物干旱等级。可以快速、准确测定叶片水势、 丙二醛MDA含量以及根系活力的大小，操作可行性高，测定的精密度较高，相对误差较小， 能够满足设施作物干旱胁迫指标的准确计算以及干旱等级的判定。
【附图说明