不同绿肥品种的抗旱性鉴定开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

绿肥是直接或异地翻压或者经堆沤后施用到土壤中作肥料的全部或部分绿色体的统称^[1]。使用绿肥是一种对环境友好的改良土壤质量的方式，它可以有效地减少土壤对矿物肥料的依赖并且保持土壤有机质含量^[2]。而中国的农业生产方式正在逐步向绿色、环保的方向发展。就中国目前的耕地情况看，存在着质量较差，污染较重，产品质量较低等显著问题，这些情况对农业的绿色化发展造成了巨大的障碍，必须想办法进行变革，以形成能适应环境的承载能力和人类的生产生活相协调的农业发展格局，从而实现农业可持续发展。而绿肥是实现这一目标的有效途径。我国的绿肥科研有60年的历史，研究的成果包括制定了中国绿肥区划、选育出一批优良的绿肥资源以及整理出一批综合效益较高的绿肥种植利用模式等^[3]。从这些研究内容来看，我们不难发现，因地制宜是绿肥应用在农业生产中的一个重要前提，而我国作为一个多钟气候带并存的国家，针对不同地区的不同气候条件和土壤条件，选择其适合的绿肥品种和绿肥的种植模式就尤为关键。干旱对农业生产具有巨大的威胁。近年来，气候的全球性恶化所引发的干旱的发生周期越来越短，程度也愈加严重，对粮食及经济作物、饲料作物的生产构成严重威胁。虽然灌溉是消除这种威胁的一种有效措施，但是淡水资源的紧缺是一个世界性难题，世界上已有43个国家和地区缺水，10亿人得不到良好的饮用水。但采用其他方式，如改进耕作栽培方式等，又不能从根本上解决干旱的问题。因此，利用植物自身的抗旱能力便是一种有效地、重要的、经济的抗干旱措施，如何提高农作物品种的抗旱性已经成为农业研究中的重要问题。通过对绿肥种质资源抗旱性的研究，选出优质的、抗旱的绿肥品种，对解决干旱地区干旱少雨，出苗难等问题有着重要意义^[5]。

虽然我国种植绿肥的历史悠久，绿肥资源丰富，但是因为对良种的重视程度不够，导致大多数绿肥品种的混杂和退化，因此严重影响了绿肥资源的合理利用。但经过全国绿肥网组织的绿肥资源的收集和整理，并对其主要农艺性状及品质进行鉴定分析，得到了很多绿肥作物的鉴定编目。其中大部分为豆科作物，主要有：①紫云英，豆科黄芪属，越年或一年生草本。是我国南方稻田主要的冬季绿肥作物。②箭筈豌豆，豆科巢菜属，一年生或越年生草本，是我国分布最广的一种肥饲粮兼用的绿肥作物。③草木樨，豆科草木樨属，一年生或越年生草本，于1922年引入我国，现已成为我国重要的绿肥牧草及水土保持作物。其主要有百花草木樨、黄花草木樨、香甜草木樨、细齿草木樨、印度草木樨等品种。④苕子，豆科巢菜属，一年或越年生草本，主要有毛叶苕子、光叶苕子、蓝花苕子、毛荚苕子、匈牙利苕子和深紫花野豌豆等品种^[4]。

绿肥在我国草地农业生态系统中发挥着重要作用。虽然目前我国对于紫云英、毛叶苕子、光叶苕子、箭筈豌豆等绿肥品种在栽培、加工利用上的研究较多，但在作物的生物学特性和生态学方面的研究较少，在有关绿肥作物的生物学特性及其对干旱胁迫的响应的综合比较等方面鲜有建树。而绿肥作物的生物学特性及其对干旱胁迫的响应对于其抗旱性能具有重要参考价值。^[6].

2. 研究的基本内容和问题

进行本实验的目的是通过鉴定18个紫云英品种的萌发率、相对生长量并进行盆栽实验来鉴定不同紫云英品种的抗旱能力的强弱，从中选出抗旱性较强的紫云英品种。

采用甘露醇溶液来模拟干旱胁迫。随着甘露醇溶液浓度的增加，紫云英的种子的相对发芽率和胚根、胚芽比值均呈下降趋势，且不同品种间会表现出一定差异，相对发芽率及胚根、胚芽的比值下降趋势较缓慢的品种的种子，其抗旱性较强。不仅如此，在干旱胁迫下，紫云英的叶片也会出现一系列变化，首先表现出的是叶片内相对含水量的下降，在同样强度的干旱胁迫下，叶片内相对含水量下降较慢的紫云英品种具有较强的抗旱性。干旱胁迫也会影响植株的细胞膜透性，随着干旱时间的延长，植株的细胞膜透性会逐渐增加，在干旱胁迫下膜透性增加速度较慢的植株品种，其在干旱胁迫下细胞电解质外渗少，细胞膜较为稳定，说明其抵御干旱胁迫的能力较强，具有较强的抗旱性。

目前不同绿肥品种的抗旱性鉴定虽然有很多种方法，但是这些方法或多或少都会存在一些缺陷，例如peg法测定植物抗旱性时，只能得到植物种子的抗旱性，并不能代表植物在整个生理期内的抗旱性。而人工控制干旱胁迫的方法虽然可以鉴定植物在整个生理期内的各项指标差异，但用这些指标来表示植物的抗旱性又有些片面，而且人工培育的方式与自然生长的植物又存在一些差异，其抗旱性鉴定的结果可能存在偏差。解决这些问题也许需要我们找出新的抗旱性鉴定的方法，如在基因或分子层面上对植株进行更深层次的研究，将植物体的抗旱机制做进一步的研究，从而找出更加科学、全面的指标来鉴定植物的抗旱性能。

3. 研究的方法与方案

本实验采用的方法是用不同浓度的甘露醇培养基来模拟干旱胁迫，然后观察其种子萌发和幼苗生长发育情况，来鉴定品种的抗旱性。具体的实验方案为：

⑴测定萌发率

用硫酸处理种子，然后消毒处理，将种子放到含0、100、125、150mm甘露醇的1/2ms培养基上，重复五个皿，4d后测定发芽率，并计算相对发芽率。

4. 研究创新点

研究方法和研究材料新颖，绿肥在我国草地农业生态系统中发挥着重要作用。虽然目前我国对于紫云英在栽培、加工利用上的研究较多，但在作物的生物学特性和生态学方面的研究较少。本实验以不同品种的紫云英为研究对象，通过不同浓度甘露醇培养基来模拟干旱对其发芽率、相对生长量的影响，选题较为新颖，针对性较强。

5. 研究计划与进展