一种海藻糖在促进紫花苜蓿刈割后再生和提高产量中的应用及方法

本发明属于植物生长调节，具体涉及一种海藻糖在促进紫花苜蓿刈割后再生、提高牧草产量及改善饲草品质中的应用，以及一种利用海藻糖叶面喷施处理促进紫花苜蓿刈割后再生的方法。

背景技术：

1、紫花苜蓿（

medicago satival.）是世界上栽培最广泛的优质豆科牧草，具有产量高、营养品质好、适口性佳等特点，在现代草食畜牧业中占据重要地位，素有"牧草之王"的美誉。紫花苜蓿为多年生作物，在一个生长季内可进行多次刈割利用，刈割后的再生速度和再生能力直接决定了其生产力和利用价值。研究表明，紫花苜蓿刈割后再生过程中，植株需要动员根系和残留茎叶中贮藏的碳水化合物和含氮化合物来支撑新生组织的建成，这一过程的效率受到多种内外因素的影响。

2、目前，促进紫花苜蓿刈割后再生的技术手段主要包括品种选育、水肥管理优化和刈割制度调整等。其中，通过遗传改良选育再生能力强的品种周期长、成本高；优化水肥管理虽有一定效果，但受土壤条件和环境因素的制约较大；调整刈割时期和留茬高度则需要在产量和再生能力之间寻找平衡，增产潜力有限。因此，亟需开发一种操作简便、成本低廉、效果显著的外源调控方法，以有效促进紫花苜蓿刈割后的再生能力，提高牧草产量和品质。

3、海藻糖（trehalose）是一种由两个葡萄糖分子通过α,α-1,1-糖苷键连接而成的非还原性二糖，广泛存在于细菌、真菌、昆虫、植物和哺乳动物中。在植物中，海藻糖及其代谢中间产物海藻糖-6-磷酸（trehalose-6-phosphate, t6p）不仅参与碳代谢的调控，而且在维持细胞膜稳定性、增强逆境耐受性和调控植物生长发育等方面发挥重要作用。t6p作为植物体内糖信号分子，可通过调控snrk1激酶活性来调节碳氮代谢平衡和生长发育进程。近年来的研究表明，外源海藻糖处理能够提高多种作物的抗逆性，如增强水稻耐盐性、油菜耐寒性和向日葵耐旱性等。然而，将外源海藻糖应用于促进紫花苜蓿刈割后再生、提高牧草产量及改善饲草品质的技术方案，目前尚无文献报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海藻糖在促进紫花苜蓿刈割后再生和提高产量中的应用，以解决现有技术中促进紫花苜蓿再生手段有限、增产效果不理想的问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种利用海藻糖叶面喷施处理促进紫花苜蓿刈割后再生的方法，该方法操作简便，成本低廉，便于在生产实践中推广应用。

3、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

4、海藻糖在促进紫花苜蓿刈割后再生中的应用，将海藻糖配制为浓度是1～10mmol·l-1的水溶液，在紫花苜蓿刈割后进行刈割后的留茬和土壤表面的喷施处理，具体喷施处理时间为：在紫花苜蓿刈割后第1～2天开始进行，每隔4～6天喷施一次，连续喷施2～4次。

5、可选的，所述再生中的应用包括促进紫花苜蓿刈割后的再生速率、再生植株的产量和/或再生植株的品质。

6、可选的，所述海藻糖溶液的浓度为2.5 mmol·l-1；所述喷施处理在刈割后第1天开始，每隔5天喷施一次，连续喷施3次。

7、可选的，所述喷施处理每次的喷施量为每平方米50～150 ml海藻糖溶液。

8、可选的，所述喷施处理每次的喷施量为每平方米100 ml。

9、可选的，所述的海藻糖溶液中还包含表面活性剂；所述的表面活性剂为吐温-20，浓度为0.01%～0.05%（v/v）。

10、可选的，进行刈割后的留茬和土壤表面的喷施处理具体为：

11、在首次喷施中进行刈割后的留茬和土壤表面的喷施；

12、在二次及其他次喷施中进行刈割后的留茬上的叶面喷施。

13、一种促进紫花苜蓿刈割后再生的方法，包括以下步骤：

14、s1海藻糖溶液的配制：将海藻糖溶于水中，配制成浓度为1～10 mmol·l-1的海藻糖溶液，加入0.01%～0.05%v/v的表面活性剂，充分混匀，得到海藻糖喷施液；

15、s2喷施处理：在紫花苜蓿刈割后第1～2天，将步骤s1配制的海藻糖喷施液均匀喷施于紫花苜蓿刈割后的留茬和土壤表面，每次喷施量为每平方米50～150 ml，每隔4～6天喷施一次，连续喷施2～4次；

16、s3田间管理：喷施处理后进行正常的田间水分和养分管理，待再生植株生长至初花期时进行下一次刈割。

17、可选的，步骤s1中，所述海藻糖溶液的浓度为2.5 mmol·l-1，表面活性剂为0.02%v/v吐温-20；每次喷施量为每平方米100 ml。

18、可选的，步骤s2中，所述喷施处理在刈割后第1天开始，每隔5天喷施一次，连续喷施3次。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、（1）本发明首次将外源海藻糖叶面喷施应用于促进紫花苜蓿刈割后再生，通过系统的温室盆栽实验和大田验证实验，确定了海藻糖促进紫花苜蓿刈割后再生的最佳施用浓度为2.5 mmol·l-1。在该浓度下，海藻糖处理能够显著促进再生植株的形态建成和生物量积累：温室条件下，再生植株株高提高约25%，鲜重提高约33%，干重提高约35%；大田条件下，株高提高约9%，茎粗提高约6%，单次刈割鲜草产量提高5.64%。

21、（2）本发明的海藻糖处理方法能够显著改善再生紫花苜蓿的饲草品质：提高可溶性糖、粗蛋白、粗灰分和相对饲用价值（rfv），降低粗纤维、中性洗涤纤维（ndf）和酸性洗涤纤维（adf）含量。其中，相对饲用价值显著提高（p<0.01），表明海藻糖处理有助于提升再生牧草的营养价值和消化利用率。

22、（3）本发明的海藻糖处理方法能够显著提高再生紫花苜蓿叶片的光合能力：净光合速率（pn）提高约16%~25%，叶绿素a含量显著增加。同时，海藻糖处理能够有效缓解刈割后再生过程中的氧化损伤，降低丙二醛（mda）含量约19%，提高超氧化物歧化酶（sod）和过氧化氢酶（cat）活性约24%和31%，有利于维持再生植株的氧化还原平衡。

23、（4）本发明的方法操作简便，成本低廉。海藻糖为市售常规化学品，价格低廉（约142元/25kg），按推荐海藻糖施用剂量计算，每公顷海藻糖用量仅约48 g，投入成本极低。以每公顷单次增产约94 kg鲜草计算，经济效益显著，便于在紫花苜蓿生产实践中大规模推广应用。

24、（5）本发明的方法环境友好，无污染。海藻糖是自然界中广泛存在的天然糖类物质，无毒无害，不会对土壤、水体和牧草产品造成化学污染，符合绿色农业和可持续发展的要求。

1.海藻糖在促进紫花苜蓿刈割后再生中的应用，其特征在于，将海藻糖配制为浓度是1～10 mmol·l-1的水溶液，在紫花苜蓿刈割后进行刈割后的留茬和土壤表面的喷施处理，具体喷施处理时间为：在紫花苜蓿刈割后第1～2天开始进行，每隔4～6天喷施一次，连续喷施2～4次。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述再生中的应用包括促进紫花苜蓿刈割后的再生速率、再生植株的产量和/或再生植株的品质。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述海藻糖溶液的浓度为2.5 mmol·l-1；所述喷施处理在刈割后第1天开始，每隔5天喷施一次，连续喷施3次。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述喷施处理每次的喷施量为每平方米50～150 ml海藻糖溶液。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述喷施处理每次的喷施量为每平方米100 ml。

6.根据权利要求1-5任一所述的应用，其特征在于，所述的海藻糖溶液中还包含表面活性剂；所述的表面活性剂为吐温-20，浓度为0.01%～0.05%（v/v）。

7.根据权利要求1-5任一所述的应用，其特征在于，进行刈割后的留茬和土壤表面的喷施处理具体为：

8.一种促进紫花苜蓿刈割后再生的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的促进紫花苜蓿刈割后再生的方法，其特征在于，步骤s1中，所述海藻糖溶液的浓度为2.5 mmol·l-1，表面活性剂为0.02%v/v吐温-20；每次喷施量为每平方米100 ml。

10.根据权利要求8所述的促进紫花苜蓿刈割后再生的方法，其特征在于，步骤s2中，所述喷施处理在刈割后第1天开始，每隔5天喷施一次，连续喷施3次。