一种大批量旱作物耐盐性鉴定装置及使用方法

1.本发明属于农业技术领域。具体涉及一种大批量旱作物耐盐性鉴定试验装置及其使用方法。


背景技术：

2.土壤盐碱化已经成为不可忽视的世界性难题。在世界人口不断增加、可耕地面积逐渐减少、环境不断恶化的大趋势下，培育耐盐品种及合理开发一定数量的耕地后备资源，提高土地开发利用率成为补充耕地、保障粮食安全的重要途径之一。我国盐碱荒地已经超过15亿亩，其中有农业发展潜力的占5.5亿亩，约为全国总耕地面积的30％。提高我国盐渍化耕地和盐碱荒地的利用率，将对缓解我国耕地使用压力，维护我国粮食安全起到重要作用。选育和推广种植耐盐作物是利用盐渍化耕地最有效的手段。耐盐品种的选育需要可靠的耐盐性鉴定系统对种质耐盐性进行精准鉴定，发掘特异耐盐材料后通过传统杂交育种或分子育种进行耐盐新品种培育。因此，研发一套适用于大批量作物耐盐性筛选的实验装置十分必要。
3.作物的耐盐性是一个生理及遗传都极为复杂的数量性状，易受到外界环境如气温、光照、土壤盐分不均等影响，目前已报道的耐盐性鉴定装置及方法主要存在以下问题：1.耐盐性鉴定装置不适宜大批量材料鉴定，鉴定效率低；2.耐盐性鉴定结果一致性与重演性较差。3.采用营养液水培鉴定耐盐性，可以克服以上两缺点，但需要经常更换营养液，耗费人力物力，且与大田环境相差太大，鉴定结果存在争议。因此，针对现有作物耐盐性筛选技术的不足，需要一种专用于旱作物耐盐性鉴定的高效、稳定、简易的装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供一种适用于大批量旱作物耐盐性鉴定的装置及使用方法，通过向水箱内灌入水或电水泵泵入盐水，保持所有小盆钵内有机基质水分或盐水一致，从而保证了旱作物所处生长环境如阳光、温度、土壤水分及土壤盐分的一致性，减少了环境因素对作物耐盐性的影响，提高了鉴定结果的可靠性，且一次性可鉴定1000个左右品种，简单易操作，成本较低。水箱与盐水罐间连接有排水管，控制盐水回流到盐水罐，以备盐水循环使用，减少了盐水对环境及土壤的污染。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
6.一种大批量旱作物耐盐性鉴定试验装置，包括水箱、盐水罐，所述水箱位于温室内，所述水箱通过进水管和盐水罐连接，所述进水管上设置有电水泵，通过电水泵控制盐水的进入；所述水箱和盐水罐间连接有排水管，用于回收水箱中的盐水，排水管和盐水罐间设有水管接头，用于排出水箱中的水；所述水箱上设置盆钵网架，网架的每个网孔内放置装满有机基质的小盆钵，用于培养作物。
7.进一步的，所述盐水罐和水箱均设置有2个。
8.进一步的，所述电水泵和水箱间设置有进水管阀门。
9.进一步的，所述排水管在温室外设置有水管接头，所述水管接头和盐水罐间设置有第一排水管阀门，所述水管接头和水箱间设置有第二排水管阀门。
10.进一步的，所述水箱的尺寸为1m
×
2m
×
0.5m，盐水罐的尺寸为高1.5m
×
直径1m。
11.进一步的，小盆钵的尺寸为底部3.5cm
×
3.5cm，上部5cm
×
5cm，高12cm，盆钵网架的尺寸为1.2m
×
2.2m，网孔4.5cm
×
4.5cm。
12.一种大批量鉴定旱作物耐盐性的方法，采用上述装置，将装有机基质的小盆钵依次放于盐处理系统的水箱上方的盆钵网架内，并将水箱灌入水，待有机基质水分吸收完全后，将待鉴定材料种植小盆钵中；待苗生长至两叶一心时，开始进行盐处理，对照组向水箱内加水；盐处理实验组打开水管接头和第二排水管阀门，将水通过排水管排出温室外，再打开电水泵，经盐水罐向水箱泵入所需浓度盐水，进行盐害处理；当不同材料表现出明显差异时进行盐害情况调查。
13.进一步的，待鉴定材料种植前，将水箱灌入水，保持水面位于小盆钵底部1/3位置处。
14.进一步的，盐处理组经盐水罐向水箱泵入所需浓度盐水，保持盐水水面位于小盆钵底部1/3位置处进行盐害处理。
15.进一步的，盐害情况调查后，打开排水管阀门，将盐水回流至盐水罐。
16.有益效果
17.(1)本发明所提供的鉴定方法与传统鉴定方法相比，作物所处的环境一致，包括阳光，温度，土壤水分，土壤盐分等，减少了环境因素对耐盐性的影响，可保证耐盐性鉴定结果的稳定性和可靠性。
18.(2)本发明对实验材料使用有机混合营养基质进行种植，相比水培鉴定法，更接近大田土培环境。
19.(3)本发明适用于大批量材料耐盐性鉴定，一次性可鉴定近1000个左右品种，操作简单，且成本较低。
20.(4)本发明所使用的盐水可循环使用，减少盐水对环境和土壤的污染。
21.(4)本发明中的耐盐性鉴定系统安装简单、装配灵活，也可以进行耐湿、耐旱等其它非生物胁迫研究。
附图说明
22.图1为本发明大批量耐盐性鉴定试验装置结构示意图；
23.图2为盐胁迫处理方法流程图；a：水箱内为水，浸润基质；b:浸润土壤24小时候，播种；c：植物二叶一心时期，将水箱内水换成nacl溶液，进行盐处理。
24.图3是大麦耐盐性鉴定图。a:大麦盐害值频次分布图；b,c：大麦耐盐性鉴定图。
25.图4是盐胁迫下大麦盐害指数与叶片钠钾离子含量相关性分析图。a：叶片钠离子含量与盐害指数相关性分析图；b：叶片钾离子含量与盐害指数相关性分析图。
26.附图标记说明：1、盐水罐，2、第一排水管阀门，3、进水管，4、电水泵，5、进水管阀门，6、水箱，7、盆钵网架，8、小盆钵，9、第二排水管阀门，10、排水管，11、水管接头。
具体实施方式
27.为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。
28.实施例1
29.一种大批量旱作物耐盐性鉴定试验装置，包括盐水罐1和水箱6。所述盐水罐1和水箱6均设置有2个；其中所述水箱6位于温室内，通过进水管3和盐水罐1连接，所述进水管3上设置有电水泵4，所述电水泵4连接有进水管阀门5，用于将盐水罐1中的盐水泵入水箱6。所述水箱6和盐水罐1间连接有排水管10。所述排水管在温室外设置有水管接头，所述水管接头和盐水罐间设置有第一排水管阀门2，所述水管接头和水箱间设置有第二排水管阀门9，关闭所述第一排水管阀门2，防止盐水罐内外泄，打开第二排水管阀门9，可排出水箱中的水至温室外。同时打开第一排水管阀门2和第二排水管阀门9，可回收水箱中的盐水于盐水罐内。所述水箱6上设置盆钵网架7，网架的每个网孔内放置装满有机基质的小盆钵8，用于培养作物。
30.所述盐水罐1通过进水管3和水箱6连接，并通过电水泵4控制盐水的进入。所述电水泵4和水箱6间设置有进水管阀门5。所述水箱6与盐水罐1连接有排水管10，并设置第一排水管阀门2和第二排水管阀门9，控制盐水排回盐水罐。水管接头11和第二排水管阀门9控制水排出温室外。
31.所述水箱的尺寸为1m
×
2m
×
0.5m，盐水罐的尺寸为高1.5m
×
直径1m，小盆钵的尺寸为底部3.5cm
×
3.5cm，上部5cm
×
5cm，高12cm，盆钵网架的尺寸为1.2m
×
2.2m，网孔4.5cm
×
4.5cm。
32.一种大批量鉴定旱作物耐盐性的方法，包括以下步骤：
33.1.将装有机基质的小盆钵8依次放于盐处理系统的水箱6上方的盆钵网架7内，并将水箱6灌入水，保持水面位于小盆钵8底部1/3位置处，次日，待有机基质水分吸收完全后，将4粒待鉴定材料种植小盆钵8中。2.待苗生长至两叶一心时，开始进行盐处理。对照组向水箱内加水，保持水面位于小盆钵8底部1/3位置处。盐处理实验组打开排水管阀门9和水管接头11将水通过排水管10排出温室外。然后打开进水管阀门5，打开电水泵，经盐水罐1向水箱6泵入所需浓度盐水，保持盐水水面位于小盆钵8底部1/3位置处进行盐害处理。3.当不同材料表现出明显差异时进行盐害情况调查。4.打开排水管阀门2和9，将盐水回流至盐水罐1，以备下次使用。
34.实施例2
35.一种大批量旱作物耐盐性鉴定试验装置的使用方法，其具体流程是：
36.1.1试验材料
37.本发明用从214个大麦品种的苗期耐盐性鉴定为例进行说明。每个品种选取完整、饱满度一致种子16粒，分4个重复进行播种。
38.1.2播种
39.将装有有机基质的小盆钵8依次放于耐盐性鉴定试验装置水箱6的网架7上，向水箱灌水，保持水位在小盆钵底部1/3处，次日，待有机基质充分吸水后，将4粒待鉴定材料种植于小盆钵8中。
40.1.3盐害处理
41.待苗生长至两叶一心时，打开耐盐性鉴定试验装置排水管10、排水管阀门9和水管接头11，将水箱内水排掉。随后关闭排水管阀门2、9和水管接头11，打开进水管阀门5，打开电水泵4，泵入所需浓度盐水，保持盐水水面位于小盆钵8底部1/3处进行盐害处理。当材料间表现出明显差异时，打开排水管阀门2和9，将盐水排回盐水罐。
42.1.4耐盐性调查
43.根据叶片黄化及植物萎蔫死亡程度按0-10级进行盐害值评分(0表示未有盐害症状，10表示植株死亡)，并测定叶片中的钠钾离子含量。
44.1.5品种耐盐性筛选具体结果如下：
45.部分品种在盐胁迫下的表型见图3b和3c,部分品种在盐胁迫下能正常生长，而有些品种已死亡，说明使用该耐盐性鉴定装置筛选耐盐品种非常有效。214个大麦种质在盐胁迫下的4个重复的盐害值平均值的频次分布见图3a，盐害值分布在0.64到8.05之间，平均值3.27，标准差为1.89。从频次分布图可以看出214个大麦品种的盐害值存在较大的变异。214个大麦品种4个重复间盐害值相关性分析见表1。4个重复间的相关性系数r2均超过0.5，表明盐处理下，不同重复间大麦品种的反应较为稳定，外界环境影响较小。
46.细胞质中的钠钾离子稳态是决定植物耐盐性的一个关键因素。收集了盐处理下214个大麦的叶片进行钠钾含量测定，结果表明盐害指数与叶片na

含量呈极显著正相关，相关系数r2为0.72，与叶片k

含量呈极显著负相关，相关系数r2为0.23(图4)。表明盐胁迫下，盐敏感品种中积累了较多的na

，植物遭受na

毒害而死亡。
47.以上内容描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，解决了现有的耐盐性筛选装置操作繁琐、筛选规模小、结果不稳定等问题。
48.表1 214个大麦品种盐胁迫下的盐害值重复间相关性分析
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