專利名稱：一種提高水稻苗期低溫耐性的方法
技術領域：
本發明屬于水稻種植技術領域，具體涉及一種提高水稻苗期低溫耐性的方法。
背景技術：
低溫是影響植物生長、發育及其地理分布的重要環境限制因素之一。水稻作為一種亞熱帶起源的濕生植物，由于缺乏對低溫的適應能力，當環境溫度低于10°c時就會受到傷害，嚴重影響植物的正常生長、發育甚至造成死亡。在我國水稻是主要糧食作物之一，是糧食生產上的一大優勢，栽培歷史悠久。在四大糧食作物中，水稻的栽培面積最大，總產量最多，單位面積產量最高。由于水稻分布范圍廣，栽培面積大，加上世界人口的增長，對糧食需求量日益增加，水稻連作面積的增大和 在熱帶、亞熱帶地區向高海拔地區推廣，栽培面積不斷擴大，使冷害發生機率增加。世界上 很多種稻國家報道均有冷害發生。我國水稻冷害的主要有一、春季冷害，2、3月份是華南早稻播種育秧季節，而此時北方冷空氣頻頻南下與海上移來的暖濕氣流相遇，形成急劇降溫或持續低溫陰雨天氣，容易造成早稻爛秧。3、4月份是長江中下游地區早稻播種育秧季節，此時冷暖空氣交替頻繁，也常出現低溫陰雨天氣，造成早稻爛秧。二、夏季冷害，東北地區地處我國的邊睡，由于緯度較高，大陸季風氣候明顯，各年的天氣氣候情況變化較大，熱量條件不很穩定，有些年份水稻生育期內會遇到低溫天氣，常因熱量不足而造成水稻大面積減產。三、秋季冷害，每年秋季寒露節氣前后，正值華南及長江中下游地區晚稻抽穗揚花的關鍵時期，此時如遇低溫危害，就會造成空殼癟粒，導致減產。我國長江中下游地區屬于亞熱帶季風氣候，熱量和水分資源都較為豐富，有利于雙季稻的生產。但由于季風的影響，春季常受寒潮侵襲，造成有些年份不同程度的春寒而引起爛秧死苗。水稻低溫冷害，癥狀秧苗期受低溫毒害后，全株葉色轉黃，植株下部產生黃葉，有的葉片呈現褐色，部分葉片現白色或黃色至黃白色橫條斑，俗稱“節節黃”或“節節白”。在2-3葉苗期遇有日均氣溫持續低于12°C，易產生爛秧。孕穗期冷害降低穎花數，幼穗發育受抑制。開花期冷害常導致不育，即出現受精障礙。低溫常開花期延遲，成熟期推遲，造成成熟不良。成熟期冷害谷粒伸長變慢，遭受霜凍時，成熟進程停止，千粒重下降，造成水稻大面積減產。據此，抵御和提高水稻低溫耐性亟待解決。針對當前水稻低溫冷害日益嚴重的現狀，國內開展了大量有關水稻低溫耐性品種的篩選和農藝栽培技術研究。水稻對低溫的耐性存在明顯的品種間差異是水稻低溫耐性品種篩選的本質和基礎。然水稻低溫耐性品種間差異并非穩定、持久的差異，這種差異與水稻逆境脅迫下的生理代謝途徑密切相關，甚至是這些代謝途徑決定了這種差異，如逆境預脅迫很大程度上決定了水稻對低溫的耐性。當然對低溫耐性品種的篩選并沒有把上述因素考慮在內，因此篩選出來的低溫耐性品種往往存在明顯的地域差異，甚至年度間也存在顯著差異。在當前生產上，國內外還沒有任何一個水稻品種可以廣泛用于低溫環境生產。水稻對低溫毒害抵御能力的強弱是影響水稻低溫耐性的重要因素。因此通過農藝栽培技術措施進行水稻逆境預脅迫來增強水稻低溫低溫耐性是有其理論基礎的。故當前有關通過稻田肥水調控、水稻地膜覆蓋、噴施葉面肥和植物生長調節劑等途徑來提高水稻低溫耐性的研究在國內外廣泛開展。肥水調控是通過合理施肥和水分灌溉技術來降低水稻低溫毒害，其中灌水是比較有效的途徑，一般采取夜灌日排的方法，傍晚灌水保溫，對于大面積水稻栽培增加了大量工作量，而且對于水資源日益嚴峻的我國北方地區以及一些南方干旱地域或者一些季節性缺水的地域是不現實的，同時夜灌日排容易降低稻田土壤肥力不利于水稻生長，其利用價值十分有限。采用地膜覆蓋，有利于育苗短期的低溫防御，但并不能長遠的抵御低溫毒害，比如在分蘗和灌漿期低溫其后來臨，大面積的覆蓋膜不太現實，同時蓋膜會嚴重影響水稻光合作用，嚴重損害水稻生長和影響稻米產量。葉面噴施植物生長激素可以提高水稻低溫耐性，但是在提高水稻低溫耐性的同時植物生長激素調控著水稻其他方面的生理生長，如，抑制細胞分裂，促進早熟等等會嚴重影響水稻生長和產量，在實際研究和生產中是切實不可行的方法。幼苗青枯作為低溫危害的主要類型之一，往往是由于長期低溫之后，土壤溫度過 低，導致根系無法吸收足夠的水分，滿足地上部的需求，而出現青枯，如果長期低溫之后，溫度上升過快，會顯著加速這一現象的發生。低溫導致水稻幼苗生長緩慢、葉片變色或損傷，以及葉子看起來比較潮濕，像長時間浸在水中一樣，當根部受到低溫影響時，植物可能出現萎焉，細胞膜滲透性增加，出現嚴重缺水等癥狀，情況嚴重時導致幼苗死亡。水孔蛋白(aquaporin)介導了水分的跨膜運輸,調節生物體內水分平衡，在高等植物擬南芥、玉米和水稻中都有30多個水孔蛋白，他們在保持植物水分平衡方面發揮重要的作用。因此，地上部水分喪失，而根系又無法保證供應，很可能是水稻苗期低溫危害的重要原因之一；如何保持地上部水分，應是調控水稻苗期低溫耐性的途徑之一，目前國內外關于這方面的研究報道很少。據此，提高水稻低溫耐性必須從水稻根系活力和植株體水分的保持兩方面來解決。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，該方法能夠有效地提高水稻苗期低溫耐性。所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于包括以下工藝步驟
1)對于秧盤育秧，于秧苗移栽前2 5天，對秧苗澆灌含0.15 0. 35%氯化鈉的鹽水，澆灌I 3次；對于大田育秧，于秧苗移栽前2 5天，噴施含0. 05 0. 15%氯化鈉的鹽水I 3次；
2)依據天氣預報，于低溫來臨前的I 3天，噴施含0.05 0. 15%氯化鈉的鹽水，每10 14小時噴施一次,噴施I 3次。所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟I)中對于秧盤育秧，于秧苗移栽前3天，對秧苗澆灌含0. 18 0. 32%氯化鈉的鹽水，澆灌2次。所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟I)中對于大田育秧，于秧苗移栽前3天，噴施含0. 08 0. 12%氯化鈉的鹽水2次。所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟2)中于低溫來臨前的2天噴施含0. 08 0. 12%氯化鈉的自來水，每12小時噴施一次，噴施2次。
所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟2)中低溫為低于10°C的溫度。所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的每12小時噴施一次為早晚各噴施一次。上述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，設計合理，通過對秧苗進行氯化鈉預處理提高了根活力，保持了水稻地上部分水分含量，增加了滲透性物質和有機可溶性物質蔗糖，提高了抗氧化物酶活力和增加了清除氧自由基物質(還原型谷胱甘肽和抗壞血酸)含量，最終實現了提高水稻低溫耐性。
具體實施例方式以下結合實施例來進一步說明本發明。 實施例一、氯化鈉預處理水稻低溫耐性試驗 I材料與方法
I. I試驗設計
以兩對低溫耐性差異極顯著的秈型水稻品種嘉秈7號、Z91-43 (低溫敏感)和輻8329、浙9248 (低溫耐性)為研究材料。在2011年10月和2012年4月于浙江富陽中國水稻所實驗室進行試驗，采用完全隨機設計，選用飽滿籽粒，種子經次氯酸鈉消毒浸種48h，并于28-30°C催芽 24h。幼苗根部氯化鈉預處理水稻低溫耐性試驗
芽谷播種于洗凈的細沙床，待秧苗長至3葉，選取生長一致的秧苗進行移栽試驗處理。秧苗移植于容積為50mL內裝有50mL含0. 25%氯化鈉全營養液的試管中，空白全營養液育苗作對照。每管3株，海綿固定，營養液按國際水稻研究所(IRRI)推薦配方配制，預培養3d，此時幼苗已3葉I心。之后于人工氣候箱(PQX-350BY-22H)進行全營養液培養低低溫(6°C)脅迫，光強40001x，連續處理3d。低溫處理結束后，培養條件恢復到3葉I心前。葉片噴施氯化鈉預處理水稻低溫耐性試驗
待幼苗3葉I心時分別用濃度為0. 1%的氯化鈉噴施水稻幼苗葉片，噴自來水作對照。每隔12h噴施一次，繼續培育3d，總共噴施6次，然后進行低溫(6°C)脅迫，光強40001x，連續處理3d。低溫處理結束后，培養條件恢復到3葉I心前。I. 2測定指標與方法
于氯化鈉預處理后低溫脅迫前取樣一次，低溫脅迫后取樣一次，取樣分地上和地下兩部分，取樣進行測定分析，3次重復。取樣后直接測根活力和水分含量，然后將葉片和根放于-60°C，48h，測定其他指標。進行根系取樣時，將每盒植株連根帶土取出，用自來水小心沖洗干凈后用蒸餾水沖洗，吸干水分，進行根系取樣，超低溫保存，測定其他指標。
I. 2. I農藝指標
株高低溫處理不同階段取樣，10株苗以上測定株高，即根基到幼苗植株體最長葉葉尖；以平均數作為統計分析的基本數據。
干、鮮重10株苗以上，3個重復，去除根部，稱量植株體鮮重，烘箱110°C的高溫下殺青2h,80°C 3_4d烘干至衡重,稱量植株體干重。I. 2. 2根活力測定
分別用常溫和6°C (6°C和常溫)材料于測定根系活力，3個重復。a-萘胺法，植物生理實驗指導，蔣德安。1.2.3生理指標
可溶性糖含量測定為蒽酮比色法，蔗糖和果糖含量測定為間苯二酚法，植物材料中可溶性糖測定，現代植物生理學實驗指南；
可溶性蛋白質含量測定考馬斯亮藍G-250染色法，參考張治安等的植物組織中可溶性蛋白質含量的測定，植物生理學實驗技術；
游離脯氨酸含量測定茚三酮比色法，參照張治安等的植物體內游離脯氨酸含量的測定，植物生理學實驗；
抗壞血酸含量測定鑰藍比色法，參考高俊鳳的植物組織中維生素C含量測定方法，植物生理指導；
還原型谷胱甘肽含量測定二硫代雙-二硝基苯甲酸法，參考高俊鳳的植物組織中還原型谷胱甘肽含量測定方法，植物生理指導；
丙二醛含量測定硫代巴比妥酸法，參照參照李合生等的硫代巴比妥酸比色法測定。分別在450nm、532nm、600nm波長處測定光吸收值，按照公式C(iimol .1^)=6. 45 (A532-A600)-0. 56A450，計算丙二醛含量，植物生理生化實驗原理與技術；
過氧化氫酶活力、過氧化物酶活力、超氧化物歧化酶活力測定參考張治安等的酶活力測定方法，利用紫外分光光度計紫外吸收法測定其酶活力，植物生理學實驗技術。I. 3數據處理
用唐啟義和馮光明開發的DPS軟件進行方差分析，采用完全隨機多因素統計方法。
2結果與分析
2.1低溫脅迫對根系活力的影響
低溫脅迫下的水稻幼苗的根活力測定在兩個不同環境下進行測定的，分別是低溫(6°C)和常溫。表I數據表明，根部氯化鈉預處理低溫脅迫下水稻幼苗根活力相對于常溫顯著降低，且品種間存在顯著差異；水稻幼苗根部氯化鈉預處理后低溫脅迫下幼苗根活力相對于常溫的降低，同時相對于無預處理的顯著提高，氯化鈉預處理的水稻幼苗提高了根活力。相對于常溫無預處理低溫脅迫下的各水稻品種嘉秈7號、Z91-43、輻8329、浙9248低溫環境下測定的根活力值分別降低了 70. 05%,67. 95%,72. 38%,70. 19% ;而氯化鈉與處理過的水稻幼苗則分別降低了 57. 65%,57. 04%,58. 20%,58. 47% ;相對于常溫無預處理低溫脅迫下的各水稻品種嘉秈7號、Z91-43、輻8329、浙9248常溫環境下測定的根活力值分別降低7 38. 14%,32. 83%,31. 12%,39. 26% ;而氯化鈉與處理過的水稻幼苗則分別降低了 18. 16%、15. 51%、14. 55%、17. 68%o表2數據表明，葉片氯化鈉預處理低溫脅迫下水稻幼苗根活力相對于常溫顯著降低，且品種間存在顯著差異；水稻幼苗葉片氯化鈉預處理后低溫脅迫下幼苗根活力相對于常溫的降低，同時相對于無預處理的顯著提高，氯化鈉預處理的水稻幼苗提高了根活力，保障了水分從根部的吸收和運輸。相對于常溫無預處理低溫脅迫下的各水稻品種嘉秈7號、Z91-43、輻8329、浙9248低溫環境下測定的根活力值分別降低了 61. 87%,61. 40%,65. 63%、62. 69% ;而氯化鈉與處理過的水稻幼苗則分別降低了 51. 58%,50. 95%,49. 91%,49. 88% ;相對于常溫無預處理低溫脅迫下的各水稻品種嘉秈7號、Z91-43、輻8329、浙9248常溫環境下測定的根活力值分別降低了 36. 21%,35. 01%,31. 79%,34. 81% ;而氯化鈉與處理過的水稻幼苗則分別降低了 17. 97%、17. 75%、17. 39%、17. 38%。表I水稻幼苗根部氯化鈉預處理后低溫脅迫下根活力的變化
I鮮根0案胺氧化量C ttg/g/h )
'預處理低溫脅迫Ccld Stress _ 常溫無預處理
品種 Pretreatment !i! Hormal Temperatm-e !
溫測定DLT 常溫_定DLT^
Vari ety iii! WitKoiit Fretreatment s
嘉軸T號正常18. TO38.62
一…B2.44
Jisxiart Nacl26,4451.10
Z 91-43 正常 Hcirmal19.2940.43~I
一一60.19
Z 31-43 氯化鈉 Facl25.8650.88|
喔8329 l￡M Iormal17.0842.60—
—一61-85I
Fu 8329 氬化鈉 Facl25.8552.85
浙9248 l￡M Mormal18,9838.67
■63.6
ZKe 9248 S化鈉 Iacl_26.44 | 52.41 [_j
DLT!Determination of low temperature;DNT:Determination of the normaltemperature;ABA abscisic acid;表中數據為3次重復的平均值。表2水稻幼苗葉片氯化鈉預處理后低溫脅迫下根活力的變化
II鮮根a萘胺氧化量(ug/g/lO '預處理低溫脅迫Cold Stress常溫無預處理
品種 Pr a treatmentSorm al Temperatiire
ffi溫測定DLT 常溫測定DLT VarietyWithout Pretreatment
惠秈T號正常 Normal23.7039.65
.... 02 16 JiaxianT IWtIfi Nacl30. 1050,99'
Z 91-43 EjSNormal24,2940- 89
-..02 92
Z 91-43 氣化鈉 Hael30.8651,75一
輻8329 正常 Hormal22. OS43.82 I丨
..f64.24I
Fu 8329 S化納 Hacl32. 1853.07
浙9248 正常 Hormal23. S341.90
64.27
Zhe 9248 S化鈉 Hacl32.2153.10丨
I_2_I_I_S_I
DLT!Determination of low temperature;DNT:Determination of the normaltemperature;ABA abscisic acid;表中數據為3次重復的平均值。2. 2低溫脅迫對植株體水分含量的影響
表2和3數據表明，低溫脅迫下水稻幼苗水分含量顯著降低，且品種間存在顯著差異，通過對水稻幼苗根部和葉片進行氯化鈉預處理對幼苗水分含量顯著提高，且不同于處理對水分含量的提高也存在顯著差異。氯化鈉預處理顯著增強了幼苗水分含量的保持能力，水稻地上部分水分的保持能力的提高有利于水稻地上部分物質正常代謝，從而能夠提高水稻幼苗的低溫耐性。表3水稻幼苗根部氯化鈉預處理后低溫脅迫下植株體水分含量的變化％
權利要求
1.一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于包括以下工藝步驟 1)對于秧盤育秧，于秧苗移栽前2 5天，對秧苗澆灌含O.15 O. 35%氯化鈉的鹽水，澆灌I 3次；對于大田育秧，于秧苗移栽前2 5天，噴施含O. 05 O. 15%氯化鈉的鹽水I 3次； 2)依據天氣預報，于低溫來臨前的I 3天，噴施含O.05 O. 15%氯化鈉的鹽水，每10 14小時噴施一次,噴施I 3次。
2.如權利要求I所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟I)中對于秧盤育秧，于秧苗移栽前3天，對秧苗澆灌含O. 18 O. 32%氯化鈉的鹽水，澆灌2次。
3.如權利要求I所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟I)中對于大田育秧，于秧苗移栽前3天，噴施含O. 08 O. 12%氯化鈉的鹽水2次。
4.如權利要求I所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟2)中于低溫來臨前的2天噴施含O. 08 O. 12%氯化鈉的自來水，每12小時噴施一次，噴施2次。
5.如權利要求I所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的步驟2)中低溫為低于10°c的溫度。
6.如權利要求4所述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，其特征在于所述的每12小時噴施一次為早晚各噴施一次。
全文摘要
一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，屬于水稻種植技術領域。其包括以下工藝步驟1)對于秧盤育秧，于秧苗移栽前2～5天，對秧苗澆灌鹽水；對于大田育秧，于秧苗移栽前2～5天，噴施鹽水；2)依據天氣預報，于低溫來臨前的1～3天，噴施鹽水。上述的一種提高水稻苗期低溫耐性的方法，設計合理，通過對秧苗進行氯化鈉預處理提高了根活力，保持了水稻地上部分水分含量，增加了滲透性物質和有機可溶性物質蔗糖，提高了抗氧化物酶活力和增加了清除氧自由基物質含量，最終實現了提高水稻低溫耐性。
文檔編號A01G1/00GK102960151SQ20121049404
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者邵國勝, 向丹, 沈希宏 申請人:中國水稻研究所