利用复合土基栽培料快速大量培育小粒作物茁壮幼苗的方法

摘要

本发明公开了一种利用复合土基栽培料快速大量培育小粒作物茁壮幼苗的方法，Ⅰ、利用大田土壤及普通浇灌用水制备下层含水量较高的“土基A”；Ⅱ、利用步骤Ⅰ的土基构建上干下湿的“土基B”育苗环境；Ⅲ、在步骤Ⅱ的育苗环境中进行可控式播种；Ⅳ、播种后进行系统化的苗期管理，从而快速获取大量的茁壮幼苗。本发明本发明构建了一套能快速大量培育茁壮幼苗的体系化育苗方法，为开展基因组DNA的提取、叶绿体的提取、线粒体的提取和小粒作物杂交种纯度鉴定提供技术支持，同时也为开展深层次的研究提供基本的技术支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及植物培育技术领域，尤其涉及一种小粒作物大量、茁壮幼苗简易栽培土基及相关培育方法。

背景技术

在作物科学研究中，许多试验均需以幼苗为研究对象。如基础研究中，基因组DNA的提取、叶绿体的提取、线粒体的提取均需要大量、高质量的幼苗叶片组织；而谷子等小粒作物杂交种推广等应用研究中，需要鉴定杂交种的纯度，但是，为了不耽误农时，不影响次年播种，杂交种的纯度鉴定需要在冬季或早春进行，也就需要在温度较高的室内或温室中进行，目前谷子等小粒作物杂交种多为两系杂交种，其中父本--恢复系抗一种除草剂，且这种抗除草剂基因呈显性遗传，母本--不育系具有一定的自交结实特性，且不抗除草剂或抗另一种除草剂，杂交种对除草剂的抗性与恢复系一致或同时抗两种除草剂，因此，小粒作物两系杂交种的纯度鉴定方法就是于幼苗4叶期喷施父本抗的除草剂，杀除其中的母本苗，即假杂种，然后通过统计抗性苗的比例计算杂交种的纯度，杂交种的纯度鉴定也需要培育大量的幼苗。因此，如何培育大量、茁壮的幼苗成为各种试验能否取得成功的关键环节之一。

目前小粒作物的育苗方法主要有培养皿发芽试验法、容器土质水分饱和状态下发芽试验法、沙培发芽育苗、容器育苗、花盆育苗、蛭石为基质的育苗盘(穴播)育苗和营养液、营养土育苗法等。上述育苗法中，培养皿发芽法和容器土质水分饱和发芽试验法主要用于测定种子的发芽率，发芽后幼苗细弱，只能满足特小量试验对叶片组织的需要；沙培育苗法培育的幼苗弱小、质量较差，也只能满足小量试验的需要；容器育苗法是使用特定容器培育作物、果树、花卉、林木幼苗的育苗方式，常用的育苗容器为盛有丰富养分培养土等基质的营养钵，由于容器体积小，容器苗一般都根浅茎矮，且易形成根系畸形，幼苗小弱，且幼苗量小，不能满足试验对大量幼苗的需要；花盆育苗和育苗盘育苗由于所用基质多为蛭石或营养土、且面积小、管理费事，也难以培育出高质量的大量、茁壮幼苗，用于小量试验尚可，对于叶绿体、线粒体提取和纯度鉴定等需要大量幼苗的试验则很难满足试验的需要；营养液育苗由于供应充足的养分和氧气供应，需要较好的设备，成本高，且操作要求较高，也很难培育出能够满足试验需要的大量茁壮幼苗。

因此，急需建立一套能培育大量、茁壮幼苗的育苗方法，为开展基因组DNA的提取、叶绿体的提取、线粒体的提取和小粒作物杂交种纯度鉴定提供技术支持，同时也为开展深层次的研究提供基本的技术支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的种种不足，提供一种用于快速大量培育小粒作物茁壮幼苗的复合土基栽培料，以及利用上述栽培料快速大量培育小粒作物茁壮幼苗的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

用于快速大量培育小粒作物茁壮幼苗的复合土基栽培料，该栽培料按照如下方法制备：

A、“基土a”的制备：首先取大田壤土，露天摊开风干7天后，作为土基育苗的“基土a”；

B、“基土b”的制备：将“基土a”平铺于育苗盒中，向育苗盒中灌水同时搅拌均匀，直到“基土a”含水量达到饱和状态，经沉淀并将表层多余水分倒出，制得“基土b”；

C、“土基A”的制备：按比例称取“基土b”和“基土a”，然后把“基土a”加到“基土b”中并搅拌均匀，即得“土基A”；

D、“土基B”的制备：按比例称取“土基A”和“基土a”，将“土基A”整理摊平，然后将“基土a”平铺到“土基A”的上表面，静置待“基土a”稳定洇湿，即得“土基B”，上干下湿育苗土壤制备完成。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，“土基A”中“基土b”与“基土a”的重量份数比为(1.5-2):1；与此同时，步骤D中所得“土基B”中，“基土b”与“基土a”的重量份数比为(1.5-3.5):1。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，“土基A”中“基土b”与“基土a”的重量份数比为1.5:1；与此同时，步骤D中所得“土基B”中，“基土b”与“基土a”的重量份数比为(2.5-3.0):1。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，“土基A”中“基土b”与“基土a”的重量份数比为2:1；与此同时，步骤D中所得“土基B”中，“基土b”与“基土a”的重量份数比为(1.5-3.5):1。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，“土基A”中“基土b”与“基土a”的重量份数比为2:1；与此同时，步骤D中所得“土基B”中，“基土b”与“基土a”的重量份数比为2.5:1。

利用上述复合土基栽培料快速大量培育小粒作物茁壮幼苗的方法，包含如下步骤：

Ⅰ、利用“基土a”及普通浇灌用水制备下层含水量较高的“土基A”；

Ⅱ、利用步骤Ⅰ的土基构建上干下湿的“土基B”育苗环境；

Ⅲ、在步骤Ⅱ的育苗环境中进行可控式播种；

Ⅳ、播种后进行系统化的苗期管理，从而快速获取大量的茁壮幼苗。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤Ⅰ包含如下分步骤：

Ⅰ-1、土基的选择和处理：选取肥沃的大田壤土，露天摊开、风干7天，得到作为育苗基质的“基土a”；

Ⅰ-2、育苗盒的选择：根据对幼苗的需要量，选取长宽高分别为40-60cm、30-50cm、10-30cm的种子周转箱，或其它等大小且上下口径一致的上开口盒子作为育苗盒；

Ⅰ-3、基部水分饱和“基土b”的制备：将Ⅰ-1中准备的“基土a”平铺于育苗盒中，厚度3-5cm，然后向育苗盒中灌水并搅拌均匀，直至土壤含水量达饱和状态，然后充分沉淀并将土基表层多余的水分倒出，蓄足基部水分，即得“基土b”；

Ⅰ-4、下层含水量较高的“土基A”的制备：按照基土b：基土a为“1.5:1、2.0:1”2种配比把“基土a”加到步骤Ⅰ-3中配置的“基土b”中，并搅和均匀，即配制成“土基A”。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤Ⅱ的具体操作方法为：根据小粒作物发芽的需水规律和底部“土基A”的含水量，确定“土基A”上面覆盖“基土a”的比例，然后，静置2小时，由于底部“土基A”中的水分不断向上层“基土a”返，洇湿上层的“基土a”，使上层也具备一定的含水量；具体包含如下两种配比模式：

Ⅱ-1、“土基A”中基土b：基土a＝1.5:1时，上层按照基土b：基土a＝2.5:1或3.0:1覆盖“基土a”，静置2小时，得到“土基B”；

Ⅱ-2、“土基A”中基土b：基土a＝2:1时，上层按照基土b：基土a＝1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1覆盖“基土a”，静置2小时，得到“土基B”。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤Ⅲ包含如下分步骤：

Ⅲ-1、每个盒子中用小木棍划2-4行小沟，按80-120粒/行均匀播种；

Ⅲ-2、播种后，用“基土a”将播种小沟盖平，用手轻拍土基表层，使种子盒土基尽量结合紧密，置于温室或生长室，晚春、夏天或早秋直接放置室外。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤Ⅳ包含如下分步骤：

Ⅳ-1、出苗后，根据谷苗长势，每3天，上午8-10点用小喷壶定量喷水，每个育苗盒每次补水1-2升，以防止上层土基干裂，保证谷苗茁壮生长用；

Ⅳ-2、4叶期开始，叶片能够用作提取遗传物质，或者喷药鉴定杂交种纯度；

Ⅳ-3、5叶期按照每1.5升水加10克尿素的施肥浓度，将尿素溶解于水中，随补水时施入育苗盒中，即获得茁壮幼苗。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明构建了一套能快速大量培育茁壮幼苗的体系化育苗方法，为开展基因组DNA的提取、叶绿体的提取、线粒体的提取和小粒作物杂交种纯度鉴定提供技术支持，同时也为开展深层次的研究提供基本的技术支撑。

本发明一方面根据作物吸水规律，创造一种下部基质水分含量较高、上不基质水分含量较低，利于作物根系下扎、吸水，从而创造一种利于幼苗健壮生长的环境条件，使幼苗能够茁壮、健康生长；同时根据土壤中含有作物生长尤其是苗期生长需要的所有养分，且保水能力好，以土为基质，较蛭石和营养土、水等基质更利于作物幼苗的快速、健康生长，也就更利于培育大量健康、茁壮的幼苗。

发明人项目组已利用本发明提供的方法，成功进行了谷子幼苗的培育，试验和试用效果十分突出(试验例参见下文的具体实施方式)，为开展遗传物质提取和谷子两系杂交种纯度鉴定等相关研究奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为实施例中利用本发明的方法培育谷子4叶期、6叶期、8叶期长势；图中从左向右依次为4叶期长势、6叶期长势、8叶期长势。

图2为实施例中8叶期本发明的方法培育谷子长势与草炭、营养育苗比较；图中，最下排从左到右依次为本发明方法、草炭育苗法、营养土育苗法和本发明方法8叶期长势。

图3为8叶期不同配比简易土基育苗与草炭、营养土育苗效果比较。

具体实施方式

以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。

实施例中所用谷种全部为刘正理教授主持育成的冀谷32种子；所用基土全部为壤土，一次性取于唐山师范学院试验田；所用水为普通自来水；所用尿素购于农资门市，对照所用草炭土、营养土购自花卉市场；土壤烘干采用称重法：记录土样的湿重M，在105℃的烘箱内将土样烘6-8小时至恒重，然后测定土样，记录土样干重Ms，

植株和根系烘干方法在烘箱中将其烘干(首先在1050C杀青0.5小时，然后转至800C烘至恒重(大约24小时))。

实施例1、下层含水量较高的土基的制备。

(1)土基的选择及基土含水量的测定：从唐山师范学院试验田选取比较肥沃的壤土作为育苗基土；露天摊开，风干7天后，用于土基育苗；并按3次重复取样，采用烘干法测定“基土a”的平均含水量为6.84％。

(2)育苗盒的选择：选取长50cm、宽40cm、高20cm的种子周转箱作为育苗盒。

(3)基部水分饱和“基土b”的制备：将(1)准备的基土平铺于育苗盒中，厚度约3-5cm(根据添加基土a的比例确定具体厚度)，然后向育苗盒中灌水，并用木棒不断搅和基土和水，使土基含水量处于均匀状态，直到基部土基含水量达饱和状态以后，让其沉淀15分钟后，将土基表层多余的水分倒出，蓄足基部水分，即为“基土b”。

(4)下层含水量较高的“土基A”的制备及其含水量测定：按照“基土b：基土a”为“0.5:1、1.0:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1”8种配比把“基土a”加到步骤(3)配置的“基土b”中，并搅和均匀，即配制成“土基A”。“土基A”制备好后，按3次重复取样，采用烘干法，测定“土基A”的含水量，各配比的“土基A”含水量见表1。

表1不同配比“土基A”的含水量(％)

代号基土b：基土aⅠⅡⅢ平均10.5:123.1529.8423.5325.5121.0:148.3749.3548.0048.5831.5:158.1458.9457.9258.3342.0：163.5462.9663.5663.3552.5:170.5169.1170.8070.1463.0:176.8476.6277.2576.9073.5:178.2878.6877.9578.3084.0:179.2180.2880.0179.83

实施例2、上干下湿的育苗环境的制备。

(1)上层含水量较低的“土基B”的制备及其含水量测定：继续按照“基土b：基土a”分别为“0.5:1、1.0:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1”的比例在“土基A”上面平铺“基土a”，平铺完后静置2小时，制备出系列“土基B”。

(2)如此，上干下湿的育苗基质“土基B”即配制成功，其中下部“土基A”包括“基土b：基土a分别为0.5:1、1:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1”8种处理，代号分别为“1、2、3、4、5、6、7、8”；每个“土基A”上面覆土方式又包括“基土b：基土a分别为0.5:1、1:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1”8种处理，代号分别为“1、2、3、4、5、6、7、8”，这样形成“11、12、13、14、15、16、17、18、21、……、86、87、88”64中“土基B”配比。然后，从“土基B”表层按3次重复随机取样，测定“土基B”表层含水量，具体测定结果见表2。

表2不同配比“土基B”表层的含水量(％)

实施例3、播种方式。

(1)每个盒子中用小木棍划3行小沟，按100粒/行(即每盒300粒)均匀播种，每个处理种植3盒。

(2)播种后，用“基土a”将播种小沟盖平，用手轻拍土基表层，使种子盒土基尽量结合紧密，本试验于2017年8月进行，直接放置于室外。

实施例4、苗期管理方法。

(1)出苗后，根据谷苗长势，每3天，上午9点左右用小喷壶定量喷水一次，每个育苗盒每次补水1.5升，以防止上层土基干裂，保证谷苗茁壮生长用。

(2)分别于4叶期、6叶期、8叶期每个处理各取40株谷苗测量谷苗的鲜重、干重、根系长度及根系干重。

(3)通过植株干物重、根系干重和根系长度等指标的比较，确定各层土壤的最佳配比及各步含水量标准，各处理出苗情况及幼苗长势见表3、表4、表5、表6。

表3各系列基土配比播种后出苗情况

表4正常出苗的各系列基土配比4叶期幼苗生长情况

表5正常出苗的各系列基土配比6叶期幼苗生长情况

表6正常出苗的各系列基土配比8叶期幼苗生长情况

(4)研究结果表明：根冠比是判断幼苗是否茁壮的主要指标，其次为地上部干物质重量，综合两个方面的结果：“26、27、35、36、43、44、45、46、47、53、54、55、63、64、73、74、82”17种系列配比比较适合培育谷子幼苗，其中“35、36、43、44、45、46、47”7种配比最适宜培育壮苗。

其中，尤其是第45号配比，在各个方面均具有突出优势，作为首选推荐的土基育种配方，具有广泛的推广应用价值。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。