抗旱性(drought resistance)是指牧草对水分胁迫时的抵抗能力,包括牧草抵抗水分亏缺和从缺水土壤中吸水的能力。当干旱胁迫时,植物所具有控制蒸腾,减少水分损耗,维持较高水势,增加从土壤中吸水,维持基本代谢和生长发育,并获得产量的能力。在旱生和中生植物中,不同的种,甚至不同品种,其抗旱性也有差异。这是由植物所具有的耐旱(drought resistance)和避旱(drought avoidance)的形态特征和生理生化特性所决定的。这些抗旱性状是植物在长期进化过程中自然选择和人工选育而形成的,是由抗旱遗传基因控制的。
一、试验材料
一般以同科、同属中不同品种或生态型之间进行组合,为抗旱性鉴定的盆栽幼苗材料。也可根据研究目的进行不同科、属种的不同材料的鉴定比较。一年生、多年生和灌木分别组合和比较,提高试验的可比性和可靠性。
二、鉴定方法及指标
抗旱性鉴定的方法,主要有反复干旱处理以测定牧草成活率的直接测定法及在干旱胁迫下测定植物细胞膜透性变化的电导法,离体24小时叶片失水速度的测定及干旱胁迫时叶绿素含量下降率的测定等,通过植物生理指标变化以鉴定其抗旱性的间接测定法。从试验的易操作性及准确性来看,采用盆栽反复干旱处理以测定幼苗成活率的直接测定法,更适合作为牧草种质资源的抗旱性鉴定方法。
(一)田间直接鉴定
——牧草品种比较试验法
这种方法是在田间直接鉴定,观察和测定抗旱指标。具体操作技术按《牧草育种学》中的品种比较试验方法,观察记载项目及标准进行。由于是以抗旱性试验为主,因此,在小区试验材料出苗后,停止灌溉,并定观察植株。在自然状态下测定干旱胁迫后的抗旱性指标。
1、定株观察和测量植株的生长速度,萎蔫状况,死亡率和存活率,根系生长状况等。
2、小区测定干草产量和种子产量
为了提高本试验的准确性和可靠性,最好在多点和多年份重复鉴定。
(二)盆栽直接鉴定
1、设置抗旱棚或简易塑料箱(长×宽×高为67cm×48cm×16cm)、塑料盆(高15cm,长63cm,宽44m)或花盆(高40cm,内径25cm),内装试验田土壤,并拌入适量腐熟有机肥。
2、种子用培养器发芽后(芽尖刚露出)点播在塑料箱(盆)土中,条播行距5cm,株距4cm,每行10株,为保证苗齐,点播时每穴可点播2粒种子,出苗后每穴保留1株。每份材料1行,不设重复,每个塑料箱可播种12份材料。试验设置处理组和对照组,处理组各重复3次,在露天育苗。
3、播后浇水,保持湿润,出苗后加强管理,及时除草和浇水,齐苗后及时定苗。每盆每种选定长势一致的幼苗10株和做出标记,观察生长情况。当幼苗生长到三叶期或分枝(分糵)期时,即可移入旱棚进行干旱处理。
4、幼苗移入旱棚后停止浇水,为第一次干旱处理。当供试植株50%表现萎蔫症状时进行灌水,一周后(南方高温期3天后)调查其成活率。依此类推重复两次之后,比较不同材料在每次干旱处理的成活率,即可评定不同材料的抗旱性。对照材料正常浇水。
5、旱处理期间注意观测气温、相对湿度及风速的变化,幼苗萎蔫时应同时测定土壤含水量,供研究结果分析比较时参考。
6、一般来说,每次干旱处理约为10-20天。
7、在第一次停水后,连续干旱,观察不同时期萎蔫和死亡情况。
观察和测定各项指标
存活率指标:一组反复干旱,每次干旱停水7天(南方高温期3天后)的当目,观察植株萎蔫状况;立即复水后的第3天观测存活植株,这样反复干旱3次,观测每次的存活植株数。有条件时可同时测定膜相对透性,6次重复。方法同抗寒性测定的电导法。
三、试验结果的分析和评价
1、对观察测定的数据和资料进行统计和整理。
2、对统计和整理出的数据进行方差分析,提高其可靠性。
3、分析和比较同一指标不同试验材料抗旱性差异及其程度,并排序。
4、若做田间直接鉴定,以种或品种比较试验指标的评价结果为主,与盆栽直接鉴定指标相结合,进行综合评价,确定参试材料抗旱性的差异及其程度。