四川农业大学本科生毕业论文(设计)开题报告 (1)

1四川农业大学本科生毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目 田间杂草马唐的浸提液对紫玉米的化感作用选题类型 应用基础型 课题来源 自选项目学 院 生命科学与理学院 专 业 化学生物学指导教师 王晗光 职 称 副教授姓 名 刘鹏 年 级 2009 级 学 号 2009*1 立题依据近年来随着人们生活水平的不断提高，饮食与保健被越来越频繁的提到了人们的日常生活中。中国蔬菜网显示，目前，鲜食紫玉米上市呈上升趋势，而经中国农业谷物品质监督测试中心检测紫玉米含有十八种氨基酸，并含有人体必需的 21 种微量元素和多种维生素以及天然色素，特别富含抗癌元素硒，增进智力元素锌以及铁和钙等，而且口感极佳，既软又嫩，皮薄滑溜稍粘，还有一种特殊的清香，所以用紫玉米经加工而成的食品是一种上乘的天然美味营养保健食品。因此紫玉米作为又一经济作物其种植前景相当可观。杂草是农业生产上一大危害，随着杂草科学的发展和人们对化感作用研究的深入，现已阐明杂草不光和农作物有着空间资源的争夺还通过向体外溢出某些化学物质进行相互影响，并发现了多种植物具有化感作用 1。马唐，早熟禾科 (Poaceae)马唐属(Digitaria )植物。玉米地主要杂草之一，出苗期为 4-6 月，与玉米出苗期一致，生活力强，对玉米产量影响极大。紫玉米越来越被证实为一种纯天然无公害保健品，其商业价值也越来越高，因此紫玉米的种植亦将得到普及。紫玉米作为引进品种其本身营养成分与一般玉米大不相同，国内研究主要侧重于化感作用机理、化感物质合成、研究方法和现象描述，与生产实践相关的研究相对比较薄弱，特别对化感作用影响因素的研究缺乏系统性，形成了将化感作用理论应用于农业生产的短腿 2。因此，探索能够将化感作用理论应用于作物生产的方法和思路，对构建高效持续的农业生产技术体系具有重要意义。在研究方法上，化感作用有别于植物对养分、水分、光照和空间等有限资源的竞争，因此，主要是采用模拟实验并结合田间试验的方法进行研究 2-4。1）模拟实验，一般主要利用水培、砂培和组织培养等方法。2）阶梯栽培法，将盆钵布置成阶梯状，采用循环营养2液砂培，连续交替种植两种植物，使其受光一致，并消除对养分的竞争，来研究其相互影响。3）田间试验，尽管科研人员在实验室对化感作用作了大量的研究，但在田间条件下很少显示出其科研成果，这可能是因为在实验室内很难模拟田间真实的自然状况。所以，实验室的模拟实验可以评估某种植物是否具有化感作用潜能，但要确认其被观察的化感作用能否表达出来，则田间试验是必不可少的。田间试验主要采用附加栽培法和置换栽培法来研究植物地下部分间的相互作用。附加栽培法是将两种植物混植，固定一种植物的种植密度，而变化另一种植物的种植密度的栽培法；置换栽培法是将两种植物混植，固定总的种植密度，而改变种植比例的栽培方法。化感物质可以通过浸析挥发植物残体分解和根系分泌等方式进入环境中。根据化感物质的作用途径通常分别采用夹层法、常温吸附法、浸提法或腐解法和疏水性根渗出液连续收集法（CRETS ）等方法提取化感物质的复杂性 5-7。使得化感物质的提取收集比较困难。目前，人们最常用的是浸提法收集化感物质 6,8。浸提剂主要是两类化合物：一是无机化合物，如 H2O、NaOH、Na 4P2O7 等，二为有机化合物，如：甲醇、石油醚、氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、乙醇等等。在浸提过程中，一般采用往复式振荡和索式提取的方法进行，然而这些方法在处理样品时浸提时间较长并且浸提不完全，样品容易损失。另外，还可以采用超声波方法浸提，由于超声波深层的超声破碎作用，从理论上说能够省时，并且浸提更加完全，但实际操作条件还有待于进一步的研究。2 研究的主要内容及预期目标通过收集马唐根系分泌物和茎叶淋洗液的化感物质，研究其不同浓度浸提液对紫玉米的化感作用影响，从而指导紫玉米的生产 9-12。3 研究方案3.1 实验材料紫糯 54 号玉米种子（由中国农业大学育成） 、马唐、土壤、筛子、恒温培养箱、智能人工气候箱、21 cm 培养皿、 花钵（30 cm 口径）100 个、蒸馏水、超纯水、11 cm 定量滤纸、0.45 m 的滤膜、脱脂棉、容量瓶、烧杯等3.2 实验步骤33.2.1 实验流程3.2.2 水浸提液的制备采集新鲜马唐的茎叶 50 g，根 50 g，分别用 500 mL 蒸馏水室温下浸提 24 h，获得 0.1 gmL-1 的水浸提液。浸提液经二次过滤，第一次用定量滤纸过滤，第二次用 0.45 m 的滤膜过滤。得到不含微生物污染的浸提液作为母液。将母液用蒸馏水稀释为试验所需的 0.05 和 0.025 gmL-1 的水浸提液，保存于 4 冰箱中，备用。3.2.3 紫玉米发芽试验A、紫玉米预发芽实验 13,14将购置回来的紫玉米种子采取随机的办法，取有代表性的种子样品，充分混合，再分成 2-3 组，每组 100 粒，放在铺有滤纸或脱脂棉的培养皿内，加足水后，放置于恒温箱内，采集马唐 根浸提液茎叶提取液种子萌发实验应用统计学软件对实验数据归纳总结探究马唐根浸液、茎叶提取液对紫玉米种子萌发以及幼苗发育的影响。盆栽土培实验 种子萌发率种子萌发势胚根长度4使其温度保持在 28 -30 条件下发芽，种子发芽的标准是胚根突破种皮 12 mm.。第三天计算发芽势，第 7 天计算出发芽率，求出各组平均值即为样品种子的发芽势和发芽率。计算公式如下：发芽率（势）%=发芽种子数供试种子数100实验发芽势要求达到 75 %以上，发芽率要达 95 %以上。发芽率低于 85 %的种子不能使用，应及时更换。B、紫玉米发芽试验用不同浓度马唐根水浸提取液浸种 15-18（即母液，0.1 g/ml；半稀释 0.05 g/ml；四分之一倍稀释 0.025 g/ml） ；设置 4 组处理，每组供试种子 100 粒，以双层滤纸为萌发基质，将种子播于 4 个内径为 21 cm 的培养皿中，作 4 个重复，每皿播种 25 粒。然后将种子萌发于智能人工气候箱(控制为 14 h 光照/10 h 黑暗(光照强度约 1l500 lx)， “白天”温度为 25、 “夜晚”温度为 20的条件下进行。分别以母液、2 倍稀释液和 4 倍稀释液以及蒸馏水每 12 d浇水 1 次，以蒸馏水为对照(播种 25 粒，重复 4 次) 。以胚根伸出种皮 2 mm 为萌发标准，每 24 h 观测记录种子萌发情况，记录萌发的种子数，并以直尺测定已萌发种子的胚根长度(mm)，记录后及时取出已萌发种子，观察记录至连续 14 d 不再有种子萌发为止。计算第三天紫玉米种子发芽势与第七天发芽率。土培实验，实验所用土壤为四川农业大学农场土壤，取土后在阳光下曝晒 4 h，用筛子将土壤内草根等杂志筛掉。混匀，等量装在 100 个 30cm 口径花钵内备用。将花钵分为 4组，每组 25 盆，每盆内挖 4 个 2-3 cm 深的小坑，每坑播种 1 粒紫玉米种子，室外培养。 将四组花钵依次编号 1、2、3、4，每 1-2 d 分别以浓度梯度 19,21,23100 %、50 %、25 %的马唐根浸提液以及蒸馏水浇灌，记录种子发芽时间与种子发芽数。计算紫玉米种子四天发芽势与七天发芽率。种子发芽长出幼苗后，更换以 100 %、50 % 、25 %茎叶浸提液+根浸液与蒸馏水浇灌，每隔 24-48 h 测量幼苗高度。连续测定 45 天。记录数据。3.2 数据处理3.2.1 根分泌物产生的生物学效应用 Willam-son 法分析 20,22,27:1/CTRI )(CT)2(1式中，RI 表示化感效应，C 表示对照值， T 表示处理值。当 0RI1 时，化感物质具有促进作用，当-1RI0 时，化感物质具有抑制作用，绝对值大小与作用强度一致。53.2.3 采用 SPSS 软件，对不同浓度水提液对玉米生长的影响进行独立样本 t 检验，以此来判断影响的有效性。另外，本实验测量指标涉及到发芽率、根长、茎叶长等指标，各项指标的变化趋势不尽一致，因此在综合评价这几种杂草水提物对紫玉米的化感作用时需通过效应指数并求得%(平均敏感指数) 25-29。4 进度安排第一阶段：2012.02-2012.04，查阅文献、 撰写开题报告、答辩;第二阶段：2012.05-2012.06，马唐的采集与化感物质收集;第三阶段：2012.06-2012.07，马唐对紫玉米化感作用的预实验; 第四阶段：2012.05-2012.08，根据预实验更改实验方案，做实验;第五阶段：2012.08-2012.12，分析、整理、撰写论文、答辩。主要参考文献1 阎飞等. 论农业持续发展中的化感作用J, 应用生态学报 , 2001, 12(4): 633-6352 林文雄. 化感植物根际生物学特性研究现状与展望J, 中国生态农业学报, 2007, 15(4).3 江贵波, 曾任森. 化感物质及其收集方法综述J, 河南农业科学 , 2006, (6): 24-27.4 陈绍莉,周宝利. 化感物质的提取分离及鉴定方法的研究 J,上海蔬菜, 2010, 9(4): 20-23.5 张学文等,植物化感物质及其释放途径J, 植物生理学报 , 2007,23(7):295-297.6 熊勇等，紫茎泽兰不同组织水提取液对水稻、玉米化感作用机制安徽农业科学J ，2011，39(14)：8222-8225,8249.7 阎飞. 植物化感作用及其作用物的研究方法J, 生态学报 , 2000, 20(4): 692-696.8 柴强等. 植物化感作物的机理、影响因素及开发利用J, 西北植物学报, 2002, 22(1): 55-58.9 黄高宝，柴强. .植物化感作用的作用形式及开发应用J. 中国生态农业学报，2003, 11(5): 105-107.10 孔垂华. 植物化感（相生相克）作用及其应用M, 中国农业出版社 , 2001, 126-129 .11 董章杭, 林文雄, 作物化感作用研究现状及前景展望J, 中国生态农业学报, 2003, 9(1): 80-83.12 闰兴富等. 火炬树水浸提液对玉米种子萌发的化感效应 J, 种子, 2010, 29(3):15-18.613 朱灵红等, 四种苔藓植物水提液对玉米种子萌发及幼苗生长的影响J, 种子, 2010, 29(4): 83-86.14 芦站根 , 周文杰. 黄顶菊水浸提液对玉米种子的化感作用J, 江苏农业科学, 2008, 4: 11-112.15 迟铭 , 刘增文. 杜仲水提取物对几种农作物的化感作用 J, 西北农业学报, 2011, 20(6): 168-173.16 孔垂华. 植物化感作用研究中应注意的问题J, 应用生态学报 , 1998( 9 ) : 332-336 .17 韦琦、曾任森、骆世明等.1997.胜红蓟地上部分化感作用物的分离和鉴定J, 植物生态学报, 1999, 21(4):360-366. 18 郑维列等. 5种植物水浸液对西藏长鞭红景天种子萌发的化感作用J, 东北林业大学学报, 1997, (1):32-37.19 和丽忠等. 国内植物化感作用研究概况J, 云南农业科技 , 2001, 13(1): 37-41.20 柴强, 黄高宝 . 植物化感作用的机理 ,影响因素以及应用潜力 J, 西北植物学报, 2003, 3(23): 509-515.21 李寿田等. 植物化感作用研究概况J, 中国生态农业学报 , 2002, 10(4): 68-70.22 杨期和等,植物化感物质对种子萌发的影响J, 生态学杂志 , 2005, 24 (12) :14591465.23 曾任森. 化感作用研究中的生物测定方法综述J, 应用生态学报 , 1999, 10(1):123-126.24 张晓华等. 几种藜科杂草化感作用的初步测定J, 安徽农业科学, 2008, 36(35): 15562-15563,15764.25 黄高宝等，植物化感作用影响因素的再认识J, 草业学报 , 2005, 14(2):16-2226 李寿田等. 化感作用在杂草控制中的应用J, 中国生态农业学报 , 2003, 11(1): 104-106.27 Tang CH &Yong C. 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