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关键词高职;植物保护学;教学改革
AbstractThe focus of teaching reform in Plant Protection in higher vocational college was to set a proper target and reform its teaching contents,styles and methods based on students’backgrounds. More emphasis should be put on the practical parts in teaching and the evaluation modes should be changed in order to embody the characteristics of higher vocational education.With the teaching reform,students’ learning interests could be strengthened,practical skills,self-taught abilities and their innovative awareness could be promoted and teaching effect could be improved.
Key wordshigher vocational college;plant protection;teaching reform
《植物保护学》是种植类专业的一门必修课,主要研究植物病虫害的识别、发生规律和防治方法,也是一门实践性很强的课程,在整个专业课程体系中占有十分重要的位置。学好这门课程对高职学生顺利适应专业岗位是十分重要的,教好这门课程也是植物保护教师不懈的追求。为了适应新的形势,体现高职教学的特点,培养技能型人才,近几年来,笔者通过对涉农专业高职学生的学习、心理等方面的调查分析,并结合多年的教学经验,对涉农专业的植物保护课教学进行了探索,对传统的教学方法进行了改革,经初步尝试,反映教学效果良好,达到了高职教学的目的。
1立足高职生源现状,合理确定教学目标
学生是教学的对象,教师要想教好学生,必须先了解学生,这样才能做到因材施教,根据学生的实际水平和具体需要有的放矢地制定教学目标。
高职学生是高考最后一批录取的,录取分数相对较低,尤其是涉农专业的录取分数更低,多数学生是出于无奈的选择。学生理论基础差,自学能力差,自我约束能力相对较差,入学成绩参差不齐,教学难度较大。与本科生相比,他们感到自卑,面对“高职”二字他们感到迷惑,心理压力和困惑较大,给教学带来一定的困难[1]。
高职学生虽然文化课基础较差,但他们也希望得到老师和社会的认可,希望得到老师的鼓励和赞赏[2]。加之植物保护课程为了结合植物生长的季节特点和植物病虫害的发生规律,多数专业都设在第4学期授课,此时的高职学生入校已经有一年半的时间了,逐步适应了高职阶段的学习、生活及学院的管理模式,也脱离了高考的阴影,独立人格基本定型,自我意识进一步增强,对专业开始有了清醒的认识和定位,通过对高年级毕业生就业信息的了解,对未来从事的职业有了一定的预期,也开始感受到未来就业的压力,明白自己应当如何去面对,具备了一定的求知欲望,这对进行植物保护课教学很有好处。且涉农专业的学生绝大部分来自农村,对植物病虫害的发生和危害有感性上的认识,植物保护课程实践性强,记忆性、操作性的内容较多,即使理论基础稍差,对学好该门课程也不会有太大的影响,这就为植物保护课教学奠定了较好的基础。
针对高职学生的这些特点,结合高职教育的特性,确定较为适宜的教学目标,以够用、实用为原则,以培养生产、服务、管理、经营第一线高素质的劳动者,技术高超、手艺娴熟的高技能操作人员为目标,把培养学生动手能力、实践能力和可持续发展能力放在突出的地位,强化学生技能的培养。
2紧扣教学目标,改进教学方法
传统的教学方法是老师主动讲授,学生被动接受,教学过程枯燥,教学效果不好。为了改变这种局面,在教学过程中采取灵活多样的方法,改进授课形式,讲活每一节课,让学生带着疑问去听,带着兴趣去学。
2.1结合病虫害发生的特点实施现场教学
在3—5月不定期带学生走出校门,深入田间地头,观察识别病虫,采集病虫害标本,老师跟随指导解疑。如针对小麦散黑穗病的发病特点,向学生提出问题:为什么黑穗在田间是成丛出现的,为什么非留种田在发病期不进行施药防治。最后让学生明白,小麦散黑穗病是种子带菌,系统侵染,所以发病是成丛的,因为该病只有初侵染,不发生再侵染,所以在非留种田不需要施药防治。通过此过程,学生认识了大量的常见病害和害虫,如小麦的白粉病、小麦锈病、小麦赤霉病、油菜菌核病、油菜霜霉病、柑橘炭疽病、水稻烂秧病等,也掌握了常见病虫害的发生规律,大大提高了学生的学习兴趣。
2.2活跃课堂气氛,穿插讨论式教学
传统的课堂教学偏重于老师的“教”,忽视学生的“学”,课堂往往形成了教师的“一言堂”,学生则处于被动的“接收”状态。实践证明,这种费时、费力的教学方法是讲累了教师,听烦了学生。讨论式教学是以启发式教学思想为基础的,通过教师预先设计、组织,启发学生经过自学积极主动地思考问题,在教师指导下就某一问题在同学之间、师生之间进行相互讨论交流,发表自己的见解,主动探寻知识的一种互动式学习和思维方式,从而使学生掌握教学内容,提高认识的一种教学方法,有利于培养学生自主探究能力,使学生变“死记”为“活学”。讨论式教学对于学生在学习中活跃思维、拓宽学生学习的思路、培养学生学习的主动性和积极性、发展独立性和批判性思维等具有重要意义。有利于学生将所学知识与实际应用相联系,加深对文化知识的理解,提高学生的自主创新能力和语言表达能力。
涉农类高职专业的学生,绝大部分都来自农村,相对表现得比较矜持、拘束,不太敢于表达。在讨论中必须营造宽松的讨论环境,使学生突破心理上的障碍。为了防止冷堂或跑题,在讨论前1周老师给学生安排讨论题目,让学生通过查阅资料、上网搜索等做好准备。在讨论过程中,老师认真倾听,结合学生讨论的实际,做好引导,进行必要的提示、点拨、设疑、答疑等。如在讲授昆虫的习性时,以常见昆虫为例,组织学生进行讨论式教学,讨论昆虫之间的形态区别、生活环境、食性等,许多学生根据自己少年时代捕蝉、捉蝈蝈、养蛐蛐等亲身经历分析这些昆虫生活的场所、生活的习性等,勾起同学们对儿时往事的回忆,也弄清了其中的缘由,收到了较好的教学效果。通过讨论式教学提高了学生自主学习的层次,变“学会”为“会学”。课后学生还经常自发进行讨论,邀请老师参加“裁判”。
3改进教学手段,采用多媒体教学
植物保护学是一门非常适合多媒体教学的课程[3],在该课程中要给学生讲授昆虫及天敌的形态、生物学特性、昆虫的分类、植物病害的症状、病原生物等等,涉及大量的挂图、标本和实物,尤其是病原生物属于微生物的范畴,传统板书形式的植物保护教学难以有效表达这些相关的内容,教学效果差。采用课件教学后,把抽象、微观的东西明了化,把书本上静止的插图动态化,使学生轻松理解,牢记在心。多媒体教学的关键是做好课件,老师必须亲自动手搜集素材,使课件的内容丰富,图像逼真。要防止从网上下载别人的课件,生搬硬套,也要防止把课件做成电子版的教案。为了使教学生动直观,笔者对植物保护课程系统地制作了课件,收集了大量的该学科最清晰、最具有代表性的图片600多张,根据课程内容需要用Photoshop等软件进行加工;并利用Allok VideoSplitter 1.4.4软件将收集的专业方面的影视资料分割成小的片段插入课件中,或将分割的视频片段再用Ulead GIF Animator 5软件制作成Gif动态图片,插入课件中,如昆虫的孵化、昆虫的羽化、瓢虫捕食蚜虫、食叶性害虫取食、蝗虫的迁飞、病原菌孢子的形成和传播等等,使课件内容更加丰富充实。其中,“昆虫的生物学特性”课件参加了第九届全国多媒体课件大赛并获三等奖。
4组建课外科技兴趣小组,培养学生的专业能力和创新能力
在调动学生学习的积极性后,针对部分学生对植物保护课有浓厚兴趣这一特点,结合老师承担的的科研课题等。可在班上组建课外科技兴趣小组。由老师根据学生的具体情况、病虫害发生的特点等拟定2~3个题目,如对校园周边的油菜菌核病的发病规律调查、对当地异色瓢虫色斑变化的调查、蝗霉病发生规律的调查等,由学生自己查阅资料,制定调查研究方案和实施计划,由老师具体指导,利用课余时间实施,期末写出总结报告。在实施过程中学生在老师的指导下,通过自己的独立思考,共同研究,相互配合,发现问题,分析问题,解决问题。通过这样的活动使学生的独立工作能力、组织能力、社交能力、表达能力和写作能力都得到了锻炼和提高,专业能力和创新能力进一步增强[4]。也培养了学生的吃苦精神,认识到自身的价值,增强了自信心,这部分学生毕业后都能顺利地适应新的专业岗位,短期内都能成为技术骨干。
5改进考核方法,强化技能培养
高技能、应用型是高职学生未来发展方向的典型特征,用人单位的反馈也表明,注重动手能力已经成为企业选择人才的重要指标。动手能力的提高是依靠实践环节教学管理中的训练和培养,而实践环节的考核正是对动手能力的检验,对技能的提高有着至关重要的作用。传统的考试方式以笔试为主要形式,以试卷成绩为主要依据考评学生学习效果,考试方式单一化、考试内容理论化、考试结果分数化,学生考前死记硬背、考后抛之脑后。这种应试观念不利于学生能力和素质的培养,很难检查学生的动手操作能力,与培养生产、建设、管理、服务第一线需要的高等应用性技术人才为根本任务的培育目标格格不入。因此,对原有的考试模式进行了大胆的改革尝试,结合专业技能鉴定考试要求,采取一系列举措,创新了植物保护课程考试模式。将该门课程的成绩分成3个部分:平时学习成绩占20%,期末考试成绩占40%,实践技能考核占40%。建立实践技能考核试题库,由学生随机抽签,每人在规定的时间里完成4个操作项目,每个项目10分。如在10 min内完成等量式波尔多液的配制,在5 min内在显微镜下找到某种病害的病原生物等。使学生对平时的实习实验课更加重视,操作能力明显增强,不少同学都拿到了植物保护高级工证书。
通过对高职《植物保护学》课程教学的改进,提高了学生对该课程学习的兴趣,增强了学生的实践能力、自学能力和创新能力,也使学生分析问题、解决问题的能力得到提高,教学效果得到明显提升,受到学生和学校的充分肯定。但《植物保护学》课程涉及面广,又受地域条件的影响和季节条件限制等,教学改革只是一个初步尝试,也是一个不断探索、不断改进的长期过程,为此要不懈努力,以探索出《植物保护学》教学的最好方法。
6参考文献
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关键词:农药学概论;教学实习;探索;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)39-0168-03
《农药学概论》是贵州大学植物保护专业的主干课程和专业必修课,是一门具有丰富理论内容和很强的实践性的专业课,其理论性及实践性在培养应用型专业技术人才过程中占有相当重要的地位。我们培养的毕业生所面对的就业岗位无论是农药的企业、科研单位还是技术服务部门等,都是针对如何科学合理地使用农药、农药的理论知识、农药的具体应用技术、田间药效及安全性的评价等内容,因此,为了保证学生较为系统而全面地接触和掌握本课程有关生产实践中的实验技术和实践技能,本课程的教学实习效果尤为重要。自2010年以来,贵州大学农学院农药学科从教学内容、方法、手段及考核方式等方面对《农药学概论》教学实习课程的教学进行了有益尝试和实践。
一、优化实习教学内容,精选实习项目
当前我国教育改革的关键是要从传授已有知识为中心的传统教育转变为着重培养学生创新精神和创新能力的现代教育[1]。植物化学保护专业课程体系是为适应课堂教学而制定的,以课堂传播间接知识为主,它强调知识的系统性,往往与农业病虫害防治实践存在着一定的距离,不利于植物保护专业应用型人才的培养,因此需要加强直接获取实践经验为主的生产实践教学[2-3]。贵州大学《农药学概论》课程实习为了适应当前培养应用型植物保护专业人才的需要,根据贵州病虫害发生规律,将实习时间定在病虫害发生高峰期的6~8月。为了使该课程实习内容与农业昆虫学、农业病理学等课程知识有机结合,笔者将实习内容划分为杀虫剂毒力测定和田间药效实验、杀菌剂毒力测定和田间药效实验、除草剂生物测定以及植物生长调节剂生物测定4个模块,以便使学生围绕农业生产上常见的有害生物,选择合适的防治药剂和施药方法,对从室内毒力测定到田间应用的整个过程有一个系统的学习和了解。
1.精选实习项目。在实习类型安排上,以综合性探索实验为主,学生通过实地田间调查,根据贵州本地当年主要农作物上的重要病虫害发生情况,选择病、虫、草各一种为防治对象,让学生根据所学的理论知识,自己进行探索性防治实验的设计。使学生通过自己的设想、查文献,进行合理的实验设计和认真的操作,以实验结果验证自己的设想,从而锻炼学生的自主能力和创新能力,激发学生主动去了解、学习、探索农药使用的相关知识,培养其对学科的兴趣,提高了学生的动手能力、思维能力、求异能力、创新能力和科研能力。更重要的是通过实习能使学生掌握病虫草有害生物的防治措施。
除此之外,为了丰富实习的内容,将全班学生分成几组,在同一实习中,不同组的学生也可以选择不同的实验药剂或实验材料,比如在“除草剂室内生物测定”中,同时准备了三种经典的实验方法,分别是黄瓜幼苗形态法、玉米根长法(培养皿法)和萝卜子叶法,实验操作结束后,全班同学可以同时观察三组实验的结果,这样学生一次实习就可以学到三种经典的除草剂生物测定方法,拓宽了学生的知识面。通过实习内容的改革,培养了学生的兴趣、独立思考和解决问题的能力。
2.面向社会,深入调查,了解农药销售行情。在农业生产上,农药的用药种类和使用情况因药效、用药次数、用药地区、不同作物、病虫害发生种类的不同而有很大差别,是一个变值。因此,在开设毒力测定实验之前,我们要求学生对市面上的常规农药进行调查,具体做法:事先由老师或学生自己联系几家大型的农药销售店,然后学生分成若干小组,每组以2~3人为宜,去贵阳地区农药销售市场进行常规农药的调查,要求用课堂上讲授的标准的表示方法写出不同类型的杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等各10种;与此同时,要求学生结合田间病虫害调查结果,自主采购6~7种相应的防治药剂,用于下一步的生物测定。调查回来后,学生自行查阅书籍资料,写出不同药剂的作用机理、防治谱等,这样可以帮助学生复习和预习,加深对学习过知识的理解,同时带着疑问去进行下一步的实习。
3.室内、室外相结合农药学概论实习不同于其他学科的实习,不管是有害生物还是寄主植物都是活体,做实验就要根据病、虫、草的发生情况来具体选定实验时间和实验材料。比如杀虫剂实验的难点在于实验材料的准备上,在室内养虫费事费力,而且昆虫不容易成活,给实验造成困难。鉴于此,我们要求学生到室外基地或农户地里采集昆虫到实验室进行实验,比如菜青虫、小菜蛾和蚜虫等。然而传统的农药毒力测定操作是在实验室内完成,由于室内和田间环境条件差异较大,毒力结果往往具有很大的局限性,还需要田间药效实验进行验证和应用,因此,我们联系当地的生产基地,让学生在室内毒力测定结果的基础上进行田间药效实验。实践证明,学生对室外实验很感兴趣,学到的内容更加丰富。
4.与生产实际紧密结合,安排一次大田示范实验。目前,我国正在积极推进病虫害联防统治,各地实践证明,农作物病虫害联防统治同一家一户分散防治相比,具有明显优势:一是防治成本显著下降。据报道,水稻、小麦全季节病虫“专防”田较群众自防田平均减少农药防治分别为2次以上和1次以上,每亩节约农药、用工成本15~30元左右[4]。二是防治效果明显地提高。据调查,“专防”田较“自防”田,在病虫中等发生年份一般增产5%以上,在病虫重发年份,一般增产10%以上。专业防治队员一般都经过技术培训,防治技术规范,突出重点、把握适宜的施药时期、药剂选择准确、对足水量、喷准部位,防治效果明显提高。三是农药使用剂量下降,农田生态环境改善。病虫“专防”田防治次数减少,化学农药使用量降低,农田有益生物种群数量上升。四是促进了农村服务业发展。病虫专业化合作组织吸收农村以种田为主农民或闲散劳力,开展病虫“专防”社会化服务,不仅促进了农村服务业的发展,更重要的是解决了外出务工户和无劳力户病虫防治后顾之忧,同时增加了务农农民的收入[4]。我们的教学实习紧密联系生产实际,与当地植保部门联系合作,安排一次专业化防治实验,通过实践,学生感到自己书本上学的东西能够应用到实践中,极大地激发了学生学习的兴趣。
二、实习前集中讲解
在实习前,教师根据教学内容、农药学研究热点以及生产实践中出现的问题,提出供学生选择的实习课程研究项目指南,然后让学生自愿分组,通常2~3人1组,选1人为组长,如果组合不好,教师应根据学生的特点,按照互帮互助,先进带后进的原则进行指定。同时鼓励学生单独进行选题和研究。在这一阶段教师就课程项目研究的问题进行集中指导1次,并对生物测定的具体方法进行详细的讲解和示范,同时严格规范每步操作要求,而且注意启发、引导学生自己去钻研问题,发现规律,寻找解决问题的方法,逐步培养学生在实验中获取知识、运用知识和创新知识的能力,让学生能灵活地运用所学的理论知识。
然后,学生要通过文献检索、讨论等过程形成课程开题报告。实验前,让每组学生以组长带头先讲,然后根据学生的讲解,教师有针对性地纠正和补充。此开题的目的旨在使学生提炼研究主题、完善研究方案,并进行认真的可行性分析。通过后学生即可按实验方案进行课程实习项目的研究过程。这样,能帮助学生明确实习目的,改变实习态度,满足学生个性发展。
三、学生分组自设方案,独立完成综合设计性实验
要想独立完成综合设计性实验,动手能力是一个很重要的方面,历来受到任课教师的重视。通过自己动手去验证所学理论,解决一些实际问题,培养学生刻苦钻研和实践应用能力,锻炼学生动手、组织、创性能力。在教学实习中,根据当地田间条件和学生操作技能,应尽可能多地设立一些不注明实验步骤或只有大致方法步骤的实验,如开设田间药效实验或联合毒力测定实验等。让学生自己先写出详细方案,通过小组成员与指导老师论证后再做实验。指导教师和实验技术人员准备实验材料、检验实验结果和指导实习报告的书写。这样,学生一般都能对实验进行自主思考和设计,积极主动地投入到实习当中。尽最大可能地发挥学生主观能动性,提高团队精神和实际动手操作能力。
四、开放式教学
1.学生自由组合,自由支配时间。本门实习采取全程研究式实习教学改革,实习内容主要是探索性研究实验,学生需要有较多的时间投入其中,因为毒力测定和田间药效实验不可能在一个短的相对集中的教学时间内完成,有的需要两次,甚至多次,这就要求学生必须要有很强的责任心和足够的耐心,始终抱着学知识长技能的心态去做每一个实验。而贵州大学实行学分制,学生选课不一样,因此在实习时间上需要调整,由学生自由组合,自由支配时间。
2.学生独立完成实习内容。在实习过程中,以学生独立活动为主,提倡自主学习、合作学习、探究学习的学习方式,充分发挥学生在实习教学中的主体作用。教师第一次集中讲解后,给学生安排实习内容,然后学生在教师的指导下,从学习相关理论知识开始,自行查阅文献、设计实验方案、准备试材、配制药液、调试仪器、观察实验现象、分析实验数据和讨论结果,培养学生综合素质和创新意识,提高学生创新能力和独立开展科研工作的能力。
实习完之后,让学生集中一起进行组内和组间交流、讨论实验,写出实验目的,操作步骤,观察到的实验现象,并做好实验成功与失败的经验总结,写出完整实习报告,在实结会上作交流学习。最后老师根据全班同学成功与失败的实验结果,分析原因,总结经验。
3.建立开放式实验室体系。开放式实验教学体系是高等教育培养创新人才,促进实验教学改革,提高实验教学水平的有效手段[5]。本门课程在实习期间农药实验室随时对学生开放,包括晚上和周末时间,这样可以错开实验室运行高峰期,也错开与学生其他课程的重合冲突,给学生提供充裕的实习条件,相应地也增加了实验室的利用率,建立了开放实验的教学体系。另外,实习中有些实验,农药实验室不具备条件的,教师就到其他实验室找资源,为学生提供方便,还有些贵重仪器设备且学生不会操作的,教师随时进行指导,尽可能地满足学生的科研需要。
五、加强实验过程中的指导
以往的实验实习过程中,一般学生常机械地按照实验指导书中设计和规定的步骤进行实验,不问为什么,这样做实验收获不大。而本门课程需要教师引导学生积极思考,以提高其解决问题的能力。学生以组为单位,按研究内容自行或与指导教师共同准备实验材料和实验设备或条件,并在第1次开始实验时通知指导教师参加并进行现场指导。教师可以广泛使用多媒体等现代教学手段,以Powerpoint为主体,充分运用Photoshop、Flash和Chemofice2012绘图软件等制作了《农药学概论实习》教学主体课件。比如在“除草剂的生物测定实验”中,把以往的实验过程拍成照片,放在PPT课件上,学生通过图片可以更直观形象地了解实验的做法;又如在“杀虫剂毒力测定”中,把以往的实验过程制成视频素材,放在PPT课件上,可以使学生更直观形象地了解实验的做法。
实习过程中为了确保实验的成功率,指导教师需要有3~4次的面对面指导过程,精心讲解。比如杀菌剂的毒力测定,比较经典的是菌丝生长速率法测定杀菌剂的毒力,该实验要求严格的无菌操作。对于这个实验,学生在操作过程中往往比较紧张,不知道如何下手,无形中造成污染,导致实验失败。但这个实验要求学生动手动脑的地方很多,所以开设这个实验会有较好的训练效果。我们要求学生在相关技术人员的指导下,全程参与完成从器皿的灭菌、培养基的制作、灭菌、配制含毒培养基、倒平板、接种、观察结果到分析数据、写实验报告的各个环节,让同学们不仅要知道怎么做,还要清楚为什么要这么做。
学生在实验过程中需有详细的实验记录(含文字和图片)。该阶段是教学过程的主体,教师的参与、指导和学生完整的实验记录是确保学生研究项目真实性、科学性、可靠性的关键。其中,实验内容的工作量及学生的研究态度也是学生实验课教学成绩评价的重要依据。因此,在实验室开放期间,除了承担本门课程的教师,还包括教研室的所有老师和工作人员均需对提出要求的学生进行指导,承担课程的教师还有不定时地进行巡回检查,对实习过程中出现的问题及时、简要地进行总结,每个实验结束后要求学生及时写出实验报告,教师对实验报告中出现的问题要进行讲评,着重强调实验报告的规范性,提倡对实验存在的问题和改进建议进行讨论,提倡创新。实验报告除客观打分外还应写出中肯、恰当、具激励性的评语。另外,实习思考题要针对实际生产易出现的问题,让学生提出解决方案,找出更完善、更简便的解决方法,充分实现学生的能力培养。
在此指导和互动交流过程中,不仅学生从老师那学到了许多专业方面的知识,而且也促进了师生间的相互了解,加深了师生之间的感情,改变了教师在课堂讲台上高高在上的形象,让学生感觉老师并不是那么遥不可及。
六、考核方式
《农药学概论教学实习》课程考核是检验学生实验技能综合素质的一种手段,也是检验学生运用基本理论知识和农药学实验技术手段解决生产实际的一个过程[6,7]。它是一门独立课程,有1学分,单独计算成绩。以往该门课程只作为理论教学的辅助部分,教师一般只是通过实验结果和实习报告进行考核,由此一些学生不重视实习课,认为实习课上不上与上得好坏都一样。因此,我们对原有的以检查实习报告为主的考核方式进行了改革,采取一种复合的考核方式,加大平时成绩的比例,注重过程考核,注重学生研究能力,以及运用农药学的方法解决实际问题的能力和实验操作能力在复合考核中的体现,着重考查学生的实验技能,对实验现象的观察、问题的发现、结果的分析、实验的讨论等内容。使用形成性评估和终结性评估相结合的复合考核方式。实习出勤、实习态度、实验操作、实验结果和实习报告都将计入最终课程成绩,成为最终成绩的主要组成部分。运算方式为:
学生实习课最终成绩(P)=A(出勤、实习态度)×20+B(实验操作)×30%+C(实验结果)×30%+(实习报告)D×20%
这种复合考核方式实行后,增强了学生的兴趣和独立思考、解决问题的能力,学生也越来越重视实习课的学习。
七、结语
通过几年的农药学概论全程研究式实习教学的改革实践,学生对该改革方式认可。通过改革,学生投入实验中的时间明显较以前多,学生通过动手实践,认识到自己学习中的问题,从而及时查阅资料,学习积极性明显提高,对所学知识点理解得更透彻。通过选题、答辩、撰写报告一系列的过程,学生的思维能力和文字表达能力得到了相应的锻炼和提高。实验中,教师能及时给予学生详细的指导和示范,增进了师生感情;在有些实验选题环节,将选题按照实验的性质和方式分为几个模块,选择相同模块的学生可以在一起交流对比,促进同学间更加团结和友爱;针对有些学生伪造实验报告的现象,指导教师可以及时教育,并加强监管措施,实地监管。
在当前社会大量需要应用型人才的情况下,通过对《农药学概论》课程实习进行教学改革,可培养新型应用型植物保护专业人才,并提高了教学质量。通过教学改革,不仅对授课教师专业知识的掌握和专业实验的动手能力提出了更高的要求,而且培养了学生的动手能力、观察能力和对专业知识的运用能力,引导学生将所学农药理论知识与生产实践相结合,使学生增加了对本专业的兴趣,增强了学生对《农药学概论》课程实习的主人翁精神,使学生在未来的实际工作中能根据生产需要独立进行科学实验,提高了教学质量。
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关键词:苗木花卉产业;存在问题;发展措施
中图分类号:S68 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.06.025
1 蓟县苗木花卉产业现状
津蓟苗木花卉带基地总面积2 133.3 hm2,涉及邦均镇、东二营乡、尤古庄镇、桑梓镇、洇溜镇等7个乡镇的110个村,6 980多农户。津蓟苗木基地内建成了天津中园四季苗木花卉专业批发市场,集综合管理、生态观光、苗木花卉栽植于一体,规划占地面积40 hm2。仅2012年上半年,市场苗木交易额就达到了1.5亿元,吸引了浙江、江苏、山东、河北、河南等地常驻客户380户,零散户2 000户,年可为农民增加收入8 000万元。
2 蓟县苗木花卉产业发展的问题
2.1 组织化程度低
蓟县苗木花卉产业已有多年发展历史,但总体规模较小、经营分散、专业化程度低、龙头企业少的问题依然存在,特别是以户为单位的生产经营者受到传统观念的束缚和资金条件等限制,处于小、散、多、杂的状况,专业化程度较低,在资源配置和技术引进等方面与苗木公司仍有很大差距,抵御市场风险能力较弱。同时,种植农户往往缺乏市场预见能力,跟风种植的情况比较普遍,造成了生产的盲目性,导致个别品种市场供需失衡,出售苗木时无序竞争现象时有发生。
2.2 经营效益有待提高
一是种植效益偏低。尽管苗木花卉种植效益远远高于传统玉米、小麦的生产效益,但作为产业链的初始端,苗木花卉种植户仍处于弱势,其经营收益比起贩运、绿化工程等仍有很大差距,增值空间依然很大。二是品牌效应低。目前,核心区虽有400多个苗木花卉品种,但主要以桧柏、黄杨等大陆品种为主,科技含量不高,缺乏上档次、有品位、有地方特色的产品,品牌效应有待进一步提高。
2.3 科技含量较低
一是生产技术偏低。目前核心区的苗木花卉生产主要采取传统的露地栽培生产方式,生产手段落后,缺乏专业的生产技术。二是专业技术力量薄弱。农户种植技术主要依靠自身的经验和相互间的学习交流,缺乏系统的专业技术培训,对苗木花卉生产的全程难以实施科学有效管理。三是新品种引进、推广相对滞后。新品种引进仍主要依靠农户自发进行,但因受信息、技术等方面的制约,农户间往往各自为政,大面积的新品种引进和推广很难进行。
2.4 资金短缺问题依然存在
核心区苗木花卉产业正处于蓬勃发展阶段,资金短缺、贷款难是种植户遇到的普遍问题。近年来,随着农村金融体制改革的进行,公司和农户的融资渠道得到了改善,但从实际情况看,由于行业担保机制不健全,保险制度缺位,风险补偿能力不足,加之金融部门不断加大对不良贷款的监管力度,使得种植户新增贷款难度加大,一定程度上阻碍了苗木花卉产业的发展。
2.5 产业扶持政策不到位
在蓟县花卉苗木产业的发展过程中,政府对提升产业发展后劲和核心竞争力的科技投入不足,科技型载体建设滞后。同时政府关于花卉苗木产业规范化管理的有关政策不配套,公平竞争的市场氛围尚未形成。
3 促进蓟县苗木花卉产业发展的措施
3.1 健全机制,提高组织化程度
一是切实加强领导。核心区所辖乡镇应成立苗木花卉产业发展领导小组,具体负责苗木花卉产业发展的宣传、管理、协调和服务;县级有关职能部门应配套出台促进苗木花卉产业发展的具体政策措施,如税收政策、贷款贴息政策、用水用电政策,进一步调动公司和农户的积极性,以政策引导产业的发展。二是加快专业合作社组织建设。既可以围绕种植规模,由公司或种植大户牵头举办,又可以围绕产品销售渠道,由营销大户牵头兴办,还可以围绕科技创新,由乡镇林业站或专门技术人员牵头兴办。对专业合作组织销售苗木花卉产品,可实行税收优惠,也可尝试许可专业合作组织以苗木花卉的评估价值抵押或社员联保形式办理贷款手续。三是要加强品牌建设。大力开展种苗培育和改良工作,积极推广先进的育苗技术和栽培方法,结合蓟县气候、土壤等条件,着力引进一批适合推广的名优品种,实现珍品苗木本地化,促进蓟县苗木花卉产业向品牌化方向发展。
3.2 拓宽市场,完善市场营销体系
一是加大宣传力度。利用广播、电视、展销会、网站等多种形式推介蓟县苗木花卉产业,打破各乡镇、村、公司、大户各自为战的营销格局,形成统一合力,通过有关文字资料、展示相关图片等方式积极推介蓟县苗木花卉的产业现状和远景规划,进一步提高蓟县苗木花卉的知名度。二是完善市场经营机制。依托中园四季苗木花卉批发市场,将其打造成县苗木花卉产业对外交流的窗口,通过苗木花卉产品的展示、销售,加强同各地区之间的交流与合作,促进蓟县苗木花卉产业的发展。三是加强经纪人队伍建设。可由乡镇林业站和村委会聘请一批具有商业头脑、懂得经营的人长年在外开拓市场,工资实行“底薪+销售提成”,对开拓出新市场的营销人员可实行奖励机制,推动种植农户与营销人员共同富裕,保证苗木花卉源源不断地销往外地市场,确保苗木花卉生产者的经济效益。
3.3 引进生产技术,增加产品的科技含量
要把 “科技兴苗”放在发展苗木花卉生产的首要位置,进一步确立蓟县苗木花卉产业的竞争优势。一是实行精细化管理。积极推动苗木花卉标准化生产,实行立体种植、集约经营,降低种植密度,注重苗木株型培养,加强对苗木花卉的培育管理,做好病虫害防治、整形修剪等工作,不断提高苗木花卉产品质量。二是加大培训力度。县有关部门应充分发挥其职能作用,深入到核心区各村进行指导和服务,定期开展培训工作。同时,应加强与科学院所的联系与合作,邀请专家来蓟县对农户进行技术指导,开展常规及高新育苗技术的培训、各类生产技术的交流活动,推广珍稀苗木花卉育苗、扦插育苗、嫁接育苗等技术,使农户对苗木花卉从栽植、养护到土壤配比、病虫害防治等方面有一个系统的掌握。三是优化产品结构。一方面,要不断扩大生产规模。在引进新品种、新技术方面,要走高端路线,发展高品质、高档次的观赏花卉,在不断满足华北等周边城市对观赏花卉高档消费的基础上,积极拓展国内外市场。
3.4 多方筹资,促进苗木花卉产业发展
一是要加大投入力度。建立健全多渠道、多元化的投入机制。对新建和改建道路、水利等基础建设可由财政给予一定资金扶持;对科技、信息、市场流通、实验示范基地项目建设及龙头企业,有关部门应给予大力支持。二是要加大招商引资力度。要尽快制定和落实吸引外资的优惠政策,采取定向招商方式,引用新的招商观念,探索新的招商方式,多渠道、多形式吸引国内外资金投入蓟县苗木花卉产业的发展,引进有经济实力的企业来蓟县投资苗木产业,实行工厂化、标准化生产与管理,加快苗木花卉生产由传统生产模式向现代生产方式转变。
3.5 完善配套政策,提高政府的宏观调控能力
一是制定花木产业优惠政策,做好招商引资工作。出台花木产业扶持政策,积极招商引资,吸引民间资本、工商资本、外来资本投入花木产业。制定土地流转办法,促进花木板块的扩大;在花木产业规划区内,对投资花木业开发者,在土地流转、承包经营等方面给予优先取得土地使用权;设立花木产业化生产贷款优惠政策和与之配套的保障机制,如可由花木产业主管部门和行业合作组织协调联络,帮助花农进行信贷,减少信贷的无序性、盲目性。二是以项目为抓手,增加资金投入。政府以项目为抓手,对行业的先进技术、优良品种等进行示范、推广,成为行业发展的宏观调控者,引导花卉苗木产业的快速发展。着重对产业中制约优势发挥和产业升级的重点领域和关键环节加大扶持力度,广辟资金来源,调动各方面的积极性,促进股份制、合作制、承包制、中外合资、外商独资等多种形式共同发展,形成投资主体多元化、资金来源多渠道的格局。
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关键词:水淹胁迫;游离脯氨酸;叶绿素;耐水淹能力
中图分类号:S718.43
文献标志码:A
文章编号:1671-2641(2017)02-0058-07
收稿日期:2017-01-22
修回日期:2017-04-01
Abstract: The effects of waterlogging stress on free proline, chlorophyll content and survival time were studied by using seven exrophytic garden shrub species as materials, and setting the water level of 20 cm above the plant pot. In the experimental period (28 days), the free proline content of most species increased with the increase of waterlogging days, while the chlorophyll content was reversed. The survival time of the seven species was different: Duranta erecta ‘Golden leaves’ (1) and Loropetalum chinense var. rubrum (2) were about 7d; Fagraea ceilanica (3), Rhododendron × pulchrum (4), and Nerium oleander (5) were about 14d; Calliandra haematocephala (6) and Cordyline fruticosa (7) were survived in 28d, there were some waterlogging symptoms. Therefore, preferred plants having a waterlogging depth of about 20 cm in the waterfront buffer zone are Cordyline fruticosa and Calliandra haematocephala, while the secondary plants are Nerium indicum, Rhododendron pulchrum and Fagraea ceilanica. The result indicated that the ability of submergence tolerance is 7>6>5>4>3>2>1.
Key words: Waterlogging stress; Proline; Chlorophyll; Waterlogging tolerance
引言
A南地区属于热带、亚热带季风气候区域,雨量集中在4~9月,前汛期(4~6月)和后汛期(7~9月)这两个雨季带来的大量降水,持续时间长、雨量大,经常形成内涝、河流水位上涨。多暴雨区(华南沿海和海南东部)的年暴雨日数在7.0~15.0 d,少暴雨区(华南西部和北部边缘)的年暴雨日数在3.0~4.0 d,其余大部分地区该数值在5.0~7.0 d;大值区(华南沿海和海南)的大暴雨日数为2.0~5.0 d,次多区(中部偏南和广西北部部分地区)为1.0~2.0 d,其余地区为0.2~1.0 d[1]。可见上述地区植物被雨水浸润出现淹水胁迫的时间段有0.2 d、1 d、2 d、4 d、7 d、15 d等。由降雨形成的滨水景观带的湿涝特殊环境,以及消落带的干旱、潮湿交替的环境,引发的生态问题备受关注。滨水缓冲带是滨水景观和动植物生境的重要组成部分,主要以植被覆盖为主。因此选择适宜的耐淹灌木对河岸带绿化和海绵城市建设工作有重要的作用。有研究认为,珠江三角洲及以南地区前汛期大到暴雨频数有增多的趋势[2]。所以,筛选能适应一定淹水时间周期的旱生园林灌木,显得格外重要。
为满足消落带生态修复景观工程的需求,选择苗源较多、耐旱性较好、应用范围较广的7种灌木:金叶假连翘、红花木、灰莉、锦绣杜鹃、夹竹桃、朱缨花和朱蕉[3-4]。然而,目前对城市绿化中常用的耐旱节水的这7种灌木的耐淹性研究报道很少。红花木作为色叶植物应用在浙北地区滨水景观里,增加了园林色彩变化[5]。为了在华南地区滨水景观也发挥红花木等园林植物优势,研究它们在汛期淹水胁迫下存活时间显得尤为重要。
有研究指出,植物体内游离脯氨酸含量与耐涝性之间存在相关性[6],脯氨酸含量的高低可作为优良品种选育的指标之一[7]。李氏禾Leersia hexandra具有较强的耐旱性和耐淹性,在淹没条件下(可能是重度胁迫),随时间延长,Chla、Chlb以及叶绿素总含量总体表现为下降趋势,并维持在较低水平,而在淹涝时(轻度胁迫)这些指标保持基本不变或上升[8]。上述7种园林灌木是多年生植物,个体较草本大,根系分布较宽,植物生长较缓慢,在短期研究中测量它们的生长指标,测量结果可能不明显[9],以及检测生理指标时会损伤植株叶片,因此不适宜在本研究中测量外观形态指标。从耐旱园林灌木中,选择有一定耐水湿能力的7个品种。随着水淹胁迫时间的延长,在第7天、14天和28天统计存活植株数量。本研究以存活时间,游离脯氨酸、叶绿素总含量和Chla和Chlb的比值为生理指标,比较分析了红花木等7个园林灌木的耐淹能力,为合理利用不同灌木提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
金叶假连翘Duranta erecta‘Golden leaves’、红花木Loropetalum chinense var. rubrum、灰莉Fagraea ceilanica、锦绣杜鹃(别名毛杜鹃)Rhododendron × pulchrum、夹竹桃Nerium oleander、朱缨花(别名红绒球)Calliandra haematocephala和朱蕉Cordyline fruticosa的袋苗,按常规方法进行水肥管理和病虫害防治,于6月初选择生长一致的植株在人工水池内进行水淹处理,以处理前测定的生理指标值作为对照(CK)。每种灌木的淹水处理组一共有9株,分别设置了盆沿、盆沿以上20 cm、盆沿以上40 cm三种淹水深度,每个淹水深度各3株,观察成活率。另外选择正常栽培管理的3株不淹水植株作为接受正常汛期降雨、太阳光照的参考。没淹水的朱蕉在光照过强时会出现日灼病,锦绣杜鹃不耐长时间强光曝晒。
1.2测定方法
试验场所位于广东省肇庆高要的苗木基地。将植物材料连花盆放入在户外砌好的带透明薄膜雨棚设施的水池中进行水淹处理,保持水位在盆沿以上20 cm(盆内土面位于盆沿以下约3 cm) ,保持与露天环境相近的光照和通风条件,每日观察水位,及时补水。植物的淹水处理时间设置为28 d,试验期间不供给营养。采样时间间隔是0 h(CK)、2 h、4 h、8 h、24 h以及第2 d、4 d、7 d、14 d和28 d。每次采样均取生长一致的叶片进行脯氨酸和叶绿素的测定。脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮显色法[10]。叶绿素总含量采用分光光度法测定[11]。
1.3数据处理
实验数据采用Microsoft Excel和SPSS软件进行数据统计分析和绘图。根据叶绿素含量测定中Arnon公式的修正[12],叶绿素 a(Chla)、叶绿素 b(Chlb)含量、叶绿素总浓度及叶绿素总含量计算参照如下公式 :
Chla=10-1・0.1272A663-10-2・2585A645
Chlb=-10-2・0.467lA663+10-1・0.2288A645
其叶绿素总浓度值为:
CT=Chla+Chlb
= 1 0 - 2・0 . 8 0 4 9 A 6 6 3 + 1 0 -1・0.2030A645(g/L)
~绿素总含量 (mg/g)= (叶绿素浓度 ×提取液体积 ×稀释倍数 )/样品鲜重
2结果与分析
2.1水淹条件下不同灌木存活时间
根据实验观测,在水淹处理第7天(168 h),金叶假连翘和红花木的淹水组成活率为88.89%(淹水处理9棵,存活8棵,淹水40 cm死亡1棵)和100%,之后陆续死亡(脱叶量超过90%)。在第14天(336 h),灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃的成活率分别为88.89%、77.78%(淹水处理9棵,存活7棵,淹水40 cm死亡2棵)、66.67%(淹水处理9棵,存活6棵,淹水40 cm死亡3棵),其后逐步死亡。而在第28天(672 h)仍然存活的植物有朱缨花和朱蕉,它们的成活率虽然为100%,但是有脱叶、下层叶片发黄萎蔫、腐烂下垂的现象,观赏性不佳。朱缨花的苗木规格较其他灌木的大,生物量较大,成活率最高。因此,按耐淹时间的不同,把7种灌木分为3组:耐淹约7天组有金叶假连翘和红花木,耐淹约14天组有灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃,耐淹约28天组有朱缨花和朱蕉。
耐淹能力较强的植物,在淹水胁迫下,通气组织和不定根的形成是主要的形态学变化,不定根伸长区里有发达的通气组织形成[13]。为了观察朱蕉在淹水胁迫时生长的不定根,另外准备15支长势相近的朱蕉枝条进行室内玻璃烧杯水培,不对枝条伤口做处理,采下新鲜枝条后放入2个烧杯中(自来水),水位保持深10 cm,期间补充自来水(图1),在第7天观察到每一根枝条上都至少有一个不定根生长的现象(图2),不定根萌发率100%。
2.2叶片中游离脯氨酸含量变化
在水淹胁迫下,7种灌木叶片中游离脯氨酸含量变化见表1。由表1可见,与各自的对照相比,7种灌木叶片的游离脯氨酸含量变化有显著差异。
耐淹约7天组的金叶假连翘在水淹初期(2 h)叶片游离脯氨酸含量与对照相比是呈现翻倍增长,在之后的采样时间呈现波动上升趋势,在48 h时达到峰值172.09μg・g-1,之后呈下降趋势。与金叶假连翘同组的红花木,总体变化趋势与金叶假连翘相近,都是先上升后下降,其在96 h时达到峰值98.85μg・g-1,这与其0 h时的数值相比,前者约是后者的4.57倍。
耐淹约14天组的灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃,它们的总体变化趋势相近。其叶片游离脯氨酸含量都在水淹初期(2 h)略有下降,在4 h时都略有上升,在8 h时都达到峰值(36.91 μg・g-1、78.01 μg・g-1和88.23 μg・g-1),在24 h时都呈下降趋势。灰莉和锦绣杜鹃都在采样第4、7、14天时呈小幅上升趋势,而夹竹桃在采样第7、14天时也呈小幅上升趋势。灰莉、夹竹桃的峰值与其0 h时的数值相比,前者是后者的约1.29倍、1.77倍,两种灌木的比值比较接近。锦绣杜鹃的峰值约为其0 h时数值的5.63倍。
耐淹约28天组的朱缨花和朱蕉,它们的峰值都超过200 μg・g-1,比耐淹约7天和14天这两组的灌木的峰值高。朱缨花的峰值出现在4 h时,是270.84 μg・g-1,比其0 h时的值低。朱蕉的峰值出现在第28天,为411.02 μg・g-1,这个数值是7种灌木的峰值里面最高的、出现时间最晚的。朱蕉的峰值约为其0 h时数值的20.82倍,这个比值是除朱缨花外的6种灌木里面最高的。
2.3叶片中叶绿素含量变化
在水淹胁迫下,7种灌木叶片中叶绿素总含量变化见表2。由表2可知,与各自的对照相比,7种灌木叶片的叶绿素总含量变化有显著差异。
耐淹约7天组的金叶假连翘和红花木的叶绿素总含量的峰值分别在2 h和4 h,金叶假连翘的峰值比0 h时的值低。红花木峰值5.58 mg・g-1与其0 h时的数值相比,前者约是后者的1.95倍,这个比值是除金叶假连翘外的六种灌木里面最高的。红花木的叶绿素总含量在所有采样时间点的数值都高于金叶假连翘,金叶假连翘的最低值为1.09 mg・g-1,红花木的最低值为2.62 mg・g-1。
耐淹约14天组的灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃的叶绿素总含量的峰值分别在2h、24h和8h,分别是0.92 mg・g-1、2.27 mg・g-1和2.42 mg・g-1,它们的峰值与其0 h时的数值相比,前者约是后者的1.34倍、1.54倍和1.29倍。灰莉的叶绿素总含量峰值是这7种灌木里面最低的,其在所有采样时间点的数值都低于其他灌木。除0h时点外,锦绣杜鹃和夹竹桃的最低值分别为1.48 mg・g-1和1.61 mg・g-1。
耐淹约28天组的朱缨花和朱蕉的变化趋势较相近,在2 h、4 h时都上升,在8 h时下降,在第1天上升,在第2天下降,从第4天到第7天有个小幅上升,随后呈下降趋势。它们的峰值出现在第14天和第4h时,数值是3.45 mg・g-1和4.01 mg・g-1,它们的峰值与其0h时的数值相比,前者是后者的约1.19倍和1.76倍。朱缨花和朱蕉的最低值分别为2.54 mg・g-1和1.94 mg・g-1。
在7种灌木中,叶绿素总含量的峰值大部分出现在进行水淹处理的第1天,只有朱缨花的峰值出现在第14天。除金叶假连翘外,其余6种灌木的峰值与其0h时的数值相比,比值都小于2倍,在1.19~1.95之间。
2.4叶片中Chla和Chlb的比值变化
在水淹胁迫下,7种灌木叶片中 Chla和Chlb的比值变化见表3。由表3可见,与各自的对照相比,7种灌木叶片的Chla和Chlb的比值变化有显著差异。
耐淹约7天组的金叶假连翘和红花木的叶绿素a/b值的峰值出现在2h和第4天,数值是5.87和4.22,它们的峰值与其0 h时的数值相比,前者约是后者的1.06倍和3.76倍。金叶假连翘的叶绿素a/b值,在所有采样时间点的数值都高于红花木。除0 h外,金叶假连翘的最低值为4.09,红花木的最低值为1.82。
耐淹约14天组的灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃的叶绿素a/b值的峰值出现在第2天、第1天和第1天,数值是5.82,5.71和5.92,它们的峰值与其0h时的数值相比,前者约是后者的2.23倍、1.03倍和1.31倍。除0h外,这三种灌木的叶绿素a/b值的最低值比较相近,分别是3.99、3.48和3.93。
耐淹约28天组的朱缨花和朱蕉的叶绿素a/b值的峰值出现在第4天和第4小时,数值是6.10和4.18,它们的峰值与其0h时的数值相比,前者约是后者的1.21倍和1.19倍。朱缨花的叶绿素a/b值,在所有采样时间点的数值都高于朱蕉。朱缨花的最低值为4.12,朱蕉的最低值为2.68。
3讨论
有研究对水稻Oryza sativa栽培品种进行淹没实验以了解耐受机制,在分析脯氨酸、叶绿素等指标后,认为增加植株高度、干物质、糖和脯氨酸积累是可能的自适应性状[14]。一般来说,在胁迫条件下,游离脯氨酸积累的峰值越大、峰值出现的时间越晚,植物的抗逆性越强[15]。根据实验结果,在分组的情况下,叶片游离脯氨酸在水淹胁迫下的变化,符合这个规律。因此,当需要在同一组的多种灌木中进行耐淹能力的排序时,可以应用此规律来初步判断。在耐淹约7天组里,初步判断红花木比金叶假连翘的耐淹能力强,前者游离脯氨酸峰值出现在第7天,后者峰值出现在第4天,而且后者第8小时的数值170.74μg・g-1与第4天的数值172.09μg・g-1很非常接近,与第24 小时的数值146.35μg・g-1相近。在耐淹约14天组里,初步判断耐淹能力由弱到强的顺序是灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃,虽然它们的游离脯氨酸峰值都出现在第8小时,但是峰值数字是灰莉21.55μg・g-1、锦绣杜鹃78.01μg・g-1和夹竹桃88.23μg・g-1,后两者的峰值数值较相近。在耐淹约28天组里,初步判断朱蕉比朱缨花的耐淹能力强。朱蕉的游离脯氨酸峰值411.02μg・g-1出现在第28天,不考虑朱缨花在0h时出现的游离脯氨酸峰值,其第二高值270.84μg・g-1是出现在第4小时。因此,它们的耐淹能力排序为:朱蕉>朱缨花>夹竹桃>锦绣杜鹃>灰莉>红花木>金~假连翘。
叶绿素含量是一个有效的涝害评价指标,其含量下降,植物耐涝能力减弱[16]。根据实验结果,在分组的情况下,叶片叶绿素总含量在水淹胁迫下的变化,符合该规律。而且发现,在同一个组里,在水淹胁迫条件下,叶绿素总含量数值越大、最高值出现的时间越晚,可能耐淹能力较强。在耐淹约7天组里,红花木叶绿素含量峰值为5.58 mg・g-1,出现在第4小时,而金叶假连翘的峰值为2.49 mg・g-1,出现时间为2小时,判断前者耐淹能力强于后者。在耐淹约14天组里,灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃的叶绿素含量峰值分别为0.92 mg・g-1、2.27 mg・g-1和2.42 mg・g-1,峰值出现时间为第2小时、24小时和8小时,以含量大小排序,耐淹能力由弱到强的顺序是灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃,后两者的峰值数值较相近。在耐淹约28天组里,朱蕉、朱缨花叶绿素含量峰值分别为4.01 mg・g-1、3.45 mg・g-1,耐淹能力为朱蕉强于朱缨花。所以,这7种灌木的耐淹能力排序为:朱蕉>朱缨花>夹竹桃>锦绣杜鹃>灰莉>红花木>金叶假连翘。这与用脯氨酸指标排序的结果一致。除朱缨花以外,其他6种灌木的叶绿素总含量的峰值都出现在进行水淹处理的第1天,可见大部分灌木在水淹胁迫下,随水淹处理的时间变长,叶绿素含量呈下降趋势。这与早期研究的朱槿、紫叶狼尾草的叶绿素含量随淹水时间变长而呈下降趋势一致[17]。
有研究指出,叶片中Chla和Chlb的比值越大,植物越喜光,抗性能力相对较强[15]。一般情况下,高等植物的Chla和Chlb的比值,阳生植物大于阴生植物[8]。根据实验结果,在分组的情况下,叶片Chla和Chlb的比值在水淹胁迫下的变化,符合这些规律。在耐淹约7天组里,红花木、金叶假连翘的Chla和Chlb的比值分别为4.22、5.87,前者喜光、稍耐阴,但阴时叶色容易变绿,而后者喜好强光、全日照、能耐半阴,可见在阳生植物里后者更加喜阳。在耐淹约14天组里,灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃的Chla和Chlb的比值分别为5.82、5.71和5.92,三者很接近,夹竹桃抗性强于其他两种,其中锦绣杜鹃不耐长时间强光曝晒。在耐淹约28天组里,朱缨花、朱蕉的Chla和Chlb的比值分别为6.10、4.18,但前者为阳性植物,需强光、荫蔽处开花不良,朱蕉在光照过强时会被灼伤叶片。
有学者认为,在水淹胁迫下,可通过测定有效生理指标来预测灌木的耐水淹能力[18]。有分析通过15种甘蓝型油菜Brassica napus的田间淹水实验获得脯氨酸、叶绿素等生理和形态指标数据后,认为筛选耐淹栽培品种需要确定不同的指标之间的相关性和一致性[19]。根据树种水淹后引起死亡的天数越长,该灌木耐水淹能力越强的判断,有研究把乔木树种水淹后引起死亡的极限天数(不超过60 d)作为耐淹性能评价指标之一[20]。通过观察树种在水淹胁迫下的形态变化,根据生长情况获得耐淹时间[21],形成“定性”分组,再通过测定脯氨酸、叶绿素等生理指标来“定量”排序,这种综合生理指标(游离脯氨酸、叶绿素总含量和叶绿素a/b值)和形态指标(脱叶量、生长情况)的方法,可以作为一种乔灌木耐淹能力评价方法。这对于形成一套由不同种植物的耐淹植物评价体系,可以形成有益的补充。
4应用
在应用方面,耐淹品种可作为砧木,使接穗适应短期淹水。有研究以桃树Amygdalus persica为对象,使接穗适应淹水胁迫21 d[22]。园林灌木的耐淹性研究将有利于在滨水环境中营造园林景观。根据本研究的实验结果,在广州从化项目进行推广应用耐淹约14~28 d的灌木(图3),效果较好。除了在华南地区,锦绣杜鹃在华东地区有分布,红花木、夹竹桃和朱缨花在华东、华中、西南地区有分布。另外,这7种灌木可用于海绵城市建设中,特别是雨水花园。
5结语
根据实验结果可知,不同灌木的耐淹能力存在显著差异。大部分品种的游离脯氨酸含量随着淹水天数的增加而增加,叶绿素含量随着淹水时间的延长而降低。金叶假连翘和红花木的耐淹性较差,耐淹时间约7天;灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃具有一定的耐淹能力,耐淹时间约14天;朱缨花和朱蕉的耐淹能力最强,耐淹时间约 28 d。根据同一组中游离脯氨酸、叶绿素总量、Chla和Chlb的比值综合分析,它们的耐淹能力排序为:朱蕉>朱缨花>夹竹桃>锦绣杜鹃>灰莉>红花木>金叶假连翘。因此,在滨水缓冲带淹水深度约20 cm的优选植物有朱缨花和朱蕉,次选植物有灰莉、锦绣杜鹃和夹竹桃。
注:本文图片均为作者自摄。
致谢:感谢李曦亭、王栋宇、穆德梅、宋妍等在采样与分析测试中的帮助!
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