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關鍵詞高職;植物保護學;教學改革
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
《植物保護學》是種植類專業的一門必修課,主要研究植物病蟲害的識別、發生規律和防治方法,也是一門實踐性很強的課程,在整個專業課程體系中占有十分重要的位置。學好這門課程對高職學生順利適應專業崗位是十分重要的,教好這門課程也是植物保護教師不懈的追求。為了適應新的形勢,體現高職教學的特點,培養技能型人才,近幾年來,筆者通過對涉農專業高職學生的學習、心理等方面的調查分析,并結合多年的教學經驗,對涉農專業的植物保護課教學進行了探索,對傳統的教學方法進行了改革,經初步嘗試,反映教學效果良好,達到了高職教學的目的。
1立足高職生源現狀,合理確定教學目標
學生是教學的對象,教師要想教好學生,必須先了解學生,這樣才能做到因材施教,根據學生的實際水平和具體需要有的放矢地制定教學目標。
高職學生是高考最后一批錄取的,錄取分數相對較低,尤其是涉農專業的錄取分數更低,多數學生是出于無奈的選擇。學生理論基礎差,自學能力差,自我約束能力相對較差,入學成績參差不齊,教學難度較大。與本科生相比,他們感到自卑,面對“高職”二字他們感到迷惑,心理壓力和困惑較大,給教學帶來一定的困難[1]。
高職學生雖然文化課基礎較差,但他們也希望得到老師和社會的認可,希望得到老師的鼓勵和贊賞[2]。加之植物保護課程為了結合植物生長的季節特點和植物病蟲害的發生規律,多數專業都設在第4學期授課,此時的高職學生入校已經有一年半的時間了,逐步適應了高職階段的學習、生活及學院的管理模式,也脫離了高考的陰影,獨立人格基本定型,自我意識進一步增強,對專業開始有了清醒的認識和定位,通過對高年級畢業生就業信息的了解,對未來從事的職業有了一定的預期,也開始感受到未來就業的壓力,明白自己應當如何去面對,具備了一定的求知欲望,這對進行植物保護課教學很有好處。且涉農專業的學生絕大部分來自農村,對植物病蟲害的發生和危害有感性上的認識,植物保護課程實踐性強,記憶性、操作性的內容較多,即使理論基礎稍差,對學好該門課程也不會有太大的影響,這就為植物保護課教學奠定了較好的基礎。
針對高職學生的這些特點,結合高職教育的特性,確定較為適宜的教學目標,以夠用、實用為原則,以培養生產、服務、管理、經營第一線高素質的勞動者,技術高超、手藝嫻熟的高技能操作人員為目標,把培養學生動手能力、實踐能力和可持續發展能力放在突出的地位,強化學生技能的培養。
2緊扣教學目標,改進教學方法
傳統的教學方法是老師主動講授,學生被動接受,教學過程枯燥,教學效果不好。為了改變這種局面,在教學過程中采取靈活多樣的方法,改進授課形式,講活每一節課,讓學生帶著疑問去聽,帶著興趣去學。
2.1結合病蟲害發生的特點實施現場教學
在3—5月不定期帶學生走出校門,深入田間地頭,觀察識別病蟲,采集病蟲害標本,老師跟隨指導解疑。如針對小麥散黑穗病的發病特點,向學生提出問題:為什么黑穗在田間是成叢出現的,為什么非留種田在發病期不進行施藥防治。最后讓學生明白,小麥散黑穗病是種子帶菌,系統侵染,所以發病是成叢的,因為該病只有初侵染,不發生再侵染,所以在非留種田不需要施藥防治。通過此過程,學生認識了大量的常見病害和害蟲,如小麥的白粉病、小麥銹病、小麥赤霉病、油菜菌核病、油菜霜霉病、柑橘炭疽病、水稻爛秧病等,也掌握了常見病蟲害的發生規律,大大提高了學生的學習興趣。
2.2活躍課堂氣氛,穿插討論式教學
傳統的課堂教學偏重于老師的“教”,忽視學生的“學”,課堂往往形成了教師的“一言堂”,學生則處于被動的“接收”狀態。實踐證明,這種費時、費力的教學方法是講累了教師,聽煩了學生。討論式教學是以啟發式教學思想為基礎的,通過教師預先設計、組織,啟發學生經過自學積極主動地思考問題,在教師指導下就某一問題在同學之間、師生之間進行相互討論交流,發表自己的見解,主動探尋知識的一種互動式學習和思維方式,從而使學生掌握教學內容,提高認識的一種教學方法,有利于培養學生自主探究能力,使學生變“死記”為“活學”。討論式教學對于學生在學習中活躍思維、拓寬學生學習的思路、培養學生學習的主動性和積極性、發展獨立性和批判性思維等具有重要意義。有利于學生將所學知識與實際應用相聯系,加深對文化知識的理解,提高學生的自主創新能力和語言表達能力。
涉農類高職專業的學生,絕大部分都來自農村,相對表現得比較矜持、拘束,不太敢于表達。在討論中必須營造寬松的討論環境,使學生突破心理上的障礙。為了防止冷堂或跑題,在討論前1周老師給學生安排討論題目,讓學生通過查閱資料、上網搜索等做好準備。在討論過程中,老師認真傾聽,結合學生討論的實際,做好引導,進行必要的提示、點撥、設疑、答疑等。如在講授昆蟲的習性時,以常見昆蟲為例,組織學生進行討論式教學,討論昆蟲之間的形態區別、生活環境、食性等,許多學生根據自己少年時代捕蟬、捉蟈蟈、養蛐蛐等親身經歷分析這些昆蟲生活的場所、生活的習性等,勾起同學們對兒時往事的回憶,也弄清了其中的緣由,收到了較好的教學效果。通過討論式教學提高了學生自主學習的層次,變“學會”為“會學”。課后學生還經常自發進行討論,邀請老師參加“裁判”。
3改進教學手段,采用多媒體教學
植物保護學是一門非常適合多媒體教學的課程[3],在該課程中要給學生講授昆蟲及天敵的形態、生物學特性、昆蟲的分類、植物病害的癥狀、病原生物等等,涉及大量的掛圖、標本和實物,尤其是病原生物屬于微生物的范疇,傳統板書形式的植物保護教學難以有效表達這些相關的內容,教學效果差。采用課件教學后,把抽象、微觀的東西明了化,把書本上靜止的插圖動態化,使學生輕松理解,牢記在心。多媒體教學的關鍵是做好課件,老師必須親自動手搜集素材,使課件的內容豐富,圖像逼真。要防止從網上下載別人的課件,生搬硬套,也要防止把課件做成電子版的教案。為了使教學生動直觀,筆者對植物保護課程系統地制作了課件,收集了大量的該學科最清晰、最具有代表性的圖片600多張,根據課程內容需要用Photoshop等軟件進行加工;并利用Allok VideoSplitter 1.4.4軟件將收集的專業方面的影視資料分割成小的片段插入課件中,或將分割的視頻片段再用Ulead GIF Animator 5軟件制作成Gif動態圖片,插入課件中,如昆蟲的孵化、昆蟲的羽化、瓢蟲捕食蚜蟲、食葉性害蟲取食、蝗蟲的遷飛、病原菌孢子的形成和傳播等等,使課件內容更加豐富充實。其中,“昆蟲的生物學特性”課件參加了第九屆全國多媒體課件大賽并獲三等獎。
4組建課外科技興趣小組,培養學生的專業能力和創新能力
在調動學生學習的積極性后,針對部分學生對植物保護課有濃厚興趣這一特點,結合老師承擔的的科研課題等。可在班上組建課外科技興趣小組。由老師根據學生的具體情況、病蟲害發生的特點等擬定2~3個題目,如對校園周邊的油菜菌核病的發病規律調查、對當地異色瓢蟲色斑變化的調查、蝗霉病發生規律的調查等,由學生自己查閱資料,制定調查研究方案和實施計劃,由老師具體指導,利用課余時間實施,期末寫出總結報告。在實施過程中學生在老師的指導下,通過自己的獨立思考,共同研究,相互配合,發現問題,分析問題,解決問題。通過這樣的活動使學生的獨立工作能力、組織能力、社交能力、表達能力和寫作能力都得到了鍛煉和提高,專業能力和創新能力進一步增強[4]。也培養了學生的吃苦精神,認識到自身的價值,增強了自信心,這部分學生畢業后都能順利地適應新的專業崗位,短期內都能成為技術骨干。
5改進考核方法,強化技能培養
高技能、應用型是高職學生未來發展方向的典型特征,用人單位的反饋也表明,注重動手能力已經成為企業選擇人才的重要指標。動手能力的提高是依靠實踐環節教學管理中的訓練和培養,而實踐環節的考核正是對動手能力的檢驗,對技能的提高有著至關重要的作用。傳統的考試方式以筆試為主要形式,以試卷成績為主要依據考評學生學習效果,考試方式單一化、考試內容理論化、考試結果分數化,學生考前死記硬背、考后拋之腦后。這種應試觀念不利于學生能力和素質的培養,很難檢查學生的動手操作能力,與培養生產、建設、管理、服務第一線需要的高等應用性技術人才為根本任務的培育目標格格不入。因此,對原有的考試模式進行了大膽的改革嘗試,結合專業技能鑒定考試要求,采取一系列舉措,創新了植物保護課程考試模式。將該門課程的成績分成3個部分:平時學習成績占20%,期末考試成績占40%,實踐技能考核占40%。建立實踐技能考核試題庫,由學生隨機抽簽,每人在規定的時間里完成4個操作項目,每個項目10分。如在10 min內完成等量式波爾多液的配制,在5 min內在顯微鏡下找到某種病害的病原生物等。使學生對平時的實習實驗課更加重視,操作能力明顯增強,不少同學都拿到了植物保護高級工證書。
通過對高職《植物保護學》課程教學的改進,提高了學生對該課程學習的興趣,增強了學生的實踐能力、自學能力和創新能力,也使學生分析問題、解決問題的能力得到提高,教學效果得到明顯提升,受到學生和學校的充分肯定。但《植物保護學》課程涉及面廣,又受地域條件的影響和季節條件限制等,教學改革只是一個初步嘗試,也是一個不斷探索、不斷改進的長期過程,為此要不懈努力,以探索出《植物保護學》教學的最好方法。
6參考文獻
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關鍵詞:農藥學概論;教學實習;探索;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)39-0168-03
《農藥學概論》是貴州大學植物保護專業的主干課程和專業必修課,是一門具有豐富理論內容和很強的實踐性的專業課,其理論性及實踐性在培養應用型專業技術人才過程中占有相當重要的地位。我們培養的畢業生所面對的就業崗位無論是農藥的企業、科研單位還是技術服務部門等,都是針對如何科學合理地使用農藥、農藥的理論知識、農藥的具體應用技術、田間藥效及安全性的評價等內容,因此,為了保證學生較為系統而全面地接觸和掌握本課程有關生產實踐中的實驗技術和實踐技能,本課程的教學實習效果尤為重要。自2010年以來,貴州大學農學院農藥學科從教學內容、方法、手段及考核方式等方面對《農藥學概論》教學實習課程的教學進行了有益嘗試和實踐。
一、優化實習教學內容,精選實習項目
當前我國教育改革的關鍵是要從傳授已有知識為中心的傳統教育轉變為著重培養學生創新精神和創新能力的現代教育[1]。植物化學保護專業課程體系是為適應課堂教學而制定的,以課堂傳播間接知識為主,它強調知識的系統性,往往與農業病蟲害防治實踐存在著一定的距離,不利于植物保護專業應用型人才的培養,因此需要加強直接獲取實踐經驗為主的生產實踐教學[2-3]。貴州大學《農藥學概論》課程實習為了適應當前培養應用型植物保護專業人才的需要,根據貴州病蟲害發生規律,將實習時間定在病蟲害發生高峰期的6~8月。為了使該課程實習內容與農業昆蟲學、農業病理學等課程知識有機結合,筆者將實習內容劃分為殺蟲劑毒力測定和田間藥效實驗、殺菌劑毒力測定和田間藥效實驗、除草劑生物測定以及植物生長調節劑生物測定4個模塊,以便使學生圍繞農業生產上常見的有害生物,選擇合適的防治藥劑和施藥方法,對從室內毒力測定到田間應用的整個過程有一個系統的學習和了解。
1.精選實習項目。在實習類型安排上,以綜合性探索實驗為主,學生通過實地田間調查,根據貴州本地當年主要農作物上的重要病蟲害發生情況,選擇病、蟲、草各一種為防治對象,讓學生根據所學的理論知識,自己進行探索性防治實驗的設計。使學生通過自己的設想、查文獻,進行合理的實驗設計和認真的操作,以實驗結果驗證自己的設想,從而鍛煉學生的自主能力和創新能力,激發學生主動去了解、學習、探索農藥使用的相關知識,培養其對學科的興趣,提高了學生的動手能力、思維能力、求異能力、創新能力和科研能力。更重要的是通過實習能使學生掌握病蟲草有害生物的防治措施。
除此之外,為了豐富實習的內容,將全班學生分成幾組,在同一實習中,不同組的學生也可以選擇不同的實驗藥劑或實驗材料,比如在“除草劑室內生物測定”中,同時準備了三種經典的實驗方法,分別是黃瓜幼苗形態法、玉米根長法(培養皿法)和蘿卜子葉法,實驗操作結束后,全班同學可以同時觀察三組實驗的結果,這樣學生一次實習就可以學到三種經典的除草劑生物測定方法,拓寬了學生的知識面。通過實習內容的改革,培養了學生的興趣、獨立思考和解決問題的能力。
2.面向社會,深入調查,了解農藥銷售行情。在農業生產上,農藥的用藥種類和使用情況因藥效、用藥次數、用藥地區、不同作物、病蟲害發生種類的不同而有很大差別,是一個變值。因此,在開設毒力測定實驗之前,我們要求學生對市面上的常規農藥進行調查,具體做法:事先由老師或學生自己聯系幾家大型的農藥銷售店,然后學生分成若干小組,每組以2~3人為宜,去貴陽地區農藥銷售市場進行常規農藥的調查,要求用課堂上講授的標準的表示方法寫出不同類型的殺蟲劑、殺菌劑、除草劑和植物生長調節劑等各10種;與此同時,要求學生結合田間病蟲害調查結果,自主采購6~7種相應的防治藥劑,用于下一步的生物測定。調查回來后,學生自行查閱書籍資料,寫出不同藥劑的作用機理、防治譜等,這樣可以幫助學生復習和預習,加深對學習過知識的理解,同時帶著疑問去進行下一步的實習。
3.室內、室外相結合農藥學概論實習不同于其他學科的實習,不管是有害生物還是寄主植物都是活體,做實驗就要根據病、蟲、草的發生情況來具體選定實驗時間和實驗材料。比如殺蟲劑實驗的難點在于實驗材料的準備上,在室內養蟲費事費力,而且昆蟲不容易成活,給實驗造成困難。鑒于此,我們要求學生到室外基地或農戶地里采集昆蟲到實驗室進行實驗,比如菜青蟲、小菜蛾和蚜蟲等。然而傳統的農藥毒力測定操作是在實驗室內完成,由于室內和田間環境條件差異較大,毒力結果往往具有很大的局限性,還需要田間藥效實驗進行驗證和應用,因此,我們聯系當地的生產基地,讓學生在室內毒力測定結果的基礎上進行田間藥效實驗。實踐證明,學生對室外實驗很感興趣,學到的內容更加豐富。
4.與生產實際緊密結合,安排一次大田示范實驗。目前,我國正在積極推進病蟲害聯防統治,各地實踐證明,農作物病蟲害聯防統治同一家一戶分散防治相比,具有明顯優勢:一是防治成本顯著下降。據報道,水稻、小麥全季節病蟲“專防”田較群眾自防田平均減少農藥防治分別為2次以上和1次以上,每畝節約農藥、用工成本15~30元左右[4]。二是防治效果明顯地提高。據調查,“專防”田較“自防”田,在病蟲中等發生年份一般增產5%以上,在病蟲重發年份,一般增產10%以上。專業防治隊員一般都經過技術培訓,防治技術規范,突出重點、把握適宜的施藥時期、藥劑選擇準確、對足水量、噴準部位,防治效果明顯提高。三是農藥使用劑量下降,農田生態環境改善。病蟲“專防”田防治次數減少,化學農藥使用量降低,農田有益生物種群數量上升。四是促進了農村服務業發展。病蟲專業化合作組織吸收農村以種田為主農民或閑散勞力,開展病蟲“專防”社會化服務,不僅促進了農村服務業的發展,更重要的是解決了外出務工戶和無勞力戶病蟲防治后顧之憂,同時增加了務農農民的收入[4]。我們的教學實習緊密聯系生產實際,與當地植保部門聯系合作,安排一次專業化防治實驗,通過實踐,學生感到自己書本上學的東西能夠應用到實踐中,極大地激發了學生學習的興趣。
二、實習前集中講解
在實習前,教師根據教學內容、農藥學研究熱點以及生產實踐中出現的問題,提出供學生選擇的實習課程研究項目指南,然后讓學生自愿分組,通常2~3人1組,選1人為組長,如果組合不好,教師應根據學生的特點,按照互幫互助,先進帶后進的原則進行指定。同時鼓勵學生單獨進行選題和研究。在這一階段教師就課程項目研究的問題進行集中指導1次,并對生物測定的具體方法進行詳細的講解和示范,同時嚴格規范每步操作要求,而且注意啟發、引導學生自己去鉆研問題,發現規律,尋找解決問題的方法,逐步培養學生在實驗中獲取知識、運用知識和創新知識的能力,讓學生能靈活地運用所學的理論知識。
然后,學生要通過文獻檢索、討論等過程形成課程開題報告。實驗前,讓每組學生以組長帶頭先講,然后根據學生的講解,教師有針對性地糾正和補充。此開題的目的旨在使學生提煉研究主題、完善研究方案,并進行認真的可行性分析。通過后學生即可按實驗方案進行課程實習項目的研究過程。這樣,能幫助學生明確實習目的,改變實習態度,滿足學生個性發展。
三、學生分組自設方案,獨立完成綜合設計性實驗
要想獨立完成綜合設計性實驗,動手能力是一個很重要的方面,歷來受到任課教師的重視。通過自己動手去驗證所學理論,解決一些實際問題,培養學生刻苦鉆研和實踐應用能力,鍛煉學生動手、組織、創性能力。在教學實習中,根據當地田間條件和學生操作技能,應盡可能多地設立一些不注明實驗步驟或只有大致方法步驟的實驗,如開設田間藥效實驗或聯合毒力測定實驗等。讓學生自己先寫出詳細方案,通過小組成員與指導老師論證后再做實驗。指導教師和實驗技術人員準備實驗材料、檢驗實驗結果和指導實習報告的書寫。這樣,學生一般都能對實驗進行自主思考和設計,積極主動地投入到實習當中。盡最大可能地發揮學生主觀能動性,提高團隊精神和實際動手操作能力。
四、開放式教學
1.學生自由組合,自由支配時間。本門實習采取全程研究式實習教學改革,實習內容主要是探索性研究實驗,學生需要有較多的時間投入其中,因為毒力測定和田間藥效實驗不可能在一個短的相對集中的教學時間內完成,有的需要兩次,甚至多次,這就要求學生必須要有很強的責任心和足夠的耐心,始終抱著學知識長技能的心態去做每一個實驗。而貴州大學實行學分制,學生選課不一樣,因此在實習時間上需要調整,由學生自由組合,自由支配時間。
2.學生獨立完成實習內容。在實習過程中,以學生獨立活動為主,提倡自主學習、合作學習、探究學習的學習方式,充分發揮學生在實習教學中的主體作用。教師第一次集中講解后,給學生安排實習內容,然后學生在教師的指導下,從學習相關理論知識開始,自行查閱文獻、設計實驗方案、準備試材、配制藥液、調試儀器、觀察實驗現象、分析實驗數據和討論結果,培養學生綜合素質和創新意識,提高學生創新能力和獨立開展科研工作的能力。
實習完之后,讓學生集中一起進行組內和組間交流、討論實驗,寫出實驗目的,操作步驟,觀察到的實驗現象,并做好實驗成功與失敗的經驗總結,寫出完整實習報告,在實結會上作交流學習。最后老師根據全班同學成功與失敗的實驗結果,分析原因,總結經驗。
3.建立開放式實驗室體系。開放式實驗教學體系是高等教育培養創新人才,促進實驗教學改革,提高實驗教學水平的有效手段[5]。本門課程在實習期間農藥實驗室隨時對學生開放,包括晚上和周末時間,這樣可以錯開實驗室運行高峰期,也錯開與學生其他課程的重合沖突,給學生提供充裕的實習條件,相應地也增加了實驗室的利用率,建立了開放實驗的教學體系。另外,實習中有些實驗,農藥實驗室不具備條件的,教師就到其他實驗室找資源,為學生提供方便,還有些貴重儀器設備且學生不會操作的,教師隨時進行指導,盡可能地滿足學生的科研需要。
五、加強實驗過程中的指導
以往的實驗實習過程中,一般學生常機械地按照實驗指導書中設計和規定的步驟進行實驗,不問為什么,這樣做實驗收獲不大。而本門課程需要教師引導學生積極思考,以提高其解決問題的能力。學生以組為單位,按研究內容自行或與指導教師共同準備實驗材料和實驗設備或條件,并在第1次開始實驗時通知指導教師參加并進行現場指導。教師可以廣泛使用多媒體等現代教學手段,以Powerpoint為主體,充分運用Photoshop、Flash和Chemofice2012繪圖軟件等制作了《農藥學概論實習》教學主體課件。比如在“除草劑的生物測定實驗”中,把以往的實驗過程拍成照片,放在PPT課件上,學生通過圖片可以更直觀形象地了解實驗的做法;又如在“殺蟲劑毒力測定”中,把以往的實驗過程制成視頻素材,放在PPT課件上,可以使學生更直觀形象地了解實驗的做法。
實習過程中為了確保實驗的成功率,指導教師需要有3~4次的面對面指導過程,精心講解。比如殺菌劑的毒力測定,比較經典的是菌絲生長速率法測定殺菌劑的毒力,該實驗要求嚴格的無菌操作。對于這個實驗,學生在操作過程中往往比較緊張,不知道如何下手,無形中造成污染,導致實驗失敗。但這個實驗要求學生動手動腦的地方很多,所以開設這個實驗會有較好的訓練效果。我們要求學生在相關技術人員的指導下,全程參與完成從器皿的滅菌、培養基的制作、滅菌、配制含毒培養基、倒平板、接種、觀察結果到分析數據、寫實驗報告的各個環節,讓同學們不僅要知道怎么做,還要清楚為什么要這么做。
學生在實驗過程中需有詳細的實驗記錄(含文字和圖片)。該階段是教學過程的主體,教師的參與、指導和學生完整的實驗記錄是確保學生研究項目真實性、科學性、可靠性的關鍵。其中,實驗內容的工作量及學生的研究態度也是學生實驗課教學成績評價的重要依據。因此,在實驗室開放期間,除了承擔本門課程的教師,還包括教研室的所有老師和工作人員均需對提出要求的學生進行指導,承擔課程的教師還有不定時地進行巡回檢查,對實習過程中出現的問題及時、簡要地進行總結,每個實驗結束后要求學生及時寫出實驗報告,教師對實驗報告中出現的問題要進行講評,著重強調實驗報告的規范性,提倡對實驗存在的問題和改進建議進行討論,提倡創新。實驗報告除客觀打分外還應寫出中肯、恰當、具激勵性的評語。另外,實習思考題要針對實際生產易出現的問題,讓學生提出解決方案,找出更完善、更簡便的解決方法,充分實現學生的能力培養。
在此指導和互動交流過程中,不僅學生從老師那學到了許多專業方面的知識,而且也促進了師生間的相互了解,加深了師生之間的感情,改變了教師在課堂講臺上高高在上的形象,讓學生感覺老師并不是那么遙不可及。
六、考核方式
《農藥學概論教學實習》課程考核是檢驗學生實驗技能綜合素質的一種手段,也是檢驗學生運用基本理論知識和農藥學實驗技術手段解決生產實際的一個過程[6,7]。它是一門獨立課程,有1學分,單獨計算成績。以往該門課程只作為理論教學的輔助部分,教師一般只是通過實驗結果和實習報告進行考核,由此一些學生不重視實習課,認為實習課上不上與上得好壞都一樣。因此,我們對原有的以檢查實習報告為主的考核方式進行了改革,采取一種復合的考核方式,加大平時成績的比例,注重過程考核,注重學生研究能力,以及運用農藥學的方法解決實際問題的能力和實驗操作能力在復合考核中的體現,著重考查學生的實驗技能,對實驗現象的觀察、問題的發現、結果的分析、實驗的討論等內容。使用形成性評估和終結性評估相結合的復合考核方式。實習出勤、實習態度、實驗操作、實驗結果和實習報告都將計入最終課程成績,成為最終成績的主要組成部分。運算方式為:
學生實習課最終成績(P)=A(出勤、實習態度)×20+B(實驗操作)×30%+C(實驗結果)×30%+(實習報告)D×20%
這種復合考核方式實行后,增強了學生的興趣和獨立思考、解決問題的能力,學生也越來越重視實習課的學習。
七、結語
通過幾年的農藥學概論全程研究式實習教學的改革實踐,學生對該改革方式認可。通過改革,學生投入實驗中的時間明顯較以前多,學生通過動手實踐,認識到自己學習中的問題,從而及時查閱資料,學習積極性明顯提高,對所學知識點理解得更透徹。通過選題、答辯、撰寫報告一系列的過程,學生的思維能力和文字表達能力得到了相應的鍛煉和提高。實驗中,教師能及時給予學生詳細的指導和示范,增進了師生感情;在有些實驗選題環節,將選題按照實驗的性質和方式分為幾個模塊,選擇相同模塊的學生可以在一起交流對比,促進同學間更加團結和友愛;針對有些學生偽造實驗報告的現象,指導教師可以及時教育,并加強監管措施,實地監管。
在當前社會大量需要應用型人才的情況下,通過對《農藥學概論》課程實習進行教學改革,可培養新型應用型植物保護專業人才,并提高了教學質量。通過教學改革,不僅對授課教師專業知識的掌握和專業實驗的動手能力提出了更高的要求,而且培養了學生的動手能力、觀察能力和對專業知識的運用能力,引導學生將所學農藥理論知識與生產實踐相結合,使學生增加了對本專業的興趣,增強了學生對《農藥學概論》課程實習的主人翁精神,使學生在未來的實際工作中能根據生產需要獨立進行科學實驗,提高了教學質量。
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關鍵詞:苗木花卉產業;存在問題;發展措施
中圖分類號:S68 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.06.025
1 薊縣苗木花卉產業現狀
津薊苗木花卉帶基地總面積2 133.3 hm2,涉及邦均鎮、東二營鄉、尤古莊鎮、桑梓鎮、洇溜鎮等7個鄉鎮的110個村,6 980多農戶。津薊苗木基地內建成了天津中園四季苗木花卉專業批發市場,集綜合管理、生態觀光、苗木花卉栽植于一體,規劃占地面積40 hm2。僅2012年上半年,市場苗木交易額就達到了1.5億元,吸引了浙江、江蘇、山東、河北、河南等地常駐客戶380戶,零散戶2 000戶,年可為農民增加收入8 000萬元。
2 薊縣苗木花卉產業發展的問題
2.1 組織化程度低
薊縣苗木花卉產業已有多年發展歷史,但總體規模較小、經營分散、專業化程度低、龍頭企業少的問題依然存在,特別是以戶為單位的生產經營者受到傳統觀念的束縛和資金條件等限制,處于小、散、多、雜的狀況,專業化程度較低,在資源配置和技術引進等方面與苗木公司仍有很大差距,抵御市場風險能力較弱。同時,種植農戶往往缺乏市場預見能力,跟風種植的情況比較普遍,造成了生產的盲目性,導致個別品種市場供需失衡,出售苗木時無序競爭現象時有發生。
2.2 經營效益有待提高
一是種植效益偏低。盡管苗木花卉種植效益遠遠高于傳統玉米、小麥的生產效益,但作為產業鏈的初始端,苗木花卉種植戶仍處于弱勢,其經營收益比起販運、綠化工程等仍有很大差距,增值空間依然很大。二是品牌效應低。目前,核心區雖有400多個苗木花卉品種,但主要以檜柏、黃楊等大陸品種為主,科技含量不高,缺乏上檔次、有品位、有地方特色的產品,品牌效應有待進一步提高。
2.3 科技含量較低
一是生產技術偏低。目前核心區的苗木花卉生產主要采取傳統的露地栽培生產方式,生產手段落后,缺乏專業的生產技術。二是專業技術力量薄弱。農戶種植技術主要依靠自身的經驗和相互間的學習交流,缺乏系統的專業技術培訓,對苗木花卉生產的全程難以實施科學有效管理。三是新品種引進、推廣相對滯后。新品種引進仍主要依靠農戶自發進行,但因受信息、技術等方面的制約,農戶間往往各自為政,大面積的新品種引進和推廣很難進行。
2.4 資金短缺問題依然存在
核心區苗木花卉產業正處于蓬勃發展階段,資金短缺、貸款難是種植戶遇到的普遍問題。近年來,隨著農村金融體制改革的進行,公司和農戶的融資渠道得到了改善,但從實際情況看,由于行業擔保機制不健全,保險制度缺位,風險補償能力不足,加之金融部門不斷加大對不良貸款的監管力度,使得種植戶新增貸款難度加大,一定程度上阻礙了苗木花卉產業的發展。
2.5 產業扶持政策不到位
在薊縣花卉苗木產業的發展過程中,政府對提升產業發展后勁和核心競爭力的科技投入不足,科技型載體建設滯后。同時政府關于花卉苗木產業規范化管理的有關政策不配套,公平競爭的市場氛圍尚未形成。
3 促進薊縣苗木花卉產業發展的措施
3.1 健全機制,提高組織化程度
一是切實加強領導。核心區所轄鄉鎮應成立苗木花卉產業發展領導小組,具體負責苗木花卉產業發展的宣傳、管理、協調和服務;縣級有關職能部門應配套出臺促進苗木花卉產業發展的具體政策措施,如稅收政策、貸款貼息政策、用水用電政策,進一步調動公司和農戶的積極性,以政策引導產業的發展。二是加快專業合作社組織建設。既可以圍繞種植規模,由公司或種植大戶牽頭舉辦,又可以圍繞產品銷售渠道,由營銷大戶牽頭興辦,還可以圍繞科技創新,由鄉鎮林業站或專門技術人員牽頭興辦。對專業合作組織銷售苗木花卉產品,可實行稅收優惠,也可嘗試許可專業合作組織以苗木花卉的評估價值抵押或社員聯保形式辦理貸款手續。三是要加強品牌建設。大力開展種苗培育和改良工作,積極推廣先進的育苗技術和栽培方法,結合薊縣氣候、土壤等條件,著力引進一批適合推廣的名優品種,實現珍品苗木本地化,促進薊縣苗木花卉產業向品牌化方向發展。
3.2 拓寬市場,完善市場營銷體系
一是加大宣傳力度。利用廣播、電視、展銷會、網站等多種形式推介薊縣苗木花卉產業,打破各鄉鎮、村、公司、大戶各自為戰的營銷格局,形成統一合力,通過有關文字資料、展示相關圖片等方式積極推介薊縣苗木花卉的產業現狀和遠景規劃,進一步提高薊縣苗木花卉的知名度。二是完善市場經營機制。依托中園四季苗木花卉批發市場,將其打造成縣苗木花卉產業對外交流的窗口,通過苗木花卉產品的展示、銷售,加強同各地區之間的交流與合作,促進薊縣苗木花卉產業的發展。三是加強經紀人隊伍建設。可由鄉鎮林業站和村委會聘請一批具有商業頭腦、懂得經營的人長年在外開拓市場,工資實行“底薪+銷售提成”,對開拓出新市場的營銷人員可實行獎勵機制,推動種植農戶與營銷人員共同富裕,保證苗木花卉源源不斷地銷往外地市場,確保苗木花卉生產者的經濟效益。
3.3 引進生產技術,增加產品的科技含量
要把 “科技興苗”放在發展苗木花卉生產的首要位置,進一步確立薊縣苗木花卉產業的競爭優勢。一是實行精細化管理。積極推動苗木花卉標準化生產,實行立體種植、集約經營,降低種植密度,注重苗木株型培養,加強對苗木花卉的培育管理,做好病蟲害防治、整形修剪等工作,不斷提高苗木花卉產品質量。二是加大培訓力度。縣有關部門應充分發揮其職能作用,深入到核心區各村進行指導和服務,定期開展培訓工作。同時,應加強與科學院所的聯系與合作,邀請專家來薊縣對農戶進行技術指導,開展常規及高新育苗技術的培訓、各類生產技術的交流活動,推廣珍稀苗木花卉育苗、扦插育苗、嫁接育苗等技術,使農戶對苗木花卉從栽植、養護到土壤配比、病蟲害防治等方面有一個系統的掌握。三是優化產品結構。一方面,要不斷擴大生產規模。在引進新品種、新技術方面,要走高端路線,發展高品質、高檔次的觀賞花卉,在不斷滿足華北等周邊城市對觀賞花卉高檔消費的基礎上,積極拓展國內外市場。
3.4 多方籌資,促進苗木花卉產業發展
一是要加大投入力度。建立健全多渠道、多元化的投入機制。對新建和改建道路、水利等基礎建設可由財政給予一定資金扶持;對科技、信息、市場流通、實驗示范基地項目建設及龍頭企業,有關部門應給予大力支持。二是要加大招商引資力度。要盡快制定和落實吸引外資的優惠政策,采取定向招商方式,引用新的招商觀念,探索新的招商方式,多渠道、多形式吸引國內外資金投入薊縣苗木花卉產業的發展,引進有經濟實力的企業來薊縣投資苗木產業,實行工廠化、標準化生產與管理,加快苗木花卉生產由傳統生產模式向現代生產方式轉變。
3.5 完善配套政策,提高政府的宏觀調控能力
一是制定花木產業優惠政策,做好招商引資工作。出臺花木產業扶持政策,積極招商引資,吸引民間資本、工商資本、外來資本投入花木產業。制定土地流轉辦法,促進花木板塊的擴大;在花木產業規劃區內,對投資花木業開發者,在土地流轉、承包經營等方面給予優先取得土地使用權;設立花木產業化生產貸款優惠政策和與之配套的保障機制,如可由花木產業主管部門和行業合作組織協調聯絡,幫助花農進行信貸,減少信貸的無序性、盲目性。二是以項目為抓手,增加資金投入。政府以項目為抓手,對行業的先進技術、優良品種等進行示范、推廣,成為行業發展的宏觀調控者,引導花卉苗木產業的快速發展。著重對產業中制約優勢發揮和產業升級的重點領域和關鍵環節加大扶持力度,廣辟資金來源,調動各方面的積極性,促進股份制、合作制、承包制、中外合資、外商獨資等多種形式共同發展,形成投資主體多元化、資金來源多渠道的格局。
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關鍵詞:水淹脅迫;游離脯氨酸;葉綠素;耐水淹能力
中圖分類號:S718.43
文獻標志碼:A
文章編號: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南地區屬于熱帶、亞熱帶季風氣候區域,雨量集中在4~9月,前汛期(4~6月)和后汛期(7~9月)這兩個雨季帶來的大量降水,持續時間長、雨量大,經常形成內澇、河流水位上漲。多暴雨區(華南沿海和海南東部)的年暴雨日數在7.0~15.0 d,少暴雨區(華南西部和北部邊緣)的年暴雨日數在3.0~4.0 d,其余大部分地區該數值在5.0~7.0 d;大值區(華南沿海和海南)的大暴雨日數為2.0~5.0 d,次多區(中部偏南和廣西北部部分地區)為1.0~2.0 d,其余地區為0.2~1.0 d[1]。可見上述地區植物被雨水浸潤出現淹水脅迫的時間段有0.2 d、1 d、2 d、4 d、7 d、15 d等。由降雨形成的濱水景觀帶的濕澇特殊環境,以及消落帶的干旱、潮濕交替的環境,引發的生態問題備受關注。濱水緩沖帶是濱水景觀和動植物生境的重要組成部分,主要以植被覆蓋為主。因此選擇適宜的耐淹灌木對河岸帶綠化和海綿城市建設工作有重要的作用。有研究認為,珠江三角洲及以南地區前汛期大到暴雨頻數有增多的趨勢[2]。所以,篩選能適應一定淹水時間周期的旱生園林灌木,顯得格外重要。
為滿足消落帶生態修復景觀工程的需求,選擇苗源較多、耐旱性較好、應用范圍較廣的7種灌木:金葉假連翹、紅花木、灰莉、錦繡杜鵑、夾竹桃、朱纓花和朱蕉[3-4]。然而,目前對城市綠化中常用的耐旱節水的這7種灌木的耐淹性研究報道很少。紅花木作為色葉植物應用在浙北地區濱水景觀里,增加了園林色彩變化[5]。為了在華南地區濱水景觀也發揮紅花木等園林植物優勢,研究它們在汛期淹水脅迫下存活時間顯得尤為重要。
有研究指出,植物體內游離脯氨酸含量與耐澇性之間存在相關性[6],脯氨酸含量的高低可作為優良品種選育的指標之一[7]。李氏禾Leersia hexandra具有較強的耐旱性和耐淹性,在淹沒條件下(可能是重度脅迫),隨時間延長,Chla、Chlb以及葉綠素總含量總體表現為下降趨勢,并維持在較低水平,而在淹澇時(輕度脅迫)這些指標保持基本不變或上升[8]。上述7種園林灌木是多年生植物,個體較草本大,根系分布較寬,植物生長較緩慢,在短期研究中測量它們的生長指標,測量結果可能不明顯[9],以及檢測生理指標時會損傷植株葉片,因此不適宜在本研究中測量外觀形態指標。從耐旱園林灌木中,選擇有一定耐水濕能力的7個品種。隨著水淹脅迫時間的延長,在第7天、14天和28天統計存活植株數量。本研究以存活時間,游離脯氨酸、葉綠素總含量和Chla和Chlb的比值為生理指標,比較分析了紅花木等7個園林灌木的耐淹能力,為合理利用不同灌木提供科學依據。
1材料與方法
1.1試驗材料
金葉假連翹Duranta erecta‘Golden leaves’、紅花木Loropetalum chinense var. rubrum、灰莉Fagraea ceilanica、錦繡杜鵑(別名毛杜鵑)Rhododendron × pulchrum、夾竹桃Nerium oleander、朱纓花(別名紅絨球)Calliandra haematocephala和朱蕉Cordyline fruticosa的袋苗,按常規方法進行水肥管理和病蟲害防治,于6月初選擇生長一致的植株在人工水池內進行水淹處理,以處理前測定的生理指標值作為對照(CK)。每種灌木的淹水處理組一共有9株,分別設置了盆沿、盆沿以上20 cm、盆沿以上40 cm三種淹水深度,每個淹水深度各3株,觀察成活率。另外選擇正常栽培管理的3株不淹水植株作為接受正常汛期降雨、太陽光照的參考。沒淹水的朱蕉在光照過強時會出現日灼病,錦繡杜鵑不耐長時間強光曝曬。
1.2測定方法
試驗場所位于廣東省肇慶高要的苗木基地。將植物材料連花盆放入在戶外砌好的帶透明薄膜雨棚設施的水池中進行水淹處理,保持水位在盆沿以上20 cm(盆內土面位于盆沿以下約3 cm) ,保持與露天環境相近的光照和通風條件,每日觀察水位,及時補水。植物的淹水處理時間設置為28 d,試驗期間不供給營養。采樣時間間隔是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。每次采樣均取生長一致的葉片進行脯氨酸和葉綠素的測定。脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮顯色法[10]。葉綠素總含量采用分光光度法測定[11]。
1.3數據處理
實驗數據采用Microsoft Excel和SPSS軟件進行數據統計分析和繪圖。根據葉綠素含量測定中Arnon公式的修正[12],葉綠素 a(Chla)、葉綠素 b(Chlb)含量、葉綠素總濃度及葉綠素總含量計算參照如下公式 :
Chla=10-1?0.1272A663-10-2?2585A645
Chlb=-10-2?0.467lA663+10-1?0.2288A645
其葉綠素總濃度值為:
CT=Chla+Chlb
= 1 0 - 2?0 . 8 0 4 9 A 6 6 3 + 1 0 -1?0.2030A645(g/L)
~綠素總含量 (mg/g)= (葉綠素濃度 ×提取液體積 ×稀釋倍數 )/樣品鮮重
2結果與分析
2.1水淹條件下不同灌木存活時間
根據實驗觀測,在水淹處理第7天(168 h),金葉假連翹和紅花木的淹水組成活率為88.89%(淹水處理9棵,存活8棵,淹水40 cm死亡1棵)和100%,之后陸續死亡(脫葉量超過90%)。在第14天(336 h),灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃的成活率分別為88.89%、77.78%(淹水處理9棵,存活7棵,淹水40 cm死亡2棵)、66.67%(淹水處理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纓花和朱蕉,它們的成活率雖然為100%,但是有脫葉、下層葉片發黃萎蔫、腐爛下垂的現象,觀賞性不佳。朱纓花的苗木規格較其他灌木的大,生物量較大,成活率最高。因此,按耐淹時間的不同,把7種灌木分為3組:耐淹約7天組有金葉假連翹和紅花木,耐淹約14天組有灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃,耐淹約28天組有朱纓花和朱蕉。
耐淹能力較強的植物,在淹水脅迫下,通氣組織和不定根的形成是主要的形態學變化,不定根伸長區里有發達的通氣組織形成[13]。為了觀察朱蕉在淹水脅迫時生長的不定根,另外準備15支長勢相近的朱蕉枝條進行室內玻璃燒杯水培,不對枝條傷口做處理,采下新鮮枝條后放入2個燒杯中(自來水),水位保持深10 cm,期間補充自來水(圖1),在第7天觀察到每一根枝條上都至少有一個不定根生長的現象(圖2),不定根萌發率100%。
2.2葉片中游離脯氨酸含量變化
在水淹脅迫下,7種灌木葉片中游離脯氨酸含量變化見表1。由表1可見,與各自的對照相比,7種灌木葉片的游離脯氨酸含量變化有顯著差異。
耐淹約7天組的金葉假連翹在水淹初期(2 h)葉片游離脯氨酸含量與對照相比是呈現翻倍增長,在之后的采樣時間呈現波動上升趨勢,在48 h時達到峰值172.09μg?g-1,之后呈下降趨勢。與金葉假連翹同組的紅花木,總體變化趨勢與金葉假連翹相近,都是先上升后下降,其在96 h時達到峰值98.85μg?g-1,這與其0 h時的數值相比,前者約是后者的4.57倍。
耐淹約14天組的灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃,它們的總體變化趨勢相近。其葉片游離脯氨酸含量都在水淹初期(2 h)略有下降,在4 h時都略有上升,在8 h時都達到峰值(36.91 μg?g-1、78.01 μg?g-1和88.23 μg?g-1),在24 h時都呈下降趨勢。灰莉和錦繡杜鵑都在采樣第4、7、14天時呈小幅上升趨勢,而夾竹桃在采樣第7、14天時也呈小幅上升趨勢。灰莉、夾竹桃的峰值與其0 h時的數值相比,前者是后者的約1.29倍、1.77倍,兩種灌木的比值比較接近。錦繡杜鵑的峰值約為其0 h時數值的5.63倍。
耐淹約28天組的朱纓花和朱蕉,它們的峰值都超過200 μg?g-1,比耐淹約7天和14天這兩組的灌木的峰值高。朱纓花的峰值出現在4 h時,是270.84 μg?g-1,比其0 h時的值低。朱蕉的峰值出現在第28天,為411.02 μg?g-1,這個數值是7種灌木的峰值里面最高的、出現時間最晚的。朱蕉的峰值約為其0 h時數值的20.82倍,這個比值是除朱纓花外的6種灌木里面最高的。
2.3葉片中葉綠素含量變化
在水淹脅迫下,7種灌木葉片中葉綠素總含量變化見表2。由表2可知,與各自的對照相比,7種灌木葉片的葉綠素總含量變化有顯著差異。
耐淹約7天組的金葉假連翹和紅花木的葉綠素總含量的峰值分別在2 h和4 h,金葉假連翹的峰值比0 h時的值低。紅花木峰值5.58 mg?g-1與其0 h時的數值相比,前者約是后者的1.95倍,這個比值是除金葉假連翹外的六種灌木里面最高的。紅花木的葉綠素總含量在所有采樣時間點的數值都高于金葉假連翹,金葉假連翹的最低值為1.09 mg?g-1,紅花木的最低值為2.62 mg?g-1。
耐淹約14天組的灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃的葉綠素總含量的峰值分別在2h、24h和8h,分別是0.92 mg?g-1、2.27 mg?g-1和2.42 mg?g-1,它們的峰值與其0 h時的數值相比,前者約是后者的1.34倍、1.54倍和1.29倍。灰莉的葉綠素總含量峰值是這7種灌木里面最低的,其在所有采樣時間點的數值都低于其他灌木。除0h時點外,錦繡杜鵑和夾竹桃的最低值分別為1.48 mg?g-1和1.61 mg?g-1。
耐淹約28天組的朱纓花和朱蕉的變化趨勢較相近,在2 h、4 h時都上升,在8 h時下降,在第1天上升,在第2天下降,從第4天到第7天有個小幅上升,隨后呈下降趨勢。它們的峰值出現在第14天和第4h時,數值是3.45 mg?g-1和4.01 mg?g-1,它們的峰值與其0h時的數值相比,前者是后者的約1.19倍和1.76倍。朱纓花和朱蕉的最低值分別為2.54 mg?g-1和1.94 mg?g-1。
在7種灌木中,葉綠素總含量的峰值大部分出現在進行水淹處理的第1天,只有朱纓花的峰值出現在第14天。除金葉假連翹外,其余6種灌木的峰值與其0h時的數值相比,比值都小于2倍,在1.19~1.95之間。
2.4葉片中Chla和Chlb的比值變化
在水淹脅迫下,7種灌木葉片中 Chla和Chlb的比值變化見表3。由表3可見,與各自的對照相比,7種灌木葉片的Chla和Chlb的比值變化有顯著差異。
耐淹約7天組的金葉假連翹和紅花木的葉綠素a/b值的峰值出現在2h和第4天,數值是5.87和4.22,它們的峰值與其0 h時的數值相比,前者約是后者的1.06倍和3.76倍。金葉假連翹的葉綠素a/b值,在所有采樣時間點的數值都高于紅花木。除0 h外,金葉假連翹的最低值為4.09,紅花木的最低值為1.82。
耐淹約14天組的灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃的葉綠素a/b值的峰值出現在第2天、第1天和第1天,數值是5.82,5.71和5.92,它們的峰值與其0h時的數值相比,前者約是后者的2.23倍、1.03倍和1.31倍。除0h外,這三種灌木的葉綠素a/b值的最低值比較相近,分別是3.99、3.48和3.93。
耐淹約28天組的朱纓花和朱蕉的葉綠素a/b值的峰值出現在第4天和第4小時,數值是6.10和4.18,它們的峰值與其0h時的數值相比,前者約是后者的1.21倍和1.19倍。朱纓花的葉綠素a/b值,在所有采樣時間點的數值都高于朱蕉。朱纓花的最低值為4.12,朱蕉的最低值為2.68。
3討論
有研究對水稻Oryza sativa栽培品種進行淹沒實驗以了解耐受機制,在分析脯氨酸、葉綠素等指標后,認為增加植株高度、干物質、糖和脯氨酸積累是可能的自適應性狀[14]。一般來說,在脅迫條件下,游離脯氨酸積累的峰值越大、峰值出現的時間越晚,植物的抗逆性越強[15]。根據實驗結果,在分組的情況下,葉片游離脯氨酸在水淹脅迫下的變化,符合這個規律。因此,當需要在同一組的多種灌木中進行耐淹能力的排序時,可以應用此規律來初步判斷。在耐淹約7天組里,初步判斷紅花木比金葉假連翹的耐淹能力強,前者游離脯氨酸峰值出現在第7天,后者峰值出現在第4天,而且后者第8小時的數值170.74μg?g-1與第4天的數值172.09μg?g-1很非常接近,與第24 小時的數值146.35μg?g-1相近。在耐淹約14天組里,初步判斷耐淹能力由弱到強的順序是灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃,雖然它們的游離脯氨酸峰值都出現在第8小時,但是峰值數字是灰莉21.55μg?g-1、錦繡杜鵑78.01μg?g-1和夾竹桃88.23μg?g-1,后兩者的峰值數值較相近。在耐淹約28天組里,初步判斷朱蕉比朱纓花的耐淹能力強。朱蕉的游離脯氨酸峰值411.02μg?g-1出現在第28天,不考慮朱纓花在0h時出現的游離脯氨酸峰值,其第二高值270.84μg?g-1是出現在第4小時。因此,它們的耐淹能力排序為:朱蕉>朱纓花>夾竹桃>錦繡杜鵑>灰莉>紅花木>金~假連翹。
葉綠素含量是一個有效的澇害評價指標,其含量下降,植物耐澇能力減弱[16]。根據實驗結果,在分組的情況下,葉片葉綠素總含量在水淹脅迫下的變化,符合該規律。而且發現,在同一個組里,在水淹脅迫條件下,葉綠素總含量數值越大、最高值出現的時間越晚,可能耐淹能力較強。在耐淹約7天組里,紅花木葉綠素含量峰值為5.58 mg?g-1,出現在第4小時,而金葉假連翹的峰值為2.49 mg?g-1,出現時間為2小時,判斷前者耐淹能力強于后者。在耐淹約14天組里,灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃的葉綠素含量峰值分別為0.92 mg?g-1、2.27 mg?g-1和2.42 mg?g-1,峰值出現時間為第2小時、24小時和8小時,以含量大小排序,耐淹能力由弱到強的順序是灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃,后兩者的峰值數值較相近。在耐淹約28天組里,朱蕉、朱纓花葉綠素含量峰值分別為4.01 mg?g-1、3.45 mg?g-1,耐淹能力為朱蕉強于朱纓花。所以,這7種灌木的耐淹能力排序為:朱蕉>朱纓花>夾竹桃>錦繡杜鵑>灰莉>紅花木>金葉假連翹。這與用脯氨酸指標排序的結果一致。除朱纓花以外,其他6種灌木的葉綠素總含量的峰值都出現在進行水淹處理的第1天,可見大部分灌木在水淹脅迫下,隨水淹處理的時間變長,葉綠素含量呈下降趨勢。這與早期研究的朱槿、紫葉狼尾草的葉綠素含量隨淹水時間變長而呈下降趨勢一致[17]。
有研究指出,葉片中Chla和Chlb的比值越大,植物越喜光,抗性能力相對較強[15]。一般情況下,高等植物的Chla和Chlb的比值,陽生植物大于陰生植物[8]。根據實驗結果,在分組的情況下,葉片Chla和Chlb的比值在水淹脅迫下的變化,符合這些規律。在耐淹約7天組里,紅花木、金葉假連翹的Chla和Chlb的比值分別為4.22、5.87,前者喜光、稍耐陰,但陰時葉色容易變綠,而后者喜好強光、全日照、能耐半陰,可見在陽生植物里后者更加喜陽。在耐淹約14天組里,灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃的Chla和Chlb的比值分別為5.82、5.71和5.92,三者很接近,夾竹桃抗性強于其他兩種,其中錦繡杜鵑不耐長時間強光曝曬。在耐淹約28天組里,朱纓花、朱蕉的Chla和Chlb的比值分別為6.10、4.18,但前者為陽性植物,需強光、蔭蔽處開花不良,朱蕉在光照過強時會被灼傷葉片。
有學者認為,在水淹脅迫下,可通過測定有效生理指標來預測灌木的耐水淹能力[18]。有分析通過15種甘藍型油菜Brassica napus的田間淹水實驗獲得脯氨酸、葉綠素等生理和形態指標數據后,認為篩選耐淹栽培品種需要確定不同的指標之間的相關性和一致性[19]。根據樹種水淹后引起死亡的天數越長,該灌木耐水淹能力越強的判斷,有研究把喬木樹種水淹后引起死亡的極限天數(不超過60 d)作為耐淹性能評價指標之一[20]。通過觀察樹種在水淹脅迫下的形態變化,根據生長情況獲得耐淹時間[21],形成“定性”分組,再通過測定脯氨酸、葉綠素等生理指標來“定量”排序,這種綜合生理指標(游離脯氨酸、葉綠素總含量和葉綠素a/b值)和形態指標(脫葉量、生長情況)的方法,可以作為一種喬灌木耐淹能力評價方法。這對于形成一套由不同種植物的耐淹植物評價體系,可以形成有益的補充。
4應用
在應用方面,耐淹品種可作為砧木,使接穗適應短期淹水。有研究以桃樹Amygdalus persica為對象,使接穗適應淹水脅迫21 d[22]。園林灌木的耐淹性研究將有利于在濱水環境中營造園林景觀。根據本研究的實驗結果,在廣州從化項目進行推廣應用耐淹約14~28 d的灌木(圖3),效果較好。除了在華南地區,錦繡杜鵑在華東地區有分布,紅花木、夾竹桃和朱纓花在華東、華中、西南地區有分布。另外,這7種灌木可用于海綿城市建設中,特別是雨水花園。
5結語
根據實驗結果可知,不同灌木的耐淹能力存在顯著差異。大部分品種的游離脯氨酸含量隨著淹水天數的增加而增加,葉綠素含量隨著淹水時間的延長而降低。金葉假連翹和紅花木的耐淹性較差,耐淹時間約7天;灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃具有一定的耐淹能力,耐淹時間約14天;朱纓花和朱蕉的耐淹能力最強,耐淹時間約 28 d。根據同一組中游離脯氨酸、葉綠素總量、Chla和Chlb的比值綜合分析,它們的耐淹能力排序為:朱蕉>朱纓花>夾竹桃>錦繡杜鵑>灰莉>紅花木>金葉假連翹。因此,在濱水緩沖帶淹水深度約20 cm的優選植物有朱纓花和朱蕉,次選植物有灰莉、錦繡杜鵑和夾竹桃。
注:本文圖片均為作者自攝。
致謝:感謝李曦亭、王棟宇、穆德梅、宋妍等在采樣與分析測試中的幫助!
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