CN103975921B - 一种穗萌抑制剂及抑制水稻穗萌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穂萌抑制剂及抑制水稻穂萌的方法，所述穂萌抑制剂以水为溶剂，含有1000～2000mg/kg的丁香酚。所述抑制水稻穂萌的方法包括：在水稻的乳熟末期至黄熟初期期间，将上述的穂萌抑制剂均匀喷施于稻穗上。本发明以低毒性易降解的丁香酚作为水稻穂萌抑制剂的主要成分，不但有效地降低了水稻穂萌率，而且使收获之后的水稻种子保持良好的综合品质；该处理剂以水为基质，未添加任何有机溶剂，环保效益好，生产工艺简单，材料用量少，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于种子生产技术领域，具体涉及一种穂萌抑制剂及抑制水稻穂萌的方法。
背景技术
穗萌是指谷物在收获前因遇到适合发芽的条件而在穗上萌发的现象。穗萌除了造成大量种子劣变外，危害更大的是给种子贮藏和浸种催芽增加了难度，严重影响种子质量。我国水稻穗萌问题相当突出，一般穗发芽率为5％左右，但若成熟期间遇到阴雨天气则大量穗发芽，少则10％，多的高达50％以上，造成农业生产上严重的经济损失。
在现有抑制水稻穂萌的方法中，除了通过遗传改良的方法改进种子休眠特性外，通过施用穗萌抑制剂来控制穗萌也是减少穗萌发生的一种有效途径。一些生长延滞类物质，如青鲜素、多效唑、烯效唑、矮壮素、ABA等具有一定的穗萌抑制效果，其中以青鲜素和ABA抑制效果最强，段宪明，樊龙江，马华升等在“利用外源抑制物质控制杂交水稻种子穗萌”(简报[J].浙江农业大学学报，1991，17(3)：331-332)中曾用1000mg/kg青鲜素进行田间施用，起到了抑制穂萌的作用，但是收获后进行为期三个月的贮藏，发现正常发芽的种子明显减少，出现畸形苗的概率增加，因此青鲜素因其毒理问题难以广泛应用。
为了降低穂萌抑制剂对收获之后的水稻种子发芽的影响，公告号为CN101773137A的专利文献公开了一种杂交水稻穂发芽抑制剂，其抑制剂的主效成分及其重量(克)计算的组成范围为：植酸(2.200～5.900)、脱落酸(0.120～0.850)、氯化钙(6.520～9.400)、硼酸(7.500～10.200)、多效唑(0.100～0.800)、水杨酸(0.001～0.010)。
公告号为CN103636666A的专利文献公开了一种抑制水稻穗上种子发芽的方法，在水稻种子蜡熟中期至黄熟初期，喷施抑穗萌剂，其中所述抑穗萌剂的配方为每升水溶液中添加0.20～0.8g的10％S-诱抗素、0.25g左右乙烯利、8～20gNaCl和5ml左右除草剂立收谷，混匀；喷施前在每升本混合型抑穗萌剂中加2～6滴表面活性剂，如吐温80，摇匀；每亩水稻杂种制种田喷施本混合型抑穗萌剂20～30升；将混合型抑穗萌剂均匀地喷施在水稻穗层。
上述两种方法均可以起到抑制水稻穂萌的作用，并且对收获之后的种子的发芽无不良影响，但是其喷施的穂萌剂中含有多种化学试剂，对于水稻种子的品质将产生一定的影响以及食用安全存在一定的隐患，而且不利于环保。
发明内容
本发明提供了一种穂萌抑制剂，可以有效地降低水稻的穂萌率，环保且制备方法简单方便。
一种穂萌抑制剂，以水为溶剂，含有浓度为1000～2000mg/kg的丁香酚。
丁香酚(4-烯丙基-2-甲氧基苯酚)来源于植物天然提取物，目前其人工合成工艺较为完善，资源广泛，毒性低，相对于传统化学药剂而言具有更好的安全性和环保效益，本发明将其制备得到穂萌抑制剂能够有效地降低穂萌率。
更优选为：所述丁香酚的浓度为1500～2000mg/kg。
最优选为：所述丁香酚的浓度为2000mg/kg。
本发明还提供了上述穂萌抑制剂的制备方法，由于丁香酚不溶于水，因此本发明将丁香酚先进行乳化。先将丁香酚与乳化剂混合均匀，再加入水搅拌混匀得到所述穂萌抑制剂。作为优选，所述丁香酚与所述乳化剂的重量比为2：4～2：3。作为更优选，所述丁香酚与所述乳化剂的重量比为2：3。
作为优选，所述乳化剂为烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
作为更优选，所述乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和十二烷基苯磺酸钙中的至少一种。
本发明还提供了一种抑制水稻穗萌的方法，包括：在水稻的乳熟末期至黄熟初期期间，将上述穂萌抑制剂均匀喷施于稻穗上。
本发明抑制水稻穂萌的方法简单方便，有效地降低了水稻的穂萌率，并且使收获之后的水稻种子保持良好的综合品质。
若穂萌抑制剂的喷施量过大，不但造成浪费，而且可能会影响水稻种子的质量；若喷施量过少，则不能有效地起到抑制作用。作为优选，所述穂萌抑制剂的喷施量为每亩25～40kg。作为更优选，所述穂萌抑制剂的喷施量为每亩30kg。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明以低毒性易降解的丁香酚作为水稻穂萌抑制剂的主要成分，不但有效地降低了水稻穂萌率，而且使收获之后的水稻种子保持良好的综合品质；
(2)该处理剂以水为基质，未添加任何有机溶剂，环保且生产工艺简单，材料用量少，成本低廉。
具体实施方式
以下实施例中，水稻品种“钱优1号”来自浙江农科种业有限公司；聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和98％丁香酚原药来自上海国药集团化学试剂有限公司；十二烷基苯磺酸钙购自于上海晟业实业有限公司；磁力搅拌器型号为ZNCL-BS，购自于上海越众仪器设备有限公司。
实施例1
5％水稻穗萌抑制剂：将丁香酚原药与乳化剂混合均匀，加入少量蒸馏水搅拌均匀，而后缓慢加入剩余蒸馏水，进行充分搅拌。其中丁香酚5％、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯5％，十二烷基苯磺酸钙2.5％、水87.5％。
5％水稻穗萌抑制剂的理化性质和稳定性：
外观：乳白色液体，无可见悬浮物及沉淀；
乳化分散性：能快速而均匀分散于水中，呈现透明的均一稳定溶液；
贮藏稳定性：常温下放置半月后出现分层，轻微摇晃即可恢复均相；
冷贮性试验：0℃冰箱中贮放一周，制剂与常温放置下无异，稍微摇晃即可恢复均相。
实施例2
1、供试材料：杂交水稻钱优1号F1种子
2、供试药剂：5％有效成分的穗萌抑制剂
3、试验方法
药剂配置和处理：将实施例1中5％的穗萌抑制剂按表1中的配比稀释成实验所需浓度。水稻种子经0.1％次氯酸钠溶液消毒后分别用清水(CK)和表1中所述浓度的穂萌抑制剂均匀喷洒，一小时后取出种子晾干置床。
种子发芽和幼苗指标：发芽条件设置为光照8h，30℃；无光照16h，20℃。采用纸床发芽，小号发芽盒(12*12cm)加三层滤纸。每个处理100粒种子，设置三次重复。在发芽第4天测定发芽势，前7天的每日统计发芽数，用于计算平均发芽时间(MGT)和发芽指数(GI)。其中MGT＝∑(Gt×Dt)/∑Gt，发芽指数：GI＝∑(Gt/Dt)(其中Gt为在不同天数的发芽数，Dt为发芽天数，∑Gt为发芽数总和)。在发芽第十四天，每个重复随机取十株幼苗，测量幼苗长度和干重。
α-淀粉酶活性测定：在置床后12h，24h，48h，72h，96h五个时间点进行取样，每样三次重复。样品经液氮速冻后保存于-80℃冰箱。α-淀粉酶活性测定方法参照李合生，孙群，赵世杰等编写的《植物生理生化实验原理和技术》(北京：高等教育出版社，2001)中定义的DNS法。
统计分析：采用SAS(V9.1)软件进行方差分析，多重比较采用LSD法，α＝0.05。
1、试验结果
本实施例中，用有效浓度为1000mg/kg，1500mg/kg，2000mg/kg抑制剂处理的水稻种子的平均发芽天数均显著高于对照组。在发芽指数上，仅1500mg/kg，2000mg/kg显著低于对照(见表2)，表明在本实施例所选范围内，抑制剂可在发芽早期延缓水稻种子发芽，且效果随抑制剂浓度增加而增强。在发芽后期，所选三个浓度在根苗干重和全苗长上与对照均无显著差异(见表3)，说明所选浓度范围内的抑制剂对种子成苗过程影响不大。
表1三个浓度穂萌抑制剂的配置
表2三种浓度穂萌抑制剂对钱优1号水稻种子发芽的影响
*不同小写字母表示不同处理间的差异显著(LSD，α＝0.05)，下同。
表3三种浓度穂萌抑制剂对钱优1号水稻种子幼苗素质的影响
实施例3
实施例2中确认了穗萌抑制剂对种子发芽的延缓作用，本实施例中对该穂萌抑制剂在田间的穗萌抑制效果进行研究。
1、供试材料：籼型三系杂交水稻钱优1号
2、供试药剂：5％有效成分的穗萌抑制剂
3、试验方法
试验于2013年在浙江大学紫金港校区农场进行，根据亲本的生育期特点进行分期播种，中途分次喷施赤霉素，以保证双亲花期相遇。每一处理设置三次重复，单个小区南北走向长度约为2.5m，间隔0.5m，东西走向宽度约为1m，间隔父本20cm，小区面积为2.5m2。
药剂配置和处理：将实施例1中5％的穗萌抑制剂按表1稀释成实验所需浓度。
喷施时间和方法：在乳熟末期至黄熟初期期间按照每亩30kg药量均匀喷施，对照组喷施等量清水。
穗萌环境营造：田间搭起钢架，高度2.5m左右，架上挂喷雾装置，喷药后隔天开始每日早上6:00到下午6:00，每隔半小时喷水一次，喷淋至叶片滴水为止，保持穗层湿润。
取样方法：水稻成熟后进行收获，每个小区三点取样，每样取20个稻穗，合计60个穗，进行统计穗芽率和穗芽指数，其余材料收获后晾干用于贮藏和贮藏后研究。
穗芽种子分级标准和穗萌指标计算方法：
0级-完整种子；
1级-胚部稃壳破裂种子；
2级-芽长(或根长)未及谷长种子；
3级-芽长(或根长)超过谷长种子。
芽谷数＝2级种子数+3级种子数。
穗芽率＝(芽谷数/供试种子数)×100。
穗芽指数＝[0×0级种子数+1×1级种子数+3×2级种子数+5×3级种子数]/供试种子数。
结果表明钱优1号制种田喷施1000mg/kg，1500mg/kg以及2000mg/kg的穗萌抑制剂之后，能够降低水稻的穗芽率和穗萌率，尤其是1500mg/kg和2000mg/kg的处理与对照处理之间呈显著差异，在相同的穗萌环境下，对照组的穗芽率为28％，而1500mg/kg和2000mg/kg处理之后的穗芽率分别为18％和16％，穗芽率和穗萌指数均显著低于对照组(见表4)。对收获后的材料进行清选和发芽试验，以及贮藏一个月后的种子进行发芽试验，结果发现经穂萌抑制剂处理和对照处理间差异不显著(见表5和表6)，说明穗萌抑制剂处理对水稻种子后续的抑制效果不强烈，不会影响水稻种子的发芽能力。
表4不同浓度穂萌抑制剂对钱优1号的穗萌抑制效果
表5不同浓度穂萌抑制剂喷施后收获的钱优1号种子发芽情况(收获时)
表6不同浓度穂萌抑制剂喷施后收获的钱优1号种子发芽情况(贮藏一月后)
Claims (9)
1.一种抑制水稻穗萌的方法，其特征在于，包括：在水稻的乳熟末期至黄熟初期期间，将穂萌抑制剂均匀喷施于稻穗上，所述穂萌抑制剂以水为溶剂，含有浓度为1000～2000mg/kg的丁香酚。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁香酚的浓度为1500～2000mg/kg。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁香酚的浓度为2000mg/kg。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穂萌抑制剂通过如下方法制备：
先将丁香酚与乳化剂混合均匀，再加入水搅拌混匀，得到所述穂萌抑制剂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述乳化剂为烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和十二烷基苯磺酸钙中的至少一种。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穂萌抑制剂的喷施量为每亩25～40kg。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述穂萌抑制剂的喷施量为每亩30kg。
9.丁香酚在抑制水稻穗萌中的应用。
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