CN104472061A - 一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法 - Google Patents

Abstract

<b/>本发明公开了一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法，步骤：A.引发剂的配制：配制三种引发剂，分别是H₂O，10%PEG-6000溶液和0.5mmol/L Spd溶液；B.种子引发剂浸泡处理：将稻种浸于引发剂中，浸泡22-26小时，其中在第10-14个小时时更新一次引发剂；C.稻种回干：将浸泡于引发剂中22-26小时后的稻种取出，24-26℃的鼓风干燥箱烘干，干燥后的稻种至于干燥箱中保存；D.播种：采用机械直播或者人工撒播的方式进行。方法易行，操作简便，解决了旱直播水稻生产中由于干旱胁迫造成的发芽率低和出苗不整齐的问题，确保了水稻机械化旱直播条件下一播全苗。稻种的引发处理显著提高了种子活力，从而提高旱直播水稻发芽率和出苗整齐度，同时提高秧苗素质和产量。

Description

一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法

技术领域

本发明属于农作物栽培技术领域，更具体涉及一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法。

背景技术

水稻旱直播是一项新型高效省工、节水和易于机械化的栽培技术，也是当前水稻生产技术转型期稳定面积、提高产量的优选技术之一。作为新型高效节水栽培技术，水稻旱直播在稳定水稻种植面积方面发挥着不可替代的作用，在我国具有广阔的发展前景。然而在大面积生产上，成苗率低和出苗不整齐是旱直播水稻夺取高产、稳产的限制因子，这也成为旱直播大面积推广的关键制约因素。

大量研究表明，种子引发处理可以显著的提高种子的出苗速度、出苗率和整齐度，而且能够增强种子的抗逆性。种子引发是一项控制种子缓慢吸水和后期回干，使种子达到胚根即将突破种皮时的早期萌发状态，为萌发提前进行生理准备的一种播种种子处理技术。种子引发的原理是在控制水势的条件下，使种子缓慢吸收水分并停留在吸胀的第二阶段(滞缓期)，种子内部发生一系列生理生化反应后，处于准备发芽的代谢状态。通过引发处理，种子内部与贮藏物质代谢有关酶活性升高，可溶性糖和游离脯氨酸含量均有所增加，另外，引发处理可有效降低种子萌发过程中0^2-自由基的积累，提高呼吸速率，为萌发提供足够的能量，促进种子萌发，使种子出苗速度、出苗率和整齐度提高，这就是本发明研究目的所在。

发明内容

针对旱直播水稻播种时遭遇的干旱胁迫，本发明的目的是在于提供了一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法，方法易行，操作简便，解决了旱直播水稻生产中由于干旱胁迫造成的发芽率低和出苗不整齐的问题，确保了水稻机械化旱直播条件下一播全苗。稻种的引发处理显著提高了种子活力，从而提高旱直播水稻发芽率和出苗整齐度，同时提高秧苗素质，进而可以提高产量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法，其步骤是：

a、引发剂的配制：本实验所用引发剂为三种，分别是水(H₂O)，聚乙二醇溶液(10％PEG)和亚精胺溶液(0.5mmol/LSpd)。根据播种稻种的重量，通过稻种质量与引发剂体积比为1:5(w/v)这一比例，确定引发剂的用量，10％PEG溶液配制方法为：PEG选用PEG-6000。确定所需引发剂体积后，按照PEG-6000(药品)质量与水体积比1:9确定PEG-6000(药品)和水的体积，随后将PEG-6000(药品)溶于水中，即可配得10％PEG溶液；0.5mmol/LSpd溶液配制方法为：首先制备1mol/L Spd溶液，溶解2.55g亚精胺于适量(5-8ml)的水中，定容使终体积为10ml。然后分装成小份贮存于-20℃，使用时，根据所需引发剂体积确定Spd物质的量，取相应体积的1mol/L Spd溶液，稀释，定容。

b、稻种引发剂浸泡处理：根据稻种的量选择适当的容器(如：盆钵)，将稻种浸于引发剂中，稻种质量与引发剂体积比为1:5(w/v)，将容器置于在24-26℃的黑暗培养箱内，于10-14个小时时更新一次引发剂，引发22-26小时；c、稻种回干：引发剂浸泡处理22-26小时后，取出稻种用蒸馏水冲洗50-70秒，用吸水纸吸干后放入24-26℃的鼓风干燥箱，使回干稻种的水分含量低于10％，回干后的稻种若需保存，应在4℃条件下低温保存；

d、播种：根据前茬收获期和避开抽穗期高温(35℃)来确定播期，采用机械直播或者人工撒播，播种量常规稻品种60kg ha^-1，杂交稻品种15-20kg ha^-1。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

通过本发明在旱直播水稻上的应用，引发处理能够提高干旱胁迫下种子出苗速度和最终发芽率。综合两品种数据可知，播种后两天引发处理种子的发芽率为13.3-24.4％，而非引发处理种子的发芽率仍为零。此外，干旱胁迫下各引发处理最终发芽率的平均值为86.3％，相较于非引发处理高出32.8％。引发处理后不同基因型水稻的发芽率间存在差异，黄华占经PEG、Spd引发后最终发芽率高达88％-93％，较于非引发高出41.9-50.0％。类似地，扬两优6号经H₂O、PEG、Spd引发后最终发芽率达65.6％-91.1％，较非引发高出26.3-34.4％。

附图说明

图1为一种水稻品种黄华占和扬两优6号在正常水分条件以及15％PEG溶液模拟干旱条件下的出苗速度情况。DAS：播种后天数。其中图1a和图1b是两个品种正常水分培养下的出苗速度，图1c和图1d是两个品种15％PEG溶液模拟干旱条件下的出苗速度，该图说明引发处理能够提高干旱胁迫下种子出苗速度和最终发芽率，非干旱胁迫下引发处理具有相同效果。

图2为一种不同引发剂引发处理的稻种在正常环境及15％PEG溶液模拟干旱胁迫环境下α-淀粉酶活性及可溶性糖含量。

HHZ：黄华占，YLY6：扬两优6号。其中图2a和图2b是两个品种正常水分培养下的α-淀粉酶活性及可溶性糖含量，图2c和图2d是两个品种15％PEG溶液模拟干旱条件下的α-淀粉酶活性及可溶性糖含量。该图说明引发处理能够提高干旱胁迫下幼苗体内α-淀粉酶活性及可溶性糖含量，非干旱胁迫下引发处理具有相同效果。

图3为一种不同引发剂处理稻种大田旱直播试验条件下幼苗发育情况。

HHZ：黄华占，YLY6：扬两优6号。

图3中的a、b、c、d分别是大田旱直播试验条件下两品种的最大根长、每苗根鲜重、芽长、每苗芽鲜重。该图说明引发处理能够提高大田生长环境下的幼苗素质。

具体实施方式

实施例1：

一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法(水培试验)，其步骤是：

1、试验材料、引发剂以及干旱条件的模拟：

试验于2014年在华中农业大学作物栽培生理中心进行，参试品种为两个不同类型的籼稻品种：黄华占(常规籼稻)和扬两优6号(杂交籼稻)。配制引发剂，引发剂包括水引发、PEG-6000(10％)引发、Spd(0.5mmol L-1)引发，并以非引发种子作为对照。通过配制15％PEG-6000溶液模拟干旱胁迫并以蒸馏水(非干旱胁迫)做对照，蒸馏水或PEG溶液的体积均为3L。

2、引发处理及发芽率、出苗速度等相关指标的测定：

2.1、将稻种浸于引发剂中，稻种质量与引发剂体积比为1:5(w/v)，将容器置于在25℃的黑暗培养箱内，

于12个小时时更新一次引发剂，引发24小时。取出稻种用蒸馏水冲洗1min，用吸水纸吸干后放入25℃的鼓风干燥箱，使回干稻种的水分含量低于10％。使用体积为4L的容器盛放蒸馏水或模拟干旱胁迫条件的PEG溶液，选择每个引发处理后的稻种30粒播种在漂浮于盆钵内溶液表面的浮板上，将容器放入培养箱内，光照12h d^-1，光照强度为12000lux，相对湿度设置为60％，且光照和黑暗条件下温度设置分别为30℃和25℃。试验采取完全随机区组设计，共3次重复。

2.2、播种后第一天开始每天统计发芽的情况，直到发芽数恒定为止，发芽的标准是芽和胚轴的长度均超过2mm，播后第8天从每个处理中随机取10株幼苗统计最大芽长及根长，并将芽和根分开，立刻称得鲜重。样品放入-80摄氏度超低温冰箱内保存，并及时测得α-淀粉酶活性和可溶性糖含量。

试验结果分析

PEG-6000模拟干旱胁迫下引发处理对水稻种子发芽、幼苗生长及其生理特性的影响

图1为水稻品种黄华占和扬两优6号在水分条件正常以及15％PEG溶液模拟干旱条件下的出苗速度情况。横坐标2DAS至6DAS表示为播种后2天至播种后6天。其中图1a和1b是两个品种正常水分培养下的出苗速度，图1c和图1d是两个品种15％PEG溶液模拟干旱条件下的出苗速度,由图1c和1d可以看出干旱胁迫下两品种的出苗速度和最终发芽率均显著降低，然而，引发处理能够提高干旱胁迫下种子出苗速度和最终发芽率(表1，图1c和1d)。综合两品种数据可知，干旱胁迫下播种后两天引发处理种子的发芽率为13.3-24.4％，而非引发处理种子的发芽率仍为零(图1c和1d)。此外，干旱胁迫下各引发处理最终发芽率的平均值为86.5％，相较于非引发处理高出33％。非干旱胁迫下，引发处理也能够提高种子的出苗速度和最终发芽率，其中Spd引发效果最佳，PEG引发效果次之(表1，图1c和1d)。

由表1可见，干旱胁迫显著抑制幼苗生长，然而，各引发处理能够在不同程度上缓解干旱胁迫的抑制效应。干旱胁迫下，两种不同基因型水稻经引发处理后芽长、最大根长、芽鲜重、根鲜重均高于非引发处理的。汇总两品种数据可知，4种引发处理中Spd引发效果最佳，芽长、最大根长、芽鲜重、根鲜重较非引发分别高出64.9％、51.8％、36.8％和76.6％。而PEG引发在干旱胁迫下生长表现最差，但仍明显优于非引发对照。

干旱胁迫能够降低两品种中α-淀粉酶活性及可溶性糖含量(扬两优6号α-淀粉酶活性除外)，而各引发处理能够不同程度的提高水稻幼苗内α-淀粉酶活性(图2a和2c)和可溶性糖含量(图2b和2d)。综观两品种及各引发处理的数据发现，干旱胁迫下，引发处理水稻幼苗内α-淀粉酶活性和可溶性糖含量分别比非引发处理高出96.9％和53.5％。其中，Spd引发效果较好，相较于非引发处理α-淀粉酶活性和可溶性糖含量分别高出95.0％和51.4％。同时，非干旱胁迫下，引发处理也有同样的效果。

表1.不同引发剂引发处理的稻种在正常环境及15％PEG溶液模拟干旱胁迫环境下的发芽及幼苗生长状况

实施例2：

一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法(大田试验)，其步骤是：

1、大田试验地点选择在武穴市大金镇张榜村，属于鄂东南水稻主产区。

2、稻种的引发处理：分别使用H₂O，10％PEG溶液和0.5mmol/L Spd溶液按照上述方法引发稻种。并在干燥条件下保存。

3、田间的试验设计：试验选取两个不同类型的籼稻品种：黄华占(常规籼稻)和扬两优6号(杂交籼稻)，试验小区为裂区设计，四次重复，品种为主区，各引发处理为副区，并用非引发处理做对照。

4、播种日期：播种日期为6月29日，采用人工穴直播，每5cm播一粒稻种，行距20cm。

5、出苗速度的观测：播种后第一天开始观察出苗情况，至出苗情况保持稳定。于播种后第8天在田间取1m长度内的幼苗样品，从每个处理中随机选取10株幼苗样品量得最大芽长与根长，随后将芽和根分开，立刻称得鲜重。

6、于成熟期取样测产，并取样测得产量构成。

试验结果分析

大田条件下两品种幼苗生长状况如图3所示,与盆栽试验结果相吻合，各引发处理能够显著提高旱直播条件下稻种的幼苗素质。黄华占在Spd引发处理下生长表现最佳，其芽长、最大根长、单苗芽鲜重及根鲜重分别为4.8cm、6.0cm、29.2mg和13.4mg，分别比非引发的高出63.5％、192.6％、91.1％和102.3％(分别比非引发的高出0.64、1.93、0.91和1.02倍)。对扬两优6号来说，Spd引发处理与PEG引发处理对幼苗生长的促进作用相当(图3)。

表2数据显示，三种引发处理均能够提高水稻产量，其中PEG和Spd引发处理的效果较好，水引发的效果较差。此外，两品种产量对各引发处理的响应存在差异，经Spd引发的黄华占的产量显著高于未引发的，而对于扬两优6号而言，经PEG引发处理后的产量最高，这与分蘖数的结果相吻合。不同引发处理下，生物量与产量也表现出了相同的趋势，而收获指数在各处理间无显著性差异。

表2.不同引发剂处理稻种大田旱直播试验条件下产量、产量构成等指标

Claims (1)

1.一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法，其步骤是：

a、引发剂的配制：所用引发剂分别是水，聚乙二醇溶液和亚精胺溶液，根据播种稻种的重量，通过稻种质量与引发剂体积比为1:5 w/v，确定引发剂的用量，10% PEG溶液配制方法为： PEG选用PEG-6000，确定引发剂体积后，按照PEG-6000质量与水体积比1:9确定PEG-6000和水的体积，将PEG-6000溶于水中，配得10% PEG溶液；0.5 mmol/LSpd溶液配制方法为：首先制备1mol/L Spd溶液，溶解2.55g亚精胺于水中，终体积为10ml，然后分装成小份贮存于-20℃，使用时，根据引发剂体积确定Spd物质的量，取相应体积的1mol/L Spd溶液，稀释，定容；

b、稻种引发剂浸泡处理：根据稻种的量选择容器，将稻种浸于引发剂中，稻种质量与引发剂体积比为1:5 w/v，将容器置于在24-26℃的黑暗培养箱内，于10-14个小时时更新一次引发剂，引发22-26小时；

c、稻种回干：引发剂浸泡处理22-26小时后，取出稻种用蒸馏水冲洗50-70秒，用吸水纸吸干后放入24-26℃的鼓风干燥箱，使回干稻种的水分含量低于10%，回干后的稻种保存，在4℃条件下低温保存；

d、播种：根据前茬收获期和避开抽穗期高温来确定播期，采用机械直播或者人工撒播，播种量常规稻品种60 kg ha^-1，杂交稻品种15-20 kg ha^-1。