CN104839160A

CN104839160A - 一种玉米抗旱浸种液及其制备方法

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Publication number: CN104839160A
Application number: CN201510130846.1A
Authority: CN
Inventors: 姜超强; 祖朝龙; 许大凤; 陈洪俭; 李成; 王世济; 齐耀程
Original assignee: INSTITUTE OF TOBACCO ANHUI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: INSTITUTE OF TOBACCO ANHUI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: CN104839160B

Abstract

本发明公开了一种玉米抗旱浸种液，每升浸种液中各组分的含量为：褪黑素0.23-23mg、L-天冬氨酸0.13-13mg、氢氧化钾9-11mg、乙醇0.4-0.6mL、水余量。播种前利用本发明中的玉米抗旱浸种液对玉米种子进行浸泡处理，能有效解决当前玉米生产中干旱条件下玉米种子发芽率低的问题。本发明配方合理，流程简单，投入低，效果好。

Description

一种玉米抗旱浸种液及其制备方法

技术领域

本发明属于农作物浸种剂领域，具体地说，涉及一种玉米抗旱浸种液及其制备方法。

背景技术

干旱是限制植物生长发育和作物产量的主要因素，也是世界农业和社会发展的重要制约因素。玉米是世界三大粮食作物之一，也是重要的饲料和工业原料，在全球粮食安全和经济发展中具有举足轻重的地位。2014年中国统计年鉴报告指出玉米是我国播种面积最大和总产最高的粮食作物。目前，我国玉米种植面积已达3600万hm²，但其中一半以上种植在西北、西南、华北和东北地区等主要依靠自然降水的旱地上。这些地区年降雨量仅为200～600mm，有些地方蒸发量大，水分流失快且降水分布不均，水分对玉米的生长发育满足率很低，严重影响玉米的生长，造成产量低而且年际间不稳定。

在影响玉米产量的自然逆境因素中，干旱是最重要的、在各生态区具有普遍性的限制因素。夏秋玉米播种期通常正值高温干旱天气，土壤较干，水分蒸发较快，导致玉米无法正常播种，且出苗慢、出苗不整齐、基本苗少，常常伴随着种子病害和矿质营养吸收能力下降的现象，严重干旱还导致播种面积下降，产量损失严重。王崇桃和李少昆的研究表明，在限制玉米产量的诸多因素中，干旱的影响占9.3％-35.1％，按玉米区试产量潜力计算，每公顷损失玉米产量达359.5-1188.0kg。例如，2007年我国东北地区受干旱的影响，玉米减产高达25％以上，严重影响我国粮食总产的稳定。此外，随着极端天气的增多，异常干旱频繁出现，因此，开展玉米抗旱性研究，探索提高玉米抗旱技术措施，尤其是提高干旱条件下玉米种子萌发能力的有效技术，对提高玉米苗期乃至生育中后期均有重要作用，也将为玉米高产稳产提供技术支撑和基础保障。

作物对干旱的抵御能力主要受遗传特性和作物体内生理状况等因素的制约。与通过育种、转基因技术改良作物等手段提高农作物抗旱性能的方法相比，采用外源物质，如用植物生长调节剂来提高植物抗旱能力，是一种相对快捷、操作灵活的方法。因此，应用抗旱剂来增强植物抵御干旱的能力，为农业化学抗旱节水提供了一条新的途径。这些抗旱剂的主要成分有磷酸二氢钾(KH₂PO₄)、脱落酸(ABA)、细胞分裂素(CTK)、油菜素内酯(BR)和多胺等。但是这些抗旱剂的使用仍存在着较大的不足，如技术流程复杂、处理成本高、效果不稳定等，因此未能有效解决干旱条件下玉米种子萌发及种苗活力低等问题。褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)为吲哚类化合物，是目前已知的抗氧化作用最强的内源性自由基清除剂，对植物抵御干旱、高盐、低温和氧化胁迫等不良影响均有重要作用。L-天冬氨酸是一种无毒、无污染、易降解的环境友好型化学品，具有强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的全面吸收的功能。然而，褪黑素和L-天冬氨酸对植物抗旱能力作用的研究甚少，尤其是对干旱条件下种子萌发的作用并不清楚。但是基于褪黑素能够提高植物抗性的作用以及L-天冬氨酸能够增强植物营养吸收的功能，我们推测二者配合使用将能提高玉米种子在干旱条件下的萌发能力。

综上，尽管目前已有一些技术方案可以部分解决干旱条件下玉米萌发困难的问题，但存在操作流程复杂、处理成本高、效果差、对环境要求高、种子后续处理困难等问题。可见，目前的一些技术方案只是部分解决在中等干旱条件下玉米种子的萌发问题，在较高的干旱条件下玉米种子发芽率低、出苗不整齐以及种苗生长慢等问题仍有待解决。因此，开发一种简单、经济、高效的适用于促进干旱条件下玉米种子萌发的新技术方法，是十分必要的。

发明内容

本发明旨在提供一种玉米抗旱浸种液及其制备方法以及利用该浸种液促进干旱条件下玉米种子萌发的方法，该方案流程简单，投入低，效果好，能有效解决当前玉米生产中干旱条件下玉米种子发芽率低这一关键技术问题。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：一种玉米抗旱浸种液，其特征在于，由褪黑素、L-天冬氨酸、氢氧化钾、乙醇和水混合溶解而成，每升浸种液中各组分的含量为：褪黑素0.23-23mg、L-天冬氨酸0.13-13mg、氢氧化钾9-11mg、乙醇0.4-0.6mL、水余量。

所述的玉米抗旱浸种液，其特征在于，每升浸种液中各组分的含量为：褪黑素2.3mg、L-天冬氨酸1.3mg、氢氧化钾10mg、乙醇0.5mL、水余量。

所述的玉米抗旱浸种液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配方比例称量取各组分原料；

(2)将褪黑素和乙醇按比例溶解并混匀；

(3)将L-天冬氨酸和氢氧化钾溶解于适量的水中，充分溶解并混匀；

(4)将步骤(2)、(3)得到的溶液混合并用适量的水定容至1L，充分搅拌混匀即可。

所述的玉米抗旱浸种液在玉米浸种中的应用，具体方法为：

播种前，将玉米种子浸泡于本发明的浸种液中，浸泡12-24小时，浸泡温度为22-28℃，并保持黑暗环境。

玉米播种期常受到干旱气候的影响，导致玉米种子发芽率低，种苗质量差，生长缓慢，甚至发生死亡等问题，从而导致玉米生产的严重损失。

本发明重点围绕干旱条件下玉米种子发芽率低、幼苗活力低、种苗质量差等问题，提出了一种新的玉米抗旱浸种液及应用该浸种液促进干旱条件下玉米种子萌发的方法，能够高效、省时、经济的促进干旱条件下玉米种子萌发。

本发明首次采用褪黑素+L-天冬氨酸+氢氧化钾配合使用的方法对玉米种子进行浸种处理，该方法处理后，玉米种子和种苗的抗旱能力均显著增强，在干旱条件下，玉米种子的发芽率、发芽势、种苗质量显著提高。

其中，褪黑素是一类重要的吲哚类化合物，是目前已知的抗氧化作用最强的内源性自由基清除剂，用于诱导植物提高抗旱能力。而L-天冬氨酸为氨基酸的聚合物，可以强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的全面吸收，用于诱导种子萌发。氢氧化钾可以中和酸性的L-天冬氨酸，调节浸种液的pH。

玉米种子在本发明的浸种液中浸泡后，可大幅提高干旱条件下玉米种子的萌发能力，种子发芽率显著提高。该方法简单易行、处理时间短、效果稳定、成本低，可有效解决干旱条件下玉米种子萌发率低的问题。

具体实施方式

以上概括的描述了本发明，可通过参照本文提供的某些具体实施例进一步理解本发明，这些实施例仅是为了说明而不是限制本发明。

以下详细说明本发明的具体实施例。

试验选用的玉米品种为农大108。

每个实施例设两个处理，分别为对照组和试验组，每组处理重复3次。

为了体现本发明所提供的浸种液对促进干旱条件下玉米发芽的作用，我们检索和查阅了大量的有关玉米浸种液和抗旱浸种液文献(包括论文、专利和网页报道等)，最终选择了0.2％的磷酸二氢钾溶液作为对照浸种液。对照组的玉米浸种液组成为：2g磷酸二氢钾和水，将2g磷酸二氢钾溶解与适量的水并用水定容至1L。

实施例1

试验组的玉米浸种液组成如下：0.23mg褪黑素、0.5mL乙醇、0.13mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾加水定容到1L。该试验组的玉米浸种液是按照以下步骤制备：先用0.5mL乙醇溶解0.23mg褪黑素并混匀，用100mL水溶解0.13mg L-天冬氨酸和10mg氢氧化钾并混匀，将上述溶液混合并用适量的水定容至1L，充分搅拌混匀，即可得到试验组的浸种液。

选取籽粒饱满一致的玉米种子，将种子分别浸泡在上述对照组的浸种液和试验组的浸种液中，在25℃黑暗条件下浸泡16小时，让种子与浸种液充分接触。

将对照组和试验组中经过浸种液浸泡的种子分别预先备好的培养皿中(装有双层滤纸的直径为12cm的培养皿)，加入15mL 15％的PEG模拟干旱条件下进行发芽试验，每组设3个重复。培养皿置于光照培养箱中培养，培养条件为：白天28℃，黑夜22℃，光照时间14h，黑暗时间10h。每天更换新的15％PEG，更换前用水冲洗种子3-4，并将水吸干，维持同等干旱胁迫条件，并分别在第3天和第7天统计种子发芽势和发芽率，以胚根达种子直径长作为发芽标准。

对照组种子发芽势和发芽率分别为11.9％和37％，试验组种子发芽势和发芽率分别为45.9％和62.2％。试验组发芽势和发芽率分别是对照组的1.9倍和1.4倍。

实施例2

按照实施例1完全相同的材料和步骤，仅将试验组的组成进行修改。

试验组浸种液组成如下：2.3mg褪黑素、0.5mL乙醇、0.13mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为26.7％和63％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.2倍和1.4倍。

实施例3

试验组浸种液组成如下：23mg褪黑素、0.5mL乙醇、0.13mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为25.9％和63％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.2倍和1.4倍。

实施例4

试验组浸种液组成如下：0.23mg褪黑素、0.5mL乙醇、1.3mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为29.6％和68.9％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.5倍和1.5倍。

实施例5

试验组浸种液组成如下：2.3mg褪黑素、0.5mL乙醇、1.3mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为31.9％和72.6％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.7倍和1.6倍。

实施例6

试验组浸种液组成如下：23mg褪黑素、0.5mL乙醇、1.3mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为30.4％和68.9％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.6倍和1.5倍。

实施例7

试验组浸种液组成如下：0.23mg褪黑素、0.5mL乙醇、13mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为25.9％和62.2％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.2倍和1.4倍。

实施例8

试验组浸种液组成如下：2.3mg褪黑素、0.5mL乙醇、13mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为28.9％和63％，发芽势和发芽率分别是对照组的2.4倍和1.4倍。

实施例9

试验组浸种液组成如下：23mg褪黑素、0.5mL乙醇、13mg L-天冬氨酸、10mg氢氧化钾和水。

试验组种子发芽势和发芽率分别为25.9％和62.2％，发芽势和发芽率比分别是对照的2.2倍和1.4倍。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。

必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

在干旱条件下进行玉米种子发芽实验，本发明玉米抗旱浸种液对玉米种子发芽势(第3天)和发芽率(第7天)的影响如表1所示。

表1

由表1可见，本发明提供的浸种液能够显著提高干旱条件下玉米种子的发芽势和发芽率。经统计分析，实施例中玉米种子经过本发明提供的浸种液进行浸泡，发芽率比目前认为较为理想的玉米浸种液(KH₂PO₄)具有更为显著的效果，玉米种子发芽势提高了92.2％～167.8％，发芽率提高了35.3％～57.9％。充分说明了本发明提供的浸种液对促进干旱条件下玉米种子发芽具有显著作用。

Claims

1.一种玉米抗旱浸种液，其特征在于，由褪黑素、L-天冬氨酸、氢氧化钾、乙醇和水混合溶解而成，每升浸种液中各组分的含量为：褪黑素0.23-23 mg、L-天冬氨酸0.13-13 mg、氢氧化钾9-11 mg、乙醇0.4-0.6 mL、水余量。

2.根据权利要求1所述的玉米抗旱浸种液，其特征在于，每升浸种液中各组分的含量为：褪黑素2.3 mg、L-天冬氨酸1.3 mg、氢氧化钾10mg、乙醇0.5mL、水余量。

3.如权利要求1所述的玉米抗旱浸种液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按配方比例称量取各组分原料：

（2）将褪黑素和乙醇按比例溶解并混匀；

（3）将L-天冬氨酸和氢氧化钾溶解于适量的水中，充分溶解并混匀；

（4）将步骤（2）、（3）得到的溶液混合并用适量的水定容至1 L，充分搅拌混匀即可。

4.如权利要求1所述的玉米抗旱浸种液在玉米浸种中的应用。