CN106879276A - 一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，属于种植技术领域，包括如下步骤：（1）种子制取、（2）种子预处理、（3）沤种处理、（4）种子改性处理、（5）种子保温处理、（6）播种育苗。本发明处理方法能有效的提升种子的活性，增强了其萌发率和成活率，同时又改善了其对于重金属元素的吸收特性，使得育出的苗木在被重金属元素污染的土壤中仍能维持良好的生长态势，降低对此类元素的吸收，进而改善了果实的品质，有利于产业的健康持续发展。
Description
技术领域
本发明属于种植技术领域，具体涉及一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法。
背景技术
梨是人们生活中常见的水果之一，对于人体有良好的食用保健效果，目前已在我国广泛栽培。梨树的生长自然离不开土壤，但伴随着经济全球化的进一步发展，矿山开采和冶炼、汽车尾气排放、城市垃圾堆放、工业“三废”的排放、以及含重金属的农药、化肥和地膜的不合理使用等人为因素加剧了土壤重金属污染。土壤重金属污染具有隐蔽性、潜伏性、长期性和不可逆转性的特点。重金属污染物不仅可以破坏土壤生态系统,降低作物产量,并且可以在作物体内积累,通过食物链危及人类的健康。目前人们常通过化学试剂消解降低土壤中的重金属元素含量，但所需成本较高，不适于广泛推广，而提升植株本身抗重金属性能则是解决此问题的良好方式之一。人们通过复杂的杂交实验等进行新品种的培育，但工作量仍较大，而鲜少有种子播种前可改善其抗重金属特性的有效处理方法。
发明内容
本发明旨在提供一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，包括如下步骤：
（1）种子制取：
在梨树果实成熟季节，从长势旺盛、无病虫害的母株梨树上摘取外形饱满、色泽鲜艳、形状规整的健硕果实，自然放置至果皮柔软后，再对其进行粉碎处理，分离除去果肉后取得种子备用；
（2）种子预处理：
将步骤（1）所得的种子放入去离子水中揉搓清洗干净后捞出，然后在阴凉处静置10~14h，接着将其放入质量分数为0.8~1.2%的高锰酸钾溶液中浸泡处理6~10 min进行消毒处理，然后将其取出放入温度为75~85℃的去离子水中，以100~120转/分钟的转速保温搅拌处理20~25min，最后过滤取出放入常温条件下晾干备用；
（3）沤种处理：
将步骤（2）处理后的种子放入去离子水中浸泡处理4~6h后，再将草木灰喷洒在种子的外表面，然后将其与河砂进行间层铺设堆沤处理，具体是先铺设一层河砂，然后在河砂上铺设一层种子，再在种子上铺设一层河砂，总计堆放种子6~8层，保持河砂湿润，沤种处理6~8天后取出备用；
（4）种子改性处理：
a.将步骤（3）处理后的种子放入胁迫处理液中，不断搅拌处理15~20min后取出备用，所述胁迫处理液由如下重量百分比的物质组成：硝酸铅0.2~0.3%、硝酸镉0.1~0.2%、硝酸铈0.05~0.1%，余量为水；
b.将操作a处理后的种子放入干燥室内干燥至整体水含量为13~18%后，再将其取出单层平铺在高压种子处理装置底层的不锈钢板上，然后对种子施加场强为250~270kV/m的弧形电晕场，处理180~200s后取出备用；
c.将操作b处理后的种子二次放入胁迫处理液中，不断搅拌处理25~30min后取出备用，此时调节胁迫处理液中溶质的含量，调节后的胁迫处理液中各物质的重量百分比为：硝酸铅0.35~0.45%、硝酸镉0.2~0.3%、硝酸铈0.1~0.15%，余量为水；
d. 将操作c处理后的种子按操作b的方式干燥至整体水含量为10~15%，然后对其进行二次弧形电晕场处理，调节此时的施加场强为330~350kV/m，处理320~340 s后取出备用；
（5）种子保温处理：
将步骤（4）处理后的种子放入恒温恒湿箱内，保持恒温恒湿箱的温度为20~25℃，相对湿度为50~60%，保温处理24~36h，当有50%以上的种子出现裂口时取出进行播种；
（6）播种育苗：
将步骤（5）处理后的种子进行常规的播种育苗即可。
进一步的，步骤（3）中所述的堆沤处理时最下层和最上层铺设的均为河砂，每层河砂的铺设厚度为2~4cm，河砂在铺设前经过消毒处理。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：6~8，控制搅拌的速度为50~70转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为30~33℃。
进一步的，步骤（4）操作c中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：4~6，控制搅拌的速度为70~90转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为34~37℃。
传统对于种子品种的性能改进是通过相互杂交处理进行选育，所涉及的工程量较大，无法有效的推广研究、使用。梨树种子播种前通常需要进行种子处理，以提升其萌发特性，提高发芽率和成活率，现有的多种处理方法的目的也多局限于此，鲜少有针对改善种子育苗时吸收重金属特性的处理方案。
本发明具有如下有益效果：
本发明对梨树种子进行了多次特殊的处理，有效改善了种子的特性，通过种子预处理有效消除了种子携带的病原菌等，降低了种子育苗时病虫害的发生率，同时又激活了酶的活性，为后续操作做了良好铺垫，然后对种子进行了沤种处理，有效提升了种子的通透性，有利于提升后续种子的萌发和生长活力，同时裹覆的草木灰可增加种子养分含量，又助于其抗逆性的增强，接着对其进行了改性处理操作，先将其浸入到胁迫处理液中，利用较高浓度的重金属元素离子刺激种子抗性的表达，增强了抗逆性相关酶的活性，接着对种子进行了弧形电晕场处理，在胁迫处理液处理之后，在调节了部分酶活性的同时，进一步增强了对种子的抗性改善处理，接着进行的二次浸泡、电晕场处理，强化了上述的改善效果。最终在各工艺步骤的共同配合作用下，本发明处理方法能有效的提升种子的活性，增强了其萌发率和成活率，同时又改善了其对于重金属元素的吸收特性，使得育出的苗木在被重金属元素污染的土壤中仍能维持良好的生长态势，降低对此类元素的吸收，进而改善了果实的品质，有利于产业的健康持续发展。
具体实施方式
实施例1
一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，包括如下步骤：
（1）种子制取：
在梨树果实成熟季节，从长势旺盛、无病虫害的母株梨树上摘取外形饱满、色泽鲜艳、形状规整的健硕果实，自然放置至果皮柔软后，再对其进行粉碎处理，分离除去果肉后取得种子备用；
（2）种子预处理：
将步骤（1）所得的种子放入去离子水中揉搓清洗干净后捞出，然后在阴凉处静置10h，接着将其放入质量分数为0.8%的高锰酸钾溶液中浸泡处理6min进行消毒处理，然后将其取出放入温度为75℃的去离子水中，以100转/分钟的转速保温搅拌处理20min，最后过滤取出放入常温条件下晾干备用；
（3）沤种处理：
将步骤（2）处理后的种子放入去离子水中浸泡处理4h后，再将草木灰喷洒在种子的外表面，然后将其与河砂进行间层铺设堆沤处理，具体是先铺设一层河砂，然后在河砂上铺设一层种子，再在种子上铺设一层河砂，总计堆放种子6层，保持河砂湿润，沤种处理6天后取出备用；
（4）种子改性处理：
a.将步骤（3）处理后的种子放入胁迫处理液中，不断搅拌处理15min后取出备用，所述胁迫处理液由如下重量百分比的物质组成：硝酸铅0.2%、硝酸镉0.1%、硝酸铈0.05%，余量为水；
b.将操作a处理后的种子放入干燥室内干燥至整体水含量为13%后，再将其取出单层平铺在高压种子处理装置底层的不锈钢板上，然后对种子施加场强为250kV/m的弧形电晕场，处理180s后取出备用；
c.将操作b处理后的种子二次放入胁迫处理液中，不断搅拌处理25min后取出备用，此时调节胁迫处理液中溶质的含量，调节后的胁迫处理液中各物质的重量百分比为：硝酸铅0.35%、硝酸镉0.2%、硝酸铈0.1%，余量为水；
d. 将操作c处理后的种子按操作b的方式干燥至整体水含量为10%，然后对其进行二次弧形电晕场处理，调节此时的施加场强为330kV/m，处理320s后取出备用；
（5）种子保温处理：
将步骤（4）处理后的种子放入恒温恒湿箱内，保持恒温恒湿箱的温度为20℃，相对湿度为50%，保温处理24~36h，当有50%以上的种子出现裂口时取出进行播种；
（6）播种育苗：
将步骤（5）处理后的种子进行常规的播种育苗即可。
进一步的，步骤（3）中所述的堆沤处理时最下层和最上层铺设的均为河砂，每层河砂的铺设厚度为2~3cm，河砂在铺设前经过消毒处理。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：6，控制搅拌的速度为50转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为30℃。
进一步的，步骤（4）操作c中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：4，控制搅拌的速度为70转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为34℃。
实施例2
一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，包括如下步骤：
（1）种子制取：
在梨树果实成熟季节，从长势旺盛、无病虫害的母株梨树上摘取外形饱满、色泽鲜艳、形状规整的健硕果实，自然放置至果皮柔软后，再对其进行粉碎处理，分离除去果肉后取得种子备用；
（2）种子预处理：
将步骤（1）所得的种子放入去离子水中揉搓清洗干净后捞出，然后在阴凉处静置12h，接着将其放入质量分数为1%的高锰酸钾溶液中浸泡处理8 min进行消毒处理，然后将其取出放入温度为80℃的去离子水中，以110转/分钟的转速保温搅拌处理23min，最后过滤取出放入常温条件下晾干备用；
（3）沤种处理：
将步骤（2）处理后的种子放入去离子水中浸泡处理5h后，再将草木灰喷洒在种子的外表面，然后将其与河砂进行间层铺设堆沤处理，具体是先铺设一层河砂，然后在河砂上铺设一层种子，再在种子上铺设一层河砂，总计堆放种子7层，保持河砂湿润，沤种处理7天后取出备用；
（4）种子改性处理：
a.将步骤（3）处理后的种子放入胁迫处理液中，不断搅拌处理18min后取出备用，所述胁迫处理液由如下重量百分比的物质组成：硝酸铅0.25%、硝酸镉0.15%、硝酸铈0.08%，余量为水；
b.将操作a处理后的种子放入干燥室内干燥至整体水含量为15%后，再将其取出单层平铺在高压种子处理装置底层的不锈钢板上，然后对种子施加场强为260kV/m的弧形电晕场，处理190s后取出备用；
c.将操作b处理后的种子二次放入胁迫处理液中，不断搅拌处理27min后取出备用，此时调节胁迫处理液中溶质的含量，调节后的胁迫处理液中各物质的重量百分比为：硝酸铅0.4%、硝酸镉0.25%、硝酸铈0.12%，余量为水；
d. 将操作c处理后的种子按操作b的方式干燥至整体水含量为13%，然后对其进行二次弧形电晕场处理，调节此时的施加场强为340kV/m，处理330 s后取出备用；
（5）种子保温处理：
将步骤（4）处理后的种子放入恒温恒湿箱内，保持恒温恒湿箱的温度为23℃，相对湿度为55%，保温处理24~36h，当有50%以上的种子出现裂口时取出进行播种；
（6）播种育苗：
将步骤（5）处理后的种子进行常规的播种育苗即可。
进一步的，步骤（3）中所述的堆沤处理时最下层和最上层铺设的均为河砂，每层河砂的铺设厚度为3~4cm，河砂在铺设前经过消毒处理。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：7，控制搅拌的速度为60转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为32℃。
进一步的，步骤（4）操作c中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：5，控制搅拌的速度为80转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为36℃。
实施例3
一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，包括如下步骤：
（1）种子制取：
在梨树果实成熟季节，从长势旺盛、无病虫害的母株梨树上摘取外形饱满、色泽鲜艳、形状规整的健硕果实，自然放置至果皮柔软后，再对其进行粉碎处理，分离除去果肉后取得种子备用；
（2）种子预处理：
将步骤（1）所得的种子放入去离子水中揉搓清洗干净后捞出，然后在阴凉处静置14h，接着将其放入质量分数为1.2%的高锰酸钾溶液中浸泡处理10 min进行消毒处理，然后将其取出放入温度为85℃的去离子水中，以120转/分钟的转速保温搅拌处理25min，最后过滤取出放入常温条件下晾干备用；
（3）沤种处理：
将步骤（2）处理后的种子放入去离子水中浸泡处理6h后，再将草木灰喷洒在种子的外表面，然后将其与河砂进行间层铺设堆沤处理，具体是先铺设一层河砂，然后在河砂上铺设一层种子，再在种子上铺设一层河砂，总计堆放种子8层，保持河砂湿润，沤种处理8天后取出备用；
（4）种子改性处理：
a.将步骤（3）处理后的种子放入胁迫处理液中，不断搅拌处理20min后取出备用，所述胁迫处理液由如下重量百分比的物质组成：硝酸铅0.3%、硝酸镉0.2%、硝酸铈0.1%，余量为水；
b.将操作a处理后的种子放入干燥室内干燥至整体水含量为18%后，再将其取出单层平铺在高压种子处理装置底层的不锈钢板上，然后对种子施加场强为270kV/m的弧形电晕场，处理200s后取出备用；
c.将操作b处理后的种子二次放入胁迫处理液中，不断搅拌处理30min后取出备用，此时调节胁迫处理液中溶质的含量，调节后的胁迫处理液中各物质的重量百分比为：硝酸铅0.45%、硝酸镉0.3%、硝酸铈0.15%，余量为水；
d. 将操作c处理后的种子按操作b的方式干燥至整体水含量为15%，然后对其进行二次弧形电晕场处理，调节此时的施加场强为350kV/m，处理340 s后取出备用；
（5）种子保温处理：
将步骤（4）处理后的种子放入恒温恒湿箱内，保持恒温恒湿箱的温度为25℃，相对湿度为60%，保温处理24~36h，当有50%以上的种子出现裂口时取出进行播种；
（6）播种育苗：
将步骤（5）处理后的种子进行常规的播种育苗即可。
进一步的，步骤（3）中所述的堆沤处理时最下层和最上层铺设的均为河砂，每层河砂的铺设厚度为3~4cm，河砂在铺设前经过消毒处理。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：8，控制搅拌的速度为70转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为33℃。
进一步的，步骤（4）操作c中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：6，控制搅拌的速度为90转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为37℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，省去步骤（4）种子改性处理中操作c和d，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（4）种子改性处理中操作a和c，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例3相比，省去步骤（4）种子改性处理整个操作，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的梨种子处理育苗方法。
为了对比本发明效果，用上述七种方法分别对同一批蜜梨种子进行处理，然后统计播种后20天时种子的发芽率，具体数据见下表1所示：
表1
| 发芽率（%） | |
| 实施例1 | 99.0 |
| 实施例2 | 99.6 |
| 实施例3 | 99.3 |
| 对比实施例1 | 98.8 |
| 对比实施例2 | 99.2 |
| 对比实施例3 | 98.3 |
| 对照组 | 98.6 |
由上表1可以看出，上述几种处理方式间的发芽率指标相差不大，均能有效的实现对梨种子萌发特性提升的处理效果。
为了进一步对比本发明效果，对上述几种方法对应处理育出的梨苗进行相同方式的培育，管理条件等相同且适宜，直至将其培育至可结果的成熟苗木（树龄均为6年），然后将其移栽入同一块种植果园中，控制当年的培育管理条件均相同，然后对其育出的果实进行品质检测并记录。
首先对种植果园中的初始土壤养分状况进行测定，具体操作是：先从种植果园中采取土样，采样深为0~20cm，土样经去除植物残体,风干、混匀后,研磨过1mm筛备用，然后进行理化性质测试，土壤pH用pHS-4C+型精密pH计测定，有机质含量用重铬酸钾容量法一外加热法测定,CEC采用醋酸铵法测定,全氮用半微量开氏法测定,碱解氮用碱解扩散法测定,土壤速效磷用0.5mol·L-1 NaHCO3法测定,有效钾用2mol·L-1HNO3浸提一火焰光度法测定,全Cd用HCl-HNO3- HF-HClO4消解，石墨炉原子吸收分光光度计法（novAA400-德国耶拿）测定，全Pb用ICP-AES（TJA，USA）测定。具体数据如下表2所示：
表2
| pH | CEC（cmol/ kg） | 有机质OM（g/ kg） | 全氮（g/ kg） | 碱解氮（mg/ kg） | 有效磷（mg/ kg） | 有效钾（mg/ kg） | 全镉（mg/ kg） | 全铅（mg/ kg） |
| 6.55 | 16.3 | 44.8 | 0.30 | 168.1 | 15.3 | 100.7 | 2.08 | 6.15 |
由上表2可以看出，本发明所选用的种植果园中的土壤中镉、铅含量较高，属于中度污染。
下表3为各组蜜梨果树培养的成熟果实不同指标的对比数据：
表3
| 果实中Cd浓度（mg/kg） | 果实中Pb浓度（mg/kg） | 果实中维生素C含量（mg/kg） | ||
| 实施例1 | 0.024 | 0.047 | 35.7 | 7.21 |
| 实施例2 | 0.019 | 0.038 | 36.3 | 7.27 |
| 实施例3 | 0.022 | 0.042 | 36.1 | 7.23 |
| 对比实施例1 | 0.041 | 0.068 | 31.8 | 7.10 |
| 对比实施例2 | 0.060 | 0.097 | 30.5 | 6.92 |
| 对比实施例3 | 0.085 | 0.130 | 27.0 | 6.77 |
| 对照组 | 0.082 | 0.133 | 26.5 | 6.80 |
注：上表3中所述的Cd浓度采用 GB/T 5009.15—2003石墨炉原子吸收光谱法测定；所述的Pb浓度采用 GB 5009.12—2010 石墨炉原子吸收光谱法测定。
由上表3中可以看出，本发明处理方法能有效的降低果实中重金属镉、铅的含量，使其达到国家要求标准（国家标准中梨Cd浓度含量不大于0.05 mg/kg，Pb浓度含量不大于0.10 mg/kg），有效的提升了梨果实的品质，种植效益较高。
Claims (4)
1.一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）种子制取：
在梨树果实成熟季节，从长势旺盛、无病虫害的母株梨树上摘取外形饱满、色泽鲜艳、形状规整的健硕果实，自然放置至果皮柔软后，再对其进行粉碎处理，分离除去果肉后取得种子备用；
（2）种子预处理：
将步骤（1）所得的种子放入去离子水中揉搓清洗干净后捞出，然后在阴凉处静置10~14h，接着将其放入质量分数为0.8~1.2%的高锰酸钾溶液中浸泡处理6~10 min进行消毒处理，然后将其取出放入温度为75~85℃的去离子水中，以100~120转/分钟的转速保温搅拌处理20~25min，最后过滤取出放入常温条件下晾干备用；
（3）沤种处理：
将步骤（2）处理后的种子放入去离子水中浸泡处理4~6h后，再将草木灰喷洒在种子的外表面，然后将其与河砂进行间层铺设堆沤处理，具体是先铺设一层河砂，然后在河砂上铺设一层种子，再在种子上铺设一层河砂，总计堆放种子6~8层，保持河砂湿润，沤种处理6~8天后取出备用；
（4）种子改性处理：
a.将步骤（3）处理后的种子放入胁迫处理液中，不断搅拌处理15~20min后取出备用，所述胁迫处理液由如下重量百分比的物质组成：硝酸铅0.2~0.3%、硝酸镉0.1~0.2%、硝酸铈0.05~0.1%，余量为水；
b.将操作a处理后的种子放入干燥室内干燥至整体水含量为13~18%后，再将其取出单层平铺在高压种子处理装置底层的不锈钢板上，然后对种子施加场强为250~270kV/m的弧形电晕场，处理180~200s后取出备用；
c.将操作b处理后的种子二次放入胁迫处理液中，不断搅拌处理25~30min后取出备用，此时调节胁迫处理液中溶质的含量，调节后的胁迫处理液中各物质的重量百分比为：硝酸铅0.35~0.45%、硝酸镉0.2~0.3%、硝酸铈0.1~0.15%，余量为水；
d. 将操作c处理后的种子按操作b的方式干燥至整体水含量为10~15%，然后对其进行二次弧形电晕场处理，调节此时的施加场强为330~350kV/m，处理320~340 s后取出备用；
（5）种子保温处理：
将步骤（4）处理后的种子放入恒温恒湿箱内，保持恒温恒湿箱的温度为20~25℃，相对湿度为50~60%，保温处理24~36h，当有50%以上的种子出现裂口时取出进行播种；
（6）播种育苗：
将步骤（5）处理后的种子进行常规的播种育苗即可。
2.根据权利要求1所述的一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，其特征在于，步骤（3）中所述的堆沤处理时最下层和最上层铺设的均为河砂，每层河砂的铺设厚度为2~4cm，河砂在铺设前经过消毒处理。
3.根据权利要求1所述的一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，其特征在于，步骤（4）操作a中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：6~8，控制搅拌的速度为50~70转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为30~33℃。
4.根据权利要求1所述的一种增强梨树抗重金属特性的种子处理育苗方法，其特征在于，步骤（4）操作c中所述的种子与胁迫处理液的体积比为1：4~6，控制搅拌的速度为70~90转/分钟，并加热保持胁迫处理液的温度为34~37℃。
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| CN101385466A (zh) * | 2008-10-15 | 2009-03-18 | 合肥工业大学 | 一种硫氢化钠促进重金属胁迫下小麦种子萌发的新用途 |
| CN104067726A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-01 | 任晓萍 | 一种杜梨的种子育苗方法 |
| CN105557117A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-05-11 | 安徽省康之源农业科技有限公司 | 一种西红柿种子的综合处理方法 |
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2017
- 2017-03-17 CN CN201710159138.XA patent/CN106879276A/zh active Pending
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