CN107072145A - 一种用于引发种子的改进方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种用于引发干种子的方法，其中首先将所述种子以下述方式浸湿:让种子吸水量达到种子进入吸水第II阶段所需水量的至少75wt％。随后，把种子的水分含量降低最少百分之一个单位，并且同时使种子的含水量保持在不低于25％。最后以下述方式孵育种子：在孵育期间种子的重量保持在不低于孵育之前种子重量的80％，例如不低于90％或不低于95％；以及在不短于25％的孵育时间内，被孵育种子的含水量保持在不低于25％(基于干重)，即等于或高于25％MC。

Description

一种用于引发种子的改进方法

技术领域

本发明涉及一种引发种子的方法，包括将种子在水溶液中浸湿并随后进行孵育(incubation，培育)。此外，本发明还涉及一种通过该方法可获得的种子，以及一种从该种子生长出的植物。

背景技术

种子品质对作物的最终产量的影响是众所周知的。种子引发是一种用于提高种子性能的天然而又环保的方法。它对于发芽力高和低的种子都是有效的。在种子引发中，种子发芽所需的基本代谢反应在湿度高、氧气充足和温度适当的条件下进行。在引发过程中通常在种子出苗(胚根伸出种皮)之前—即在发芽过程完成之前—通过干燥引发的种子来中断发芽过程。在干燥之后，引发的种子可采用与未处理种子相同的方式来包装、储存、分送和种植。

众所周知，种子引发对于作物产量和植树造林有很大益处。与未引发种子相比，引发的种子通常会发芽更快速，更均与。此外，与未引发种子相比，引发的种子对温度的适应范围更宽，能适应更广泛的田间条件，比如更恶劣的盐碱状况，有限水资源之类的恶劣实地条件。对于很多蔬菜种子，引发也有助于打破种子休眠。尽管种子引发需要一定的费用，但是由种子引发而增加最终产量所得到的利润要远远大于引发种子的费用。因此，种子引发是需要的。

本领域中的引发方法包括水引发、渗透引发和基质引发。在这些引发方法中，水引发的优点是，既节省在引发期间使用的化学药品/基质的成本，又节省在引发后除去这些材料所需的工作和费用。然而，水引发需要有精确的技术控制，以便既能得到好的引发效果，又能防止在引发过程中种子发芽。此外，引发后的种子还需要有长时间的保质期，才能进一步满足生产的需要。

为防止种子在引发期间发芽，种子的吸水程度和孵育时间需要严格控制。

专利JP7289021公开了一种使种子发芽更统一的种子包衣方法。这种包衣种子能够改善和稳定种子田间发芽性能。在所公开的方法中，将种子在水中浸湿，以使种子的含水量≥30％干重。并将浸湿的种子保持在相对湿度≥50％的环境中，直至即将发芽，以提供一种用于统一种子的萌发的方法。

WO 99/33331涉及用蒸汽处理种子，且涉及在包含一个或多个热交换表面的封闭室内使用含水滴的气体的方法。在这个方法中控制处理时间很重要，处理时间太长，会导致不希望的发芽，而较短的处理时间会导致种子发芽的同步性不够，即大量的种子因为没有得到充足的水分而仍然处于静止休眠阶段。

美国专利6,421,956公开了一种使用液汽—尤其是水汽引发种子的方法，且涉及到使用含液体的气体来处理种子的装置，由此使种子接触一种液体含量受控的气体，且在限定的时段使种子保持与气体接触，同时基本上排除种子与液体形式的流体的直接接触。即种子只接触潮湿空气，而不与液体直接接触。将种子暴露于含流体的气体中，以降低种子的渗透压。

US 5,119,589公开了一种方法，其中通过引入的水(让来自蒸汽发生器的蒸汽以薄雾形式在鼓壁上冷凝，或通过多个细孔把蒸汽在鼓壁上形成液体表面膜)，并通过在种子与鼓壁接触来引发种子。这种方法需控制供水量以便种子在鼓内能自由随鼓转动。在这种引发过程中，缓慢的水化对引发的效率造成负面影响。该方法进一步需要严格控制逐步水化。WO 96/08132公开了一种方法，其中种子和水通过半渗透膜接触，通过严格控制液体的渗透压来控制种子吸水。

其他实施例包括US 5,232,465，其公开了一种方法，其中对草种子的群体进行多个交替的水化和脱水阶段。水化/脱水阶段的交替存在风险，因为种子需要经过反复的浸泡，干燥的严酷处理。此外，高湿度空气(RH 93-98％)阶段需要仔细地控制种子不发芽。

在这些方法中，如果种子与水/流体接触时种子吸水达到饱和状态的，应严格控制孵育时间，以防止种子在引发期间发芽。如果在种子饱和之前终止吸液，会对种子的吸水进行限制—尤其是通常位于内胚乳或果皮内的种子的胚芽得不到足够的水分—因此会限制引发效果。过早地终止吸液还会使引发种子的发芽性能劣于未引发的种子。

最后，WO 08/153388公开了引发种子的方法，其中不使用水而是使用氧气分压和/或二氧化碳分压来控制引发过程。在孵育期间限制氧气利用率可以对引发造成负面影响。

因此，需要一种能够克服现有技术缺陷的种子引发方法。

发明内容

由此，本发明的目的是通过提供一种引发种子的方法，这种方法以单独或任何组合的方式减轻、克服、消除或避免本领域中的一个或多个上述缺陷和缺点，其中将待引发的种子以下述方式润湿，使得种子吸水至少进入吸水第II阶段所需水量的75wt％。并且在吸水后和在孵育种子之间将种子的含水量(基于干重)降低至少百分之一个单位(中间干燥步骤)。同时浸泡和中间干燥过的种子的含水量仍然不低于25％。随后以下述方式孵育种子：孵育期间种子重量保持在不低于孵育之前种子重量的80％，例如不低于90％，或不低于95％；和在至少25％的孵育时间，种子的含水量保持在不低于25wt％(基于干重)。

本发明通过用水浸泡种子，使种子有充足的水分来启动发芽所需的代谢过程，并且为防止种子完成发芽过程(胚根伸出种皮)，在浸泡后和培育前增加一个微干燥过程，将种子的含水量适当降低来防止种子在孵育过程中发芽。

本发明的另一方面涉及一种通过该方法获得的引发种子、以及一种通过使该引发种子生长而获得的植物。

在从属权利要求中限定了本发明的其他有利特征。此外，在本文公开的实施方式中详细地阐述了本发明的有利特征。

具体实施方式

在发芽期间，成熟的干种子的吸水过程可以分成三个阶段。在初始阶段(第I阶段，快速吸液)，快速吸收水分，直至到达平缓阶段(第II阶段，吸水平缓阶段)。在平缓阶段，种子基本上不吸收水或吸水非常缓慢。对于某些种子，例如小麦种子和韭菜种子，在缓慢阶段也吸收一些水，但是比初始阶段显著缓慢。在已度过缓慢阶段后，种子吸水进入第III阶段(加快吸液，这个过程伴随胚根伸出种皮，也表明发芽过程完毕)，种子再次快速吸收水。一旦种子与水接触，种子就开始在吸液和缓慢阶段(第II阶段)发生一系列生物代谢过程，这些生物代谢活动并为随后的种子发芽提供准备。在整个发芽期间最活跃的种子器官是胚芽，因此胚芽对水的有效吸收是非常重要的。

在现有工艺中(参见专利JP7289021和US 6,421,956)，将种子浸在水中，并随后在相对湿度高的环境下进行孵育，为避免种子在引发过程中发芽，需要对种子的浸渍时间、水溶液的渗透压以及孵育时间进行严格控制。如果这些参数没有完全控制好，种子就会在引发期间有发芽的危险。

为了防止种子在引发过程中发芽，可以通过缩短浸渍时间来控制种子吸水量来防止种子有足够的水分发芽，或者防止种子吸水达到吸水过程的第II阶段。此外，某些种子，例如蕃茄种子、辣椒种子、洋葱种子、蓖麻种子和小麦之类的内胚乳的种子，例如欧洲赤松、挪威云杉和银杏之类的裸子植物种子，或着诸如甜菜、胡萝卜和各种草种之类的带果皮的物种，控制可用水的量会延迟水从种子营养成分到种子胚芽之间的输送，或延迟水从果皮到果皮内种子的输送。因此，缩短浸渍时间将限制胚芽(对于内胚乳种子)或种子(对于带果皮的种子)对水的吸收。这意味着限制水分吸收会导致限制胚芽的生物代谢活动，因为位于种子内部的胚芽还没有得到充足的水分并完全进入吸水第II阶段。如果浸渍时间太短，该种子甚至可能比未引发的种子发芽更差(二者都具有更长的发芽时间和更低的发芽力)。

在允许种子吸收足够的水并使种子(包括胚芽)完全进入吸水的第II阶段时，需要严格控制孵育时间，以免种子在孵育期间发芽。通常，在种子未完成发芽的生物代谢过程之前过早的终止孵育，会使种子孵育过程不完全，引发不彻底，引发效果会受限制。

本发明人已发现，一旦种子的胚乳和包围在内的胚芽均快速得到充足的水，并开始发芽的生物代谢活动(即进入吸水第II阶段)后，即可通过降低种子的含水量来限制种子发芽，并以此来将在引发期间发芽的危险降至最低。

在种子完成浸湿后的水分减少期间(本发明的中间干燥步骤)，种子失水主要发生在种子的表面器官中，例如内胚乳(对于内胚乳种子和裸子植物种子)和果皮(对于包围有果肉部分的种子)。因为水分在各个种子器官中传递需要时间，当种皮或外围的内胚乳失去少量水分时，种子内部的胚芽(也是种子最重要和最活跃的器官)仍然含有充足的水分来进行生物代谢活动。因而，尽管种子的总含水量有所降低，但不会马上影响种子内部胚芽的生物代谢，也就不会影响引发效果。本发明以所述方式将种子浸湿使得种子吸收进入吸水第II阶段所需水量的至少75％，为胚芽提供足够的水以启动发芽的生物过程，同时在进行孵育之前减少种子的含水量，以防止种子在孵育过程中完全发芽(胚根伸出种皮)。

在浸湿之后，孵育之前增加这样一个减少水分的步骤的益处是，可使种子几乎完全完成发芽所需的代谢准备过程，但是能抑制种子完全发芽(即胚根穿透种子表皮而出苗)。所述抑制可能是由于种子的表面变得干燥和坚硬，使胚根不容易伸出。将种子的含水量至少降低百分之一(基于干重)个单位，可以使种子的表面变得愈发坚硬，由此降低在孵育期间发芽的风险。以这种方式引发种子，不需要严格控制孵育时间。通过提供具有种子吸水第II阶段所需水量的至少75％的种子，提供了足够的水以启动发芽的生物代谢过程，同时通过降低种子的水分含量和硬化种子表面来阻止完全发芽。在不受任何理论束缚的情况下，可以认为硬化种子表面有助于提高种子的防止发芽功能。

根据一个实施方式，提供了一种用于引发种子的方法，其中允许种子吸水并进入吸水第II阶段所需水量的至少75％，在浸湿步骤之后，降低种子的水分含量并以此硬化种子表面。通过降低水分含量，即使少许延长孵育时间，也不会使种子发芽，这样就不需要对随后的孵育时间严格控制。

将种子的水分含量(基于干重)降低至少百分之一个单位。此外，以下述方式降低水分含量后，种子的水分含量应该保持在不低于25wt％。已经发现将种子的含水量降到低于25wt％会降低或者失去引发效果。另外，优选以下述方式降低水分含量使种子的水分含量限制在能够使种子完全发芽以下。另外，只要对种子的含水量降低至少百分之一，就会对硬化种皮产生效果。

在这种方法中，首先提供待引发的种子。通常，种子是干的或至少基本上是干的。在种子浸湿的过程中，一旦种子吸收足够完成发芽的水分，就将种子从水溶液中取出。据发现，将种子浸在水溶液中是使种子被水饱和的最快速和有效的方式。此外，浸泡意味着所有被浸渍的种子都能无限制地接触到水，因此可有效地吸收水。由此，可以非常快速地启动发芽的代谢准备过程。

种子浸湿可以通过冲洗、喷洒、润湿、浸渍、浸泡、泼溅、喷雾或使用其他润湿方法(其中使种子与水溶液直接接触)将种子进一步润湿。该方法可以提供种子无限制地接触到水。在这个浸湿方法中水的快速吸收是重要的，因为其它种子与水不直接接触的许多方法，例如渗透引发，已经显示引发效果是低的。

以下述方式浸湿种子，使得种子吸入不低于75wt％种子进入吸水II阶段所需水量。尽管这个水分含量不足以使种子进入吸水第II阶段(优选的)，但是这个含水量已经开启了种子发芽的许多代谢活动并且这个含水量已经显示具有显著的引发效果。

根据一个实施方式，以下述方式浸湿种子，使种子吸水程度达到种子吸水第II阶段所需水量的至少95wt.％，例如至少97wt.％，99wt.％，或99.5wt.％。进一步地，使种子吸收足够的水分以进入吸水第II阶段。

对于种子发芽孵育时间和种子含水量是两个至关重要的因素。并且这两个因素是成负相关的，MC越高，则孵育时间应该越短。尽管都希望缩短孵育时间，但是如果孵育时间较长的话，控制孵育时间就相对容易些。对于许多物种，例如生菜和小麦，发芽需要的总共时间非常短，仅数小时，在这种情况下，浸湿时间和完成代谢过程的时间(即孵育时间)两者都非常短，并且需要更精准的控制。对于这些种子，可以适当缩短润湿时间，使其短于种子进入吸水第II阶段所需时间，以此来延长孵育时间跨度，以更容易地控制孵育时间并且尽量使种子的中间干燥步骤在生物代谢过程的早期进行，以避免或降低干燥步骤对种子的损害。

进一步的说，当种子进入吸水的第II阶段所需时间以后，应该尽早实施中间干燥步骤，以将中间干燥步骤的损害降至最低。浸湿的持续时间可以比种子进入吸水第II阶段所需时间长1-20％，例如2-10％或2-5％。

在其他实施方式中，浸湿的持续时间最多可以比种子进入吸水第II阶段所需时间长50％，例如最长至40％、30％或20％。

浸湿液可以含有诸如赤霉素和BAP等激素、诸如Microplan等植物营养素、以及/或诸如K₂NO₃、CaCl₂和NaCl的化学盐类。这些添加剂可有助于中断种子的休眠、以及培育出强壮的耐逆境幼苗。

通过让种子可以自由吸水，以及种子与水溶液的直接接触，例如通过将种子浸泡在水中，随后降低含水量来浸泡种子，可有效地消除存在于果皮—例如甜菜和胡萝卜的果皮—中的生长/发芽抑制剂。

浸湿时间应当允许种子吸入不低于75wt％种子吸水进入第II阶段所需的水量，但是浸水时间应该远远短于种子进入吸水第III阶段所需时间(当进入第III阶段对应于完成发芽时)。

通过实验可确定给定种子的进入吸水第II阶段的时间跨度，例如对感兴趣植物的干种子进行浸湿，并随后例如根据ISTA规则来确定种子的水分含量。一旦种子接触到水，即开始浸湿过程，种子就开始吸收水，直至种子进入吸水第II阶段(可以将其表示为种子的饱和度)。对于已在吸水停滞阶段(第II阶段)的种子，可以使用在初始阶段快速吸收和在停滞阶段的慢吸水之间的差来确定浸湿步骤的下限。种子进入第III吸水阶段对应于种子出苗。因此，可以通过连续地观查浸湿种子出苗来确定种子进入第III阶段所需的时间。

如果种子过分吸水，浸湿后孵育前的中间干燥步骤可能损害种子，因为这是种子的代谢过程已经比较深，种子变得敏感。因此，浸湿时间应当小于相同植物在连续吸水发芽(即进入吸水第III阶段)所需时间的50％、例如小于40％、30％、20％、或10％。一旦胚芽伸出种皮，就被视为已经发芽(发芽过程结束)。

根据一个实施方式，孵育步骤的持续时间至少对应于分别进入吸水(用于种子自由接触水)的第II和III阶段所需时间的差异。为了尽可能使发芽前的代谢过程进行的尽可能完善，孵育时间可可选择等于或稍微长于种子自由吸水以完成发芽所需的时间。根据一个实施方式，孵育的持续时间至少对应于种子吸水(用于水自由接触水(水势能为零))并进入吸水的第II和III阶段所需时间之间的差异，但是不长于该差异的3倍，例如不长于该差异的2或1.5倍。

在浸渍步骤中水溶液通常是充气水溶液。除了水以外，氧气对于使种子完成发芽也是必不可少的。像吸收水分一样，氧气吸收也分三个阶段：急剧的氧气吸收阶段(第I阶段)，此阶段同时伴随水分的吸收，氧气在该阶段的作用是激活呼吸酶；在缓慢阶段(第II阶段)，氧气吸收比第I阶段慢，但在整个第二阶段都有呼吸作用，这主要与新合成的线粒体的呼吸比较弱有关；第二个急剧的氧气吸收阶段(第III阶段)，同时伴随有种子出苗。

在发芽期间供氧不足会使生物代谢产生的能量减少，这将限制种子发芽。严重缺氧可使代谢过程变成发酵，这将抑制种子的发芽。此外，在发芽期间CO₂的累积也会限制或严重抑制种子的呼吸，由此限制引发结果。因此，通过增加CO₂分压来控制引发可以负面地影响引发。

为满足吸液期间对氧气的需求，根据一个实施方式，本发明方法在浸湿步骤中实用了充气水溶液，以优化引发效果。

在浸湿步骤之后，降低水分含量。根据一个实施方式，以下述方式降低种子的水含量，把浸润湿种子的重量降低1-80％、例如1-60％、2-30％、2-20％、或2-8％。通常地，在这个步骤中将种子的重量降低1-10％，例如2-8％。也可以将种子的重量降低约5％。

降低种子含水量可使用相对湿度比较低—例如低于40％—的空气来干燥。此外，也可使用真空、低压或RCF(relative centrifugal force，相对离心力)不超过500的低速离心或其组合来降低含水量。可在稍高的温度下进行干燥，例如在25℃-35℃之间的温度。

为了提供具有硬化表面的种子，优选地通过对种子吹空气来降低水分含量。可以采用空气湿度可以小于40％，空气温度在25℃至35℃之间的空气进行降低种子含水量。

降低种子的水分含量的步骤通常是比较短。根据一个实施方式，降低水含量步骤的持续时间不长于相同物种的种子发芽所需时间的1/10，例如等于或短于1/20、1/50或1/100(如果自由接触水)。进一步地，降低水含量步骤的持续时间可以不长于孵育步骤的持续时间的1/10，例如不长于1/20、1/50或1/100。

应注意的是，对于内胚乳种子和裸子植物种子，胚芽被内胚乳保护/包围。对于诸如甜菜之类的外胚乳物种，胚芽被果皮保护，果皮是包裹/保护内部种子的较硬部分。因此这些类型的种子更耐物理应力。此外，浸渍时间通常相对较短。所以，当浸渍终止时，生物过程尚未进展的很深。因此，对于内胚乳种子和带果皮的种子，在浸湿后和孵育前适当降低种子含水量一般不会对引发效果和引发种子的储存有任何负面的影响。

紧随浸湿和降低水分含量步骤就是孵育步骤。根据一个实施方式，在相对湿度为80至100％，例如80至小于95％、至少95％但小于100％、或100％的空气环境下孵育种子。当相对湿度是100％时，首先选水分不是过饱和空气，使在孵育期间种子的水分含量保持在低于种子完全发芽所需的水分含量。

不仅空气的相对湿度对于维持孵育期间想保持的水分含量是重要的，而且空气含氧量也是重要的。在孵育期间，应该连续地或不连续地更换孵育空气。

为了得到好的引发效果，孵育期间种子的水分含量最好保持恒定。优选地，在孵育期间种子的水分含量保持在低于种子能够完成发芽所需的水分含量。此外，在孵育期间种子重量应保持在不低于孵育之前种子重量的80％、例如不低于90％或不低于95％。另外在整个孵育过程中种子的水分含量(基于干重)应保持不低于25％。而且在不短于孵育时间的25％的时间内，种子水分含量(基于干重)应该保持在不低于25％。

根据一个实施方式，在孵育期间的种子重量保持在孵育之前种子重量的20％以内，例如在10、5.0、或2.5％以内。

孵育种子的空气中的含氧量应该具有15至25vol.％，最好含氧量为21vol.％。

如上所述，除了水以外，氧气对于使种子完成发芽也是必不可少的。在发芽期间氧气含量较低或缺氧会使呼吸代谢产生的能量减少，由此将限制发芽过程。严重缺氧会导致发酵，这将抑制种子的发芽。因此，应该孵育种子所用的空气应该具有一定的含氧量。

如果像通常那样同时引发一些种子，为了在孵育步骤中对每个种子提供基本相同的条件，可在孵育步骤中翻滚种子。可在装有折流板的旋转桶中进行这样的翻滚。一个实施方式涉及一种用于按照本发明方法孵育种子的设有折流板的旋转桶。

在初始阶段(第I阶段)和缓慢阶段(第II阶段)，种子进行一系列的代谢过程，这些代谢过程需要氧气。此外，这些代谢过程还释放废气。因此，在孵育步骤期间需要连续地或不连续地更换空气。

此外，种子在发芽过程的第一阶段(吸水第I阶段)的代谢过程中也需要氧气。因此，在浸渍步骤中需要对水溶液充气。再者，充气可有助于在浸渍步骤中各种成分的扩散并且能使种子更均匀地吸收水。

在孵育步骤之后的种子可以直接播种。然而，大部分情况下是对引发的种子进行干燥以便储存和运输。种子可以用干燥的空气进行干燥。干燥种子用的空气的空气相对湿度应该较低，例如<40％，例如约为25％。此外，也可在稍高的温度下进行干燥，例如在25℃至35℃之间。干燥过程最好将种子干燥到能够安全存储的含水量水平。

使用在本文中公开的引发方法可引发各类种子。该方法尤其适合引发以下物种的种子：内胚乳植物种子，例如烟草、蕃茄、胡椒、蓖麻子、洋葱、小麦；裸子植物种子，例如松树、云杉、银杏；以及带有/不带有果皮的外胚乳植物种子，例如甜菜。

根据一个实施方式，有待引发的种子是下述种子

–内胚乳植物种子，例如番茄或胡椒；

–裸子植物种子，如松或云杉；

–外胚乳植物种子，例如红甜菜；和/或

-具有果皮的种子，如胡萝卜或草。

本发明的另一实施方式涉及一种引发的种子，该种子可通过在本文中公开的方法获得。该种子将具有缩短的平均发芽时间、提高发芽能力以及改进田间发芽效果的特性。另一实施方式涉及一种由本文公开方法可获得的引发种子而生长出的植物。

无需进一步的阐述，即可相信，本领域中的技术人员可根据前文说明，将本发明利用到最大限度。因此，在本文中描述的优选具体实施方式应被解释为仅仅是说明性的，而非以任何方式限制本说明书的其余部分。此外，虽然在上文中已结合具体实施方式对本发明作了说明，但本发明并不意在受限于在本文中给出的特定形式。而是，本发明仅受所附权利要求的限制，且不同于上述具体实施方式—例如不同于上述内容—的其他实施方式在所附权利要求的范围内同样是可能的。

在这些权利要求中，术语“包括/包含”不排除其他元素或步骤的存在。此外，虽然单个特征可包括在不同的权利要求中，但这些特征也可能有利地组合起来，且包括在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或不利的。

此外，单数引用不排除多个。术语“一种”、“一个”、“第一”、“第二”等不排除多个。

实验

以下实施例仅仅是示例，不应被解释为限制本发明的范围。而是，本发明只受所附权利要求的限制。

浸渍时间的确定

浸渍时间是按照ISTA(International Seed Test Association，国际种子测试协会)规则(在种子测试的国际规则中用于确定含水量)通过确定含水量而确定的(在确定的时间间隔，直至种子的水分含量增加非常慢)。对于肯塔基蓝草，种子的水分含量在135分钟之后增加非常慢，所以浸渍时间被确定为135分钟。在浸渍之后，也可确定种子的水分含量，例如对于肯塔基蓝草为50％。

通过以确定的间隔确定水分含量，还限定了达到不同饱和程度所需的浸渍时间。

孵育时间的确定

曾经浸入水中的种子发芽所需时间是通过孵育种子确定的，且未首先降低其含水量。对于肯塔基蓝草，曾经浸入水中的种子发芽所需时间被确定为84小时。

浸渍

使用不连续的人工搅拌方式将种子(红辣椒20g，小麦500g，欧洲赤松100g，肯塔基蓝草400g)浸在水桶内(水量是种子量的5倍w/w)中，且在预定的浸渍时间内持续向水中通入新鲜的空气泡(参见上文)，例如对于肯塔基蓝草为135分钟。

中间水减少

通过在RCF＝500下离心处理6分钟，使种子的水分减少，并进一步在相对湿度为35％的空气环境中干燥，直至种子的水分含量比浸渍之前水分含量低2-5个百分数单位，例如对于肯塔基蓝草为45％。

孵育

在适当降低种子含水量之后，将种子置于翻滚设备内，且在相对湿度为95％的新鲜空气环境下按照确定的孵育时间(参见上文)进行孵育，例如对于肯塔基蓝草为84小时。

干燥

在孵育之后，将种子在温度约30℃，相对湿度为30％的空气中干燥，直至种子的水分含量降至浸渍前的含水量，例如对于肯塔基蓝草为8.9％。

种子的引发

对于4个物种(红辣椒、小麦、欧洲赤松和肯塔基蓝草)，按照上述方法进行引发。按照上文和表1中概括的方法，确定种子的孵育时间、孵育水分含量(moisture content,MC)、干种子水分含量(MC)和浸渍时间。

表1.引发处理数据

*MC＝水分含量

结果–引发性能

对于各种种子品种，在表2中示出引发对平均发芽时间(mean germination time,MGT)的缩短、发芽能力(germination capacity,GC)的提高、以及出苗时间、苗长度和苗鲜重的影响。在表2中示出的幼苗尺寸(苗长度和苗鲜重)是在如下所示的不同时段后记录的不同数量幼苗的重量和苗长度：

–红辣椒，第16天高度，30株幼苗的重量；

–小麦，第8天高度，10株幼苗的重量；

–欧洲赤松，第15天高度，30株幼苗的重量；以及

–肯塔基蓝草，第15天高度，40株幼苗的重量。

由表2可看出，目前的引发方法显著降低了MGT(平均发芽时间)，且提高了发芽能力(除了小麦以外，其GC与未引发的种子相同)。目前的引发也显著提高了户外出芽性能，例如缩短了出芽时间和增加了幼苗尺寸。

表2.引发对发芽时间、发芽能力以及苗长度和苗重量的影响

实施例2-6-一般性注意事项

以与实施例1相同的方式确定浸没和孵育时间。

对于实施例2-6，将种子放置在由不锈钢网制成的容器中，水和气体可通过该网自由地交换。该容器与内部种子放入含有水的容器中，使得种子浸没在水中。该容器被连续地翻滚，以确保所有的种子均匀浸湿。在浸渍过程中向容器中的水中连续地提供新鲜空气。根据上述确定的浸渍时间(参见上文)进行浸湿/

种子浸湿后，将种子从水中取出，并在RCF＝500下离心6分钟来降低种子的水分含量，然后再在35％相对湿度的空气中降低种子含水量。在降低种子含水量的步骤中，将种子的含水量降低2-5百分数单位。

在降低种子含水量之后，将种子放回到容器中。将该容器放在培养箱装置中按照预定的孵育时间进行孵育。培养装置是连续翻滚的，培养箱的空气湿度为98-100％RH。培养箱的空气是连续更换的。

在孵育之后，将种子在空气湿度为30％RH，温度为大约30℃的空气中进行干燥，直到种子的水分含量降低到与浸是之前种子的含水量。

实施例2-降级水分含量(MC)的水平对引发效果的影响

在种子处理过程中(吸液、MC降低、孵育和干燥)，中间降低MC步骤是非常重要的。为了更好地理解所述降低MC步骤，进行了以下实例性实验：

1.将25g种子在20℃水中按预定浸湿时间，用水浸没种子浸湿。

2.随后，以下述方式(相对湿度/空气流量以及在25℃)降低种子的MC使得在30分钟内浸湿过的种子的MC达到以下水平：

a.将浸湿种子的MC降低1-5％个单位

b.将浸湿种子的MC降至约25％的MC(基于干重)

3.在下述环境中孵育降低MC后的种子，使得种子在孵育过程中MC浮动范围不超过1-5％。该孵育步骤实在约1.5升体积的容器中进行的。该容器由不锈钢金属网制成。该容器被放置在湿度为约99％的培养箱中。容器的网状物允许在容器和培养箱之间的气体交换。

4.在孵育之后，将种子干燥回到种子浸湿之前的MC，用于安全存储。

5.根据上述方法确定的种子的孵育水分含量(MC)，孵育时间，和引发对降低平均发芽时间(MGT)和提高发芽能力(GC)的影响。

表3降低水分含量(MC)的水平

*含水量降低到小于浸湿后种子的含水量的1-5％

结果-降低水分含量(MC)水平对引发效果的的影响

表3中显示了引发不同含水量种子(基于干种子)对减少的平均发芽时间(MGT)和发芽能力(GC)的影响。如从表3可以看出，在试验中观察到MGT(h)显著降低，其中中间水减小范围从刚低于种子完全发芽所需的含水量至低至25％。

实施例3-在孵育过程中逐渐降低水分含量(MC)对发芽效果的的影响

在本发明的四个种子处理过程中(吸水、降低MC、孵育和干燥)，在孵育过程中气体湿度和气体流量将影响种子的MC。如果种子的MC相对较低并且气体的RH足够高，种子的MC可在孵育过程中增加。然而，如果孵育之前种子的MC相对较高，而且空气的湿度RH不够高，在大多数情况下，种子的MC倾向于降低。为了说明种子MC在后续孵育期间的降低情况，进行下面的实例性实验：

1.将每个含有10g种子的样品在20℃水中按预定的吸水时间(如先前所述)吸水。

2.在孵育过程前和孵育过程中逐渐降低种子的MC，使得种子的MC降低至25％(基于干重)(两者均通过孵育之前降低MC以及孵育期间降低MC的方式降低)，在孵育期间使用三种不同的速度降低MC。在正常孵育时间的约10％；正常孵育时间的约25％；和正常孵育时间的约50％时间内将种子的MC降低至25％(基于干重)。

3.在MC降低之后，将降低MC后的种子继续孵育，以完成预定的孵育时间。

4.将孵育后的种子干燥至浸湿前的情况，用于安全存储。

5.根据上述方法确定种子的孵育水分含量(MC)，孵育时间和引发对减小平均发芽时间(MGT)和提高发芽能力(GC)的影响

表4.MC随时间减少

*含水量降低至小于浸湿后种子的1-5％单位

结果-MC逐渐降低的影响

从表4可以看出，当水含量降低1-5％时，引发对平均发芽时间(MGT)和发芽能力(GC)的影响是最有效的。如果在孵育过程中，在孵育时间的至少25％期间，种子的MC(基于干重)保持至少25％，仍可以显示正面效果。相对于其它实施例，在孵育过程中MC快速降低将限制引发效果，或者起到反面的效果。

实施例4-吸液程度的影响

为了显示吸液步骤的重要性，进行下面的实例性实验：

1.将10g种子的样品吸水不同的时间，使得吸水之后种子的MC为充分吸水种子的25％(基于干种子)、50％、和75％。

2.按照与正常孵育的种子相同方式对不同吸水程度的种子惊喜孵育，不同之处在于在孵育期间(无中间干燥步骤)让不同吸水程度的种子在孵育过程中保持孵育前的含水量。

3.将种子干燥至浸湿前的含水量，以便长期储存。

4.根据上述方法确定种子的孵育水分含量(MC)，孵育时间，和引发对降低平均发芽时间(MGT)和提高发芽能力(GC)的影响。

表5.MC吸液水平

*含水量降低至小于浸泡种子的1-5％单位。

结果-吸液程度的影响

表5中示出了吸水对平均发芽时间(MGT)和发芽能力(GC)对引发效果的影响。如表5中可见，低吸水破坏引发的正面效果，即种子没有充分水化以进行引发。因而可以断定，重要的是最初种子达到种子完成发芽所需的MC的75％，否则随后的引发处理将不会有助于改善种子的发芽时间(MGT)和提高发芽能力(GC)。当吸水程度达到吸水进入第二阶段的75％以上时，引发具有该正面效果，即使它仅吸收足够完成发芽的第II阶段的水的75％。

实施例5-延长孵育的效果

为了显示水减少步骤的正面影响，建立一系列实验，其中延长了孵育步骤的持续时间：

1.根据本发明的方法将10g的种子样品吸水，之后降低MC。

2.将一部分种子按正常孵育时间进行孵育，而对其它种子孵育延长的孵育时间。

3.将种子干燥至浸湿前的含水量，以便储存。

4.根据上述方法确定种子的孵育水分含量(MC)，浸泡时间，和引发对降低平均发芽时间(MGT)，和提高发芽能力(GC)的影响。

表6延长孵育的效果

*含水量降低至小于浸泡种子含水量的1-5％单位

**正常的孵育时间

结果-延长孵育的效果

这些实施例说明了在孵育之前减低含水量步骤的重要性。在浸湿后降低含水量即使在延长孵育时间的情况下，也会减少种子进入第III阶段(发芽，种子出苗)的风险。如果在引发过程中，对已进入发芽的第III阶段的种子进行干燥，存储，则其引发特性，例如种子活力，种子生存力以及耐贮性(未示出)可能受损。从表6可以发现，用本发明的方法引发的实例的种子可以容许延长的孵育，并具有较少的负面影响。

Claims (23)

1.一种用于引发种子的方法，包括以下步骤：

–以下述方式用水溶液浸湿被引发的种子，使得种子吸水量至少达到种子进入吸水第II阶段所需水量的75wt％；

–将种子水分含量的(wt％，基于干重)至少降低百分之一单位，同时种子的含水量仍然保持在不低于25wt％MC；以及；

–以下述方式孵育种子，使得；

–在孵育期间种子的重量保持在不低于孵育之前种子重量的80％，例如不低于90％、或不低于95％；

–在不短于25％的孵育时间内种子的水分含量(基于干重)保持在不低于25wt％。

2.根据权利要求1所述的用于引发种子的方法，其中，以下述方式浸湿有待引发的种子，使得种子吸水量至少达到种子进入吸水第II阶段所需水量的95wt％、例如至少97wt％、99wt％、或99.5wt％。

3.根据权利要求2所述的用于引发种子的方法，其中，以下述方式浸湿有待引发的种子，使得种子吸水量达到进入吸水第II阶段所需的含水量。

4.根据权利要求3所述的用于引发种子的方法，种子浸湿的时间比种子进入吸水第II阶段所需时间长1-20％，例如2-10％，或2-5％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于引发种子的方法，其中所述种子是下述种子

–内胚乳植物种子，例如番茄或辣椒；

–裸子植物种子，如松或云杉；

–外胚乳植物种子，例如红甜菜；和/或

-具有果皮的植物的种子，如胡萝卜或草。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于引发种子的方法，准备有待引发的干种子。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于引发种子的方法，浸湿种子的步骤包括将所述种子浸泡在水溶液中。

8.根据权利要求7所述的用于引发种子的方法，其中所述水溶液是充气水溶液，并且在浸湿步骤期间可选择连续地或不连续地对种子进行搅拌。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于引发种子的方法，其中种子的水分含量降低到在整个引发过程中种子不能完成发芽(胚根伸出种皮)的程度。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于引发种子的方法，其中以下述方式降低种子的水分含量:把浸湿种子的重量降低1-80％，例如1％-60％，2％-30％，2％-20％，或2％-8％。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的用于引发种子的方法，其中在减少浸湿种子的水含量的步骤中，将浸湿种子的重量降低1％-10％，优选2％-8％。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的用于引发种子的方法，其中种子的含水量是通过干燥空气来降低的，所述空气的相对湿度小于40％，并且所述空气的温度在25-35℃之间。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的用于引发种子的方法，其中，降低种子含水量步骤的时间要不长于有足够水分的同类种子所需发芽时间的1/10，如不长于1/20，1/50或者1/100。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的用于引发种子的方法，其中，降低水分含量步骤的持续时间不长于孵育步骤的持续时间的1/10，如不长于1/20，1/50或者1/100。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的用于引发种子的方法，其中种子是在相对湿度不低于95％，但低于100％环境中孵育的·。

16.根据权利要求1-14中任一项所述的用于引发种子的方法，其中在孵育步骤期间所述环境的相对湿度为80％-100％，例如80％至小于95％，至少95％到小于100％，或100％

17.根据权利要求1-16中任一项所述的用于引发种子的方法，其中种子孵育时间不短于能自由吸水种子从进入吸水的第II和进入吸水第III阶段所需时间之间的差异。

18.根据权利要求17所述的用于引发种子的方法，其中孵育的持续时间不短于能自由吸水种子(水势能为零)进入吸水的第II和III阶段所需时间之间的差异，但不长于这种差异的3倍，例如不长于2倍。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的用于引发种子的方法，其中在所述孵育步骤期间翻滚所述种子。

20.根据权利要求1-19中任一项所述的用于引发种子的方法，其中在所述孵育步骤期间连续地或不连续地更换所述孵育空气环境。

21.根据权利要求1-20中任一项所述的用于引发种子的方法，其中在孵育期间种子重量保持在孵育开始时种子重量的20％以内，例如保持在10、5.0、或2.5％以内。

22.根据权利要求1-20中任一项所述的用于引发种子的方法，进一步包括在孵育种子的步骤之后干燥孵育过种子的步骤。

23.根据权利要求21所述的用于引发种子的方法，其中孵育后种子的含水量降低到与所述种子引发之前相同的水平，优选更低。