CN108496959A - 常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法及种子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，至少包括以下步骤：步骤S01.将等离子气体通入浸泡有种子的水中，获得等离子体活性水；步骤S02.持续向所述等离子活性水中通入等离子气体，由所述等离子活性水对所述种子进行灭菌处理，获得灭菌的种子。该方法在常温、常规大气压下即可实现对种子表面及寄藏在种子内部的病菌、病毒的灭活，灭活率达到99％及以上，同时还能提高种子的活性，为种子的病害防治提供了一种快速便捷的方式，并同时提高产量，适合大规模工业化处理。

Description

常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法及种子

技术领域

本发明属于种子病害防治技术领域，具体涉及一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法及种子。

背景技术

种子病害的病原包括真菌、细菌和病毒。这些病原可以附着在种子表面，也可以通过种脐侵入种子内部，使得种子内部带上病菌。在传统的得种子病害防治处理过程中，常见的有常温处理、热处理及生物处理方法。其中，常温处理通常是将种子浸泡在化学灭菌剂中，这种处理方法，可以有效去除种子表面的各种细菌、真菌和病毒，但是这种处理方法操作复杂，还容易存在药物残留、污染环境，并可能出现病原的抗药性，更重要的是化学灭菌剂无法进入到种子内部实现对种子内部的病原的去除。而加热处理虽然能够杀灭病菌，但是，如果无法精确控制温度和处理时间，会降低种子的活性从而导致出苗延迟甚至伤害植物，处理效率低下。生物处理方法则是引入特定为神武对种子进行处理，这种方法对环境友好，但是处理周期长且成本高，不利于商业化生产和应用。

发明内容

针对目前常规方法对种子进行灭菌处理无法杀灭种子内部的病菌等问题，本发明提供一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法。

进一步地，本发明还提供由上述方法获得的种子。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，至少包括以下步骤：

步骤S01.将等离子气体通入浸泡有种子的水中，获得等离子体活性水；

步骤S02.持续向所述等离子活性水中通入等离子气体，由所述等离子活性水对所述种子进行灭菌处理，获得灭菌的种子。

相应地，一种种子，所述种子经过上述常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法处理。

本发明的技术效果为：相对于现有技术，本发明上述提供的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，采用等离子体与水结合获得的等离子体活性水，实现对种子表面及寄藏在种子内部的病菌、病毒的灭活，灭活率达到99％及以上，同时还能提高种子的活性，为种子的病害防治提供了一种快速便捷的方式，适合大规模工业化处理。

本发明提供的种子，由于采用上述常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法进行处理，其表面和内部的病菌灭活率达到99％及以上，培育成农作物后，具有根系发达、苗期提前、长势旺盛、抗旱抗病、早熟且产量提高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法获得的西瓜种子培育成瓜苗第20天的长势；

图2为本发明常规方法获得的西瓜种子培育成瓜苗第20天的长势。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实例提供一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，至少包括以下步骤：

步骤S01.将等离子气体通入浸泡有种子的水中，获得等离子体活性水；

步骤S02.持续向所述等离子活性水中通入等离子气体，由所述等离子活性水对所述种子进行灭菌处理，获得灭菌的种子。

下面对本发明的技术方案做进一步的详细解释。

本发明的方法中，涉及的温度为常温，也就是4～40℃，并且在常规的大气压下，具体为(0.9～1.20)×10⁵Pa，在上述温度和大气压下即可对种子进行处理，这主要是由于等离子体气体溶于水中使得水变成等离子体活性水后具有等离子体气体类似的效果。

优选地，用于产生等离子气体的电极为介质阻挡沿面放电结构的等离子体放电电极。这种放电结构的等离子体放电电极对空气放电，可以产生有效量的等离子体，通入浸泡有种子的水中时，可以有效地对种子外部和内部的病菌进行杀灭。

步骤S01中，种子浸泡在水中之后，即可将等离子气体通入水中，使得水变成等离子体活性水，在种子吸水时，将具有等离子体活性的水吸入种子内部。

在本发明涉及的常温大气压等离子体装置可以如下：工作电压220V左右(±20％)，频率50Hz左右(±20％)，功率大小可以根据处理的种子和水量按比例调节，具体比例为100瓦功率每5升水左右(±20％)，产生的等离子气体由管道通入水中。

优选地，用于浸泡种子的水为去离子水或蒸馏水或过滤后的自来水。在通入等等离子气体的过程中，也可以继续向其中加入去离子水或者蒸馏水或者过滤后的自来水，以避免种子吸收水分后造成浸泡种子的水量大量减少而不利于产生等离子体活性水。当然，通入的水并不局限于上述三种水。

为了使得等离子气体更好的溶解于水中，提高处理效率，等离子体气体可以将气泡石或者类似的微孔材料形成微气泡投入水中，如汉洋鱼缸气泵增氧泵气泡石、柏卡乐鱼缸水族箱增氧泵氧气泵专用气泡石等市场常见的气泡石。

优选地，等离子气体通过气泵压缩进入水体中。通过气泵增压，使等离子气体更好的溶入水体中。

更为优选地，等离子气体进入水体的气流量为5～30L/min，在该进气量下，水体等离子活性高，对种子表面和内部的病菌杀灭效果好，尤其是形成等离子活性水后，对种子内部病菌的杀灭效果更好。

优选地，所述种子在等离子活性水中的浸泡时间为15～60min。如果时间低于15min，虽然对种子表面病菌的灭活率达到了90％及以上，但是对种子内部病菌的灭活率低于50％，而当时间超过15min时，灭活率随浸泡时间的增长灭活效果更好，但是达到30min后，灭活率已经达到99％及以上，因此，可以选择浸泡时间在20～30min。

本发明的方法，适用于农作物中常见的种子，如单子叶种子、双子叶种子等。

由上述常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法处理的种子，能够杀灭种子表面及内部的病菌，减少病菌对种子生长的影响，同时提高种子的活性，尤其是激活种子的酶活性，刺激种子快速发芽、缩短生长周期。经过本方法处理的种子，在培育成农作物时，农作物具有根系发达、苗期提前、长势旺盛、抗旱抗病、早熟且产量提高的特点。同时，本方法处理的种子符合《到2020年农药使用量零增长行动方案》的环保要求。

为更有效的说明本发明的技术方案，下面通过多个具体实施例说明本发明的技术方案。

杀菌效果实施例

一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，涉及中杂302番茄种子，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所培育，分别做如下处理：

(1)取番茄种子20g，置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述无菌水中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为5min，取出番茄种子置于无菌的环境中，并标记为P5，待用。

(2)取番茄种子20g，置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述无菌水中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为10min，取出番茄种子置于无菌的环境中，并标记为P10，待用。

(3)取番茄种子20g，置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述无菌水中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为15min，取出番茄种子置于无菌的环境中，并标记为P15，待用。

(4)取番茄种子20g，置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述无菌水中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为20min，取出番茄种子置于无菌的环境中，并标记为P20，待用。

(5)取番茄种子20g，置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述无菌水中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为25min，取出番茄种子置于无菌的环境中，并标记为P25，待用。

(6)取番茄种子20g，置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述无菌水中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为30min，取出番茄种子置于无菌的环境中，并标记为P30，待用。

(7)以未经过处理的番茄种子作为阴性对照，记为P0。

(8)以浓度为5％的NaClO溶液对番茄种子进行消毒10min，取出置于无菌环境中作为阳性对照，标记为P1。

分别取上述各组的番茄种子各100粒，分别进行如下处理：

于50mL无菌三角瓶中，加入20mLPBS溶液，于25℃中按照150rpm的转速震荡2h，获得番茄种子表面带菌的菌悬液，种子表面带菌的菌悬液共八组。

另分别取上述各组的番茄种子各100粒，分别进行如下处理：

在浓度为80％的乙醇下浸泡2min，随后转移至质量浓度为5％NaClO溶液中浸泡10min，取出在无菌环境中晾干，转移至无菌研钵内加入无菌PBS溶液研磨，将研磨得到的匀浆置于摇床上，150rpm震荡2h，震荡液经过无菌纱布过滤，即可获得种子内部带菌的菌悬液，种子内部带菌的菌悬液共八组。

对上述八组种子表面带菌的菌悬液、八组种子内部带菌的菌悬液分别采用无菌水按照10倍梯度稀释后，分别涂布于TSA培养基(培养基中胰蛋白胨15g/L、大豆蛋白胨5g/L、NaCl 5g/L、琼脂15g/L)上，30℃倒置培养48h后，于显微镜中观察细菌情况并计数，结果如表1所示。

表1番茄种子表面和内部灭菌情况

从表1可知，随等处理时间的延长，种子表面细菌数量逐渐减少，灭菌率逐渐升高，处理5min时，灭菌率为85.49％；处理20min时，灭菌率达到99％以上，与NaClO溶液的灭菌效果相当。

等离子体处理对番茄种子内部细菌的灭菌效果与表面细菌的变化趋势一致，随等处理时间的延长，种子内部细菌数量逐渐减少，灭菌率逐渐升高，但等离子体对内部细菌的灭菌效率相对表面带菌较低。处理5min时，灭菌率为19.08％；处理20min时，灭菌率为50％左右；处理25min时，灭菌率达到99％以上，与NaClO溶液的灭菌效果相当。

西瓜种子应用实施例

本应用实施例涉及西瓜种子，西瓜种子为“早春红玉西瓜”，共600粒，等分成A、B两组，其中A组西瓜种子置于装有900mL无菌水的烧杯中，将气泡石浸入所述烧杯里，同时向所述烧杯中通入等离子气体，等离子气体的进气量为20L/min，浸泡时间为30min，随后取出，土壤中培育；B组西瓜种子采用去离子水浸泡6h，随后与A组同时种植于相同的土壤中，A组、B组种子浇水时间、次数等其他条件均相同，第20天观察，具体如图1、2所示，其中图1为A组种苗生长情况，图2为B组种苗生长情况。

从图1、2可知，经过等离子水浸泡的种苗芽(A组)比传统浸泡的种苗芽(B组)平均高出2-3mm，而且枝叶繁茂程度远远超过。由此也可看到，经等离子体辐射激活了种子的活力，种皮的通透性增强，离子交换能力提高，酶的转化加快，可溶性糖和可溶性蛋白增加。因此种子的发芽势、发芽率明显提高；农作物根系发达，苗期提前；长势旺盛，抗旱抗病；促进早熟，提高产量改善品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤S01.将等离子气体通入浸泡有种子的水中，获得等离子体活性水；

步骤S02.持续向所述等离子活性水中通入等离子气体，由所述等离子活性水对所述种子进行灭菌处理，获得灭菌的种子。

2.如权利要求1所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，所述等离子气体由介质阻挡沿面放电结构的等离子体放电电极对空气放电产生。

3.如权利要求1所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，所述种子浸泡在所述等离子活性水中的时间为15～60min。

4.如权利要求1所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，所述等离子气体的进气量为5～30L/min。

5.如权利要求1～2任一项所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，还包括将气泡石浸泡于步骤S01的水中。

6.如权利要求1～2任一项所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，处理所述种子的温度为4～40℃，大气压为(0.9～1.2)×10⁵Pa。

7.如权利要求1～2任一项所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法，其特征在于，所述水为去离子水、蒸馏水、过滤后的自来水中的任一种。

8.一种种子，其特征在于，所述种子经过如权利要求1～7任一项所述的常温大气压种子灭菌及提高种子活性的方法处理。