CN109122733B - 一种破除牛筋草种子休眠的方法及其应用 - Google Patents

一种破除牛筋草种子休眠的方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种破除牛筋草种子休眠的方法及其应用，属于牛筋草种子处理技术领域。本发明将牛筋草种子，依次经过风干、去种壳、50～60℃水中浸泡、植物提取物浸种、蒸馏水冲洗和风干，得到破除休眠的牛筋草种子。本发明不使用化学试剂来破除牛筋草种子休眠，减少了化学试剂对牛筋草后续生长过程中的干预，特别是化学试剂对后续科研实验影响大，不使用化学试剂来破除牛筋草种子，能够使得后续的科研实验更加精准。通过特定的选择植物提取物的种类，牛筋草种子的萌发率能达到90%以上，且不需要使用任何化学试剂，牛筋草种子可以放置备用。

Description

一种破除牛筋草种子休眠的方法及其应用
技术领域
本发明涉及牛筋草种子处理技术领域，尤其涉及一种破除牛筋草种子休眠的方法及其应用。
背景技术
牛筋草，拉丁文名：Eleusine indica (L.) Gaertn.一年生草本。根系极发达。秆丛生，基部倾斜。叶鞘两侧压扁而具脊，松弛，无毛或疏生疣毛；叶舌长约1毫米；叶片平展，线形，无毛或上面被疣基柔毛。穗状花序2～7个指状着生于秆顶，很少单生；小穗长4～7毫米，宽2～3毫米，含3～6小花；颖披针形，具脊，脊粗糙。囊果卵形，基部下凹，具明显的波状皱纹。鳞被2，折叠，具5脉。花果期6～10月。5～6月出苗，7～9月抽穗、开花，8～10月结实并成熟，成熟牛筋草种子一般有3～4个月的休眠习性，
牛筋草是全世界危害最严重的恶性禾本科杂草之一，广泛分布于全球各地的各种作物田，严重影响作物的质量与产量，许多科研单位都在使用牛筋草开展各种科学研究。但牛筋草主要靠牛筋草种子繁殖，其牛筋草种子有休眠现象，当前对牛筋草种子进行解休眠的方法，耗时长，且萌发率较低，这无疑影响力了科学研究的速度。
自然采集的牛筋草种子，催芽10 天的萌发率一般为 5% 左右，放置1年以后，再催芽10 天的萌发率能达到30% 左右。而现有的牛筋草种子破眠技术一般采取温水浸泡，激素浸泡、低温层积等方法。而牛筋草破除休眠的方面目前还较为单一，通常是使用低温层积或使用卵磷脂浸泡来促使牛筋草发芽。低温沉积通常时间花费较长，层积3个月的时间可以达到80%左右的萌发率。激素浸泡的时间较快使用卵磷脂浸种24小时后牛筋草的萌发率能达到80%左右。
《牛筋草种子休眠解除方法研究》一文记载有：研究了光照(12h光周期)和黑暗两种条件下摩擦脱果皮处理及不同药剂(NaOH、HCl、KNO3及GA3)浸泡处理对脱果皮和未脱果皮牛筋草种子萌发的影响。结果表明,牛筋草种子休眠主要是其果皮对牛筋草种子的束缚引起的机械休眠,牛筋草种子一经脱果皮,休眠基本解除,萌发率达61%以上。若用蒸馏水浸泡24 h,萌发率显著升高,达80%。牛筋草种子的萌发不受光照条件的影响。NaOH、HCl、KNO3及GA3浸泡对未脱果皮的牛筋草种子萌发无任何促进作用。与对照相比,脱果皮的牛筋草种子经NaOH、HCl浸泡后萌发率急剧下降,而经KNO3和GA3浸泡24h后,在一定浓度内萌发率均有所提高。
《牛筋草种子萌发特性的研究》一文记载有：牛筋草种子萌发受温度影响较大,温度低于15℃,牛筋草种子完全不萌发,高于25℃利于牛筋草种子萌发,萌发率超过92%。对光照条件不敏感。牛筋草种子的萌发受酸碱度影响很小,在pH值4～11范围内,萌发率均高于90%。牛筋草种子对水分胁迫较敏感,当水势为～0.6MPa时,牛筋草种子萌发率仅1.67%。牛筋草种子耐盐性较强,当NaCl浓度为120mmol/L时,牛筋草种子萌发率仍高达80%。牛筋草种子适宜在土层深度0～1cm范围内萌发,萌发率超过87%,牛筋草种子埋深增加会严重抑制其萌发。
由上述现有文献可知以下几点：
1、牛筋草种子休眠主要是其果皮对牛筋草种子的束缚引起的机械休眠,牛筋草种子一经脱果皮,休眠基本解除,萌发率达61%以上。
2、蒸馏水浸泡24 h,萌发率显著升高,达80%。
3、牛津草牛筋草种子的萌发对光照不敏感。
4、牛筋草种子萌发受温度影响较大,温度低于15℃,牛筋草种子完全不萌发,高于25℃利于牛筋草种子萌发,萌发率超过92%。
5、脱果皮的牛筋草种子经KNO3和GA3浸泡24h后萌发率均有所提高。
但是存在以下问题：
1、高温处理后的牛筋草种子萌发率超过92%，但是高温处理后牛筋草种子直接萌发了，无法放置备用。
2、采用KNO3和GA3等化学试剂来破除牛筋草种子的休眠，对牛筋草种子刺激大，培育出来的牛筋草生长受到损坏，科研使用的牛筋草会受到化学试剂的影响，且萌发率不是特别高。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种破除牛筋草种子休眠的方法，该方法处理的牛筋草种子不像升温后就直接萌发，牛筋草种子可以放置到需要萌发的时候再使用。同时，本发明不使用化学试剂来破除牛筋草种子休眠，减少了化学试剂对牛筋草后续生长过程中的干预，特别是化学试剂对后续科研实验影响大，不使用化学试剂来破除牛筋草种子，能够使得后续的科研实验更加精准。牛筋草种子的萌发率能达到90%以上，且不需要使用任何化学试剂，牛筋草种子可以放置备用。
本发明通过以下技术方案来实现的:
本发明提出了植物提取物在破除牛筋草种子休眠上的应用，该植物提取物是通过溶剂萃取法从植物的根、茎、种子中提取的，对其它植物生长无抑制作用的，同时能促进植物萌发的物质。
本发明还提出了一种破除牛筋草种子休眠的方法，将牛筋草种子，依次经过风干、去种壳、50～60℃水中浸泡、植物提取物浸种、蒸馏水冲洗和风干，得到破除休眠的牛筋草种子。
进一步地，本发明所述的破除牛筋草种子休眠的方法，包括以下步骤：
A.选种
选取成熟的牛筋草种子，风干至水分≤12%；筛选颗粒饱满的牛筋草种子备用。
B.预处理
将步骤A中筛选得到的牛筋草种子去除牛筋草种子外壳，然后将去除牛筋草种子外壳的牛筋草种子用水浸泡；浸泡至所有种子均沉入水底。
C.浸种
将步骤B浸泡后的牛筋草种子置于植物提取物溶液中浸泡；
所述植物提取物溶液是指从通过溶剂萃取法从植物中提取对其它作物生长无抑制作用，能促进种子萌发的成分。
D.洗种
将经步骤C浸泡的牛筋草种子冲洗至无明显浸种液残留。
E.风干
将经步骤D冲洗后的牛筋草种子风干，使水分含量保持在5～8%之间，即可。
本发明在步骤C中，所述植物提取物溶液包括桉油精、卵磷脂、海藻酸、橙皮精油、苦参碱、松节油、茴蒿素、乌头碱和芒果苷中的一种或者多种混合。
作为优选，本发明在步骤C中，所述植物提取物溶液包括卵磷脂、海藻酸、橙皮精油。
进一步地，本发明在步骤B中，牛筋草种子放置于50～60℃的水中浸泡，浸泡时间为20～30min。
进一步地，本发明在步骤C中，将牛筋草种子置于植物提取物溶液中浸泡，浸泡的环境温度为22～30℃；浸泡时间为1～2d。
进一步地，本发明在步骤C中，卵磷脂浓度为1～5g/L，海藻酸浓度为0.5～2g /L，橙皮精油浓度为1～10 g /L。
采用本发明所述方法破除休眠的牛筋草种子，其保存方式为：常温存储。
本发明带来的有益效果有：
（一）本发明首次提出了使用植物提取物浸种，以达到破除牛筋草种子休眠的目的。植物提取物是指通过溶剂萃取法从植物的根、茎、种子中提取的，对其它植物生长无抑制作用的，同时能促进植物萌发的物质，该植物提取物对牛筋草后续的生长干预小，使培育出的牛筋草根系发达，长势好，生长速度快，成活率高，更具有研究价值。同时因为没有使用化学试剂，对环境干预小，环保节能。
（二）本发明使用特定的植物提取物的组合来对牛筋草种子破除休眠，能够使牛筋草种子的萌发率达到90%以上，其萌发率远远高于常规方式处理得到的牛筋草种子。
（三）采用本发明所述方法来破除牛筋草种子，步骤和使用的工具简单，能够极大缩短牛筋草种子破眠所需的时间，提高破眠效率。
附图说明
图1为机械破壳对牛筋草种子萌发率的影响对比图。
图2为不同溶液对牛筋草种子萌发率的影响。
图3为不同植物提取物浸种对牛筋草萌发率的影响。
图4为使用植物提取物浸种和未使用植物提取物浸种的牛筋草生长对比图。
具体实施方式
实施例1
本实施例通过对比蒸馏水浸泡牛筋草种子、植物提取物溶液浸泡牛筋草种子、去除牛筋草种子外壳和不去除牛筋草种子来说明机械破壳对牛筋草种子萌发率的影响、浸泡溶液对牛筋草种子萌发率的影响。
具体方法如下：
从田间植株上采集充分成熟的牛筋草种子，自然风干后，筛选出籽粒饱满、完全成熟的牛筋草种子备用。
将筛选好的牛筋草种子放于纱袋中用手搓揉 4 min，除去牛筋草种子种壳；将去种壳的成熟牛筋草种子在 50℃的水中浸泡20min 。
使用卵磷脂、海藻酸、橙皮精油配制一定浓度溶液对牛筋草种子进行浸种，并置入25℃恒温箱内，浸种1天。卵磷脂浓度为3g/L，海藻酸浓度为1g /L，橙皮精油浓度为0.2%。
将牛筋草种子用蒸馏水冲洗 4min，并自然风干；将牛筋草种子置入纸床培养皿中，置入20℃恒温光照培养箱中催芽；将牛筋草种子置于面盘中观察计算牛筋草种子萌发率。
结果如图1所示：
去除牛筋草种子外壳与不去除牛筋草种子外壳相比，前者的萌发率更高。
植物提取物溶液浸泡牛筋草种子与蒸馏水浸泡牛筋草种子相比，前者的萌发率更高。
实施例2
本实施例对比不同植物提取物溶液及其组合浸泡牛筋草种子、蒸馏水溶液浸泡牛筋草种子对牛筋草种子萌发率的不同影响。
具体方法如下：
从田间植株上采集充分成熟的牛筋草种子，自然风干后，筛选出籽粒饱满、完全成熟的牛筋草种子备用。
将筛选好的牛筋草种子放于纱袋中用手搓揉 4 min，除去牛筋草种子种壳；将去种壳的成熟牛筋草种子在 50℃的水中浸泡20min。
使用卵磷脂、海藻酸、橙皮精油配制一定浓度溶液对牛筋草种子进行浸种，并置入25℃恒温箱内，浸种1天。
将牛筋草种子用蒸馏水冲洗 4min，并自然风干。
将牛筋草种子置入纸床培养皿中，置入20℃恒温光照培养箱中催芽。
将牛筋草种子置于面盘中观察计算牛筋草种子萌发率。
如图2所示：卵磷脂、海藻酸、橙皮精油的混合溶液对牛筋草种子萌发率有明显的提升效果；其中发挥效果的一卵磷脂和海藻酸为主，橙皮精油也起到了一定作用。
实施例3
本实施例比对不同植物提取物浸种对牛筋草萌发率的影响。
具体方法如下：
从田间植株上采集充分成熟的牛筋草种子，自然风干后，筛选出籽粒饱满、完全成熟的牛筋草种子备用。
将筛选好的牛筋草种子放于纱袋中用手搓揉2 min，除去牛筋草种子种壳；将去种壳的成熟牛筋草种子在 50℃的水中浸泡20min。
使用不同溶液对牛筋草种子进行浸泡，并置入25℃恒温箱内，浸种2天。
将牛筋草种子用蒸馏水冲洗 4min，并自然风干。
将牛筋草种子置入纸床培养皿中，置入20℃恒温光照培养箱中催芽。
将牛筋草种子置于面盘中观察计算牛筋草种子萌发率。
如图3所示：辣椒碱对提高牛筋草种子萌发率的没有明显效果，其中桉油精、卵磷脂、海藻酸、橙皮精油、苦参碱、松节油效果较好，茴蒿素、乌头碱、芒果苷效果较差。
实施例4
本实施例提供了采用卵磷脂、海藻酸和橙皮精油来破除牛筋草种子的方法。
A.选种
选取成熟的牛筋草种子，风干至水分≤12%；筛选颗粒饱满的牛筋草种子备用。
B.预处理
将步骤A中筛选得到的牛筋草种子去除牛筋草种子外壳，然后将去除牛筋草种子外壳的牛筋草种子用水浸泡；牛筋草种子放置于50℃的水中浸泡，浸泡时间为25min；浸泡至所有种子均沉入水底。
C.浸种
将步骤B浸泡后的牛筋草种子置于植物提取物溶液中浸泡，浸泡的环境温度为28℃；浸泡时间为1d。
所述植物提取物溶液包括卵磷脂、海藻酸、橙皮精油。
卵磷脂浓度为3.5g/L，海藻酸浓度为0.8g /L，橙皮精油浓度为6 g /L。
D.洗种
将经步骤C浸泡的牛筋草种子冲洗至无明显浸种液残留。
E.风干
将经步骤D冲洗后的牛筋草种子风干，使水分保持在5%，得到萌发率为93%左右的牛筋草种子。
实施例5
本实施例提供了采用了桉油精来破除牛筋草种子的方法。
A.选种
选取成熟的牛筋草种子，风干至水分≤12%；筛选颗粒饱满的牛筋草种子备用。
B.预处理
将步骤A中筛选得到的牛筋草种子去除牛筋草种子外壳，然后将去除牛筋草种子外壳的牛筋草种子用水浸泡；牛筋草种子放置于60℃的水中浸泡，浸泡时间为20min；浸泡至所有种子均沉入水底。
C.浸种
将步骤B浸泡后的牛筋草种子置于植物提取物溶液中浸泡，浸泡的环境温度为22℃；浸泡时间为1.5d。
所述植物提取物溶液桉油精。
桉油精浓度为5g/L。
D.洗种
将经步骤C浸泡的牛筋草种子冲洗冲洗至无明显浸种液残留。
E.风干
将经步骤D冲洗后的牛筋草种子风干，使水分保持在7%，得到萌发率为60%左右的牛筋草种子。
实施例6
如本发明图3所示，本实施例采用了不同的植物提取物对牛筋草种子进行浸种，浸种后采用蒸馏水冲洗、风干，得破除休眠的牛筋草种子。
该破除休眠的牛筋草种子的保存方式为：常温储存。
即将种子用牛皮纸袋装好，放置在室内通风的位置储存，不进行任何环境因素管控。
常温储存3个月后观察，未见有萌发迹象，且通过萌发试验验证，种子发芽率依然在90%以上。
本发明中的常温是指20～28℃。
实施例7
本实施例将实施例2中所得的部分种子进行栽培，经过播种、间苗、定苗的过程，在每盆内留下5株牛筋草，培养40天后的见附图4。
附图4从左到右依次为实施例2中的：对照处理（未处理）、处理11（蒸馏水）、处理1（10g/L卵磷脂）、处理2（5g/L海藻酸）、处理3（5%橙皮精油）、处理4（3g/L卵磷脂+0.5g/L海藻酸+0.2%橙皮精油）、处理5（3g/L卵磷脂+1g/L海藻酸+0.2%橙皮精油）。
如附图4所示，处理11、处理1、处理2、处理3长势与对照处理无明显差异，处理4、处理5、长势明显有于对照处理。
以上，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.植物提取物在破除牛筋草种子休眠上的应用， 所述植物提取物为浓度为10g/L的卵磷脂，浓度为5g/L的海藻酸，浓度为5%的橙皮精油，由浓度为3.5g/L的卵磷脂、浓度为0.8g/L的海藻酸、浓度为6g/L的橙皮精油组成的复剂或浓度为5g/L的桉油精。
2.一种如权利要求1所述的植物提取物用于破除牛筋草种子休眠的方法，其特征在于：将牛筋草种子，依次经过风干、去种壳、50～60℃水中浸泡、植物提取物浸种、蒸馏水冲洗和风干，得到破除休眠的牛筋草种子。
3.如权利要求2所述的植物提取物用于破除牛筋草种子休眠的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.选种
选取成熟的牛筋草种子，风干至水分≤12%；筛选颗粒饱满的牛筋草种子备用;
B.预处理
将步骤A中筛选得到的牛筋草种子去除牛筋草种子外壳，然后将去除牛筋草种子外壳的牛筋草种子用水浸泡；浸泡至所有种子均沉入水底;
C.浸种
将步骤B浸泡后的牛筋草种子置于植物提取物溶液中浸泡;
D.洗种
将经步骤C浸泡的牛筋草种子冲洗至无明显浸种液残留;
E.风干
将经步骤D冲洗后的牛筋草种子风干，使水分含量保持在5～8%之间，即可。
4.如权利要求3 所述的植物提取物用于破除牛筋草种子休眠的方法，其特征在于：在步骤B中，牛筋草种子放置于50～60℃的水中浸泡，浸泡时间为20～30min。
5.如权利要求3所述的植物提取物用于破除牛筋草种子休眠的方法，其特征在于：在步骤C中，将牛筋草种子置于植物提取物溶液中浸泡，浸泡的环境温度为22～30℃；浸泡时间为1～2d。
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