CN110192456A - 一种不间断处理的种子杀菌方法及应用 - Google Patents

Abstract

本公开属于农作物育种技术领域，具体涉及一种不间断处理的种子杀菌方法及应用。冷等离子体处理果蔬表面杀菌具有广泛的应用，将冷等离子体技术应用于农作物种子杀菌可以降低种衣剂的用量。目前有报道采用真空冷等离子体技术处理玉米种子进行杀菌和育种，本公开提供了一种不间断处理玉米种子的方法，将玉米种子至于传送装置穿过大气压冷等离子灭菌仓，在0‑280W的处理功率下对玉米种子进行15‑20s的非电离辐射处理，可流水操作，处理效率高。另外，本公开研究表明该方法能够特异性提高玉米种子耐盐碱生长性能。本公开方法通过物理方法获得健康种子，降低包衣剂对土壤造成的损害，减少农药用量，具有良好的推广意义。

Description

一种不间断处理的种子杀菌方法及应用

技术领域

本公开属于农业技术领域，具体涉及一种不间断处理种子的杀菌方法及该方法在提高玉米种子活力及抗逆性方面的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

玉米是中国第三大粮食作物，其种植面积广，产量高，是农民收入的主要来源之一。玉米富含淀粉、蛋白质，并且含有丰富的铁、锰、钾等微量元素，除食用外，还被用作饲料和加工成其他增值产品。

健康是玉米种子优质的标志，是保证增产的根本内因。种子带有的病菌可以直接侵染种芽和幼苗，造成毁种死苗，并且为后期发病提供菌源，是引起田间发病的祸根。因此，加强玉米种子灭菌处理技术的研究至关重要，不仅能确保玉米的产量和质量，同时能更好的保证整体的使用效率，提高种植玉米的经济效益。

目前，玉米种子常采用化学试剂处理防治病害。然而，随着全球范围内的环保与健康意识增强，人们逐渐认识到农药残留对环境、人以及动物的负面影响。因此，发明人认为，研发一种基于非化学原理的玉米种子灭菌技术显得尤为迫切。

冷等离子体是物质第四态，是一种能量更高的物质聚集态，含有大量被激发的分子、原子、自由基电子等活性粒子。冷等离子体对生物体的杀菌作用主要是通过这些活性成分从分子层面上对生物体的综合作用来实现。冷等离子体主要应用于食品及果蔬表面杀菌，具有安全、环保、高效特性的特性，该技术应用于玉米种子播前处理，将提升我国玉米的种子播前处理水平，获得不带菌的健康玉米种子，减少包衣剂、农药使用量，降低因包衣剂造成的土壤损害、环境破坏及农药残留。专利CN105316359A提供了一种采用等离子体处理与转基因结合的玉米育种方法，需要将玉米种子置于真空封闭环境中进行冷等离子体处理。发明人认为，该方法中需要在真空环境下进行作业，操作较为复杂，种子处理效率较低。随着常压冷离子体技术的发展，大气压冷等离子体在植物种子杀菌方面有望具有更广泛的应用。

发明内容

针对上述研究背景，本公开提供了一种不间断处理的玉米种子杀菌方法，能够实现对农作物种子的连续处理，突破了传统杀菌技术的局限性，该方法不仅为玉米也将为其他作物的有效杀菌提供理论基础及技术支撑，为玉米产业化发展提供理论依据。

为了实现以上技术效果，本公开提供以下技术方案：

本公开第一方面，提供一种不间断处理的种子杀菌方法，将种子置于输送装置上经冷等离子体处理。

优选的，所述冷等离子体的功率为0-280W且不为0。

经本公开针对冷等离子体对玉米、茄子、小麦等多种作物的杀菌效果进行研究，在上述功率范围内的冷等离子体对作物进行处理均能够起到一定的杀菌效果，并且处理时间较短，为15-20s。

优选的，所述冷等离子体的处理功率为80-280W。

采用80W以上的冷等离子体对作物种子进行处理，处理后的多种作物表面菌落总数均可以降到20～40CFU/g以下，满足大多数种子的生产需求，处理时间为16-19s。

优选的，所述冷等离子体的处理功率180-260W；更进一步优选的，所述处理功率为180-200W。

该功率范围内冷等离子体杀菌可以将种子表面菌落总数降到10CFU/g以下，甚至实现完全无菌，处理时间为16-17s。杀菌效果显著，能够获得健康的种子。

随着常压冷等离子体技术的发展，常温常压下采用冷等离子体技术杀菌的难度显著降低。本公开目的在于提供一种连续、不间断的对种子进行杀菌的方法，经本公开研究表明，将待处理的作物种子置于传送装置上，经冷等离子体装置进料口传送至杀菌仓，通过控制传送装置的运输速度调整灭菌时间，可以方便的实现大批量作物种子的连续杀菌，省时省力。

另外，本公开研究还进一步发现，采用上述方案对作物种子灭菌，除可以杀灭种子表面的细菌、病毒等，该方法对玉米种子具有特异的的活力提升作用，种子发芽势和活力均具有一定程度的提升，并且抗逆性也增强，处理后的玉米种子耐盐碱性能具有显著的提升。

本公开第二方面，经第一方面所述杀菌方法处理的玉米种子。

本公开第三方面，提供一种盐碱土地种植玉米的方法，所述方法包括采用经第二方面所述玉米种子进行种植。

本公开第四方面，提供一种提高玉米种子抗逆性的方法，所述方法执行如第一方面所述方法的步骤。

本公开第五方面，提供冷等离子技术在农作物种子杀菌或提高种子抗逆性方面的应用。

优选的，所述冷等离子体为大气压冷等离子体。

优选的，所述农作物包括但不限于玉米、小麦、茄子、番茄、黄瓜种子。

进一步优选的，所述农作物为玉米。

优选的，所述抗逆性为抗盐碱性能。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1.本公开采用大气压冷等离子体技术杀菌，为物理杀菌方法，产生的等离子体不具有有毒有害物质，不会对操作人员产生安全隐患，也不会引起环境污染。同时该杀菌方法可以显著减少化学包衣剂及农药的使用量，实现了灭菌技术的“绿色化”。

2.本公开提供的是一种不间断处理玉米种子的方法，将玉米种子至于传送带上通过杀菌仓的方式进行杀菌。该方法杀菌所用时间短，操作简便，灭菌过程可实现自动化，进行流水作业。这种不间断的处理方式可以大大提高种子处理效率。

3.采用该方法杀菌效果全面，针对玉米表现常见的细菌、真菌及病毒等均具有良好的杀灭作用。经该方法处理的玉米种子同时在抗逆性方面也具有提升，经大气压冷等离子体处理的玉米种子在抗盐碱性能方面具有明显的提升。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开不间断处理的玉米种子杀菌方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，冷等离子体处理果蔬表面杀菌具有广泛的应用，目前有报道采用真空冷等离子体技术处理玉米种子进行杀菌和育种。但是发明人认为真空环境下的杀菌操作复杂，处理效率较低。随着大气压冷等离子体技术的发展，本公开提供了一种不间断处理玉米种子的方法，将玉米种子至于传送装置穿过大气压冷等离子灭菌仓，在0-280W的处理功率下对玉米种子进行15-20s的非电离辐射处理，可流水操作，处理效率高。

另外，本公开研究表明该方法能够特异性提高玉米种子耐盐碱生长性能。本公开方法通过物理方法获得健康种子，降低包衣剂对土壤造成的损害，减少农药用量，具有良好的推广意义。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本公开的技术方案。

实施例1

(1)选择同一批、均匀一致的玉米杂交种种子做实验材料。公众可从山东省种子有限公司获得。

(2)将玉米种子持续、不间断放入冷等离子体种子处理设备进仓口，在0-280W的处理功率下，调节传送带速度，对玉米种子进行16-20s的非电离辐射处理。

(3)处理后的玉米种子取200g装入自封袋中，以备菌落情况的检测。

(4)将冷等离子体处理的玉米种子在低温干燥条件下保存，以待适时播种。经过冷等离子体处理的玉米种子与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的同一批玉米种子相比，处理后的玉米种子菌落总数都显著降低，其中处理功率180-220W及260W未被检出，冷等离子体处理可以获得健康种子。不间断冷等离子体处理对玉米种子带菌的影响情况如表1所示：

表1：冷等离子体不同功率处理条件下的玉米种子带菌情况

通过表1可知，与对照相比，冷等离子体处理过的玉米种子带菌数量都出现了不同程度的降低，当处理功率为180W，200W，220W，处理时间17S，或处理功率260W，处理时间16S时，处理效果最佳，种子带菌数量未检出，通过以上步骤可以获得不携带有害菌的健康玉米种子。

(5)将处理功率180W，200W，220W，处理时间17S，及处理功率260W，处理时间16S的健康种子，质检室内进行发芽指标检测，确定冷等离子体处理玉米种子杀菌方法的最佳处理工艺。选择市面推广的10个品种，验证发芽指标，冷等离子体播前处理对玉米种子发芽指标的影响情况如表2所示：

表2：不同功率不间断冷等离子体处理对玉米种子发芽指标影响

表2中的发芽势、活力指数提高的比率表示冷等离子体处理的玉米种子与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的玉米品种的同一批种子相比，所有品种，发芽势和活力指数均有提高，提高的幅度见表2中的数据。表2表明，当处理功率为200W时，处理时间为17s时，经过冷等离子体处理的玉米的种子的发芽势和活力指数提高最大，分别比对照提高12.56-17.53％、15.21-20.41％，说明不带菌的玉米种子中，处理功率200W，处理时间17s时，发芽指标提高幅度最大，是玉米种子播前处理的最佳杀菌工艺。

实施例2

处理方法(1)-(4)与实施例1相同，不同之处在于，选择均匀一致的小麦种子，不间断冷等离子体处理对小麦种子带菌的影响情况如表4所示：

表4：冷等离子体不同功率处理条件下的小麦种子带菌情况

通过表4可知，与对照相比，冷等离子体处理过的小麦种子带菌数量都出现了不同程度的降低，当处理功率为200W，220W，处理时间17S，或处理功率280W，处理时间16S时，处理效果最佳，种子带菌数量未检出，通过以上步骤可以获得不携带有害菌的健康小麦种子。

处理功率为200W，220W，处理时间17S，或处理功率280W，处理时间16S获得的健康小麦种子，质检室内进行发芽指标检测，选择市面推广的10个品种，不间断冷等离子体播前处理对小麦种子发芽指标的影响情况如表5所示：

表5：不同功率不间断冷等离子体处理对小麦种子发芽指标影响

表5中的发芽势、活力指数提高的比率表示冷等离子体处理的小麦种子与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的小麦品种的同一批种子相比，所有品种，发芽势和活力指数提高的幅度。当处理功率为80W时，处理时间为18s时，经过冷等离子体处理的小麦的种子的发芽势和活力指数提高最大，分别比对照提高9.78-15.72％、14.91-20.11％。而不间断冷等离子体处理小麦的杀菌处理中，处理功率为200W，220W，处理时间17S，或处理功率280W，处理时间16S，可以获得健康不带菌种子，但发芽势和活力指数提高幅度不大，甚至出现抑制，不符合播前处理预期目标。

实施例3

处理方法(1)-(4)与实施例1相同，不同之处在于，选择均匀一致的茄子种子，不间断冷等离子体处理对茄子种子带菌的影响情况如表4所示：

表6：冷等离子体不同功率处理条件下的茄子种子带菌情况

通过表6可知，与对照相比，冷等离子体处理过的茄子种子带菌数量都出现了不同程度的降低，当处理功率为220W，处理时间17S，或处理功率280W，处理时间16S时，处理效果最佳，种子带菌数量未检出，通过以上步骤可以获得不携带有害菌的健康茄子种子。

当处理功率为220W，处理时间17S，或处理功率280W，处理时间16S时，获得的健康茄子种子，质检室内进行发芽指标检测，选择市面推广的10个品种，不间断冷等离子体播前处理对茄子种子发芽指标的影响情况如表7所示：

表7：不同功率不间断冷等离子体处理对茄子种子发芽指标影响

表7中的发芽势、活力指数提高的比率表示冷等离子体处理的茄子种子与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的茄子品种的同一批种子相比，所有品种，发芽势和活力指数提高的幅度。当处理功率为40W时，处理时间为19s时，经过不间断冷等离子体处理的茄子种子的发芽势和活力指数提高最大，分别比对照提高11.33-18.12％、16.14-25.69％。而不间断冷等离子体处理茄子的杀菌处理中，处理功率为220W，处理时间17S，或处理功率280W，处理时间16S时，可以获得健康不带菌种子，但发芽势和活力指数提高幅度不大，甚至出现抑制，不符合播前处理预期目标。

实施例4

处理方法(1)-(4)与实施例1相同，不同之处在于，将处理功率180W，200W，220W，处理时间17S，及处理功率260W，处理时间16S的健康玉米种子，在盐碱地进行小区试验，确定不间断处理的玉米种子杀菌方法得到的种子耐盐碱的效果。选择市面推广的10个品种，测定田间第6天出苗率、第10天出苗数、第10日苗高、三叶一心时间和地上部分干鲜重等项目，不间断冷等离子体播前处理对玉米种子田间长势的影响情况如表8所示：

表8：不同功率不间断冷等离子体处理玉米种子在盐碱地出苗和长势情况

表8中的出苗、苗高、干鲜重提高的比率表示冷等离子体处理的茄子种子与未经过任何处理的、步骤1选定的相应的茄子品种的同一批种子相比，所有品种，出苗、苗高、干鲜重提高的幅度。表8得出，不间断冷等离子体处理后的玉米种子与未处理对照相比，出苗率提高、苗高增加、三叶期提前、地上部分鲜干重增加。当处理功率200W，处理时间17S，经过不间断冷等离子体处理的玉米的种子的在盐碱地出苗和长势最佳，出苗快且齐；第6和10天出苗率分别比对照提高15.42-26.31％、4.29-6.48％，地上部分鲜重和干重分别提高4.23-5.89％和0.60-1.10％，三叶期提前2天。说明不带菌的玉米种子中，处理功率200W，处理时间17s时，不带菌的玉米种子在盐碱地出苗最齐、长势最旺，同时达到杀菌和促生的效果。

通过以上步骤得到不带菌的玉米健康种子，且发芽指标得到提高，盐碱地出苗和长势增强，符合预期目标。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不间断处理的种子杀菌方法，其特征在于，将种子置于输送装置上经冷等离子体处理；优选的，所述冷等离子体的功率为0-280W切不为0。

2.如权利要求1所述的种子杀菌方法，其特征在于，所述冷等离子体的处理功率为80-280W。

3.如权利要求1所述的种子杀菌方法，其特征在于，所述等离子体的处理功率180-260W。

4.权利要求1-3任一项所述杀菌方法处理的玉米种子。

5.一种盐碱土地种植玉米的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求4所述的玉米种子。

6.一种提高玉米种子抗逆性的方法，其特征在于，所述方法执行如权利要求1-3任一项所述方法的步骤。

7.冷等离子技术在农作物种子杀菌或提高种子抗逆性方面的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述冷等离子体为大气压冷等离子体。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述农作物包括但不限于玉米、小麦、茄子、番茄、黄瓜种子；优选的，所述农作物为玉米。

10.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述抗逆性为抗盐碱性能。