CN110754483B - 一种马尾松种子包衣剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种马尾松种子包衣剂及其制备方法和应用，包衣剂包括抗旱保水剂1‑25份、黏着剂2‑8份、土壤改良剂1‑25份、腐殖质土20‑40份、生长调节剂0.005‑0.05份、水40‑100份；其制备方法为：将抗旱保水剂、黏着剂、土壤改良剂、腐殖质土以及生长调节剂混合后搅拌均匀；随后边倒入水边搅拌，至粘稠状后放置至凝固状即可。本发明的包衣剂可用于马尾松种子包衣，其具有提高马尾松种子发芽率、抗旱能力的优点；另外，本发明的制备方法具有简单高效地制备包衣剂以及进行马尾松种子包衣的优点。

Description

一种马尾松种子包衣剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及马尾松种子的技术领域，更具体地说，它涉及一种马尾松种子包衣剂及其制备方法和应用。

背景技术

种子包衣是应用成膜剂或粘合剂将包衣剂粘合于种子表面，以促进种子萌发及幼苗生长的一种技术。通过种子包衣，播种后种子能迅速吸水膨胀，将包衣剂中的各种有效成分快速吸收，从而提高种子发芽率、增强苗木抗性、防治病虫害、促进苗木生长。种子包衣的研究开始于20世纪80年代中期，但一直以来人们对农作物种子包衣剂的研究较多，而林木种子包衣剂的研究甚少。

马尾松(Pinus massoniana)广泛分布于我国亚热带地区，是我国南方分布最广、数量最多的松属树种，也是我国重要的脂材兼用树种，其具有速生、丰产、耐干旱贫瘠、适应性强等优良特性。

目前马尾松普遍采用种子繁殖的方式育苗，该过程中存在种子吸收水分及养分不足、病虫害频发、机械挤压损伤等缺点，使得种子发芽率及苗木成活率低。而种子萌发直接关系植物能否顺利完成有性生殖的更新过程。由于马尾松对土壤要求不严，耐干旱贫瘠，在粘土、砂土、石砾土、及岩石裸露的石缝里都能生长，人们对马尾松种子萌发过程是否受到干旱胁迫、养分不足、病虫害等因素的影响不够重视。

申请号为CN201310149982.6的发明专利公开了一种利用马尾松种子获取无菌苗的方法，利用海绵良好的吸水和保水性能，将消毒后的马尾松种子放入其中培养10-20天即可获得生长健壮的无菌苗。应用本发明培养马尾松无菌苗，出苗时间明显缩短，苗木生长尤其是根系生长优于琼脂培养；同时简化了实验步骤，提高了培养效率；此外，由于海绵可重复利用且不产生废弃物，节约了育苗繁殖成本又保护了环境。

朱跃贤等通过保水剂处理马尾松种子，虽然在一定程度上提高种子发芽率及苗木质量，但该研究只对种子起到保水作用，并没有提高种子抗旱能力及提供充足的养分(朱跃贤等.2000.马尾松保水剂育苗试验初报.贵州林业科技,28(4)：34-36)。杨桦采用壳聚糖作为种衣剂抗性添加剂以提高马尾松种子发芽率及抗病能力，但还存在配方复杂、操作难、人工包衣效率低、成本高等实际问题(杨桦.2008.种衣剂在林木种子上应用及壳聚糖作为种衣剂抗性添加剂的研究.四川农业大学)。

因此，提供一种提高马尾松种子发芽率及增强其抗性的一种包衣剂且包衣剂便于制备的工艺是十分必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种马尾松种子包衣剂，其具有抗旱性好、提高种子发芽率以及无毒害的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种马尾松种子包衣剂的制备方法，其具有简单高效地制备出马尾松种子包衣剂的优点。

本发明的第三个目的在于提供一种马尾松种子包衣剂的应用，其具有方便高效地实现对马尾松种子的包衣且包衣后马尾松种子的发芽率以及抗旱能力较强的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种马尾松种子包衣剂，所述包衣剂包含以下重量份的原料：抗旱保水剂1-25份、黏着剂2-8份、土壤改良剂1-25份、腐殖质土20-40份、生长调节剂0.005-0.05份、水40-100份。

通过采用上述技术方案，在包衣剂的制备原料中加入的抗旱保水剂，是一种独具三维网状结构的有机高分子聚合物，在土壤中能将雨水或浇灌水迅速吸收并保住，变为固态水而不流动不渗失，长久保持局部恒湿、天旱时缓慢释放供植物利用。对于在耐干旱贫瘠，在粘土、砂土、石砾土、及岩石裸露的石缝里都能生长的马尾松来说，抗旱保水剂的使用使得马尾松种子在干旱的地区有充足的水分供给，为种子萌发以及生根提供水分保证。腐殖质土中包含有大量的土壤改良剂主要是用于改善土壤物理性，从而使得植物处在一个有机环境、无机环境、微生物环境均适合植物生长外部环境，从而均促进作物养分吸收，使得植物的生长更好。

腐殖质土中含有大量由动物、植物、微生物残体分解形成的难分解的大分子有机化合物，占土壤有机质的70-80％。在改善土壤团粒、提高和保持土壤肥力中有显著作用。其组成和特点对岩石风化、重金属的迁移和生物有效性、植物营养和全球碳循环等地球化学过程起着相当重要的作用。腐殖质土的加入为马尾松种子的萌发提供较多的有机物以及微量或常量金属元素，同时腐殖质土作为电子受体参与细胞的呼吸作用，保证种子萌发的呼吸作用的顺利进行，进而促进种子的发芽。生长调节剂是为了进一步促进种子细胞的分裂和分化，进而促进种子的萌发。

本发明制备包衣剂的原料中，抗旱保水剂解决了马尾松种子在干旱环境中的蓄水问题；而腐殖质土提供了种子萌发的微生物、有机物、微量和大量金属元素，使得种子发芽率更高；土壤改良剂是从马尾松种子所处的土壤环境的角度，改进土壤环境，使得土壤环境更适宜种子的发芽和生长，同时腐殖质土、抗旱保水剂以及土壤改良剂之间相互促进影响，使得种子周围的土壤环境中的微生物环境、有机和无机物环境以及供氧量等更进一步促进马尾松种子的萌发生长，使得马尾松种子具有更高的发芽率和抗旱能力。

进一步地，所述包衣剂包含以下重量份的原料：抗旱保水剂2-10份、黏着剂3-7份、土壤改良剂2-10份、腐殖质土25-35份、生长调节剂0.01-0.03份、水45-95份。

通过采用上述技术方案，当制备包衣剂的原料在上述的用量范围时，制备得到的包衣剂对马尾松种子的抗旱保水效果最佳，种子的发芽率最高。

进一步地，所述抗旱保水剂为聚丙烯酸钠型抗旱保水剂。

通过采用上述技术方案，由于采用的抗旱保水剂为聚丙烯酸钠型的高吸水性保水剂，当马尾松种子的环境为水分充足的环境时，抗旱保水剂能够具有高效的吸收水分的能力，当马尾松种子的环境为干旱的环境时，抗旱保水剂将储存的水分缓慢释放，用于马尾松种子萌发生长的需要。其蓄水以及释放水的能力交强且抗旱保水剂无毒性，环保健康。

进一步地，所述黏着剂为白色粉末状的聚乙烯醇。

进一步地，所述土壤改良剂为浅黄色粉末状的皂土。

通过采用上述技术方案，使用皂土作为土壤调节剂，首先皂土本身具有较好的吸水性，在将皂土和抗旱保水剂相互混合的过程中，皂土颗粒进入抗旱保水剂的分子孔隙之间，进一步增强抗旱保水剂的保水性能；同时，皂土具有一定的粘合性能，皂土与聚乙烯醇配合，增强聚乙烯醇的粘合性能的同时间，当皂土与抗旱保水剂、聚乙烯醇以及腐殖质土等混合时，使得各原料之间的粘结更加稳固；除此之外，当有雨水落下的时候，皂土与腐殖质土、抗旱保水剂之间形成的稳定的网状胶体结构能够将土壤中马尾松种子周围的有机物、矿物质以及微生物群吸附固定住，不至于营养流失，且有效减少了水分的流失，使得马尾松种子的周围环境更利于其生长。

进一步地，所述生长调节剂为赤霉素。

通过采用上述技术方案，赤霉素作为一种植物激素，在促进植物细胞伸长的同时，解除种子内部抑制胚生长的物质(如脱落酸、乙烯等)，从而打破种子休眠，促进种子萌发。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种马尾松种子包衣剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1-1将包含抗旱保水剂、黏着剂、土壤改良剂、腐殖质土以及生长调节剂混合后搅拌均匀；S1-2边倒入水边搅拌，倒完水后搅拌至粘稠状，放置至混合物呈凝固状即可。

通过采用上述技术方案，通过对制备过程的控制进一步制备得到胶状粘稠的混合物之后再凝固，制备过程简单高效，制备得到的包衣剂具有一定的孔隙结构，其孔隙结构有利于包衣剂的保水和防止营养流失的性能。

进一步地，所述步骤S1-2中的放置时间为10-20min。

通过采用上述技术方案，在上述的放置时间下，制备得到的包衣剂最终包衣在马尾松种子外之后，马尾松种子的种子发芽率以及抗旱性能更佳。

为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：一种马尾松种子包衣剂的应用，所述包衣剂用于种子包衣。

进一步地，所述种子包衣通过以下步骤实现：

种子消毒：用0.5％的高锰酸钾溶液将马尾松的种子消毒1h，然后用蒸馏水冲洗5-6次，备用；

包衣剂制备：按照权利要求6或7任一所述的步骤制备包衣剂；

种子包衣：将消毒的种子和制备好的包衣剂置于包衣机中包衣，所述种子和包衣剂的质量比为3-5：1。

通过采用上述技术方案，在种子和包衣剂的质量比为3-5：1时，最终马尾松种子的发芽率以及抗旱性更好。包衣在马尾松种子上的包衣剂不易被损坏，同时实现较好的保水性，种子的发芽率更高。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用抗旱保水剂、土壤改良剂、腐殖质土以及赤霉素等作为马尾松种子包衣剂的制备原料，由于个原料之间的相互影响以及作用配合，使得制备得到的包衣剂具有黏着性好、保水性好、为种子萌发和发芽提供充足营养、促进种子发芽以及无毒害的优点。

第二、本发明中优选采用皂土为土壤改良剂，皂土来源方便，成本较低，同时皂土与抗旱保水剂以及腐殖质土之间的相互配合，使得制备得到的包衣剂的保水性、防止营养流失以及粘合性更强。

第三、本发明的包衣剂的制备方法，通过简单高效的方法制备得到具有黏着性好、保水性好、为种子萌发和发芽提供充足营养的包衣剂的效果。

第四、本发明的包衣方法，通过简单高效的步骤将包衣剂包衣在马尾松种子上，使得包衣后的马尾松种子的保水性、抗旱性更好，发芽率更高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

实施例1

一种马尾松种子包衣剂，包衣剂的制备配方及配比为：抗旱保水剂5Kg，黏着剂2Kg，土壤改良剂5Kg，腐殖质土20Kg，生长调节剂0.005Kg，水40Kg。

其中，抗旱保水剂购自宜兴市可信的化工有限公司，型号为HD2411，粒径为200目。

黏着剂为白色粉末状聚乙烯醇，购自上海臣启化工科技有限公司，型号为2488，粒径为120目。

土壤改良剂为浅黄色粉末状皂土，皂土购自上海试四赫维化工有限公司，商品编号为1302-78-9。

生长调节剂为赤霉素，购自郑州润雨农业科技有限公司，其纯度为95％。

腐殖质土来源于贵州省贵阳市孟关林场马尾松林下腐殖质层。

一种马尾松种子包衣剂的应用，包衣过程包括以下步骤：

种子消毒：用0.5％的高锰酸钾溶液将马尾松的种子消毒1h，然后用蒸馏水冲洗5次，备用；

包衣剂制备：包括以下步骤：S1-1将包含抗旱保水剂、黏着剂、土壤改良剂、腐殖质土以及生长调节剂混合后搅拌均匀；S1-2边倒入水边搅拌，倒完水后搅拌至粘稠状，放置15min至混合物呈凝固状即可；

种子包衣：将消毒的种子和制备好的包衣剂置于包衣机中包衣，种子和包衣剂的质量比为4：1，打开包衣机，使得包衣机顺时针转动1.5min，随后逆时针转动1.5min，随后重复包衣机的顺时针转动、逆时针转动5次即可。

实施例2-13

实施例2-13与实施例1的区别在于：实施例2-13的一种马尾松种子包衣剂的制备配方及配比不同，具体如表1所示。

表1实施例1-13的马尾松种子包衣剂的配方配比(Kg)

项目	抗旱保水剂	聚乙烯醇	皂土	腐殖质土	赤霉素	水
							实施例1	1	2	1	20	0.005	100
实施例2	25	8	25	40	0.05	40
							实施例3	5	5	5	30	0.02	55
实施例4	10	7	10	35	0.03	45
							实施例5	2	3	2	25	0.01	95
实施例6	25	5	25	30	0.02	15
							实施例7	15	5	15	30	0.02	55
实施例8	2	5	5	30	0.02	55
							实施例9	8	5	5	30	0.02	55
实施例10	2	5	2	30	0.02	55
							实施例11	2	5	8	30	0.02	55
实施例12	2	5	5	20	0.02	55
							实施例13	2	5	5	40	0.02	55

实施例2-13的马尾松种子包衣剂的制备方法以及包衣方法的具体步骤同实施例1。

实施例14

本实施例与实施例8的区别在于：本实施例的一种马尾松种子包衣剂在用于种子包衣的包衣方法中，包衣剂的制备过程中，步骤S1-2为：边倒入水边搅拌，倒完水后搅拌至粘稠状，放置10min至混合物呈凝固状即可，其它同实施例8。

实施例15

本实施例与实施例8的区别在于：本实施例的一种马尾松种子包衣剂在用于种子包衣的包衣方法中，包衣剂的制备过程中，步骤S1-2为：边倒入水边搅拌，倒完水后搅拌至粘稠状，放置20min至混合物呈凝固状即可，其它同实施例8。

实施例16

本实施例与实施例8的区别在于：本实施例的一种马尾松种子包衣剂在用于种子包衣的包衣方法中，步骤种子包衣的具体操作为：将消毒的种子和制备好的包衣剂置于包衣机中包衣，种子和包衣剂的质量比为3：1，打开包衣机，使得包衣机顺时针转动1min，随后逆时针转动1min，随后重复包衣机的顺时针转动、逆时针转动5次即可,其它同实施例8。

实施例17

本实施例与实施例8的区别在于：本实施例的一种马尾松种子包衣剂在用于种子包衣的包衣方法中，步骤种子包衣的具体操作为：将消毒的种子和制备好的包衣剂置于包衣机中包衣，种子和包衣剂的质量比为5：1，打开包衣机，使得包衣机顺时针转动2min，随后逆时针转动2min，随后重复包衣机的顺时针转动、逆时针转动5次即可,其它同实施例8。

对比例

对比例1-8

对比例1-8与实施例8的不同之处在于，制备马尾松种子包衣剂的配方和配比不同，具体见表2，其制备步骤和包衣步骤同实施例8。

表2对比例1-8马尾松种子包衣剂的配方配比(Kg)

项目	抗旱保水剂	聚乙烯醇	皂土	腐殖质土	赤霉素	水
							实施例3	5	5	5	30	0.02	55
对比例1	-	5	5	30	0.02	55
							对比例2	30	5	5	30	0.02	55
对比例3	5	5	-	30	0.02	55
							对比例4	5	5	30	30	0.02	55
对比例5	5	5	5	10	0.02	55
							对比例6	5	5	5	50	0.02	55
对比例7	5	5	5	-	0.02	55
							对比例8	5	5	5	30	-	55

对比例9

本对比例与实施例8的区别在于：通过模拟马尾松种子播种于土壤中被土壤包裹的状态作为对照，具体为：本对比例的一种马尾松种子包衣剂的配方配比为：马尾松生长的自然黄土85Kg，水100Kg。种子包衣步骤为：将自然黄土放入容器中搅拌均匀，再称取水加入容器中一起搅拌均匀，搅拌至粘稠状即可；随后将配好的包衣剂及种子按照4：1的质量比加入包衣机中，打开包衣机开关，让包衣机先顺时针转动1.5min后，再逆时转动1.5min，重复顺、逆时针搅拌5次使得包衣剂完全包裹在种子表面即可。

对比例10

本对比例与实施例8的区别在于：所使用的土壤改良剂为松土精，其它同实施例8。

松土精购自菏泽科奇作物保护有限公司的荣航品牌的产品，商品编号为54190583098。

对比例11

本对比例与实施例8的区别在于：所使用的土壤改良剂为硅藻土，其它同实施例8。

硅藻土购自天津市鼎盛鑫化有限公司，商品编号为25243965249。

对比例12

本对比例与实施例8的区别在于：所使用的黏着剂为羧甲基纤维素钠，其它同实施例8。

羧甲基纤维素钠购自天津市大茂化学试剂公司，商品编号为43318513376。

对比例13

本对比例与实施例8的区别在于：所使用的生长调节剂为胺鲜脂(DA-6)，其它同实施例8。

胺鲜脂购自郑州银之海化工产品有限公司，品牌为天旭，商品编号为35583920221。

对比例14

本对比例与实施例8的区别在于：所使用的生长调节剂为激动素，品牌为美如月，其它同实施例8。

激动素购自山东瑞普生物科技有限公司，品牌为真贝儿，商品编号为55359722040。

种子发芽实验

分别通过实施例1-13和对比例1-14的配方配比以及方法，对马尾松种子进行包衣；每个实施例或对比例中分别选取50个马尾松种子进行包衣。每个配方配比方案作为一个处理，每个处理设置3个重复。选取马尾松生长的自然黄土，将包衣好的马尾松种子按照一定间距播于铺有2/3沙土的发芽盒中，注意：将种子轻轻按压，不全部埋于沙中以便记录种子发芽情况。

其中以聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫，具体步骤为：配置浓度为150g/L的PEG溶液，与之对应的水势梯度为-0.4MPa。将种子置于发芽盒中浸透了PEG溶液的滤纸(2张)上，发芽温度恒温为25℃，光照8h/d，在滤纸上每天滴加溶液5-8滴且4天换1次滤纸，以防止水势变动(韩文萍和丁贵杰.2012.不同种源马尾松种子发芽对水分胁迫的响应.种子，31(9)：81-86)。

其中，PEG购自无锡市亚泰联合化工有限公司，商品编号：56239021722，品牌为豪展。

从实验第三天起开始，每天统计种子发芽数量，直到发芽数连续三天不变即结束，最后一次统计时用直尺测量发芽长度。

计算马尾松种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数。

发芽率(％)＝n/N×100％；

发芽势(％)＝Gpt/N×100％；

发芽指数(Gi)＝∑(Gt/Dt)；

活力指数(VI)＝S×Gi。

式中，n为正常发芽粒数，N为供测种子总数，Gt为不同时间t的发芽粒数，Dt为发芽试验天数，Gpt为达到高峰日时的发芽粒总数，S为发芽长度。

实施例1-13的马尾松种子发芽实验的结果具体见表3，对比例1-14的马尾松种子发芽实验的结果具体见表4。

表3实施例1-13的马尾松种子发芽统计表

通过对实施例1-7的马尾松种子发芽实验的结果得到实施例3的种子的发芽率最高；在实施例3的包衣剂的配方配比及制备方法和包衣方法的基础上，通过实施例3和8-9对抗旱保水剂的用量进行优化，确定抗旱保水剂的用量为2Kg时为抗旱保水剂的更优用量(即实施例8的制备及包衣方案)；在实施例8的包衣剂的配方配比及制备方法和包衣方法的基础上，通过实施例8和10-11对皂土的用量进行优化，确定皂土的用量为5Kg时为更优用量(即实施例8的制备及包衣方案)；在实施例8的包衣剂的配方配比及制备方法和包衣方法的基础上，通过实施例8和12-13对腐殖质土的用量进行优化，确定腐殖质土的用量为30Kg时为更优用量。

表4对比例1-14的马尾松种子发芽统计表

检测项目	发芽率％	发芽势％	发芽指数	活力指数
					实施例8	75.2	22.7	43.6	174.4
对比例1	45.2	15.3	29.2	90.1
					对比例2	68.2	20.6	40.6	157.2
对比例3	65.4	19.6	38.7	140.4
					对比例4	62.8	16.8	32.6	123.9
对比例5	55.3	13.7	29.2	105.1
					对比例6	70.2	19.3	37.2	141.4
对比例7	56.7	16.9	36.7	127.5
					对比例8	62.1	18.1	33.9	115.6
对比例9	36	8	27.9	96.6
					对比例10	60.2	15.6	36.8	125.1
对比例11	63.9	18.3	35.1	126.4
					对比例12	67.4	18.7	38.6	127.4
对比例13	53.2	15.3	31.3	94.6
					对比例14	57.9	17.2	32.6	103.4

表4中对比例1-2的结果表明，当包衣剂的原料中不包含抗旱保水剂的时候，马尾松种子在干旱的环境中无法及时吸收水分，影响马尾松种子发芽；但是当抗旱保水剂的加入量过多的时候，包衣剂中营养成分(如赤霉素和腐殖质土)、土壤改良剂(如皂土)的含量降低，相对的包衣剂给种子的萌发提供的养分不足，同时由于皂土的用量降低，马尾松种子周围的土壤环境较为贫瘠(微生物不足、有机质不足、金属元素不足或者土壤干结较多，氧气量不足等)，进而影响马尾松种子的萌发以及对干旱环境的适应能力。同时，对比例3-8分别对皂土、腐殖质土以及赤霉素在包衣剂制备原料中的添加量进行比较试验，当皂土、腐殖质土以及赤霉素以实施例8的配方和配比进行包衣剂制备的时候，制备得到的包衣剂在用于马尾松种子包衣，使得马尾松种子在干旱环境中的抗旱性更强，发芽率更高。

同时，从对比例10-14的结果中看出，当以不同的生长调节剂、土壤改良剂或黏着剂单一替换本发明的生长调节剂、土壤改良剂或黏着剂时，制备得到的包衣剂在用于马尾松种子的包衣时，马尾松种子在干旱环境中的发芽率均低于本发明的方案制备得到的包衣剂在用于马尾松种子的包衣时马尾松种子在干旱环境中的发芽率。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种马尾松种子包衣剂，其特征在于，所述包衣剂由以下重量份的原料组成：抗旱保水剂2-10份、黏着剂3-7份、土壤改良剂2-10份、腐殖质土25-35份、生长调节剂0.01-0.03份、水45-95份；所述抗旱保水剂为聚丙烯酸钠型抗旱保水剂，所述黏着剂为白色粉末状的聚乙烯醇，所述土壤改良剂为浅黄色粉末状的皂土，所述生长调节剂为赤霉素。

2.权利要求1所述的一种马尾松种子包衣剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1-1将抗旱保水剂、黏着剂、土壤改良剂、腐殖质土以及生长调节剂混合后搅拌均匀；S1-2边倒入水边搅拌，倒完水后搅拌至粘稠状，放置至混合物呈凝固状即可。

3.根据权利要求2所述的一种马尾松种子包衣剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1-2中的放置时间为10-20 min。

4.权利要求1所述的一种马尾松种子包衣剂的应用，其特征在于，所述包衣剂用于种子包衣。

5.根据权利要求4所述的一种马尾松种子包衣剂的应用，其特征在于，所述种子包衣通过以下步骤实现：

种子消毒：用0.5%的高锰酸钾溶液将马尾松的种子消毒1 h，然后用蒸馏水冲洗5-6次，备用；

包衣剂制备：按照权利要求2或3任一所述的方法制备包衣剂；

种子包衣：将消毒的种子和制备好的包衣剂置于包衣机中包衣，所述种子和包衣剂的质量比为3-5：1。