CN113079738A - 一种提高油料作物种子活力的种子引发方法 - Google Patents
一种提高油料作物种子活力的种子引发方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种提高油料作物种子活力的种子引发方法，该方法包括：将消毒处理后的油料作物种子和引发液加入至容器中进行混合，混合后，将所述容器置于超声清洗机内进行超声引发处理；引发液，以水为溶剂，由0.01～0.1g/L的复硝酚钠和0.01～10mM的褪黑素混合而成，pH值为5.0～8.0。本发明以复硝酚钠与褪黑素为引发剂有效成分，并结合超声波处理方法，对老化的作物种子进行复合引发处理，可以有效提高贮藏后油料作物种子的发芽率与田间出苗率。本发明的复合引发方法，引发剂以水为基质，制备工艺简单，结合超声波处理，操作简单，效果显著，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及农用化学技术领域，尤其涉及一种提高油料作物种子活力的种子引发方法。
背景技术
种子是最基本的农业生产资料，种子质量是种子安全与否的最重要因素。提高种子质量是农业生产高效、优质、高产的重要保障。种子活力(seed vigor)是决定种子(批)在田间迅速整齐出苗及长成正常幼苗潜在能力的总称，是种子质量的重要指标。高活力种子具有明显的生长优势和生产潜力，对提高种子耐藏性和田间成苗率、抵抗苗期逆境(低温、干旱、病虫草等)、节省播种费用、增加作物产量具有重要意义。高活力种子是实现一播全苗、抵抗苗期低温逆境、优质高产、增加效益的重要保障。
种子的贮藏过程总是伴随着种子活力的下降。油料作物种子中富含脂肪，甘油三酯、脂肪酸等成分在贮藏过程中易发生氧化反应，同时伴随着活性氧、丙二醛等毒性物质的积累，影响贮藏后种子的发芽率与田间出苗率。贮藏过程中，较高的环境温度、湿度与贮藏时间，不利于油菜作物种子活力的维持。在农业生产中，开展关于提高贮藏的作物种子的发芽率与田间出苗率的方法研究十分重要。
种子引发技术是一种常用的种子处理技术；其中，药剂引发通过在引发剂中加入各种化学成分，可以显著提高作物种子活力。复硝酚钠(Compound SodiumNitrophenolate，CSN)是一种复合型植物生长调节剂，由5-硝基邻甲氧基苯酚、邻硝基苯酚钠与对硝基苯酚钠复配组成。复硝酚钠可以通过叶面喷施、混合复合肥与冲施等方式，促进作物生产发育，提高作物的抗逆性，提高作物产量与品质，具有高效、低毒、使用浓度范围宽等优点。褪黑素(Melatonin，MT)是一类广泛存在于动植物中的激素，已有的研究表明褪黑素在植物中可能的作用有调节光周期、参与生长调节、清除活性氧、提高抗氧化酶活性等。
物理方法也是种子处理的一种重要手段。超声波是频率高于20kHz的声波，有良好的方向性，穿透性好。超声波是物理处理种子方法中的一种，兼有物理方法的特点，近年来在农业生产方面应用较多。
发明内容
本发明提供了一种提高油料作物种子活力的种子引发方法，该方法将超声波处理与药剂引发相结合，操作简单，能够有效的提高贮藏后油料作物种子的发芽与幼苗建成能力。
具体技术方案如下：
一种提高油料作物种子活力的种子引发方法，包括以下步骤：
(1)对待测的油料作物种子进行消毒处理；
(2)将消毒处理后的油料作物种子和引发液加入至容器中进行混合，混合后，将所述容器置于超声清洗机内进行超声引发处理；
所述引发液，以水为溶剂，由0.01～0.1g/L的复硝酚钠和0.01～10mM的褪黑素混合而成，pH值为5.0～8.0；
(3)取出超声引发处理后的油料作物种子，清洗回干，得到引发后的油料作物种子。
进一步地，步骤(1)中，所述消毒处理的方法为：先用质量浓度为0.1％～1.0％的次氯酸钠溶液浸泡待测的油料作物种子1～20min，不时摇晃除菌，再用超纯水冲洗待测作物种子2～4次，每次2～3分钟，最后用滤纸吸干附着在待测作物种子表面的水。
进一步地，步骤(2)中，所述引发液，以水为溶剂，由0.1g/L的复硝酚钠和0.5mM的褪黑素混合而成，pH值为6.0～7.0。
进一步地，所述复硝酚钠由5-硝基邻甲氧基苯酚、邻硝基苯酚钠与对硝基苯酚钠复配而成，5-硝基邻甲氧基苯酚、邻硝基苯酚钠与对硝基苯酚钠的质量比为1：2：3。
进一步地，步骤(2)中，所述引发剂还包括表面活性剂；所述表面活性剂为有机硅，所述表面活性剂的质量分数为万分之二。为了使种子更充分均匀的吸收引发剂，优选地，所述引发剂中还加有表面活性剂。各种常用的表面活性剂均适用，例如吐温、厨房用清洁剂、脂肪酸甘油酯和农用有机硅中的至少一种。农用有机硅的表面活性剂效果较好，实际使用时农用有机硅是优选的表面活性剂。
进一步地，步骤(2)中，油料作物种子和引发液的体积比为1:3～5；作为优选，油料作物种子和引发液的体积比为1:5；
进一步地，步骤(2)中，超声引发处理的条件为：23～27℃的黑暗条件下，超声10～30h；温度优选为25℃，超声时间优选为15～20h。
进一步地，所述超声引发处理的声能频率为15～100kHz；声能频率优选为28～40kHz。
进一步地，步骤(3)中，清洗回干的方法为：纯水冲洗待测作物种子2～4次，每次2～3分钟，再用滤纸吸干附着在待测作物种子表面的水，并在室温通风环境下干燥至原始水分。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以复硝酚钠与褪黑素为引发剂有效成分，并结合超声波处理方法，对老化的作物种子进行复合引发处理，可以有效提高贮藏后油料作物种子的发芽率与田间出苗率。
(2)本发明的复合引发方法，引发剂以水为基质，制备工艺简单，结合超声波处理，操作简单，效果显著，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
以下实施例中，贮藏12个月的油菜种子与贮藏14个月的向日葵种子来自浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所；5-硝基邻甲氧基苯酚(CAS：67233-85-6)、邻硝基苯酚钠(CAS：824-39-5)、对硝基苯酚钠(CAS：824-78-2)与褪黑素(CAS：77-06-5)购于阿拉丁试剂有限公司；超声波清洗器型号为ZL10-250C，购置上海左乐仪器有限公司；磁力搅拌器型号为ZNCL-BS，购自于上海越众仪器设备有限公司。
实施例1
1、引发液的制备
质量分数为万分之二的有机硅水溶液的配制：将0.2g有机硅加入1L水中，充分搅拌溶解。
复硝酚钠(CSN)溶液的配制：分别取5-硝基邻甲氧基苯酚0.017g、邻硝基苯酚钠0.033g与对硝基苯酚钠0.050g，加入到1000ml纯水中，充分搅拌溶解，再按万分之二的质量分数加入有机硅，调节PH值至6.0-7.0，得到复硝酚钠(CSN)引发液。
褪黑素(MT)溶液的配制：取0.116g褪黑素加入到1000ml纯水中，充分搅拌溶解，再按万分之二的质量分数加入有机硅，调节PH值至6.0-7.0，得到褪黑素(MT)引发液。
复合引发溶液的配制：分别取5-硝基邻甲氧基苯酚0.017g、邻硝基苯酚钠0.033g与对硝基苯酚钠0.050g，0.116g褪黑素加入到1000ml纯水中，充分搅拌溶解，再按万分之二的质量分数加入有机硅，调节PH值至6.0-7.0，得到复合(CSN+MT)引发液。
2、引发处理
设置10个引发处理，分别为：
(1)对照CK：未引发油菜种子，直接进行发芽试验；
(2)Si：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为仅含有质量分数为万分之二的有机硅水溶液；
(3)CSN：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复硝酚钠(CSN)溶液；
(4)MT：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为褪黑素(MT)溶液；
(5)CSN+MT：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复合(CSN+MT)引发液；
(6)超声：采用下述“超声处理”引发油菜种子，再进行发芽试验；
(7)Si+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为仅含有质量分数为万分之二的有机硅水溶液；
(8)CSN+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复硝酚钠(CSN)溶液；
(9)MT+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为褪黑素(MT)溶液；
(10)CSN+MT+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复合(CSN+MT)引发液。
先用质量浓度为0.1％的次氯酸钠溶液浸泡油菜种子15min，不时摇晃除菌，再用纯水冲洗油菜种子3次，每次2～3分钟，最后用滤纸吸干附着在油菜种子表面的水。
药剂引发处理：将消毒处理后的油菜种子置于50ml样品管中，向样品管中加入引发液，种子与引发液质量比1：5，将样品管置于25℃的培养箱中，黑暗环境下处理15小时。
超声处理：将消毒处理后的油菜种子置于50ml样品管中，向样品管中加入纯水，种子与纯水质量比1：5，将样品管固定于超声清洗机中，在28kHz，25℃与黑暗环境下处理15小时。
药剂引发+超声处理：将消毒处理后的油菜种子置于50ml样品管中，向样品管中加入引发液，种子与引发液体积比1：5，将样品管固定于超声清洗机中，在28kHz，25℃与黑暗环境下处理15小时。
3、回干处理
将引发结束的油菜种子取出，用纯水冲洗种子3次，每次2～3分钟，最后用滤纸吸干附着在待测作物种子表面的水，并在室温通风环境下干燥至原始水分。
4、发芽试验
油菜种子采用纸上发芽，每个种子发芽盒放三层发芽纸，用水充分润湿后，均匀放入100粒油菜种子。在30℃光照8h、20℃黑暗16h的发芽箱内发芽，光照强度为750μmol m-2/S。在发芽5天后，统计发芽率。油菜种子发芽的标准为发芽5天后长成正常幼苗。
5、田间出苗试验
各处理的油菜种子进行田间出苗试验。田间出苗试验在浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所农场进行，四次重复，每个重复100粒油菜种子，在第7天统计田间出苗率。
6、不同处理对老化油菜种子发芽率与田间出苗率的影响
结果如表1所示，贮藏后的油菜种子发芽率与田间出苗率仅为53.25％与34.75％，CSN处理显著提高了油菜种子发芽率与田间出苗率，MT引发处理未显著影响油菜种子发芽率与田间出苗率。此外，CSN+MT处理与CSN处理的发芽率与田间出苗率也没有显著差异。超声处理与Si+超声处理的油菜种子的发芽率与田间出苗率均显著高于CK，且二者之间无显著差异。MT+超声处理与CSN+超声处理也显著提高了油菜种子的发芽率与田间出苗率，且分别显著高于MT处理与CSN处理。指的注意的，CSN+MT+超声处理的油菜种子发芽率与田间出苗率在10个处理中均为最高值，分别达到了78.25％与55.25％，显著高于CK、CSN、MT、CSN+MT、MT+超声与CSN+超声处理。
综上所述，CSN在非超声与超声条件下均能提高老化油菜种子的活力，而MT只在只在超声处理下能提高老化油菜种子的活力。单独超声处理也能一定程度的增强老化油菜种子的活力。在超声条件下，CSN与MT可协同促进老化油菜种子的发芽率与田间出苗率。
表1复合引发处理对贮藏后油菜种子发芽的影响
实施例2
1、引发液的制备
质量分数为万分之二的有机硅水溶液的配制：将0.2g有机硅加入1L水中，充分搅拌溶解。
复硝酚钠(CSN)溶液的配制：分别取5-硝基邻甲氧基苯酚0.017g、邻硝基苯酚钠0.033g与对硝基苯酚钠0.050g，加入到1000ml纯水中，充分搅拌溶解，再按万分之二的质量分数加入有机硅，调节PH值至6.0-7.0，得到复硝酚钠(CSN)引发液。
褪黑素(MT)溶液的配制：取0.116g褪黑素加入到1000ml纯水中，充分搅拌溶解，再按万分之二的质量分数加入有机硅，调节PH值至6.0-7.0，得到褪黑素(MT)引发液。
复合引发溶液的配制：分别取5-硝基邻甲氧基苯酚0.017g、邻硝基苯酚钠0.033g与对硝基苯酚钠0.050g，0.116g褪黑素加入到1000ml纯水中，充分搅拌溶解，再按万分之二的质量分数加入有机硅，调节PH值至6.0-7.0，得到复合(CSN+MT)引发液。
2、引发处理
设置10个引发处理，分别为：
(1)对照CK：未引发油菜种子，直接进行发芽试验；
(2)Si：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为仅含有质量分数为万分之二的有机硅水溶液；
(3)CSN：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复硝酚钠(CSN)溶液；
(4)MT：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为褪黑素(MT)溶液；
(5)CSN+MT：采用下述“药剂引发处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复合(CSN+MT)引发液；
(6)超声：采用下述“超声处理”引发油菜种子，再进行发芽试验；
(7)Si+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为仅含有质量分数为万分之二的有机硅水溶液；
(8)CSN+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复硝酚钠(CSN)溶液；
(9)MT+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为褪黑素(MT)溶液；
(10)CSN+MT+超声：采用下述“药剂引发+超声处理”的方式对油菜种子进行引发，再进行发芽试验，药剂为复合(CSN+MT)引发液。
先用质量浓度为0.1％的次氯酸钠溶液浸泡向日葵种子15min，不时摇晃除菌，再用纯水冲洗向日葵种子3次，每次2～3分钟，最后用滤纸吸干附着在向日葵种子表面的水。
药剂引发处理：将消毒处理后的向日葵种子置于100ml样品管中，向样品管中加入引发液，种子与引发液质量比1：5，将样品管置于25℃的培养箱中，黑暗环境下处理20小时。
超声处理：将消毒处理后的向日葵种子置于100ml样品管中，向样品管中加入纯水，种子与纯水质量比1：5，将样品管固定于超声清洗机中，在40kHz，25℃与黑暗环境下处理20小时。
药剂引发+超声处理：将消毒处理后的向日葵种子置于100ml样品管中，向样品管中加入引发液，种子与引发液体积比1：5，将样品管固定于超声清洗机中，在40kHz，25℃与黑暗环境下处理20小时。
3、回干处理
将引发结束的向日葵种子取出，用纯水冲洗种子3次，每次2～3分钟，最后用滤纸吸干附着在待测作物种子表面的水，并在室温通风环境下干燥至原始水分。
4、发芽试验
向日葵种子采用纸卷发芽，每个发芽纸卷三层发芽纸，50粒向日葵种子包裹在其中。在30℃光照8h、20℃黑暗16h的发芽箱内发芽，光照强度为750μmol m-2/S。在发芽5天后，统计发芽率。向日葵种子发芽的标准为发芽5天后长成正常幼苗。
5、田间出苗试验
各处理的向日葵种子进行田间出苗试验。田间出苗试验在浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所农场进行，四次重复，每个重复100粒向日葵种子，在第7天统计田间出苗率。
6、不同处理对贮藏后向日葵种子发芽率与田间出苗率的影响
结果如表2所示，贮藏后的向日葵种子发芽率与田间出苗率仅为64.75％与36.50％，CSN、CSN+MT、MT+超声、CSN+超声与MT+CSN+超声处理均显著提高了老化向日葵种子的发芽率与田间出苗率，其中MT+CSN+超声的引发处理效果最佳，其处理的向日葵种子发芽率与田间出苗率分别为81.75％与57.50％，显著高于对照与其他处理。
CSN在非超声与超声条件下均能提高老化向日葵种子的活力，而MT只在只在超声处理下能提高老化向日葵种子的活力。单独超声处理未对老化向日葵种子发芽率与田间出苗率造成影响。在超声条件下，CSN与MT可协同促进老化向日葵种子的发芽率与田间出苗率。
表2复合引发处理对贮藏后向日葵种子发芽的影响
Claims (8)
1.一种提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对待测的油料作物种子进行消毒处理；
(2)将消毒处理后的油料作物种子和引发液加入至容器中进行混合，混合后，将所述容器置于超声清洗机内进行超声引发处理；
所述引发液，以水为溶剂，由0.01～0.1g/L的复硝酚钠和0.01～10mM的褪黑素混合而成，pH值为5.0～8.0；
(3)取出超声引发处理后的油料作物种子，清洗回干，得到引发后的油料作物种子。
2.如权利要求1所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，步骤(1)中，所述消毒处理的方法为：先用质量浓度为0.1％～1.0％的次氯酸钠溶液浸泡待测的油料作物种子1～20min，不时摇晃除菌，再用超纯水冲洗待测作物种子2～4次，每次2～3分钟，最后用滤纸吸干附着在待测作物种子表面的水。
3.如权利要求1所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，步骤(2)中，所述引发液，以水为溶剂，由0.1g/L的复硝酚钠和0.5mM的褪黑素混合而成，pH值为6.0～7.0。
4.如权利要求1所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，步骤(2)中，所述引发剂还包括表面活性剂；所述表面活性剂为有机硅，所述表面活性剂的质量分数为万分之二。
5.如权利要求1所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，步骤(2)中，油料作物种子和引发液的体积比为1:3～5。
6.如权利要求1所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，步骤(2)中，超声引发处理的条件为：23～27℃的黑暗条件下，超声10～30h。
7.如权利要求6所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，所述超声引发处理的声能频率为15～100kHz。
8.如权利要求1所述的提高油料作物种子活力的种子引发方法，其特征在于，步骤(3)中，清洗回干的方法为：纯水冲洗待测作物种子2～4次，每次2～3分钟，再用滤纸吸干附着在待测作物种子表面的水，并在室温通风环境下干燥至原始水分。
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2021
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