CN113207349A - 一种提高盐碱地土壤种子发芽率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,属于作物栽培领域。本发明解决的技术问题是提供一种低成本的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法。该方法包括如下步骤:a、将油菜花粉和水混合,加热搅拌提取至少一次,过滤,合并滤液,将壳聚糖加入滤液,60~80℃维持至少1小时澄清,冷却静置后,固液分离,所得液体即为花粉提取液;b、将种子用杀菌剂浸泡,然后取出,水洗;再浸泡在花粉提取液中,浸泡6~8小时,然后取出,去除种子表面的水分;c、播种。本发明方法,采用花粉提取液对种子或者土壤进行处理,可以提高种子,特别是水稻种子在盐碱胁迫环境中的活力,从而提高种子发芽率和成苗率,其方法简单,成本较低。

Description

一种提高盐碱地土壤种子发芽率的方法
技术领域
本发明涉及一种提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,属于作物栽培领域。
背景技术
非生物环境因素对植物生长影响日趋严重,其中干旱和盐碱是影响农作物生长和发育的 主要因素。提高人均耕地资源占有量,盐碱土壤具有巨大的开发潜力。盐碱胁迫是限制盐碱 土壤中作物高产稳产和种植面积扩大的主要因素。盐碱胁迫严重抑制作物正常生长,其伤害 主要表现在延迟种子发芽时间、降低发芽率和抑制生育进程。
长期以来,人们改了利用盐碱地主要采取单水压碱、挖沟排碱等工程措置,以及种植耐 盐植物、培育抗盐品种等生物措施。目前,主要通过常规的育种、杂交以及分子标记等技术 选育耐盐碱品种。该方法能正确选择出具有优良性状的种子,但是选育出耐盐碱性状的种子 的技术复杂,成本高,耗时长,还破坏了物种基因的多样性。
此外,也有使用盐碱土壤改良剂来改善土壤的盐碱性,从而提高作物抗盐碱的能力。申 请号为201911417214.8的中国发明专利公开了一种土壤改良型有机液体肥及其在盐碱地核桃 种植中的应用,通过利用短小芽孢杆菌发酵液30%、地衣芽孢杆菌发酵液25%、棘孢木霉菌 发酵液20%、黄麻链霉菌发酵液15%和细黄链霉菌发酵液10%与有机肥混合料进行腐熟,并 与黄腐酸钾、复合氨基酸和微生物修复剂相融合,制备的土壤改良型有机液体肥施用后对盐 碱地种植核桃具有增产增收、显著增强树势、驱虫的作用,核桃品质显著提升。申请号为 201910913269.1的中国发明专利公开了一种调节盐碱度的土壤改良剂及其制备方法,通过从 竹材废料中提取的竹醋液为主要原料,通过与氨基酸复合液、植物发酵肥、动物有机肥以及 生物菌剂的配合可以增加土壤的通透性,降低土壤pH值以及盐分,增加土壤中有机质的释 放,增加肥沃度,同时提高土壤中镁离子、钙离子等离子活性,提高植物对土壤中营养物质 的吸收利用率。
可见,氨基酸常以复合物形式制成液体肥料作为盐碱土壤改良剂,但具体哪种氨基酸起 作用缺乏研究。且现有的土壤改良剂,大多为复配的组合物,其成分较为复杂,成本较高。
发明内容
针对以上缺陷,本发明解决的技术问题是提供一种低成本的提高盐碱地土壤种子发芽率 的方法。
本发明提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,包括如下步骤:
a、制备花粉提取液:将油菜花粉和水混合,加热搅拌超声提取至少一次,过滤,合并滤 液,将壳聚糖加入滤液,于60~80℃维持至少1小时,冷却静置后,固液分离,所得液体即 为花粉提取液;
b、种子前处理:将种子用杀菌剂浸泡,然后取出,水洗去掉杀菌剂;再浸泡在花粉提取 液中,浸泡6~24小时,然后取出,去除种子表面的水分;所述花粉提取液中粗多糖的浓度 为10~100ppm;
c、播种。
在本发明的一个实施方式中,a步骤中,每次提取时,搅拌温度为60~70℃,搅拌时间 为3~5h,搅拌速率为3000~4000r/min,超声的频率为20~30kHz。
在本发明的一个具体实施方式中,每次提取时,搅拌温度为65℃,搅拌时间为4h,搅 拌速率为3500r/min,超声的频率为20kHz。
作为优选方案,所述水为软水。
在本发明的一个实施方式中,a步骤中,每次提取时,将油菜花粉和水按重量比1:1.5~5 混合。
在本发明的一个具体实施例中,a步骤中,油菜花粉和水按重量比1:2混合。
在本发明的一个实施方式中,a步骤中,加热搅拌提取两次。
在本发明的一种实施方式中,待澄清液中,壳聚糖的浓度为0.01~0.15wt%。在本发明的 一个具体实施方式中,壳聚糖的浓度为0.05~0.1wt%。在本发明的一个具体实施例中,壳聚 糖的浓度为0.08wt%。
在本发明的一个具体实施例中,将待澄清液于70℃维持1小时。
在本发明的一些实施例中,b步骤中,所述杀菌剂为次氯酸钠溶液。
在本发明的一个实施方式中,所述种子为水稻种子。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明方法,采用花粉提取液对种子进行处理,可以提高种子,特别是水稻种子在盐碱 胁迫环境中的活力,从而提高种子发芽率和成苗率,其方法简单,成本较低。
具体实施方式
本发明提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,包括如下步骤:
a、制备花粉提取液:将油菜花粉和水混合,加热搅拌超声提取至少一次,过滤,合并滤 液,将壳聚糖加入滤液,得待澄清液,将待澄清液于60~80℃维持至少1小时,冷却静置后, 固液分离,所得液体即为花粉提取液;
b、种子前处理:将种子用杀菌剂浸泡,然后取出,水洗去掉杀菌剂;再浸泡在花粉提取 液中,浸泡6~24小时,然后取出,去除种子表面的水分;所述花粉提取液中粗多糖的浓度 为10~100ppm;
c、播种。
花粉提取液是有花植物雄性器官的提取物,含有多种人体所需的蛋白质、氨基酸、维生 素、矿物质等多种活性物质,被誉为“最完全的营养食品”“浓缩的营养库”。已有研究表明, 多糖类物质例如稀土多糖、灵芝多糖、三七多糖等在抑菌、病害防治和促根等上有较多的研 究。花粉多糖大多集中在抗肿瘤、抗辐射、兽用疫苗以及食品等上面的应用,而在农业上的 应用较少。本发明通过对花粉提取液的研究,发现其具有较好的提高种子在盐碱胁迫环境中 的活力,提高种子的发芽率和成苗率的作用,因此,在播种前,采用花粉提取液浸种,其方 法简单成本低。
本发明方法,在种子播种前,浸泡于花粉提取液中,再将种子播种到盐碱土壤中,这样, 可以更好地提高种子的发芽率和成苗率。浸泡所用的花粉提取液中的粗多糖浓度为10~100 ppm,可以将a步骤得到的花粉提取液稀释至该浓度后使用。
a步骤为花粉提取液的制备。将油菜花粉和水混合,加热搅拌提取至少一次,过滤,合 并滤液,将壳聚糖加入滤液,得待澄清液,将待澄清液于60~80℃维持至少1小时,冷却静 置后,固液分离,所得液体即为花粉提取液。
为了能更好的破坏细胞壁,使得有效物质充分溶出,在本发明的一个实施方式中,每次 提取时,搅拌温度为60~70℃,搅拌时间为3~5h,搅拌速率为3000~4000r/min,超声的 频率为20~30kHz。
在本发明的一个具体实施方式中,每次提取时,搅拌温度为65℃,搅拌时间为4h,搅 拌速率为3500r/min,超声的频率为20kHz。
作为优选方案,所述水为软水。软水是指不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。通常 的,把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫 克氧化钙。低于8度的水称为软水。可以采用本领域常规方法来制备得到软水。
油菜花粉中的花粉多糖和氨基酸等是溶于水的,因此,本发明采用水提法,如果水用量 过少,则会存在提取率不高的缺陷,而水用量太多的话,后期浓缩的成本较高。因此,优选 的,每次提取时,将油菜花粉和水按重量比1:1.5~5混合。在本发明的一个具体实施方式中, 油菜花粉和水按重量比1:2混合。
为了尽可能的提取油菜花粉中的花粉多糖、氨基酸等有效成分,同时兼顾提取效率,降 低天然芸苔素提取工艺中的除杂难度,减少能耗和成本,优选的,加热搅拌提取两次。
提取后合并滤液,再加入壳聚糖进行澄清,除去花粉提取液中的杂质。在本发明的一种 实施方式中,待澄清液中,壳聚糖的浓度为0.01~0.15wt%。在本发明的一个具体实施方式中, 壳聚糖的浓度为0.05~0.1wt%。在本发明的一个具体实施例中,壳聚糖的浓度为0.08wt%。
在本发明的一个具体实施例中,将待澄清液于70℃维持1小时。
b步骤为种子前处理步骤,先用杀菌剂进行浸种,再用花粉提取液浸种,以提高耐盐碱 能力。
将种子用杀菌剂浸泡是为了杀灭种子的病菌,种子上带有很多病原菌,可在作物植株生 长不同时期、阶段表现出各种不同的病害症状,对后期的生长、发育、产量以及品质都有不 同程度的影响。因此,需要在播种前,用杀菌剂进行浸泡,以杀灭部分病原菌。本领域常用 的种子处理的杀菌剂均可适用于本发明,在本发明的一些实施例中,所述杀菌剂为次氯酸钠 溶液等。
杀菌剂浸泡后的种子取出,水洗去掉杀菌剂。然后再用花粉提取液浸泡6~24小时,这 样能够提高种子活力。
c步骤为播种,本领域常用的播种方法均适用于本发明,在此不做赘述。
在本发明的一个实施方式中,所述种子为水稻种子。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所 述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例主要模拟盐碱环境采用水稻纸上培养法来探测花粉多糖对作物发芽率以及成苗 情况的影响。
1、花粉提取液的制备
将油菜花粉和软水按重量比1:2混合,加热搅拌超声提取两次,每次提取时,搅拌温度 为65℃,搅拌时间为4h,搅拌速率为3500r/min,超声频率为20kHz,搅拌后过滤,滤液合 并后,加入壳聚糖进行澄清。控制加入了壳聚糖的待澄清液中,壳聚糖的浓度为0.08wt%, 待澄清液于70℃水浴中反应1小时,常温放置24小时后抽取上层清液为澄清液,过滤后减 压浓缩至浓缩前液体重量的1/4,得到花粉提取液原液,然后稀释,备用。
检测该花粉提取液原液的成分,结果见表1。
表1
Figure BDA0003022294690000041
Figure BDA0003022294690000051
2、实验设计
实验共设9组,每组实验设3次重复,详见表2。其中,花粉提取液的使用浓度为提取液中的粗多糖浓度。
表2
编号 药剂种类 使用浓度/ppm
1-1 空白对照
1-2 花粉提取液 100
1-3 花粉提取液 10
1-4 亮氨酸 100
1-5 亮氨酸 10
1-6 缬氨酸 100
1-7 缬氨酸 10
1-8 脯氨酸 100
1-9 脯氨酸 10
3、水稻种子前处理
①水稻种子用5%次氯酸钠溶液浸泡,消毒10min后,用水清洗5-6次,洗去次氯酸钠;
②将洗净后的种子分别浸泡在各组药剂中,浸泡10个小时;
③浸种后用滤纸吸干水稻种子的表面的水分,备用。
4、模拟盐碱环境:试验选择两种中性盐(NaCl、Na2SO4)和两种碱性盐(NaHCO3、Na2CO3), 按照摩尔比,NaCl:Na2SO4:NaHCO3:Na2CO3为1:9:9:1添加,总盐浓度为150mmol/L,pH为8.6±0.2,模拟盐碱胁迫环境的溶液。
混合液配制:用模拟盐碱环境的溶液与花粉提取液混合,得到不同浓度花粉提取液的混 合液;
用模拟盐碱环境的溶液分别与亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸的水溶液混合,得到不同浓度氨 基酸的混合液。确保所有处理盐碱环境溶液浓度一致。
5、纸配实验:
①准备20cm×10cm×10cm的方形培养盒,铺放2层滤纸于培养盒中。
②再分别加入混合液于方形培养盒中。
③待混合液充分渗透后,挑选大小一致、饱满的水稻种子100粒放置于培养盒中,种子 与种子之间保持0.5cm以上距离,每组实验设3次重复。
④将培养皿置于30℃生化培养箱培养,光照周期12h/12h(昼/夜)。
⑤每天称重后补充各处理蒸发的水分,使处理期间溶液浓度保持一致。
调查测试:
①每24h统计一次水稻种子发芽数,连续观察10天。
②水稻株高(植株基部到最上部展开叶的叶尖的距离);
数据处理:
发芽率(%)=(种子发芽总数/供试种子总数)×100%
发芽指数=∑(第t天种子发芽个数/相应发芽天数)
成苗率(%)=成苗数/供试种子总数×100%
增长率(%)=(处理组发芽指数-空白对照组发芽指数)/空白对照组发芽指数*100%
实验结果见表3和表4。
表3
Figure BDA0003022294690000071
表4
Figure BDA0003022294690000072
实施例2
本实施例主要模拟盐碱环境采用土壤盆栽法研究花粉多糖对作物发芽率以及成苗情况的 影响。
1、花粉提取液的制备,其方法同实施例1。
2、实验设计
实验共设9组,每组实验设3次重复,详见表5。其中,花粉提取液的处理浓度为提取液中的粗多糖浓度。
表5
Figure BDA0003022294690000081
3、水稻种子前处理,具体方法同实施例1。
4、播种
试验选择中性盐碱土壤进行筛选,土壤具体情况如表6所示。浸种后的水稻种子,种植 于中性盐碱土壤中。将培养盆置于30℃生化培养箱培养,光照周期12h/12h(昼/夜),每天称 重后补充各处理蒸发的水分,使处理期间溶液浓度保持一致。
表6
盐碱土壤 pH(10:25) EC(1:5) 可溶性盐(10:50)g/kg 有机质%
中度 8.78 7.08ms/cm 4.25 1.78
注:pH(10:25)表示pH的测试溶液中土壤重量:水重量=10:25;EC(1:5)表示电导率测试 为土壤重量:水=1:5重量;可溶性盐(10:50)为土壤重量:水重量=1:5。
调查测试:
①7天后,待部分种子破土而出,再每24h统计一次水稻种子发芽数,连续观察10天。
②小麦株高(植株基部到最上部展开叶的叶尖的距离);
数据处理:
发芽率(%)=(种子发芽总数/供试种子总数)×100%
成苗率(%)=成苗数/供试种子总数×100%
增长率(%)=(处理组成苗率-空白对照成苗率)/空白对照成苗率×100%
实验结果见表7。
表7
Figure BDA0003022294690000091
可见,采用本发明方法,用花粉提取液处理种子,可以提高盐碱地土壤种子,特别是水 稻种子的发芽率以及成苗率。

Claims (10)

1.提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、制备花粉提取液:将油菜花粉和水混合,加热搅拌超声提取至少一次,过滤,合并滤液,将壳聚糖加入滤液,于60~80℃维持至少1小时,冷却静置后,固液分离,所得液体即为花粉提取液;
b、种子前处理:将种子用杀菌剂浸泡,然后取出,水洗去掉杀菌剂;再浸泡在花粉提取液中,浸泡6~24小时,然后取出,去除种子表面的水分;所述花粉提取液中粗多糖的浓度为10~100ppm;
c、播种。
2.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:a步骤中,每次提取时,搅拌温度为60~70℃,搅拌时间为3~5h,搅拌速率为3000~4000r/min,超声的频率为20~30kHz。
3.根据权利要求2所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:a步骤中,每次提取时,搅拌温度为65℃,搅拌时间为4h,搅拌速率为3500r/min,超声的频率为20kHz。
4.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:所述水为软水。
5.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:a步骤中,每次提取时,油菜花粉和水按重量比1:1.5~5混合;优选油菜花粉和水按重量比1:2混合。
6.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:a步骤中,加热搅拌提取两次。
7.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:a步骤中,待澄清液中,壳聚糖的浓度为0.01~0.15wt%;优选壳聚糖的浓度为0.05~0.1wt%;更优选壳聚糖的浓度为0.08wt%。
8.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:a步骤中,将待澄清液于70℃维持1小时。
9.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:b步骤中,所述杀菌剂为次氯酸钠溶液。
10.根据权利要求1所述的提高盐碱地土壤种子发芽率的方法,其特征在于:所述种子为水稻种子。
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王笳等: "壳聚糖在黄芪水提取液中的澄清效果", 《华西药学杂志》 *
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