CN113796227A - 一种提高植物生产性的低温处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高植物生产性的低温处理方法，包括以下步骤：步骤一、对植物体或其组织进行阶梯式降温处理：即先降温，再升温，再降温，再升温，如此反复循环的降温规律处理，每次降温幅度大于所述每次升温幅度，使整体温度呈下降趋势，直至降至最低温度；步骤二、进行升温处理，之后进行种植。阶梯式降温是模仿昼夜的温度变化规律，使植物更加自然的产生生理生化变化，也有助于植物在反复的温度升降变化中更加活跃的积累生理生化指标的变化量。经本发明所述方法处理后的植物体或其组织，在其后的种植过程中会表现出生长速度快，提早开花结果，增加产量和品质的效果。

Description

一种提高植物生产性的低温处理方法
技术领域
本发明属于植物培养技术领域，涉及一种提高植物生产性的低温处理方法。
背景技术
在农作物、花卉等植物种植上，可以通过很多技术方法来提高植物生长速度、产量、品质、抗病性等，从而提高种植者的收益，即提高生产性。
例如通过塑料大棚升温，可以实现提前播种，提前上市的目的。
通过降温或枝条处理，可以实现提前花芽分化，促进提早开花结果。
通过赤霉素等植物激素的使用，可以调节植物生长，调控花期及坐果率等。
通过增加棚内二氧化碳的浓度，可以促进植物的生长及产量。
通过对番茄等植物进行水分胁迫，可以提高番茄的糖度及口感，提高销售价格。
通过红蓝光等LED人造光源增强植物的光合作用，促进植物的生长。
通过农药的使用，抵抗病虫害，保护植物的生长及收获。
也有通过转基因或诱导技术等达到提高生产性的目的。
上述技术方法，有的是靠在种植过程中改变外界条件来实现生产性的提高，但费时费力费能耗。有的是靠药物刺激，存在食品和环境的安全隐患。有的是靠转基因，目前安全方面还处于非常有争议阶段的一项技术。
当植物遇到温度超过对于生长或发芽的最佳温度的上限或下限的环境时，细胞的生理学功能慢慢地或快速地下降并因此可能会出现各种紊乱。尽管己经知晓植物激素和一些化学物质如植物生长调节剂具有降低植物的温度胁迫的作用，但是这些物质在它们的效果方面不能说是充分的。然而，还从未知晓降低植物体或其组织的温度对植物以后生长产生影响的效果。在北方，部分草莓种植户使用经过简单的低温处理的冰冻草莓苗进行种植，发现与没有经过处理的苗相比，生长速度要快，花芽分化早，结果快且多。其过程是将草莓苗放置于5～10℃的冷库中20～30天左右，然后进行种植。草莓苗因受到低温刺激本能的会产生自我保护机制，即发生生理生化变化，温度回归正常后，植物为了生存，本能的加快生长速度尽快繁殖。此方法是一种简单的低温胁迫利用法。但该方法比较简单，处理后苗的成活率也不高。
通常意义上的低温胁迫，指的是对植物产生不利效应的低温。多数的研究也集中在低温胁迫所带来的不利影响上。关于低温处理对植物带来的有利影响，对其在提高生产性上的利用，以及更具体的技术方法还没有。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种提高植物生产性的低温处理方法，即采用阶梯式降温的方法，对植物进行低温处理，使其产生生理生化变化，达到提高植物生产性的目的。本发明包括低温处理的具体方法步骤、温度要求、处理时间、处理对象。经过本发明所述方法处理后，可以大幅度促进植物的生长速度，促进提前开花结果，增加产量和品质，从而提高植物的生产性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对植物体或其组织进行阶梯式降温处理：即先降温，再升温，再降温，再升温，如此反复循环的降温规律处理，每次降温幅度大于所述每次升温幅度，使整体温度呈下降趋势，直至降至最低温度；
步骤二、步骤一结束后进行升温处理，之后进行种植。
进一步的，阶梯式降温处理的初始温度为10～40℃，最低温度为-10～-90℃。
进一步的，所述的每次降温幅度≤5℃/单位时间。
进一步的，所述升温处理是指以≤5℃/单位时间进行升温，直到升温至10℃以上。
进一步的，本阶梯式降温处理阶段的时间要求大于120天。
进一步的，所述的单位时间为≤120小时。
进一步的，所述的植物体或其组织，包括所有种类植物完整的植物全株及种子、花粉、根、茎、叶、苗中任一部位的切片组织。
为了提高低温处理后的成功率，需要足够低的温度。据网上查询，地球曾到达的最低温度为-90℃左右，也就是说地球上的植物经历过的最低温度为-90℃左右。因此，将最低温度设置为-10℃～-90℃之间，低于-90℃没有实际意义。
温度到达最低温度之后的升温阶段，将升温幅度设定为≤5℃/单位时间，缓慢升温至10℃以上。单位时间内的温度变化幅度不能太大，以保证植物被处理后的有效率和成活率。
为了提高低温处理后的成功率，需要足够的时间积累，时间太短，不利于植物发生充分的生理生化变化，所以阶梯式降温处理这个阶段的时间要求大于120天，优选为120～180天。地球上的温度变化，从夏季到冬季，中间最少经过一个季度，即秋季的四个月，从夏季的最高温度到冬季的最低温度，简单的计算为六个月，因此将阶梯式降温处理的总时间优选为四个月到六个月，即120～180天。
阶梯式降温处理过程中所涉及到的单位时间指≤120小时，优选为48小时，更优选为24小时。
为了实现本发明中所述阶梯式降温处理方法对温度变化的要求，推荐使用程序降温仪。程序降温仪普遍被用于细胞、器官、种子的低温保存。
植物在低温胁迫下的冻害机理主要是因为0℃以下，细胞内所含的水分会结晶，刺破细胞壁细胞膜等组织，导致死亡。因此，降温过程中重点在于避免形成粗大冰结晶破坏细胞。一般设备会使用冷冻保护剂，除此之外还可以选择带有超声波、电磁波等功能的降温设备，也可以避免粗大冰结晶的形成，保护植物体及其组织的成活率。
与现有技术相比，阶梯式降温是模仿昼夜的温度变化规律，使植物更加自然的产生生理生化变化，也有助于植物在反复的温度升降变化中更加活跃的积累生理生化指标的变化量。经本发明所述方法处理后的植物体或其组织，在其后的种植过程中会表现出生长速度快，提早开花结果，产量增加和品质提升的效果。
具体实施方式
实施例一
选取草莓、水稻、西红柿的种子若干，对其进行阶梯式降温处理：即先降温，再升温，再降温，再升温，如此反复循环的降温规律处理，每次降温幅度大于每次升温幅度，使整体温度呈下降趋势，直至降至最低温度；然后进行升温处理，之后进行种植。
具体操作如下：使用程序降温仪，初始温度设置为25℃，单位时间为24小时，将阶梯式降温处理过程中的单次降温幅度设置为2℃/24小时，单次升温幅度为1℃/24小时，最低温度为-45℃，升温处理过程中的升温幅度为4℃/24小时，最后回升到25℃，最后对上述种子按常规方式进行种植培养。低温处理的全过程为157个单位时间，即157天，温度与时间关系如表1所示。上述草莓、水稻、西红柿在完成播种到结果后，记录相关数据，与未采用本低温处理方法的草莓、水稻、西红柿进行比对，得出表2的数据。由此可知，经本发明所述方法处理后的植物体或其组织，在其后的种植过程中会表现出生长速度加快，提早开花结果，产量增加和品质提升的效果。
表1
Figure BDA0003267945080000051
Figure BDA0003267945080000052
实施例二
选取草莓、水稻、西红柿的种子若干，使用程序降温仪，初始温度设置为30℃，单位时间为48小时，将阶梯式降温处理过程中的单次降温幅度设置为4℃/48小时，单次升温幅度为2℃/48小时，最低温度为-30℃，升温处理过程中的升温幅度为5℃/24小时，最后回升到30℃，最后对上述种子按常规方式进行种植培养。阶梯式降温处理的过程为120天，低温处理的全过程为132。上述草莓、水稻、西红柿在完成播种到结果后，记录相关数据，与未采用本低温处理方法的草莓、水稻、西红柿进行比对，得出表3的数据。由此可知，经本发明所述方法处理后的植物体或其组织，虽然相比实施例一最终效果会减弱，在其后的种植过程中依然会表现出生长速度加快，提早开花结果，产量增加和品质提升的效果。
Figure BDA0003267945080000061

Claims (7)

1.一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对植物体或其组织进行阶梯式降温处理：即先降温，再升温，再降温，再升温，如此反复循环的降温规律处理，每次降温幅度大于所述每次升温幅度，使整体温度呈下降趋势，直至降至最低温度；
步骤二、步骤一结束后进行升温处理，之后进行种植。
2.根据权利要求1所述的一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，阶梯式降温处理的初始温度为10～40℃，最低温度为-10～-90℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，所述的每次降温幅度≤5℃/单位时间。
4.根据权利要求1所述的一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，所述升温处理是指以≤5℃/单位时间进行升温，直到升温至10℃以上。
5.根据权利要求1所述的一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，本方法的全部过程时间要求大于120天。
6.根据权利要求1所述的一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，所述的单位时间为≤120小时。
7.根据权利要求1所述的一种提高植物生产性的低温处理方法，其特征在于，所述的植物体或其组织，包括所有种类植物完整的植物全株及种子、花粉、根、茎、叶、苗中任一部位的切片组织。
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