CN114868769B - 一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法，属于种子技术领域。本发明的种子包衣，包括枯草芽孢杆菌菌液、成膜剂、包衣剂和羟甲基纤维素钠溶液；所述枯草芽孢杆菌菌液的初始活菌浓度为4～6×1011cfu/mL；所述羟甲基纤维素钠溶液的初始浓度为3～5wt％。本发明的种子包衣包被种子后可以提高种子的发芽率，提高种子应激保护能力。

Description

一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法
技术领域
本发明涉及种子技术领域，尤其涉及一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法。
背景技术
种子包衣是采取机械或手工方法，按一定比例将含有多种成分的试剂均匀包覆在种子表面，形成一层光滑、牢固的药膜。随着种子的萌动、发芽、出苗和生长，包衣中的有效成分逐渐被植株根系吸收并传导到幼苗植株各部位，使种子及幼苗对地下、地上害虫起到防治作用。不同的种子所适宜的包衣并不同，所适宜包被包衣的方法也不同。
纵观现有技术，适宜包被菜心种子、番茄种子和玉米种子的包衣并不同，是独立存在的，并且该包衣对该种子发芽率、应激保护能力方面有待进一步提高。因此，缺乏一种能同时包被菜心种子、番茄种子和玉米种子，并且能显著提高三种种子发芽率、应激保护能力的包衣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种种子包衣，包括枯草芽孢杆菌菌液、成膜剂、包衣剂和羟甲基纤维素钠溶液；
所述枯草芽孢杆菌菌液的初始活菌浓度为4～6×1011cfu/mL；
所述羟甲基纤维素钠溶液的初始浓度为3～5wt％。
作为优选，所述成膜剂以水为溶剂包括如下浓度的组分：3～5wt％的丝素蛋白和9～15wt％的海藻糖。
作为优选，所述包衣剂包括如下质量比的组分：膨润土：硅藻土：高分子吸水树脂为23～27:68～72:4～6。
本发明还提供了利用所述的种子包衣包被种子的方法，包括如下步骤：
(1)将种子与所述的枯草芽孢杆菌菌液混合，得到包被菌液的种子；
(2)将步骤(1)所述包被菌液的种子与所述的成膜剂混合，得到中间种子；
(3)将所述的中间种子用所述的包衣剂和所述的羟甲基纤维素钠溶液交替包裹，干燥得到包被包衣的种子。
作为优选，种子与枯草芽孢杆菌混合的质量体积比为100g：6.7～10mL。
作为优选，步骤(1)所述混合的转速为500～700rpm；
步骤(1)所述混合的时间为1.5～2.5min。
作为优选，种子与成膜剂混合的质量体积比为100g：5～8mL；
步骤(2)所述混合的转速为700～900rpm；
步骤(2)所述混合的时间为1.5～2.5min。
作为优选，种子与包衣剂混合的质量比为1:1～3；
种子与羟甲基纤维素钠溶液混合的质量体积比为1g：1～5mL。
作为优选，步骤(3)所述交替包裹的次数为4～6次。
作为优选，步骤(3)所述干燥的温度为35～45℃；
所述干燥的时间为5.5～6.5h。
本发明提供了一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法。本发明的包衣中加入了枯草芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌具有抑制霉菌的作用；丝素蛋白和海藻糖以一定比例混合可以形成具有机械性能的透明薄膜，具有储备碳水化合物和应激保护剂，保护枯草芽孢杆菌稳定环境的作用；再加入具有缓释和保水功效的包衣剂，得到的种子包衣包被菜心种子、番茄种子以及玉米种子后，可以提高菜心种子、番茄种子和玉米种子的发芽率，提高种子在耐受不良环境时的应激保护能力，促进不良环境条件下种子中α淀粉酶活性，为种子萌发提供所需要的营养物质，提高不良环境条件下的种子萌发率。可见本发明的包衣可以同时适宜包被菜心种子、番茄种子和玉米种子，并能提高其种子发芽率。
附图说明
图1为本发明包衣对盐胁迫玉米种子中α淀粉酶活性的影响(其中实线代表包被包衣的玉米种子中α淀粉酶活性，虚线代表未包被包衣的玉米种子中α淀粉酶活性)。
图2为本发明包衣对盐胁迫玉米种子中可溶性糖的影响(其中实线代表包被包衣的玉米种子中可溶性糖含量，虚线代表未包被包衣的玉米种子中可溶性糖含量)。
图3为本发明包衣对盐胁迫番茄种子中α淀粉酶活性的影响(其中实线代表包被包衣的番茄种子中α淀粉酶的活性，虚线代表未包被包衣的番茄种子中α淀粉酶的活性)。
图4为本发明包衣对盐胁迫菜心种子中α淀粉酶活性的影响(其中实线代表包被包衣的菜心种子中α淀粉酶的活性，虚线代表未包被包衣的菜心种子中α淀粉酶的活性)。
具体实施方式
本发明提供了一种种子包衣，包括枯草芽孢杆菌菌液、成膜剂、包衣剂和羟甲基纤维素钠溶液；
所述枯草芽孢杆菌菌液的初始活菌浓度为4～6×1011cfu/mL，优选为5×1011cfu/mL；所述羟甲基纤维素钠溶液的初始浓度为3～5wt％，优选为4wt％。
在本发明中，所述成膜剂以水为溶剂包括如下浓度的组分：3～5wt％的丝素蛋白和9～15wt％的海藻糖；所述丝素蛋白的浓度优选为4wt％；所述海藻糖的浓度优选为12wt％。
在本发明中，所述包衣剂包括如下质量比的组分：膨润土：硅藻土：高分子吸水树脂为23～27:68～72:4～6，优选为25：70：5。
本发明还提供了利用所述的种子包衣包被种子的方法，包括如下步骤：
(1)将种子与所述的枯草芽孢杆菌菌液混合，得到包被菌液的种子；
(2)将步骤(1)所述包被菌液的种子与所述的成膜剂混合，得到中间种子；
(3)将所述的中间种子用所述的包衣剂和所述的羟甲基纤维素钠溶液交替包裹，干燥得到包被包衣的种子。
在本发明中，种子与枯草芽孢杆菌混合的质量体积比为100g：6.7～10mL，优选为100g：8.35mL。
在本发明中，步骤(1)所述混合的转速为500～700rpm，优选为600rpm；步骤(1)所述混合的时间为1.5～2.5min，优选为2min。在本发明中，种子与成膜剂混合的质量体积比为100g：5～8mL，优选为100g：6.5mL；步骤(2)所述混合的转速为700～900rpm，优选为800rpm；步骤(2)所述混合的时间为1.5～2.5min，优选为2min。
在本发明中，种子与包衣剂混合的质量比为1:1～3，优选为1:2；种子与羟甲基纤维素钠溶液混合的质量体积比为1g：1～5mL，优选为1g：3mL。在本发明中，步骤(3)所述步骤(3)所述交替包裹的次数为4～6次，优选为5次。步骤(3)所述交替包裹时的转速为700～900rpm，优选为800rpm；每次混合的时间为2～3min，优选为2.5min。
在本发明中，步骤(1)～(3)所述混合在包衣机中进行。
在本发明中，步骤(3)所述干燥的温度为35～45℃，优选为40℃；所述干燥的时间为5.5～6.5h，优选为6h。
下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例所述的枯草芽孢杆菌剂为市售，市售品牌为乐壮丰，所述菌剂中含有的活菌数为1×1012cfu/g。
本发明实施例中所述的发芽率测定根据GB/T3543.4-1995《农作物种子检验规程》进行；发芽率＝(正常幼苗数/播种种子数)×100％。
本发明实施例中所述的α淀粉酶的活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法进行测定。
本发明实施例中所述可溶性糖含量的测定方法按照蒽酮比色法进行测定。
实施例1
将枯草芽孢杆菌菌剂用0.05M的PBS稀释至活菌数为4×1011cfu/mL，得到枯草芽孢杆菌菌液。
以水为溶剂将羟甲基纤维素钠配置成质量浓度为4％的溶液，得到羟甲基纤维素钠溶液。
取30g丝素蛋白，120g海藻糖溶解于1L水中，得到成膜剂。
取230g膨润土、700g硅藻土、60g高分子吸水树脂混合均匀得到包衣剂。
将100g郑单958玉米种子与8mL枯草芽孢杆菌菌液在600rpm的包衣机中混合1.5min得到包被菌液的玉米种子。将包被菌液的玉米种子与5mL成膜剂在900rpm的包衣机中混合2min得到中间玉米种子。
将中间玉米种子与50g包衣剂在700rpm的包衣机中混合2min，之后与100mL羟甲基纤维素钠溶液在700rpm的包衣机中混合2min，按此步骤操作4次，操作结束后在35℃恒温风干箱中风干6h，得到包被包衣的玉米种子。
所述郑单958玉米种子为当年新玉米种子。
随机取100粒包被包衣的玉米种子与100粒未包被包衣的玉米种子分别种于沙床制备的培养皿中。连续观察7d，统计各组种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表1所示。
表1本发明包衣对玉米种子发芽率的影响
组别 幼苗数(株) 播种种子数(个) 发芽率％
包被包衣的种子 96 100 96
未包被包衣的种子 81 100 81
表1显示，包被包衣的玉米种子萌发的幼苗株数明显高于未包被包衣的玉米种子，说明本发明的包衣包被玉米种子后，促进了玉米种子的萌发。
实验确定NaCl对郑单958玉米种子萌发的半抑制浓度为150mmol/L，选取该浓度进行下述实验。
随机选取包被包衣的玉米种子100粒，播种于含有2层滤纸的培养皿中，所述2层滤纸中含有150mmol/LNaCl溶液，滤纸中NaCl溶液的加量为滤纸往下滴液为宜，以未包被包衣的100粒玉米种子为对照，黑暗条件下培养，每12h更换一次滤纸。连续观察7d，统计各组种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表2所示。试验期间每天随机选取每组中的玉米种子3粒测定种子中α淀粉酶的活性以及可溶性糖含量。结果如图1～2所示。
表2本发明包衣对盐胁迫条件下玉米种子发芽率的影响
组别 幼苗数(株) 播种种子数(个) 发芽率％
包被包衣的种子 91 100 91
未包被包衣的种子 46 100 46
表2显示，经过包衣包被的玉米种子在150mmol/LNaCl条件下的种子发芽率仍然能达到91％，说明本发明的种子包衣具有保护种子不受盐胁迫影响的作用。
图1～2显示，包被包衣的玉米种子在盐胁迫条件下可以促进α淀粉酶的活性，加速淀粉的溶解，为种子萌发提供所需要的可溶性糖类等物质，促进种子萌发。
实施例2
将枯草芽孢杆菌菌剂用0.05M PBS稀释至活菌数为6×1011cfu/mL，得到枯草芽孢杆菌菌液。
以水为溶剂将羟甲基纤维素钠配置成质量浓度为5％的溶液，得到羟甲基纤维素钠溶液。
取50g丝素蛋白，90g海藻糖溶解于1L水中，得到成膜剂。
取250g膨润土、720g硅藻土、40g高分子吸水树脂混合均匀得到包衣剂。
将100g红宝石番茄种子与6.7mL枯草芽孢杆菌菌液在700rpm的包衣机中混合2min得到包被菌液的番茄种子。将包被菌液的番茄种子与8mL成膜剂在700rpm的包衣机中混合1.5min得到中间番茄种子。将中间番茄种子与20g包衣剂在700rpm的包衣机中混合2min，之后与20mL羟甲基纤维素钠溶液在700rpm的包衣机中混合2min，按此步骤操作5次，操作结束后在45℃恒温风干箱中风干5.5h，得到包被包衣的番茄种子。
所述红宝石番茄种子为当年新番茄种子。
随机取100粒包被包衣的番茄种子与100粒未包被包衣的番茄种子分别种于铺有2层滤纸的培养皿中，滤纸为湿滤纸，湿度以滤纸滴水为宜。培养9d，每天观察种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表3所示。
表3本发明包衣对番茄种子发芽率的影响
组别 幼苗数(株) 播种种子数(个) 发芽率％
包被包衣的种子 92 100 92
未包被包衣的种子 78 100 78
表3显示，包被包衣的番茄种子的幼苗株数明显高于未包被包衣的番茄种子，说明本发明包衣包被番茄种子后促进了番茄种子萌发。
实验确定NaCl对红宝石番茄种子萌发的半抑制浓度为20mmol/L，选取该浓度进行下述实验。
随机选取包被包衣的番茄种子100粒，播种于含有2层滤纸的培养皿中，所述滤纸中含有20mmol/LNaCl溶液，所述NaCl溶液的加量以滤纸往下滴液为宜，以未包被包衣的100粒番茄种子为对照，黑暗条件下培养，每12h更换一次滤纸。连续观察9d，统计各组种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表4所示。试验期间每天随机选取每组中的番茄种子测定种子中α淀粉酶活性。结果如图3所示。
表4本发明包衣对盐胁迫条件下番茄种子发芽率的影响
组别 幼苗数(株) 播种种子数(个) 发芽率％
包被包衣的种子 90 100 90
未包被包衣的种子 50 100 50
表4显示，经过包衣包被的番茄种子在20mmol/LNaCl条件下的种子发芽率仍然能达到90％，说明本发明的种子包衣具有保护种子不受盐胁迫影响的作用。
图3显示，在盐胁迫条件下，包被包衣的番茄种子可以促进种子中α淀粉酶的活性，加速淀粉的溶解，为不良环境中种子萌发提供所需要的营养物质，促进种子萌发。
实施例3
将枯草芽孢杆菌菌剂用0.05M PBS稀释至活菌数为5×1011cfu/mL，得到枯草芽孢杆菌菌液。
以水为溶剂将羟甲基纤维素钠配置成质量浓度为3％的溶液，得到羟甲基纤维素钠溶液。
取40g丝素蛋白，150g海藻糖溶解于1L水中，得到成膜剂。
取270g膨润土、680g硅藻土、50g高分子吸水树脂混合均匀得到包衣剂。
将100g四九菜心种子与10mL枯草芽孢杆菌菌液在500rpm的包衣机中混合2.5min得到包被菌液的菜心种子。将包被菌液的菜心种子与6mL成膜剂在800rpm的包衣机中混合2.5min得到中间菜心种子。将中间菜心种子与50g包衣剂在800rpm的包衣机中混合2min，之后与80mL羟甲基纤维素钠溶液在800rpm的包衣机中混合2min，按此步骤操作6次，操作结束后在40℃恒温风干箱中风干6.5h，得到包被包衣的菜心种子。
所述四九菜心种子为当年新菜心种子。
随机取100粒包被包衣的菜心种子与100粒未包被包衣的菜心种子分别种于铺有2层滤纸的培养皿中，滤纸为湿滤纸，湿度以滤纸滴水为宜。培养7d，每天观察种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表5所示。
表5本发明包衣对菜心种子发芽率的影响
组别 幼苗数(株) 播种种子数(个) 发芽率％
包被包衣的种子 95 100 95
未包被包衣的种子 89 100 89
表5显示，包被包衣的菜心种子的幼苗株数明显高于未包被包衣的菜心种子，说明本发明的包衣包被菜心种子后可以促进菜心种子萌发。
实验确定NaCl对四九菜心种子的半抑制浓度为150mmol/L，选取该浓度进行下述实验。
随机选取包被包衣的菜心种子100粒，播种于含有2层滤纸的培养皿中，所述2层滤纸中含有150mmol/LNaCl溶液，所述NaCl溶液的加量为滤纸往下滴液为宜，以未包被包衣的100粒菜心种子为对照，黑暗条件下培养，每12h更换一次滤纸。连续观察7d，统计各组种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表6所示。试验期间每天随机选取每组中的菜心种子测定种子中α淀粉酶的活性。结果如图4所示。
表6本发明包衣对盐胁迫条件下菜心种子发芽率的影响
组别 幼苗数(株) 播种种子数(个) 发芽率％
包被包衣的种子 92 100 92
未包被包衣的种子 50 100 50
表2显示，经过包衣包被的菜心种子在150mmol/LNaCl条件下的种子发芽率仍然能达到92％，说明本发明的种子包衣具有保护种子不受盐胁迫影响的作用。
图4显示，在盐胁迫条件下，包被包衣的菜心种子可以促进种子中α淀粉酶的活性，加速淀粉的溶解，为种子在不良环境中萌发提供营养，促进种子萌发。
由以上实施例可知，本发明提供了一种种子包衣及利用种子包衣包被种子的方法。本发明的包衣中加入了枯草芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌具有杀菌作用，可以抑制霉菌；丝素蛋白和海藻糖以一定比例混合可以形成具有机械性能的透明薄膜，具有储备碳水化合物和应激保护剂，保护枯草芽孢杆菌稳定环境的作用；再加入具有缓释和保水功效的包衣剂，得到的种子包衣包被菜心种子、番茄种子以及玉米种子后，可以提高菜心种子、番茄种子和玉米种子的发芽率，提高种子耐受不良环境时的应激保护能力，促进种子中α淀粉酶的活性，为种子萌发提供所需的营养物质，促进种子萌发。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种种子包衣，其特征在于，由枯草芽孢杆菌菌液、成膜剂、包衣剂和羟甲基纤维素钠溶液组成；
所述枯草芽孢杆菌菌液的初始活菌浓度为4～6×1011cfu/mL；
所述成膜剂以水为溶剂包括如下浓度的组分：3～5wt％的丝素蛋白和9～15wt％的海藻糖；
所述包衣剂包括如下质量比的组分：膨润土:硅藻土:高分子吸水树脂为23～27:68～72:4～6；
所述羟甲基纤维素钠溶液的初始浓度为3～5wt％。
2.利用权利要求1所述的种子包衣包被种子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将种子与所述的枯草芽孢杆菌菌液混合，得到包被菌液的种子；
(2)将步骤(1)所述包被菌液的种子与所述的成膜剂混合，得到中间种子；
(3)将所述的中间种子用所述的包衣剂和羟甲基纤维素钠溶液交替包裹，干燥得到包被包衣的种子；
所述种子与枯草芽孢杆菌混合的质量体积比为100g:6.7～10mL；
步骤(1)所述混合的转速为500～700rpm；
步骤(1)所述混合的时间为1.5～2.5min；
种子与成膜剂混合的质量体积比为100g:5～8mL；
步骤(2)所述混合的转速为700～900rpm；
步骤(2)所述混合的时间为1.5～2.5min；
种子与包衣剂混合的质量比为1:1～3；种子与羟甲基纤维素钠溶液混合的质量体积比为1g:1～5mL；
步骤(3)所述交替包裹的次数为4～6次；
步骤(3)所述干燥的温度为35～45℃；
所述干燥的时间为5.5～6.5h。
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