CN1149010C - 直流电场综合处理种子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种把直流电场(静电场)和常规种子处理方法相结合的综合预处理新方法。解决现有技术方法单一，种子萌发效果差的问题。采用在播种前先将种子洒入或浸入ABT生根粉、GA赤霉素、PEG调节剂以及其它任何化学元素组成的营养液中进行预处理；再用直流电场处理种子；然后在直流电场处理过的种子中拌入灰粉Ca(OH)2。该方法发挥了直流电场、化学、激素、微量元素等处理效果的双重作用，从而达到改变树种生物电场、电导率，霉活性，离子活性等理化指标，同时，可大幅度提高种子的活力指数。在室内外试验中，采用速生树种如油松、马尾松等种，可提高造林成苗率15～57%，苗木生长量10～30%。可广泛适用于大面积造林中对树种的预处理；也适用于对粮、棉、油、菜、草药等种子的预处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞播造林、育苗中种子处理技术，特别是利用直流电场与化学、激素、微量元素和药物等对种子进行综合预处理的方法。
背景技术
众所周知，在任何形式的种植生产中，都涉及把种子转化为幼苗的过程，尤其是飞机播种造林、育苗造林以及农用种、牧草种、药材种、蔬菜种等在播种前均要进行严格的种子处理。由于所有种子从采集到播种期间存在的水分减少，各器官收缩，呼吸和酶活性降低或种皮厚，透性差，萌发抑制物等原因，因而就导致了种子的萌发期多达几十天甚至更长时间的状况。这种状况就给鼠、鸟、虫害等造成了危害之机，椐统计其损失及危害率高达50-70％。特别是在自然条件下，飞播的树种落地后，由吸水、膨胀、萌动、发芽到扎根成为幼苗需要经历很长时间，这对营造大面积森林及其它种植业的成苗非常不利。因而在播种前，特别是机播树种前对树种进行处理已成为促进种子萌发及生长的重要手段。如在播撒油松(Pinus tabulaeformis Carr.)、马尾松(P.massoniana Lamb.)等树种，均要首先对种子进行处理。目前国内外预处理种子的方法大致有四种：一是用化学、药物浸拌种；二是用激素如ABT、GA、PEG及微量元素拌种等；三是用不同温度的水浸种或采用丸化披衣技术；四是用物理因子单因素处理，如光照射、磁场法、低、高频、微波处理及直流电场(静电场)处理。这些处理方法虽说对改变种子生理状态、促进种子萌发、提高成苗等方面都有一定作用。但是，却存在处理方法单一，过程繁琐、时间长，显效期短；处理过种子的均匀性、重复性差，改善萌发特性慢；每次处理种子，需购买药品；对人、畜等有副作用以及处理种子成本高的不足。例如，发明专利CN87105063.3公开了一种用静电场处理种子的方法，它是把种子单层撒在接地金属板上，在金属板上方一定高度架设多根细金属线，把高压电施加在金属线和金属板间并形成一定场强的电场。种子经电场处理，提高活化能力，促进萌发和幼苗生长。但是，这种处理方法因放置在金属板上的种子远离电极，需要加入较高的电压，给安全操作带来不便；同时由于金属线与金属板之间因通电形成的场强不均匀，很难保证每粒种子得到处理，从而影响处理种子的均匀性和重复性；此外由于单层将种子放置在金属板上，难以保证处理种子的质量。近年来，也有静电处理种子设备方面的专利报道和产品。如96215980专利所述的可变电场种子处理机，92218112专利所述的静电场及复合电场种子处理机；91201363专利所述的高频高压脉冲种子处理仪等等。这些专利产品均处理方法单一而难以大幅度改善萌发指标。发明专利ZL93121206.5所公开的飞播树种预处理方法及装置”，也是由于采用直流电场单因素处理，因而仍然存在种子萌发幅度及理化指标低的缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，根据种子电生物学效应的实验理论和常规方法，提出一种直流电场与常规技术相结合的综合处理种子方法。以发挥电场、化学、激素处理的双重作用和效果，提高种子萌发指标幅度实现本发明目的的技术方案是，首先采用营养溶液浸种或拌种，然后给种子施加电场，具体步骤为：
1.用25-100ppm的ABT生根粉组成的营养溶液，按种子与溶液重量比为1∶0.1-3倍的比例，将种子搅拌均匀浸泡3-24小时，进行预处理；
2.将预处理后的种子放入平板电极内，施加电场强度为100-500kV/m，的直流电场，处理10-30分钟，以改变种子的生物电场、离子浓度分布、种皮透性，电导率，呼吸和酶活性；
3.在已经电场处理过的种子中拌入1-5％Ca(OH)2粉，以增加种子免力。
本发明上述的直流电场处理，分为正电场种子处理和电场种子处理，如图所示。
附图说明
图1为正电场种子处理示意图
图2为负电场种子处理示意图
图1、图2中，1是正电极板；2是负电极板；3是直流高压电源，其输出线性可调，幅度为5-20kV；4和5为高压电线；6为接地线，2和1组成平行板处理电极。
具体实施方式
电场处理前先任选一种如ABT、PEG、GA或其它营养物质稀释到水中，其浓度为25-100ppm，然后把种子与溶液重量之比按1∶0.1-3浸种3-24小时(视条件而定)，捞出种子并经自来水冲洗后，将湿种子直接放在负电极板或正电极板中。而后在极板之间加上100-500kV/m的直流电场持续10-30分钟。如果使用图1的方式处理种子，称为正电场种子处理；如果使用图2的方式处理种子，则称为负电场种子处理。每次处理完毕，用有机玻璃或聚氯乙烯材料棒，其直径为2-3厘米、长度为0.5-1米，并且一端用导线串接功率为0.5-1W，阻值为500-800欧姆的电阻与大地相接，另一端用手握着放电棒把正、负电极板瞬间短路，以放掉极板上的电荷，防止电击，保证操作安全。
本发明由于采用了综合处理方法，从而达到了促进种子提前萌动发芽，提高了发芽速、发芽率和幼苗生长量，减少了种子在地面停留时间的效果；同时，能有效地提高苗木质量和成苗率，如表1，如表2，如表3，如表4如表5，如表6所示。其中，表1是在实验室利用25ppm ABT浸油松种子，经正电场处理在11天的萌发结果。表2是在实验室利用50ppm GA浸油松种子，用正电场处理在8天萌发结果。表3是在实验室利用100ppm GA浸欧洲松种子，用负电场处理在10天萌发结果。表4是在实验室利用50ppm ABT浸油松种子，用正电场处理在10天后测定幼苗的根长结果。表5是在油松种子中洒水，拌Ca(OH)2粉，用电场处理后在陕西丹凤县山区样方发芽结果。表6是在油松种子中洒水并拌有Ca(OH)2粉，用正电场100kV/m 10’处理，在陕西汉中元山寺和大山顶播区分别飞播马尾松和油松种的成苗结果。两播区海拔800～1700米，年降雨量800～1000毫米。当年马尾松成苗比对照高67.3％；在减少播量10％的情况下，处理区油松当年成苗比对照高24.0％，幼苗生长量比对照高11.1％。
表1
| 试验组 | 平均发芽率(％) | 与对照差数 |
| 300kv/m 10’300kv/m 20’500kv/m 10’500kv/m 20’对照组 | 57.055.761.760.352.7 | 4.33.09.0**7.7*0 |
表1是直流电场处理预浸25ppmABT油松种子后对萌发的影响(萌发11天)
表2
| 试验组 | 平均发芽率(％) | 与对照差数 |
| 500kv/m 10’500kv/m 20’500kv/m 30’对照组 | 40.738.035.722.0 | 18.7**16.0**13.7**0 |
表2直流电场处理预浸50ppmGA油松种子后对萌发的影响(萌发8天)
表3
| 6天萌发率 | 8天萌发率 | 10天萌发率 | 萌发指数 | 萌发时间 | |
| 对照组-300kV/m 10’-500kV/m 10’ | 41.7±5.754.7±4.754.0±17.4 | 58.0±6.069.0±3.669.3±14 | 68.33±6.778.33±4.279.0±9.17 | 12.8±1.515.3±1.315.2±3.3 | 6.1±0.55.7±0.25.9±0.6 |
表3直流电场处理预浸100ppmPEG欧洲松种子后对萌发率的影响(萌发10天)
表4
| 试验组 | 平均幼苗根长(cm) | 与对照差数 |
| 500kv/m 10’500kv/m 20’500kv/m 30’对照组 | 7.810.98.75.0 | 2.8*5.9**3.7**0 |
表4是直流电场处理预浸50ppmABT油松种子后对幼苗高的影响(萌发10天)
表5
| 试验 | 样方数(个) | 平均出苗数(株) | 平均发芽势(％) | 平均发芽率(％) | 发芽势 | 发芽率增 |
| 电组 | 20 | 515 | 19.9 | 51.5 | 6.5％ | 11.9％ |
| 对照组 | 20 | 396 | 13.4 | 39.6 |
表5是油松种子经撒水拌有Ca(0H)2粉后在陕西丹凤县山区样方发芽试验结果。
表中每个样方播1000粒，20个重复。布置样方后，每三天观察一次。投放种子后持续干旱，发芽期持续73天，结果表明：处理组平均出苗515株，对照组为395株。
表6
| 试验名称 | 飞播架次 | 飞播面积(亩) | 播量斤/亩 | 样园平均株数 | 平均每亩株数 | 平均苗高(cm) | 地径(cm) | 树种 |
| 电处理区对照区 | 21 | 63903210 | 0.50.5 | 9.75.7 | 637380 | 5.85.9 | 0.10.1 | 马尾松马尾松 |
| 电处理区对照区R～8药剂电+R8药剂 | 1111 | 1530171017101710 | 0.630.70.70.7 | 1191112 | 744600734800 | 5.04.55.05.0 | 0.20.20.20.2 | 油松油松油松油松 |
表6是油松、马尾松种拌Ca(0H)2用直流电场处理在汉中地区飞播造林试验结果。
表6所示的数据是在陕西汉中元山寺和大山顶播区分别飞播马尾松和油松种的实验时，两播区海拔800～1700米，年降雨量800～1000毫米。当年马尾松成苗比对照高67.3％；在减少播量10％的情况下，处理区油松当年成苗比对照高24.0％，幼苗生长量比对照高为11.1％。
实施例1：正直流电场处理浸过(ABT)生根粉的油松种子：将0.5kg种子放入到重量为1.5kg其浓度为25ppm的生根粉水溶液中，浸种24小时，捞出后，用剂量为300kV/m的场强，处理10分钟，测得萌发率57.0％；用剂量为300kV/m的场强，处理20分钟，萌发率55.7％；用剂量为500kV/m的场强，处理10分钟，萌发率61.7％；用剂量为500kV/m的场强，处理20分钟，萌发率60.7％。对照为52.7％。
实施例2：正直流电场处理浸过(GA)赤霉素的马尾松种子：将0.5kg种子放入到重量为1.5kg其浓度为50ppm(GA)的赤霉素水溶液中浸种24小时，捞出种子后，用剂量为500kV/m场强，处理10分钟，测得萌发率40.7％；用剂量为500kV/m的场强，处理20分钟，萌发率38.0％；用剂量为500kV/m的场强，处理30分钟，萌发率35.7％。对照组为22.0％。
实施例3：负直流电场处理浸过(PEG)调节剂(国际上广泛应用)的欧洲松种子：将0.5kg欧洲松种子放入到重量为1kg其浓度为100ppm(PEG)调节剂水溶液中，浸种12小时，捞出后，用负直流电场，其剂量为-300kV/m的场强，处理10分钟，经10天萌发，测得发芽率78.3％；用剂量为-500kV/m的场强，处理10分钟，萌发率79.0％。对照组为68.0％。
实施列4：正直流电场处理浸过复合肥的油松种子：将0.5kg油松种子放入到1.5kg的50ppm复合肥水溶液中浸种12小时，捞出种子后，用正的直流电场，其剂量为300kV/m的场强，处理10分钟，10天萌发后测定萌发率49.0％；用剂量为500kV/m的场强，处理10分钟，萌发率56.0％；用剂量为700kV/m的场强，处理10分钟，萌发率52.7％。对照组为45.0％。
实施例5：山区设样及飞播试验：在800kg油松种子中撒入80kg的自来水并拌匀后，拌5％Ca(OH)2粉，摊开3小时后，将种子用正直流电场其剂量100kV/m的场强，处理10分钟。大部分种子被飞机播种，而抽样的处理和对照样品分别被设置为20处理和对照，每方播1000粒，经73天山区样方萌发试验和观察，测得处理组平均发芽率51.5％，对照组为39.6％。但是，在实验室条件下，如果加入1％Ca(OH)2粉，萌发降低。
实施例6：飞播造林试验：在陕西汉中的1600kg马尾松种子中，撒入160kg的自来水并拌匀，而后，在其中均匀拌入3％Ca(OH)2粉，摊开3小时后，用正直流电场，其剂量为100kV/m的场强，处理10分钟。春季飞播后，当年入冬调查成苗，电处理区每亩平均成苗637株，对照区为380株。
实施例7：飞播造林试验：在陕西汉中的480kg油松种子中撒入48kg的自来水并拌匀，而后，在种子中均匀拌入1％Ca(OH)2粉并闷种3小时后，用正直流电场，其剂量为100kV/m的场强，处理10分钟。飞播后，当年入冬成苗调查，电处理区每亩平均成苗744株，浸吸水剂为对照区600株。
实施例8：飞播造林试验：在陕西汉中的598kg油松种中拌入推广的R-8忌避剂10kg，拌匀后按要求晾干。而后，用正直流电场，其剂量为100kV/m的场强，处理10分钟。飞机播种后，当年入冬成苗调查，电处理的R-8区，每亩平均成苗800株，R-8对照区为734株，浸吸水剂为对照区600株。
Claims (5)
1.一种综合预处理树种的方法，其特征在于首先用营养溶液浸种或拌种，然后给种子施加电场，具体步骤为：
①用25-100ppm的ABT生根粉溶液，按种子与溶液重量比为1∶0.1-1∶3倍的比例，将种子搅拌均匀浸泡3-24小时，进行预处理；
②将预处理后的种子放入平板电极内，施加电场强度为100-500kV/m，的直流电场，处理10-30分钟，以改变种子的生物电场、离子浓度分布、种皮透性，电导率，呼吸和酶活性；
③在已经电场处理过的种子中拌入1-5％Ca(0H)2粉，以增加种子免疫力。
2.根据权利要求1所述的种子处理方法，其特征在于用平行板电极，施加直流电场采用正极性或负极性处理，每次处理完毕，用有机玻璃或聚氯乙烯材料棒，其直径为2-3厘米、长度为0.5-1米，并且一端用导线串接功率为0.5-1W，阻值为500-800欧姆的电阻与大地相接，另一端用手握着放电棒把正、负电极板瞬间短路，以放掉极板上的电荷，防止电击，保证操作安全。
3.根据权利要求1所述的种子处理方法，其特征在于营养溶液为以下任何一种如GA赤霉素、PEG调节剂、氢氧化钙、微量元素溶解于水中组成。
4.根据权利要求1所述的种子处理方法，其特征在于采用拌种方式处理树种，按每100公斤种子计算，洒入25-100ppm营养液5-15公斤，拌匀并闷种1-5小时，而后用电场强度100-500kV/m的直流电场平行板电极、导线电极处理10-30分钟。
5.根据权利要求1所述的种子处理方法，其特征在于采用浸种方式处理树种，按每100公斤种子计算，洒入25-100ppm营养液10-45公斤，浸种3-24小时，再用电场强度为100-500kV/m的直流电场平行板电极、导线电极处理10-30分钟。
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