CN114903041A - 一种种子处理剂、制备方法和种子处理方法及应用 - Google Patents

一种种子处理剂、制备方法和种子处理方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种种子处理剂、制备方法和种子处理方法及应用，所述种子处理剂是浓度在100mg/L以上的芥酸悬浊液，是将芥酸和水混合，进行超声破碎得到的。用种子处理剂浸泡种子1h以上，洗净晾干，完成种子处理。本发明利用芥酸作为种子处理剂，在常温和低温条件下促进幼苗根系发育、提高幼苗活力，开辟了正常播种及迟播条件下壮苗的新途径，解决了壮苗少的生产问题。

Description

一种种子处理剂、制备方法和种子处理方法及应用
技术领域
本发明涉及种子处理技术领域，具体涉及一种种子处理剂、制备方法和种子处理方法及应用。
背景技术
种子处理是指为了苗快、苗齐、苗壮，而对种子在播种之前进行的各种措施。种子处理可以在一定程度上恢复种子活力，减少在种子繁育、贮藏过程中造成的种子活力的下降，同时也可以防治幼苗期病虫害、增加幼苗营养，从而促进作物生长发育，提高产量。
种子处理的方法按属性分为物理、化学、生物农药、种子引发、种子包膜及丸粒化等；按处理目的分为制种、选种、防治病虫害、破除休眠、促进、延缓、加强萌发及苗株抗逆能力、改善幼苗营养条件、改进播种技术、促进开花、诱变育种、改善耐储藏性能等。国内外应用最广泛的是化学方法。主要是指应用杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、无机化学试剂等处理种子。杀菌剂和杀虫剂大多用作拌种和包衣，无机化学试剂和植物生长调节剂主要用作浸种处理。
当前，我国食用油的供给安全问题凸显，自给率不到30％，大力发展油料产业，最大的优势和潜力在于油菜产业。油菜是中国主要的油料作物。2020年，我国菜籽产量达1404.9万t，仅次于加拿大位居世界第二，全国油菜播种面积约676.5万hm2，占世界油菜种植面积20％左右。菜籽油作为我国植物油第一大来源，每年可供给520万吨优质食用油，占国产植物油47％左右，对保障我国食用油安全具有重要作用。
我国油菜90％以上的种植面积和产量均来自长江流域，该种植区也是世界上最大的油菜生产带。而长江流域的主要种植模式是稻油轮作，包括稻-稻-油三熟制和稻-油两熟制，其比例占该产区面积的80％，该模式下茬口矛盾突出，导致油菜推迟播种遭遇低温危害。多年气象资料表明，长江流域油菜迟播季节(10月下旬、11月上旬)时有低温出现，2016-2021年10月下旬至11月上旬平均气温16.68℃，尤其是2016年，11月上旬平均气温降至13.05℃，由于气温偏低导致迟播油菜种子壮苗非常困难。而迟播油菜壮苗是消除农民撂荒风险、促进冬闲田利用的必要条件，有利于油菜产业快速健康发展。
所以，通过化学方法对种子进行处理，寻找出促进油菜种子萌发出苗及幼苗生长发育的方法，解决因环境影响尤其是迟播条件下种子萌发出苗期间气温低导致苗弱的难题，对于稳定和发展长江流域冬油菜区种植面积，促进冬闲田开发利用，保障我国食用油供给安全具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种种子处理剂、制备方法和种子处理方法及应用，解决现有技术中气温低导致种子苗弱的的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明种子处理剂的技术方案是：
所述种子处理剂是浓度在100mg/L以上的芥酸悬浊液。
进一步地，芥酸悬浊液的浓度在400mg/L～600mg/L。
本发明种子处理剂制备方法的技术方案是：包括以下步骤：将芥酸和水混合，进行超声破碎，得到种子处理剂。
进一步地，芥酸和水的混合液在冰水浴中进行超声破碎；超声破碎是在超声波破碎仪250W破碎10～30min。
本发明种子处理方法的技术方案是：包括以下步骤：用种子处理剂浸泡种子1h以上，洗净晾干，完成种子处理。
进一步地，种子和种子处理剂的用量比为1g：10mL。
进一步地，所述种子为油菜种子。
进一步地，浸泡时间为8～12h。
进一步地，浸泡是在遮光条件下，转速为50～200rpm的摇床上进行的；完成种子处理后在24h内进行播种。
一种芥酸作为种子处理剂在促进油菜幼苗根系发育、提高幼苗活力中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本发明利用芥酸作为种子处理剂，具有操作简单、投入低、效益高等特点，是比较理想的促进幼苗根系发育、提高幼苗活力的种子处理剂，尤其是在迟播条件下。本发明可以显著提高幼苗素质，特别是在常温和低温条件下促进幼苗根系发育、提高幼苗活力(根长相对没有经过本发明种子处理剂浸泡的对照组增加4.7～35.4％，根干重增加11.0～30.9％，幼苗活力指数增加12.2～28.9％)，开辟了正常播种及迟播条件下壮苗的新途径，解决了壮苗少的生产问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了适用于常温和低温条件下促进油菜幼苗根系发育、提高幼苗活力的种子处理剂，该种子处理剂使用方便，解决了油菜苗弱的问题，尤其是解决了迟播条件下幼苗生长发育慢、幼苗素质差的问题，为正常播种油菜壮苗增产及迟播油菜抗逆稳产奠定基础。
本发明种子处理剂的配方为：芥酸悬浊液浓度为100mg/L以上。
本发明种子处理剂的制备方法是，按目标浓度取芥酸和水置于离心管中混合，使用超声波破碎仪250W破碎10～30min(将离心管置于低温环境中，如冰水浴)；
本发明种子处理方法包括以下步骤：在转速为50～200rpm的摇床上遮光浸种1h以上；取出种子后清水冲洗干净，置于室温下晾干后在24h内播种，优选采用油菜种子，更进一步优选为经过消毒的油菜种子；优选浸种时间为8～12h；优选在室温下晾干后立即播种。
经本发明处理剂处理的油菜种子，可以显著提高常温和低温条件下幼苗根长、根干重及幼苗活力指数，其中常温主要指20～25℃左右，低温条件为小于20℃，即本发明种子处理剂在25℃以下，特别是5～20℃时能够有效提高幼苗根长、根干重及幼苗活力指数。
其中，芥酸悬浊液浓度优选为100mg/L～1000mg/L；更进一步地优选为100mg/L～600mg/L，最优为400mg/L～600mg/L。
下面通过具体的实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：芥酸浸种处理对常温和低温下油菜种子萌发出苗特性及幼苗形态的影响(大地199)
实验组：本试验在智能光照培养箱(GDN-300B-4)中进行，实验材料为油菜品种大地199(中国农业科学院油料作物研究所、武汉中油科技新产业有限公司、武汉中油大地希望种业有限公司选育)。精选饱满、颗粒大小适中的油菜种子，使用1wt％的次氯酸钠对种子消毒15min，置于室内自然晾干备用。
根据预设浓度(100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L)称取芥酸置于50mL离心管中，加H2O，使用超声波破碎仪250W破碎20min(注意：破碎过程中会产生大量热量，需将离心管放置在盛有冰块的烧杯中)。将消毒好的种子每组称取相同重量(300粒种子约2g)，放置于规格统一的50mL锥形瓶中，种子重量(g)与浸种液体积(mL)为1:10进行浸种，在室温下置于摇床中遮光浸种10h，摇床转速设置120rpm。然后取出浸种后的种子用蒸馏水冲洗三次，放在室内晾干。
将晾干的种子放入加有10mL蒸馏水、铺有经过灭菌锅灭菌的发芽纸的发芽盒(12cm*12cm*6cm)中，每盒以10*10整齐摆放100粒种子；然后将发芽盒均置于培养箱中进行发芽，昼/夜光照设置为13000/0lx，温度设置为常温(对照)25℃/20℃(16h/8h)、低温15℃/10℃(16h/8h)，每个处理设3次重复。每天加H2O 1mL，保持发芽盒内湿润。每天统计发芽、出苗数，以芽长＞1mm为发芽标准，以幼茎直立、子叶平展、叶色由嫩黄转为淡绿为出苗标准。常温对照组播种后连续调查7d，低温组播种后连续调查14d，后取样测量根长、茎长，放入烘箱85℃烘48h左右称干重。统计并计算发芽率、出苗率、平均发芽时间、平均出苗时间、幼苗活力指数等。
发芽率＝发芽种子的个数/供试种子总数×100％；
出苗率＝正常幼苗的个数/供试种子总数×100％；
平均发芽时间＝∑(Gt*Dt)/∑Gt，(Gt指第t天发芽的种子数，Dt指播种后的第几天)；
平均出苗时间＝∑(St*Dt)/∑St，(St指第t天出苗的种子数，Dt指播种后的第几天)；
茎干重＝地上部分干重；
根干重＝地下部分干重；
总干重＝地上部分干重+地下部分干重；
茎长＝根颈到幼苗顶端生长点的长度；
根长＝根颈到根冠的长度；
总长＝根长+茎长；
幼苗活力指数＝发芽率×总长。
对照组(CK)：将芥酸悬浊液替换成清水进行浸种处理，其他条件同实验组。
本实施例芥酸浸种处理对常温和低温下油菜种子(大地199)萌发出苗特性及幼苗形态的影响结果如表1所示。
表1芥酸浸种处理对种子萌发出苗特性及幼苗形态的影响
Figure BDA0003703755030000051
Figure BDA0003703755030000061
实验结果(表1)表明，常温条件下，使用各浓度芥酸处理均可显著增加幼苗根长，其中400mg/L、600mg/L、800mg/L分别较对照增加35.4％、29.4％、31.4％；100mg/L、400mg/L、600mg/L、1000mg/L芥酸处理可显著增加幼苗根干重，其中400mg/L、600mg/L、1000mg/L分别增加24.6％、15.8％、22.8％；600mg/L、1000mg/L芥酸处理可显著增加幼苗的苗干重；各浓度芥酸处理的幼苗活力指数均与对照存在显著差异，其中400mg/L、600mg/L、800mg/L分别较对照增加26.1％、22.4％、22.3％。而发芽率、出苗率、平均发芽时间、平均出苗时间、苗长均与对照无显著差异。
低温条件下，除800mg/L之外，其余浓度的芥酸处理均可以显著增加幼苗根长，200mg/L、400mg/L、600mg/L、1000mg/L分别较对照增加33.5％、28.5％、26.1％、28.0％；而200mg/L、400mg/L、600mg/L、1000mg/L芥酸处理可显著增加幼苗根干重，其中600mg/L芥酸处理较对照增加16.7％；400mg/L、600mg/L芥酸处理可以显著增强幼苗活力指数，分别较对照增加28.9％、28.3％。发芽率、出苗率、平均发芽时间、平均出苗时间、苗长及苗干重、总干重均与对照无显著差异。
综上所述，400mg/L～600mg/L芥酸处理在常温、低温条件下均可增加大地199的根长、根干重及幼苗活力指数，综合表现最佳。
实施例2：芥酸浸种处理对常温和低温下油菜种子萌发出苗特性及幼苗形态的影响(中双11号)
本组试验在智能光照培养箱(GDN-300B-4)中进行，实验材料为油菜品种中双11号(中国农业科学院油料作物研究所选育)。实验设置与实施例1一致。
本实施例芥酸浸种处理对常温和低温下油菜种子(中双11号)萌发出苗特性及幼苗形态的影响结果如表2所示。
表2芥酸浸种处理对种子萌发出苗特性及幼苗形态的影响
Figure BDA0003703755030000062
Figure BDA0003703755030000071
实验结果(表2)表明，常温条件下，200mg/L、400mg/L、600mg/L芥酸处理可显著缩短平均发芽时间；100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L芥酸处理可显著增加幼苗根长，分别较对照增长12.8％、15.2％、20.1％、14.6％；400mg/L、600mg/L及800mg/L芥酸处理的幼苗根干重较对照有显著增加，分别增加16.5％、18.7％、25.3％；400mg/L、600mg/L芥酸处理的幼苗活力指数较对照显著增加，分别为13.3％及12.2％。发芽率、出苗率、平均出苗时间、苗长、苗干重、总干重与对照均无显著差异。
低温条件下，1000mg/L芥酸处理的出苗率较对照显著上升；400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L芥酸处理的幼苗根长较对照显著增加，分别达到25.5％、17.8％、17.0％、21.2％；100mg/L、400mg/L、600mg/L芥酸处理的幼苗根干重较对照显著增加，分别为16.7％、18.8％、15.6％；400mg/L芥酸处理幼苗的苗干重及总干重分别较对照增加12.5％、14.1％，达到显著差异；400mg/L、600mg/L芥酸处理的幼苗活力指数较对照显著增加，分别为16.8％、16.1％。发芽率、平均发芽时间、平均出苗时间、苗长与对照相比均无显著差异。
综上所述，400mg/L～600mg/L芥酸处理在常温、低温条件下均可增加中双11号的根长、根干重及幼苗活力指数，综合表现最佳。结论与实施例1一致。
实施例3：芥酸浸种处理对常温和低温下盆栽油菜种子出苗特性及幼苗形态的影响(大地199)
本组试验在智能光照培养箱(GDN-300B-4)中进行，实验材料为油菜品种大地199。精选饱满、颗粒大小适中的油菜种子，使用1％的次氯酸钠对种子消毒15min，置于室内自然晾干备用。
根据实施例1筛选出最佳可用浓度400mg/L、500mg/L、600mg/L配制浸种液，处理方法与实施例1一致。将消毒好的种子每组称取相同重量(300粒种子约2g)，放置于规格统一的50mL锥形瓶中，种子重量(g)与浸种液体积(mL)为1:10进行浸种，在室温下置于摇床中遮光浸种10h，摇床转速设置120rpm。然后取出浸种后的种子用蒸馏水冲洗三次，放在室内晾干。
在发芽盒(12cm*12cm*6cm)中装入150g土样(普通土与营养土体积比约为1:3，混匀)，加入100mL H2O浸湿，每盒以5*5整齐摆放25粒种子，在上面撒土直至种子被完全盖住，均匀喷水湿润。每天统计出苗率，以幼茎直立、子叶平展、叶色由嫩黄转为淡绿为出苗标准。常温对照组播种后连续调查7d，低温组播种后连续调查14d，后取样测量根长、茎长，放入烘箱85℃烘48h左右称干重。统计并计算出苗率、平均出苗时间。
本实施例芥酸浸种处理对常温和低温下盆栽油菜种子(大地199)萌发出苗特性及幼苗形态的影响结果如表3所示。
表3芥酸浸种处理对盆栽油菜种子出苗特性及幼苗形态的影响
Figure BDA0003703755030000081
Figure BDA0003703755030000091
实验结果(表3)表明，常温下400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理均可以显著增加幼苗根长，分别为6.7％、5.2％、4.7％；常温下400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理均可以显著增加幼苗根干重，分别为29.6％、30.9％、27.2％；苗干重与总干重也显著增加，苗干重分别增加12.6％、13.3％、11.6％，总干重分别增加14.1％、14.9％、12.9％。出苗率、平均出苗时间及苗长与对照无显著差异。
低温条件下400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理的幼苗根长、根干重均与对照存在显著差异，根长分别增加16.5％、13.0％、14.0％，根干重分别增加17.8％、13.6％、11.0％；500mg/L芥酸处理幼苗的苗长较对照降低6.8％，达显著差异；400mg/L、500mg/L芥酸处理的幼苗苗干重、总干重显著增加，苗干重增加27.4％、17.4％，总干重增加26.4％、16.9％。出苗率、平均出苗时间与对照无显著差异。
综上所述，400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理在常温、低温条件下均可增加大地199的根长和根干重，与发芽盒实验结论一致(盆栽试验是作为验证试验，因为盆栽试验中湿度较大，所以油菜根茎均较发芽盒试验长，测试标准和计算方法是一致的，各浓度浸种产生的效果也与发芽盒试验一致，数据是合理的。另外盆栽试验无法观察发芽情况，所以与发芽相关的数据都无法得到)。
实施例4：芥酸浸种处理对常温和低温下盆栽油菜种子出苗特性及幼苗形态的影响(中双11号)
本组试验在智能光照培养箱(GDN-300B-4)中进行，实验材料为油菜品种中双11号。实验设置与实施例3一致。
本实施例芥酸浸种处理对常温和低温下盆栽油菜种子(中双11号)萌发出苗特性及幼苗形态的影响结果如表4所示。
表4芥酸浸种处理对盆栽油菜种子出苗特性及幼苗形态的影响
Figure BDA0003703755030000101
实验结果(表4)表明，常温条件下，400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理的幼苗根长、根干重、苗干重、总干重均与对照存在显著差异，根长较对照增加10.8％、9.9％、12.9％，根干重较对照增加17.6％、15.3％、22.4％，苗干重较对照增加12.4％、13.8、16.1％，总干重较对照增加12.7％、13.9％、16.5％。出苗率、平均出苗时间及苗长与对照无显著差异。
低温条件下，400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理的幼苗根长、根干重均与对照存在显著差异，根长较对照增加17.1％、16.7％、24.1％，根干重较对照增加14.4％、15.5％、17.5％；600mg/L芥酸处理的幼苗苗干重及总干重与对照差异显著，分别增加14.0％、14.4％。出苗率、平均出苗时间及苗长与对照无显著差异。
综上所述，400mg/L、500mg/L、600mg/L芥酸处理在常温、低温条件下均可增加中双11号的根长和根干重，与发芽盒实验结论一致。
本发明以芥酸作为常温和低温条件下促进油菜幼苗根系发育、提高幼苗活力的种子处理剂，将种子浸泡于种子处理剂中，遮光放置于摇床上，能达到常温和低温条件下促进油菜幼苗根系发育、提高幼苗活力的效果。本发明具有操作简单、投入低、效益高等特点，是比较理想的促进油菜幼苗根系发育、提高幼苗活力的种子处理剂。本发明可以显著提高油菜幼苗素质，开辟了正常播种及迟播条件下油菜壮苗的新途径，解决了油菜壮苗率低的生产问题，尤其是解决了迟播油菜幼苗个体差、生长发育慢的问题，在油菜生产上尤其是冬闲田开发利用具有非常广阔的前景。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种种子处理剂，其特征在于，所述种子处理剂是浓度在100mg/L以上的芥酸悬浊液。
2.根据权利要求1所述的种子处理剂，其特征在于，芥酸悬浊液的浓度在400mg/L～600mg/L。
3.如权利要求1-2任一项所述种子处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将芥酸和水混合，进行超声破碎，得到种子处理剂。
4.根据权利要求3所述种子处理剂的制备方法，其特征在于，芥酸和水的混合液在冰水浴中进行超声破碎；超声破碎是在超声波破碎仪250W破碎10～30min。
5.一种利用权利要求1-2任一项所述种子处理剂进行的种子处理方法，其特征在于，包括以下步骤：用种子处理剂浸泡种子1h以上，洗净晾干，完成种子处理。
6.根据权利要求5所述的种子处理方法，其特征在于，种子和种子处理剂的用量比为1g：10mL。
7.根据权利要求5所述的种子处理方法，其特征在于，所述种子为油菜种子。
8.根据权利要求5所述的种子处理方法，其特征在于，浸泡时间为8～12h。
9.根据权利要求5所述的种子处理方法，其特征在于，浸泡是在遮光条件下，转速为50～200rpm的摇床上进行的；完成种子处理后在24h内进行播种。
10.一种芥酸作为种子处理剂在促进油菜幼苗根系发育、提高幼苗活力中的应用。
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