CN115500359A - 一种西瓜种子引发剂及其使用方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种西瓜种子引发剂及其使用方法和应用，本发明所述的引发剂能够提高西瓜种子的活力并能够促进西瓜幼苗质量的组合引发剂及其应用，本发明将水溶性壳聚糖和氯化钙进行组合配置引发液，在20℃黑暗条件下引发24h可显著提高西瓜种子活力。该种子引发剂配方构成合理，原料简单易得，充分利用了各原料各自具各的特性和作用，合理组配后使其协同发挥最好的引发效果。加工制作简单，使用方便，可广泛应用于农业生产，为西瓜种子的引发提供了一种理想的产品。

Description

一种西瓜种子引发剂及其使用方法和应用

技术领域

本发明涉及一种种子处理剂，具体涉及一种西瓜种子引发剂及其使用方法和应用。

背景技术

西瓜(Citrullus lanatus)是葫芦科西瓜属一年生蔓生植物。西瓜在世界园艺生产中占有很重要的地位，其种植面积占世界蔬菜种植面积的7％，我国是世界重要的西瓜种植国和消费国，自改革开放以来，我国西瓜种植面积、产量等多年居世界第一。据联合国联农组织调查结果显示，在2020年间中国西瓜种植面积达140.5871万公顷，占世界西瓜种植面积的31.53％，产量为602.4091吨，占世界西瓜总产量的37.22％。西瓜已经成为种植户快速实现增收的高效园艺作物，在带动种植业发展、满足人民日益增长的生活需求中发挥着越来越重要的作用。种子是农业生产最基本的生产资料，秧苗质量是西瓜获得高产优质的基础保障。种子在贮藏与加工过程中存在活力下降的问题，且我国不同地区生产条件、茬口和种植模式存在差异，导致生产中发芽较慢，抗性弱，出苗不整齐的情况时有发生。工厂化育苗可借助现代化的设施设备，通过更合理更有效的措施控制育苗环境，提高育苗产能和效率，降低育苗风险，提升育苗质量。以穴盘育苗技术为代表的集约化育苗在国内外瓜菜生产中已经得到普及，与传统的育苗技术相比，集约化育苗技术具有高效率、高质量、低成本的优势，但同时工厂化生产对种子的发芽率、出苗率、出苗速度以及出苗整齐度的要求更高，穴盘苗质量的好坏更易受到种子质量的影响。

种子引发是一项控制种子缓慢吸水和逐步回干的播前种子处理技术，它通过控制种子缓慢吸收水分使其停留在吸胀的第二阶段，让种子进行预发芽的生理生化代谢和修复作用，促进细胞膜、细胞器、DNA的修复和酶的活化，使其处于准备发芽的代谢状态，但防止胚根的伸出。经大量研究表明，种子引发能够提高种子活力，提高发芽率和出苗整齐度，缓解幼苗受到的胁迫。经引发的种子，活力增强、抗逆性强、耐低温，出苗快而齐，成苗率高。渗透引发是指将种子浸没在低水势溶液中，控制水分进入种子的一种引发方法。渗透引发因其操作简单易行，在生产和研究上被广泛采用。常用的引发剂包括无机渗透物质和有机渗透物质。有机物质有聚乙二醇(PEG-6000)、聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CTS)等。无机盐类物质有氯化钙(CaCl₂)等氯化盐，硝酸钾(KNO₃)等硝酸盐，磷酸二氢钾(KH₂PO₄)等磷酸盐等。无机盐溶于水后能降低渗透势，调节种子吸收水分，同时离子还可进入细胞内部，改变细胞内的微环境，对种子的代谢活动产生影响。虽然种子引发的研究较多，但不同种子适用引发剂的种类和浓度不同，还常有新的引发剂出现，因此虽然种子引发是一个老的课题，但也是常新的课题。

前人研究表明，单一的种子引发剂对调高种子活力方面有一定效果，但可能仅局限于种子发芽特性的某一方面，对幼苗的生长以及抗性方面的提高有时候达不到生产要求。将不同引发剂进行组合，有可能获得1+1>2的效果，但也有可能存在拮抗作用，效果反而没有单引发剂效果好。目前西瓜育苗技术已较为成熟，但仍存在出苗率低、出苗不整齐、秧苗欠健壮等问题，因此，寻找到一种能显著提高西瓜种子引发效果的复合引发剂，并能在生产中应用是西瓜产业中急切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种西瓜种子组合引发剂，能够提高种子的活力和出苗速率，以及幼苗的干重和鲜重，增强根系活力。

本发明的第一个目的是提供一种西瓜种子引发剂，所述西瓜种子引发剂有效成分包括氯化钙和水溶性壳聚糖。

进一步的，本发明所述西瓜种子引发剂有效成分包括(1～2.5)g/L水溶性壳聚糖和(5～10)g/L CaCl₂。

进一步的，在一种具体的实例中，本发明所述西瓜种子引发剂有效成分包括1.25g/L的水溶性壳聚糖和5g/L的CaCl₂。

本发明的第二个目的是提供本发明所述的西瓜种子引发剂提高西瓜种子活力中的应用。

本发明的第三个目的是提供本发明所述的西瓜种子引发剂在提高西瓜幼苗质量上的应用。

本发明所述的应用，具体为采用本发明第一个目的所述的西瓜种子引发剂进行引发，种子的质量与引发剂体积的比例为1g(种子质量)：(4～6)mL(引发剂体积)，在一种具体的实例中，为1g：5mL。

进一步的，本发明所述的应用中，引发温度为20℃，引发时间为24h。

进一步的，本发明所述的应用中，引发在黑暗条件下进行，引发完毕后将种子放在室内阴凉处回干至原来含水量，储备使用。

本发明的第四个目的是提供一种西瓜种子的引发方法，采用本发明第一个目的所述的西瓜种子引发剂进行引发，种子的质量与引发剂的体积比例为1g：(4～6)mL，在一种具体的实例中，为1g：5mL。

进一步的，本发明所述的引发方法，引发温度为20℃，引发时间为24h。

进一步的，本发明所述的引发方法，引发在黑暗条件下进行，引发完毕后将种子放在室内阴凉处回干至原来含水量，储备使用。

作为一种更为具体的方案，本发明所用技术方案如下：选取同批次籽粒饱满、大小一致的种子经50～55℃温汤浸种10～15min，浸种期间保持水温恒定并时常搅拌；浸种处理结束后，用蒸馏水冲洗搓净种子表面粘液；按照种子与引发剂的比例为1g/5mL置于培养箱中20℃黑暗处理24h；引发结束后，蒸馏水冲洗种子表面3次，用吸水纸吸干种子表面水分，放在室温阴凉通风处自然风干24h，储存备用。

本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明所述种子引发剂成分对西瓜种子具有协同引发效果，相对于其他引发剂，具有更好的引发效果。

(2)引发剂制作简单，引发操作方便，适宜生产大规模应用。

(3)本发明所述的引发剂有效解决了西瓜种子发芽率、出苗率、出苗速度和出苗整齐度不一致的问题，能大大提高西瓜种子的发芽势、发芽指数、活力指数，缩短平均发芽时间。

附图说明

图1为实施例1不同引发剂引发对西瓜种子发芽天数的影响；

图2为实施例1不同引发剂引发后对西瓜种子出苗及幼苗地上部形态的影响；

图3为实施例1不同引发剂引发对西瓜幼苗真叶中叶绿素含量的影响；

图4为实施例1不同引发剂引发对西瓜幼苗根系活力的影响；

图5为实施例2不同引发剂对西瓜种子相对电导率的影响；

图6为实施例2不同引发剂对西瓜种子可溶性糖含量的影响；

图7为实施例2不同引发剂对西瓜种子可溶性蛋白含量的影响；

图8为实施例2不同引发剂对西瓜种子内脱氢酶活性的影响；

图9为实施例3不同引发剂对不同西瓜陈种子芽苗生长的影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。若无特别说明，所用试剂均为市售，所用方法均为常规实验方法。

供试材料为宁夏地区西瓜主栽品种‘丽都福星’，种子由宁夏塞上江南科技有限公司提供。

实施例1

选取同批次籽粒饱满、大小一致的种子经50～55℃温汤浸种10～15min，浸种期间保持水温恒定并时常搅拌；浸种处理结束后，用蒸馏水冲洗搓净种子表面粘液；表1为所用的引发液编号及浓度，按照种子与引发剂的比例为1:5(g/mL)置于培养箱中20℃黑暗处理24h。

表1 不同引发剂引发西瓜种子的处理

每处理50粒种子，重复3次。引发结束后，蒸馏水冲洗种子表面3次，用吸水纸吸干，放在室温阴凉处自然风干24h。

根据国际种子检验规程，纸间发芽试验用于西瓜种子标准发芽结果检测。将进行单一和组合引发后的种子均匀摆放在底部铺有2层湿润滤纸的玻璃培养皿中(直径15cm)，之后再盖一层湿润滤纸。每处理50粒种子，3次重复，置于光照培养箱(恒温30℃、12h5000lux/12h 0lux)内培养。种子置床后，每24h检查种子发芽情况并记录，并补充适量蒸馏水以保证滤纸湿润。

采用50孔穴盘进行西瓜育苗试验，将引发的种子，一部分用于播种，以未引发的种子为对照(CK)。育苗基质采用草炭：蛭石：珍珠岩(体积比2:1:1)均匀混合，种子播种后放于玻璃连栋温室内统一管理，育苗试验以西瓜下胚轴出土视为出苗，每天记录种子出苗数，直至出苗数达到恒定。在育苗期间温室相对湿度在70％～75％之间，白天温度不超过35℃，晚上温度不低于20℃，光周期为自然光照。待幼苗长到三叶一心(约30d)时，每处理随机选取6株测定幼苗生长指标和生理指标。

表2 不同引发剂引发对西瓜种子发芽特性的影响

表3 不同引发剂引发对西瓜幼苗生物量的影响

实验结果：

(1)对西瓜种子发芽特性影响

由表2标准发芽试验结果可以看出，本申请所述引发剂C4可显著提高种子发芽势、发芽指数和活力指数，增强种子活力。

(2)引发处理对西瓜种子出苗结果的影响

结果如图1所示本申请所述引发剂C4所能够加快西瓜种子出苗速度，缩短了平均出苗时间，出苗更整齐。

(3)引发处理对西瓜幼苗生长的影响

结果如图2-图4和表3所示，本申请所述引发剂C4可显著提高幼苗的叶绿素含量；显著增强西瓜幼苗根系活力，增加了西瓜幼苗的茎粗、植株鲜重以及干重，促进了幼苗生长。

综合来看，本发明所述引发剂C4处理可有效提高西瓜种子的活力，促进幼苗的生长。

实施例2

根据实施例1的试验结果，分别选择浓度是2.5g/L水溶性壳聚糖和10g/L CaCl₂作为单一引发剂，并按照二者按体积比1:1的比例组合形成组合引发剂(含1.25g/L的水溶性壳聚糖和5g/L的CaCl₂)，按表4进行试验处理。对照(CK)为未经引发处理的种子。

表4 水溶性壳聚糖和CaCl₂单一及组合引发西瓜种子的处理

每处理100粒种子，重复3次。引发结束后，蒸馏水冲洗种子表面3次，用吸水纸吸干，放在室温阴凉处自然风干24h。

引发回干结束后直接测定种子相对电导率；回干后种子在烘箱115℃烘干15min，65℃过夜，剥去种壳后用研钵将种子研磨成粉末进行可溶性糖含量测定；在28℃蒸馏水中浸8h后取出，用干燥纸巾擦去表面粘液，剥去种壳进行可溶性蛋白含量、脱氢酶活性测量。

(1)引发处理对西瓜种子相对电导率及脱氢酶活性的影响

由图5和图8所示，2.5g/L水溶性壳聚糖引发可显著降低西瓜种子的相对电导率，并且水溶性壳聚糖和CaCl₂的组合引发剂显著提高了种子内脱氢酶活性。

(2)引发处理对西瓜种子贮藏物质的影响

由图6和图7所示，水溶性壳聚糖和CaCl₂的组合引发剂提高了种子可溶性糖及可溶性蛋白含量，为种子萌发提供了物质和能量保障。

实施例3

选取不同年份的自然老化的陈种子经50～55℃温汤浸种10～15min浸种处理结束后；引发剂处理与表4相同，表5为试验所用的陈种子信息；按照种子与引发剂的比例为1:5(1g/5mL)置于培养箱中20℃黑暗处理24h。

表5 不同年份的西瓜陈种子

根据国际种子检验规程，纸间发芽试验用于西瓜种子标准发芽结果检测。每处理40粒种子，3次重复，置于光照培养箱(恒温30℃、12h 5000lux/12h 0lux)内培养。种子置床后，每24h检查种子发芽情况并记录，并补充适量蒸馏水以保证滤纸湿润。

表6 引发处理对西瓜陈种子发芽特性的影响

表7 引发处理对西瓜陈种子芽苗生长的影响

(1)引发处理对自然老化的西瓜种子发芽特性的影响

由图9和表6可知，2.5g/L水溶性壳聚糖和含1.25g/L的水溶性壳聚糖和5g/L的CaCl₂的组合引发剂可提高自然老化西瓜种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数，其中，2.5g/L水溶性壳聚糖对京欣4号效果更显著；组合引发剂对西农八号的种子效果更显著。

(2)引发处理对自然老化的西瓜种子芽苗生长的影响

由图9和表7可知，2.5g/L水溶性壳聚糖引发处理可显著促进京欣4号西瓜种子上胚轴和根部生长，进而提高了芽苗鲜重；2.5g/L水溶性壳聚糖和含1.25g/L的水溶性壳聚糖和5g/L的CaCl₂的组合引发剂显著提高了西农八号西瓜种子的上胚轴长和芽苗鲜重，且2.5g/L水溶性壳聚糖显著促进了芽苗根部伸长。

Claims (10)

1.一种西瓜种子引发剂，其特征在于，所述西瓜种子引发剂有效成分包括氯化钙和水溶性壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的西瓜种子引发剂，其特征在于，所述西瓜种子引发剂有效成分包括(1～2.5)g/L水溶性壳聚糖和(1～10)g/L CaCl₂；优选的，所述西瓜种子引发剂有效成分包括1.25g/L的水溶性壳聚糖和5g/L的CaCl₂。

3.权利要求1或权利要求2所述的西瓜种子引发剂在提高西瓜种子活力中的应用。

4.权利要求1或权利要求2所述的西瓜种子引发剂在提高西瓜幼苗质量上的应用。

5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，采用权利要求1或2所述的西瓜种子引发剂进行引发，种子的质量与引发剂的体积比为1g：(4～6)mL，在一种具体的实例中，为1g：5mL(下同)。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，引发温度为20℃，引发时间为24h。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，引发在黑暗条件下进行，引发完毕后将种子放在室内阴凉处回干至原来含水量，储备使用。

8.一种西瓜种子的引发方法，其特征在于，采用本发明第一个目的所述的西瓜种子引发剂进行引发，种子的质量与引发剂的体积比为1g：(4～6)mL，在一种具体的实例中，为1g：5mL。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，引发温度为20℃，引发时间为24h。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，引发在黑暗条件下进行，引发完毕后将种子放在室内阴凉处回干至原来含水量，储备使用。

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