CN115643992B - 一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法 - Google Patents
一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，属于水稻快速繁育技术领域。所述基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法为先用高压静电场处理种子，然后进行快速繁育；快速繁育的具体步骤包括：浸种、催芽、育苗、苗期与抽穗扬花期环境调控、灌浆期环境调控和收获。相对于幼苗移栽后未经高压静电场处理的水稻快速繁育方法，采用本发明的技术方案，能够使水稻快速繁育过程中苗期与抽穗扬花期、灌浆期水稻叶尖干枯症状发生率分别降低59～85.4％和55～74％，灌浆率提升18～30％，产量提升6～10％。
Description
技术领域
本发明涉及水稻快速繁育技术领域，特别涉及一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法。
背景技术
水稻是全球第三大粮食作物。种植快速加代繁育技术是缩短优质水稻种子育种周期，实现全球水稻产量和品质提升，保障全球粮食供应的关键。基于植物工厂可控环境条件的作物快速繁育技术为水稻优质种子的快速加代繁育提供了有效途径，在人工光可控环境条件下，一年可实现水稻5～6代繁育。与传统水稻育种方法相比较，植物工厂水稻快速繁育关键技术可显著提升优质水稻育种的成功率、大幅缩短水稻种子的育种周期。水稻是一种典型的短日照植物，为保证水稻实现提前开花、快速结实，缩短光周期并提高光强是植物工厂条件下一种有效的育种加代光调控措施。然而，过量提升光照强度往往会导致水稻发生叶尖干枯叶片顶部干枯黄化现象，导致水稻光合器官受损，严重影响水稻的灌浆与结实，造成种子活力损伤。为大幅缩短水稻育种周期并保证快速繁育水稻种子活力，迫切需求一种安全、有效解决水稻快速繁育过程叶片顶部干枯黄化的方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于高压静电场处理预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法。所提供的方法是一种可靠、合理、环境友好，基于LED光耦合高压静电场解决植物工厂下水稻快速繁育加代过程中叶尖干枯黄化枯的物理调控方法，可显著预防水稻快速繁育叶尖干枯黄化发生，保证快速繁育水稻种子的结实率与种子活力。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，包括以下步骤：
先用高压静电场处理种子，然后进行快速繁育。
优选地，所述高压静电场处理的电场强度为3～5kv/cm，频率为50Hz，时间为24～36h。
优选地，所述快速繁育的步骤包括：浸种、催芽、育苗、苗期与抽穗扬花期环境调控、灌浆期环境调控和收获。
优选地，所述浸种的温度为20～30℃，时间为24～36h。
优选地，所述浸种前还包括种子清洗步骤。
优选地，所述催芽在密闭润湿的黑暗环境中，温度为20～25℃，时间为24～36h。
优选地，所述育苗的光周期为16h，光照强度为200～250μmol·m-2·s-1，光源为白光，昼/夜温度为25～27℃/23～25℃，空气湿度为70～80％。
优选地，所述白光为LED(发光二极管)发出的光。
优选地，所述苗期与抽穗扬花期环境调控为光周期12～13.5h，光照强度500～700μmol·m-2·s-1，光源为白光：红光：蓝光＝1：1～2：0.5～1，昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60～80％，开灯前和关灯后分别用3～5kv/cm，50Hz的高压静电场处理2～4h/天。
优选地，所述灌浆期环境调控为光周期20h，光照强度600～800μmol·m-2·s-1，光源为白光、红光、蓝光混合光源，且白光：红光：蓝光光强比例为1：1～2：1～2，昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60～80％，开灯后采用3～5kv/cm，50Hz的高压静电场处理3～6h/天。
优选地，所述收获为将成熟稻穗在25～30℃，空气湿度<40％的通风条件下处理7天后保存。
本发明在水稻苗期和抽穗扬花期采用高压静电场处理，能够增强植物的光合能力和矿物质，特别是钙元素转运，提升植物的对高光强耐受性，有效降低水稻叶尖干枯失绿现象；在灌浆期，高压静电场可显著提升水稻叶片的光合能力，可能通过促进干物质形成和向稻穗转运，提升灌浆率。
本发明的有益技术效果如下：
相对于幼苗移栽后栽培过程中未经高压静电场处理的水稻快速繁育方法，采用本发明的技术方案，能够使水稻快速繁育过程中苗期与抽穗扬花期、灌浆期水稻叶尖干枯症状发生率分别降低59～85.4％和55～74％，灌浆率提升18～30％，产量提升6～10％。
附图说明
图1为实施例1中对照水稻与高压静电场处理水稻灌浆期叶尖干枯的发生情况，其中，A为对照水稻，B为高压静电场处理水稻。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明提供了一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，具体实施方案包括以下步骤：
(1)种子预处理：优选完整、饱满的水稻种子，平铺在15×15×2.0cm底部安装高压静电场发生器的托盘中，采用3-5kv/cm，50Hz高压静电场处理24～36h；
(2)浸种：选取高压静电场处理后的水稻种子，在自来水中清洗2～3次，并在20～30℃条件下利用自来水浸泡种子24～36h；
(3)催芽：将浸泡过的水稻种子均匀的摊放平铺在有湿纱布催芽盘中(15×15×2.0cm)，添加30mL去离子水，通过保鲜膜密封催芽盘，在20～25℃、黑暗环境下培养24～36h；
(4)育苗：将萌发的种子拨入2.5×2.5×2.5cm育苗海绵块中，在植物工厂中以类太阳光(sunlike)白光LED(发光二极管)光源下培养，光照强度为200-250μmol·m-2·s-1，光周期为16h，昼/夜温度为25～27℃/23～25℃，空气湿度为70～80％；
(5)苗期与抽穗扬花期环境调控：播种7天后，移栽至营养液栽培系统中，在按照白光：红光：蓝光光照强度比例为1：1～2：0.5～1混合光源，光周期为12-13.5h，光照强度500-700μmol·m-2·s-1，昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60-80％环境条件下，采用3-5kv/cm，50Hz高压静电场在开灯前和关灯后分别处理2～4h/天；
(6)灌浆期环境调控：在按照白光:红光:蓝光光照强度比例为1:1～2:1～2混合光源，光周期为20h，光照强度600～800μmol·m-2·s-1条件下，昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60～80％条件下，采用3-5kv/cm，50Hz高压静电场在开灯后处理3～6h/天；
(7)收获：将成熟稻穗收获装入100目的纱网袋后，在空气温度25～30℃，空气湿度为<40％，通风条件下处理7天后0～4℃保存。
具体实施例如下：
实施例1
(1)种子预处理：优选完整、饱满的水稻种子，平铺在15×15×2.0cm底部安装高压静电场发生器的托盘中，采用5kv/cm，50Hz高压静电场处理36h；
(2)浸种：选取高压静电场处理后的水稻种子，在自来水中清洗3次，并在25℃条件下利用自来水浸泡种子36h；
(3)催芽：将浸泡过的水稻种子均匀的摊放平铺在有湿纱布催芽盘中(15×15×2.0cm)，添加30mL去离子水，通过保鲜膜密封催芽盘，在25℃、黑暗环境下培养36h；
(4)育苗：将萌发的种子拨入2.5×2.5×2.5cm育苗海绵块中，在植物工厂中以类太阳光(sunlike)白光LED(发光二极管)光源下培养，光照强度为200μmol·m-2·s-1，光周期为16h，昼/夜温度为25℃/23℃，空气湿度为70％；
(5)苗期与抽穗扬花期环境调控：播种7天后，移栽至营养液栽培系统中，在按照白光：红光：蓝光光照强度比例为1：1：0.5混合光源，光周期为12h，光照强度700μmol·m-2·s-1，昼/夜温度为27℃/22℃，空气湿度为70％的环境条件下，采用5kv/cm，50Hz高压静电场在开灯前和关灯后分别处理3h/天；
(6)灌浆期环境调控：在按照白光:红光:蓝光光照强度比例为1:2:1混合光源，光周期为20h，光照强度800μmol·m-2·s-1条件下，昼/夜温度为27℃/22℃，空气湿度为70％条件下，采用5kv/cm，50Hz高压静电场在开灯后处理4h/天；
(7)收获：将成熟稻穗收获装入100目的纱网袋后，在空气温度25～30℃，空气湿度为<40％，通风条件下处理7天后0～4℃保存。
以水稻幼苗移栽后省略高压静电场处理为对照组，上述方案中，苗期与抽穗扬花期、灌浆期水稻叶尖干枯症状发生率分别降低85.4％和74％，灌浆率提升30％，产量提升10％，高压静电场处理的水稻59天收获，比对照组提前4天。本实施例对照组和高压静电场处理水稻不同时期叶尖干枯症对比分析见表1，灌浆期水稻叶尖干枯症发生情况见图1，其中，A为对照水稻，B为高压静电场处理水稻。
表1不同处理下水稻叶尖干枯黄化症状分析
实施例2
(1)种子预处理：优选完整、饱满的水稻种子，平铺在15×15×2.0cm底部安装高压静电场发生器的托盘中，采用3kv/cm，50Hz高压静电场处理36h；
(2)浸种：选取高压静电场处理后的水稻种子，在自来水中清洗3次，并在25℃条件下利用自来水浸泡种子36h；
(3)催芽：将浸泡过的水稻种子均匀的摊放平铺在有湿纱布催芽盘中(15×15×2.0cm)，添加30mL去离子水，通过保鲜膜密封催芽盘，在25℃、黑暗环境下培养36h；
(4)育苗：将萌发的种子拨入2.5×2.5×2.5cm育苗海绵块中，在植物工厂中以类太阳光(sunlike)白光LED(发光二极管)光源下培养，光照强度为200μmol·m-2·s-1，光周期为16h，昼/夜温度为25℃/23℃，空气湿度为70％；
(5)苗期与抽穗扬花期环境调控：播种7天后，移栽至营养液栽培系统中，在按照白光：红光：蓝光光照强度比例为1：1：1混合光源，光周期为12h，光照强度700μmol·m-2·s-1，昼/夜温度为27℃/22℃，空气湿度为70％环境条件下，后采用3kv/cm，50Hz高压静电场在开灯前和关灯后分别处理3h/天；
(6)灌浆期环境调控：在按照白光∶红光∶蓝光光照强度比例为1:1:1混合光源，光周期为20h，光照强度800μmol·m-2·s-1条件下，昼/夜温度为27℃/22℃，空气湿度为70％条件下，采用3kv/cm，50Hz高压静电场在开灯后处理3h/天；
(7)收获：将成熟稻穗收获装入100目的纱网袋后，在空气温度25～30℃，空气湿度为<40％，通风条件下处理7天后0～4℃保存。
以水稻幼苗移栽后省略高压静电场处理为对照组，上述方案中，苗期与抽穗扬花期、灌浆期水稻叶尖干枯症状发生率分别降低75％和63％，灌浆率提升23％，产量提升7％，高压静电场处理的水稻61天收获，比对照组提前2天。
实施例3
(1)种子预处理：优选完整、饱满的水稻种子，平铺在15×15×2.0cm底部安装高压静电场发生器的托盘中，采用30kv/cm，50Hz高压静电场处理24h；
(2)浸种：选取高压静电场处理后的水稻种子，在自来水中清洗3次，并在25℃条件下利用自来水浸泡种子36h；
(3)催芽：将浸泡过的水稻种子均匀的摊放平铺在有湿纱布催芽盘中(15×15×2.0cm)，添加30mL去离子水，通过保鲜膜密封催芽盘，在25℃、黑暗环境下培养36h；
(4)育苗：将萌发的种子拨入2.5×2.5×2.5cm育苗海绵块中，在植物工厂中以类太阳光(sunlike)白光LED(发光二极管)光源下培养，光照强度为250μmol·m-2·s-1，光周期为16h，昼/夜温度为25℃/23℃，空气湿度为70％；
(5)苗期与抽穗扬花期环境调控：播种7天后，移栽至营养液栽培系统中，按照白光：红光：蓝光光照强度比例为1：1：0.5混合光源，光周期为12h，光照强度700μmol·m-2·s-1，昼/夜温度为27℃/22℃，空气湿度为70％环境条件下，采用3kv/cm，50Hz高压静电场在开灯前和关灯后分别处理3h/天；
(6)灌浆期环境调控：在按照白光:红光:蓝光光照强度比例为1:2:1混合光源，光周期为20h，光照强度800μmol·m-2·s-1条件下，昼/夜温度为27℃/22℃，空气湿度为70％条件下，采用3kv/cm，50Hz高压静电场在开灯后处理3h/天；
(7)收获：将成熟稻穗收获装入100目的纱网袋后，在空气温度25～30℃，空气湿度为<40％，通风条件下处理7天后0～4℃保存。
以水稻幼苗移栽后省略高压静电场处理为对照组，上述方案中，苗期与抽穗扬花期、灌浆期水稻叶尖干枯症状发生率分别降低59％和55％，灌浆率提升18％，产量提升6％，高压静电场处理的水稻60天收获，比对照组提前3天。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，其特征在于，先用高压静电场处理种子，然后进行快速繁育；
所述高压静电场处理的电场强度为3～5kv/cm，频率为50Hz，时间为24～36h；
所述快速繁育的步骤包括：浸种、催芽、育苗、苗期与抽穗扬花期环境调控、灌浆期环境调控和收获；
所述苗期与抽穗扬花期环境调控为光周期12～13.5h，光照强度500～700μmol·m-2·s-1，光源为白光、红光、蓝光混合光源，且白光：红光：蓝光光强比例为1：1～2：0.5～1，昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60～80％，开灯前和关灯后分别用3～5kv/cm，50Hz的高压静电场处理2～4h/天；
所述灌浆期环境调控为光周期20h，光照强度600～800μmol·m-2·s-1，光源为白光、红光、蓝光混合光源，且白光：红光：蓝光光强比例为1：1～2：1～2，昼/夜温度为27～30℃/22～25℃，空气湿度为60～80％，开灯后采用3～5kv/cm，50Hz的高压静电场处理3～6h/天。
2.根据权利要求1所述的基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，其特征在于，所述浸种的温度为20～30℃，时间为24～36h。
3.根据权利要求1所述的基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，其特征在于，所述催芽在密闭润湿的黑暗环境中，温度为20～25℃，时间为24～36h。
4.根据权利要求1所述的基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，其特征在于，所述育苗的光周期为16h，光照强度为200～250μmol·m-2·s-1，光源为白光，昼/夜温度为25～27℃/23～25℃，空气湿度为70～80％。
5.根据权利要求1所述的基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法，其特征在于，所述收获为将成熟稻穗在25～30℃，空气湿度<40％的通风条件下处理7天后保存。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211380601.0A CN115643992B (zh) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 一种基于高压静电场预防水稻快速繁育过程中叶尖干枯的方法 |
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