基於HEHA的種子引發處理方法與流程
2023-05-29 00:01:51 1
本發明涉及農業技術領域，具體涉及種子處理和種子發芽技術領域，尤其涉及一種基於heha(hydro-electricfieldhybridactivation)的種子引發處理方法。
背景技術：
種子是農業生產中最基本的生產資料，種子質量對作物的產量和質量有很大的影響，種子活力是衡量種子質量的可靠指標。作物種子常因制種時成熟度不一致、貯藏年份過長或處於深度休眠狀態而導致出芽率過低甚至消失，從而影響種子發芽和出苗質量，而現代農業生產對種子的發芽率、出苗率、出苗速度以及出苗整齊度的要求越來越高。種子企業每年因出芽率無法達到國家標準而報廢大量的種子。據不完全統計，我國每年報廢的各種植物種子總量在200噸以上，約造成4000萬元以上的直接經濟損失。這不僅對種子企業造成極大的經濟損失，也因種子短缺而影響正常的農業生產秩序，加重農民經濟負擔。研究證明，種子的活力是可以通過一些處理而獲得恢復或提高的，在眾多播前種子處理方法中，種子引發是恢復種子活力的一種有效途徑。傳統的引發技術有溼熱引發、滲調引發、基質引發、化學引發等。這些技術的原理都是將種子置於一定滲透壓的液體環境中使其緩慢吸水至一定程度，再利用種子自身的生物活力進行細胞膜、dna等細胞器的修復，並清除自由基、活性氧、脫落酸等抑生物質，從而提高種子的體質與活力。這些引發技術的引發效果可保持超過一年的時間，但引發操作時間較長(12-120小時)，並且在對種子發芽的臨界含水量的控制難度較大，引發所需的滲調液、基質、化學試劑等引發耗材的成本較高，配置難度較大。電場引發能夠在極短的時間內(2-60分鐘)使種子萌發關鍵酶的活性發生顯著提升，從而提升種子活力，但處理效果的持續時間較短(1-4周)。
技術實現要素：
本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種基於heha的種子引發處理方法。本發明採用heha[(hydro-electricfieldhybridactivation)，溼熱-電場混合種子激活]技術將溼熱與電場兩種引發技術的優勢相結合，利用溼熱引發技術的操作工藝包埋電場引發的效果，使其既有溼熱引發的長效性，又極大地縮短了引發時間，並提高種子的發芽勢和發芽率。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
本發明提供了一種基於heha(hydro-electricfieldhybridactivation)的種子引發處理方法，包括預處理種子，以提升待處理種子相對含水量，然後進行電場照射處理，最後進行乾燥處理的步驟。
優選地，所述預處理種子的步驟具體採用以下方法：在15-30℃下浸種1-8個小時。所述溫度過高或過低均會降低後期電場引發的效果。
優選地，所述種子進行預處理後的含水量為10-50％。
優選地，所述電場照射處理中，電場為高壓靜電場，照射處理的條件為：1-20kv/cm的高壓靜電場照射1-60min。與種子萌發相關的澱粉酶、蛋白酶與脂肪酶在1-20kv/cm的電場強度下其三級、四級結構呈正向效果的改變，酶活性得到提高；電場強度低於這一範圍則無法對酶的結構造成改變，無活性提高效果；高於這一範圍則對結構產生損傷，導致酶活性降低。
優選地，所述處理方法還包括在電場照射處理後進行靜置處理；所述靜置處理的條件為：靜置環境相對空氣溼度90-99％，靜置環境溫度15-28℃，靜置時間2-9h。
優選地，所述乾燥處理的條件為：乾燥溫度40-45℃，乾燥時間30-180min。
優選地，所述乾燥後種子含水量為5-10％。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
本發明採用將種子溼度控制在較為容易的溼熱引發前段與高壓靜電場引發相結合，通過溼熱引發前段啟動與種子萌發相關的生理活動，並通過高壓靜電場提高與種子萌發相關的酶的活性，加速各種基因表達，使相關酶在數量與活性共同提升，加速細胞膜、dna等細胞器的修復與自由基、活性氧、脫落酸等抑生物質的清除，從而加速種子萌發的整體生理過程，將激活時間縮短至2-10h以內，並通過種子再乾燥以包埋激活效果，達到最終的引發目的。經過heha引發後的種子，其引發效果在正常的種子貯藏條件(5℃)下可維持超過一年的時間，且種子的發芽率顯著提升。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
圖1為高壓靜電場種子引發處理設備組建的示意圖；
其中：1、電場正極板；2、電場負極板；3、種子；4、電場方向；5、電場發生器電源；6、地球大氣層電場方向。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
實施例1
本實施例提供了一種基於heha的洋蔥種子引發處理方法，採用如圖1所示的高壓靜電場種子引發處理設備組件，包括電場正極板1、電場負極板2、種子3、電場方向4、電場發生器電源5、地球大氣層電場方向6。
具體步驟如下：
使用「帝黃」洋蔥種子(產於2014年，玻璃溫室環境下自然老化1年，芽率75％。)進行heha混合引發。洋蔥種子於25℃溫水中浸種4h後，取出並瀝乾以清除種子表面殘留水分；置於5-15kv/cm的高壓靜電場中處理種子10-60min後，將種子放置於98％相對溼度、25℃的人工氣候箱中靜置9h。使用43℃烘箱乾燥種子30-180min，至其相對含水量下降至5-10％。完成乾燥的種子在室溫環境下放置7d後播種於培養皿進行發芽實驗：培養皿放置於人工氣候箱中，維持室溫25℃與溼度90％。10d後測得芽率為97％，說明heha混合引發技術能夠顯著恢復自然老化的洋蔥種子的出芽率。
將優質「帝黃」洋蔥種子(產於2014年，5℃、10％相對溼度環境下儲存，芽率為95％)與經heha引發的優質「帝黃」洋蔥種子放置於室溫45℃與溼度90％的人工氣候箱中7d，進行人工模擬種子老化。重複上述發芽實驗，並測得經老化處理後的優質洋蔥種子10d時的出芽率退化為79％，而經heha引發的優質洋蔥種子經老化處理後的出芽率為86％，說明heha混合引發技術能夠顯著抑制洋蔥種子老化對其出芽率的影響。經過測定，播種後24h，經過heha引發的老化洋蔥種子sod(超氧化物歧化酶)活性達到最高值414.219u/g，高於未經過引發種子的23.8％。
實施例2
本實施例提供了一種基於heha的茼蒿種子引發處理方法，具體步驟如下：
使用優質「香菊三號」茼蒿種子(產於2016年，芽率60％，5℃、10％相對溼度環境下儲存)進行heha混合引發。茼蒿種子於25℃溫水中浸種2h後，將種子取出並瀝乾以清除種子表面殘留水分。以5-15kv/cm的高壓靜電場處理種子10-60min後，將種子放置於98％相對溼度、25℃的人工氣候箱中靜置9h。使用43℃烘箱乾燥種子，至其相對含水量下降至5-10％。完成乾燥的種子在室溫環境下放置7d後播種於培養皿進行發芽實驗。培養皿放置於人工氣候箱中，維持室溫25℃與溼度90％，10d後測得出芽率為71％，說明heha混合引發技術能夠顯著提升優質的茼蒿種子的出芽率。將優質「香菊三號」茼蒿種子(產於2016年，芽率為60％，5℃、10％相對溼度環境下儲存)與完成heha引發的優質「香菊三號」茼蒿種子放置於室溫45℃與溼度90％的人工氣候箱中7d，進行人工模擬種子老化。重複上述發芽實驗，並測得經老化處理後的優質茼蒿種子芽率退化為49％，而經heha引發的老化茼蒿種子芽率為63％，說明heha混合引發技術能夠顯著抑制茼蒿種子老化對其出芽率的影響。經過測定，播種後24h，經過heha引發的茼蒿種子sod(超氧化物歧化酶)活性達到最高值486.771u/g，高於未經過引發種子的42.6％。
對比例1
本實施例提供了一種基於heha的洋蔥種子引發處理方法，具體步驟如下：
使用「帝黃」洋蔥種子(產於2014年，玻璃溫室環境下自然老化1年，芽率75％)進行常規水引發，即分別於25℃溫水中浸種4h、24h、72h後，將種子放置於98％相對溼度、25℃的人工氣候箱中9h。使用43℃烘箱乾燥種子，至其相對含水量下降至5-10％。完成乾燥的種子在室溫環境下放置7d後播種於培養皿進行發芽實驗。培養皿放置於人工氣候箱中，維持室溫25℃與溼度90％。10d後測得芽率分別為81％、82％、73％。
對比例2
本實施例提供了一種基於heha的洋蔥種子引發處理方法，具體步驟如下：
使用「帝黃」洋蔥種子(產於2014年，玻璃溫室環境下自然老化1年，芽率60％)進行常規電場引發，即以5-15kv/cm的高壓靜電場處理種子10-60min。完成電場引發的種子在室溫環境下放置7d後播種於培養皿進行發芽實驗。培養皿放置於人工氣候箱中，維持室溫25℃與溼度90％。10d後測得芽率為87％。
本發明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式。應當指出，以上實施例僅用於說明本發明，而並不用於限制本發明的保護範圍。對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。