一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法
2023-05-19 14:51:51
一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法，步驟：A.引發劑的配製：配製三種引發劑，分別是H2O，10%PEG-6000溶液和0.5mmol/L Spd溶液；B.種子引發劑浸泡處理：將稻種浸於引發劑中，浸泡22-26小時，其中在第10-14個小時時更新一次引發劑；C.稻種回幹：將浸泡於引發劑中22-26小時後的稻種取出，24-26℃的鼓風乾燥箱烘乾，乾燥後的稻種至於乾燥箱中保存；D.播種：採用機械直播或者人工撒播的方式進行。方法易行，操作簡便，解決了旱直播水稻生產中由於乾旱脅迫造成的發芽率低和出苗不整齊的問題，確保了水稻機械化旱直播條件下一播全苗。稻種的引發處理顯著提高了種子活力，從而提高旱直播水稻發芽率和出苗整齊度，同時提高秧苗素質和產量。
【專利說明】一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於農作物栽培【技術領域】，更具體涉及一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早 生快發的種子處理方法。
【背景技術】
[0002] 水稻旱直播是一項新型高效省工、節水和易於機械化的栽培技術，也是當前水稻 生產技術轉型期穩定面積、提高產量的優選技術之一。作為新型高效節水栽培技術，水稻旱 直播在穩定水稻種植面積方面發揮著不可替代的作用，在我國具有廣闊的發展前景。然而 在大面積生產上，成苗率低和出苗不整齊是旱直播水稻奪取高產、穩產的限制因子，這也成 為旱直播大面積推廣的關鍵制約因素。
[0003] 大量研宄表明，種子引發處理可以顯著的提高種子的出苗速度、出苗率和整齊度， 而且能夠增強種子的抗逆性。種子引發是一項控制種子緩慢吸水和後期回幹，使種子達到 胚根即將突破種皮時的早期萌發狀態，為萌發提前進行生理準備的一種播種種子處理技 術。種子引發的原理是在控制水勢的條件下，使種子緩慢吸收水分並停留在吸脹的第二階 段（滯緩期），種子內部發生一系列生理生化反應後，處於準備發芽的代謝狀態。通過引發 處理，種子內部與貯藏物質代謝有關酶活性升高，可溶性糖和游離脯氨酸含量均有所增加， 另外，引發處理可有效降低種子萌發過程中〇 2_自由基的積累，提高呼吸速率，為萌發提供 足夠的能量，促進種子萌發，使種子出苗速度、出苗率和整齊度提高，這就是本發明研宄目 的所在。
【發明內容】
針對旱直播水稻播種時遭遇的乾旱脅迫，本發明的目的是在於提供了一種提高旱直播 水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法，方法易行，操作簡便，解決了旱直播水稻生產中 由於乾旱脅迫造成的發芽率低和出苗不整齊的問題，確保了水稻機械化旱直播條件下一播 全苗。稻種的引發處理顯著提高了種子活力，從而提高旱直播水稻發芽率和出苗整齊度，同 時提尚秩苗素質，進而可以提尚廣量。
[0005] 為實現上述目的，本發明採用如下技術方案： 一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法，其步驟是：a、引發劑的配製：本實驗所用引發劑為三種，分別是水（H2O),聚乙二醇溶液（10% PEG)和亞精胺溶液（0. 5mmol/LSpd)。根據播種稻種的重量，通過稻種質量與引發劑體積比 為1:5 (w/v)這一比例，確定引發劑的用量，10%PEG溶液配製方法為：PEG選用PEG-6000。 確定所需引發劑體積後，按照PEG-6000 (藥品）質量與水體積比1:9確定PEG-6000 (藥品） 和水的體積，隨後將PEG-6000 (藥品）溶於水中，即可配得10%PEG溶液；0. 5mmol/LSpd溶 液配製方法為：首先製備lmol/LSpd溶液，溶解2. 55g亞精胺於適量（5-8ml)的水中，定容 使終體積為IOml。然後分裝成小份貯存於-20°C，使用時，根據所需引發劑體積確定Spd物 質的量，取相應體積的lmol/LSpd溶液，稀釋，定容。
[0006] b、稻種引發劑浸泡處理：根據稻種的量選擇適當的容器（如：盆缽），將稻種浸於 引發劑中，稻種質量與引發劑體積比為1:5 (w/v)，將容器置於在24-26 °C的黑暗培養箱內， 於10-14個小時時更新一次引發劑，引發22-26小時；c、稻種回幹：引發劑浸泡處理22-26 小時後，取出稻種用蒸餾水衝洗50-70秒，用吸水紙吸乾後放入24-26°C的鼓風乾燥箱，使 回幹稻種的水分含量低於10%，回幹後的稻種若需保存，應在4°C條件下低溫保存； d、播種：根據前茬收穫期和避開抽穗期高溫（35°C)來確定播期，採用機械直播或者人 工撒播，播種量常規稻品種60kgha'雜交稻品種15_20kgha'
[0007] 本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果： 通過本發明在旱直播水稻上的應用，引發處理能夠提高幹旱脅迫下種子出苗速度和 最終發芽率。綜合兩品種數據可知，播種後兩天引發處理種子的發芽率為13.3-24.4%， 而非引發處理種子的發芽率仍為零。此外，乾旱脅迫下各引發處理最終發芽率的平均值為 86. 3%，相較於非引發處理高出32.8%。引發處理後不同基因型水稻的發芽率間存在差 異，黃華佔經PEG、Spd引發後最終發芽率高達88% -93%，較於非引發高出41.9-50.0%。 類似地，揚兩優6號經H20、PEG、Spd引發後最終發芽率達65. 6% -91. 1%，較非引發高出 26. 3-34. 4%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1為一種水稻品種黃華佔和揚兩優6號在正常水分條件以及15%PEG溶液模擬 乾旱條件下的出苗速度情況。DAS:播種後天數。其中圖Ia和圖Ib是兩個品種正常水分培 養下的出苗速度，圖Ic和圖Id是兩個品種15 %PEG溶液模擬乾旱條件下的出苗速度，該圖 說明引發處理能夠提高幹旱脅迫下種子出苗速度和最終發芽率，非乾旱脅迫下引發處理具 有相同效果。
[0009] 圖2為一種不同引發劑引發處理的稻種在正常環境及15%PEG溶液模擬乾旱脅迫 環境下a-澱粉酶活性及可溶性糖含量。
[0010] HHZ:黃華佔，YLY6 :揚兩優6號。其中圖2a和圖2b是兩個品種正常水分培養下的 a-澱粉酶活性及可溶性糖含量，圖2c和圖2d是兩個品種15 %PEG溶液模擬乾旱條件下的 澱粉酶活性及可溶性糖含量。該圖說明引發處理能夠提高幹旱脅迫下幼苗體內a_澱 粉酶活性及可溶性糖含量，非乾旱脅迫下引發處理具有相同效果。
[0011] 圖3為一種不同引發劑處理稻種大田旱直播試驗條件下幼苗發育情況。
[0012] HHZ:黃華佔，YLY6 :揚兩優6號。
[0013] 圖3中的a、b、c、d分別是大田旱直播試驗條件下兩品種的最大根長、每苗根鮮重、 芽長、每苗芽鮮重。該圖說明引發處理能夠提高大田生長環境下的幼苗素質。
[0014]
【具體實施方式】
[0015] 實施例1 : 一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法（水培試驗），其步驟是： 1、試驗材料、引發劑以及乾旱條件的模擬： 試驗於2014年在華中農業大學作物栽培生理中心進行，參試品種為兩個不同類型的 秈稻品種：黃華佔（常規秈稻）和揚兩優6號（雜交秈稻）。配製引發劑，引發劑包括水引 發、PEG-6000(10%)引發、Spd(0.5mmolL-1)引發，並以非引發種子作為對照。通過配製 15%PEG-6000溶液模擬乾旱脅迫並以蒸餾水（非乾旱脅迫）做對照，蒸餾水或PEG溶液的 體積均為3L。
[0016] 2、引發處理及發芽率、出苗速度等相關指標的測定： 2. 1、將稻種浸於引發劑中，稻種質量與引發劑體積比為1:5 (w/v)，將容器置於在25°C的黑暗培養箱內， 於12個小時時更新一次引發劑，引發24小時。取出稻種用蒸餾水衝洗lmin，用吸水紙 吸乾後放入25°C的鼓風乾燥箱，使回幹稻種的水分含量低於10%。使用體積為4L的容器 盛放蒸餾水或模擬乾旱脅迫條件的PEG溶液，選擇每個引發處理後的稻種30粒播種在漂浮 於盆缽內溶液表面的浮板上，將容器放入培養箱內，光照12hcf1，光照強度為120001UX，相 對溼度設置為60%，且光照和黑暗條件下溫度設置分別為30°C和25°C。試驗採取完全隨機 區組設計，共3次重複。
[0017] 2. 2、播種後第一天開始每天統計發芽的情況，直到發芽數恆定為止，發芽的標準 是芽和胚軸的長度均超過2_，播後第8天從每個處理中隨機取10株幼苗統計最大芽長及 根長，並將芽和根分開，立刻稱得鮮重。樣品放入-80攝氏度超低溫冰箱內保存，並及時測 得a-澱粉酶活性和可溶性糖含量。
[0018] 試驗結果分析 PEG-6000模擬乾旱脅迫下引發處理對水稻種子發芽、幼苗生長及其生理特性的影響 圖1為水稻品種黃華佔和揚兩優6號在水分條件正常以及15 %PEG溶液模擬乾旱條件 下的出苗速度情況。橫坐標2DAS至6DAS表示為播種後2天至播種後6天。其中圖Ia和Ib 是兩個品種正常水分培養下的出苗速度，圖Ic和圖Id是兩個品種15%PEG溶液模擬乾旱 條件下的出苗速度，由圖Ic和Id可以看出乾旱脅迫下兩品種的出苗速度和最終發芽率均 顯著降低，然而，引發處理能夠提高幹旱脅迫下種子出苗速度和最終發芽率（表1，圖Ic和 Id)。綜合兩品種數據可知，乾旱脅迫下播種後兩天引發處理種子的發芽率為13. 3-24. 4%， 而非引發處理種子的發芽率仍為零（圖Ic和Id)。此外，乾旱脅迫下各引發處理最終發芽 率的平均值為86. 5%，相較於非引發處理高出33%。非乾旱脅迫下，引發處理也能夠提高 種子的出苗速度和最終發芽率，其中Spd引發效果最佳，PEG引發效果次之（表1，圖Ic和 Id) 〇
[0019] 由表1可見，乾旱脅迫顯著抑制幼苗生長，然而，各引發處理能夠在不同程度上 緩解乾旱脅迫的抑制效應。乾旱脅迫下，兩種不同基因型水稻經引發處理後芽長、最大根 長、芽鮮重、根鮮重均高於非引發處理的。匯總兩品種數據可知，4種引發處理中Spd引發 效果最佳，芽長、最大根長、芽鮮重、根鮮重較非引發分別高出64.9%、51.8%、36.8%和 76. 6%。而PEG引發在乾旱脅迫下生長表現最差，但仍明顯優於非引發對照。
[0020] 乾旱脅迫能夠降低兩品種中a-澱粉酶活性及可溶性糖含量（揚兩優6號a-澱 粉酶活性除外），而各引發處理能夠不同程度的提高水稻幼苗內a-澱粉酶活性（圖2a 和2c)和可溶性糖含量（圖2b和2d)。綜觀兩品種及各引發處理的數據發現，乾旱脅迫 下，引發處理水稻幼苗內a-澱粉酶活性和可溶性糖含量分別比非引發處理高出96. 9%和 53.5%。其中，Spd引發效果較好，相較於非引發處理a-澱粉酶活性和可溶性糖含量分別 高出95.0%和51.4%。同時，非乾旱脅迫下，引發處理也有同樣的效果。
[0021] 表1.不同引發劑引發處理的稻種在正常環境及15%PEG溶液模擬乾旱脅迫環境 下的發芽及幼苗生長狀況
【權利要求】
1. 一種提高旱直播水稻乾旱脅迫下早生快發的種子處理方法，其步驟是： a、 引發劑的配製：所用引發劑分別是水，聚乙二醇溶液和亞精胺溶液，根據播種稻種的 重量，通過稻種質量與引發劑體積比為1:5 w/v，確定引發劑的用量，10% PEG溶液配製方 法為：PEG選用PEG-6000,確定引發劑體積後，按照PEG-6000質量與水體積比1:9確定 PEG-6000和水的體積，將PEG-6000溶於水中，配得10% PEG溶液；0. 5 mmol/LSpd溶液配製 方法為：首先製備lmol/L Spd溶液，溶解2. 55g亞精胺於水中，終體積為10ml，然後分裝成 小份貯存於-20°C，使用時，根據引發劑體積確定Spd物質的量，取相應體積的lmol/L Spd 溶液，稀釋，定容； b、 稻種引發劑浸泡處理：根據稻種的量選擇容器，將稻種浸於引發劑中，稻種質量與引 發劑體積比為1:5 w/v，將容器置於在24-26°C的黑暗培養箱內，於10-14個小時時更新一 次引發劑，引發22-26小時； c、 稻種回幹：引發劑浸泡處理22-26小時後，取出稻種用蒸餾水衝洗50-70秒，用吸 水紙吸乾後放入24-26°C的鼓風乾燥箱，使回幹稻種的水分含量低於10%，回幹後的稻種保 存，在4°C條件下低溫保存； d、 播種：根據前茬收穫期和避開抽穗期高溫來確定播期，採用機械直播或者人工撒播， 播種量常規稻品種60 kg ha'雜交稻品種15-20 kg ha'
【文檔編號】A01C1/00GK104472061SQ201410827641
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】陶冶, 劉宏巖, 聶立孝, 鄭曼曼 申請人:華中農業大學