CN107258144B - 一种提高饲用薏苡种子发芽速率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高饲用薏苡种子发芽率的方法。该方法包括如下步骤：将成熟饱满的饲用薏苡种子，于28‑30℃下，在体积百分含量为0.75‑1％的双氧水中浸泡2‑3天。本发明利用双氧水中的溶解氧提供种子发芽所需的氧气，同时双氧水的氧化作用，又可对种子消毒杀菌，提高种子活力的特性建立了提高饲用薏苡种子发芽率的方法。试验证明，由本方法进行饲用薏苡种子发芽，具有速度快、成本低、易操作的优点。

Description

一种提高饲用薏苡种子发芽速率的方法

技术领域

本发明属于植物领域，涉及一种提高饲用薏苡种子发芽速率的方法。

背景技术

近20年来，随着经济、社会的发展，我国的食物消费结构出现了新的变化，对口粮的需求逐渐减少，对肉、蛋、奶的需求不断增加，这无疑需要更多的饲草料支持畜牧业的快速发展。我国南方农区畜牧业的发展长期采用高耗粮和收获籽粒后的秸杆饲养牲畜，目前仍以耗粮型生猪为主，草食动物比例低，不仅不能满足食物结构变化的需求，而且饲料用量消耗巨大，这种人畜共粮的畜牧方式也加重了“粮食安全”问题。事实上，我国“粮食安全”承受的压力，已不仅仅是食用粮短缺，而是长期以来人畜共粮导致的饲料粮严重不足，2009年我国50％的粮食用作饲料，口粮消费仅占粮食产量的35％。农区产业结构不合理，优质饲草料供应不足，不能满足草食畜牧业发展的需求，难以实现饲草料的产业化、规模化生产。与发达国家相比，我国草食畜牧业存在相当大差距，我国草地牧业产值仅占农业总产值10％左右，而一些发达国家已达50％-80％。

优良饲草品种的选育和推广是实现畜牧业健康发展的前提和基础。当前我国的饲草突破性新品种缺乏，不能满足种草养畜发展需要。以牧草品种为例，至2012年底全国已审定各类牧草品种453个，但真正的育成品种仅有171个，并且适宜我国西南地区的品种尤显不足。当前生产上主推牧草品种的适应性相对较差，主要表现为耐热性或耐寒性不够，限制了品种在生长季节间的衔接。

植物种子发芽所必需的3个最基本条件是温度、水分和氧气。一般成熟的植物种子只要满足上述条件，即可发芽，但有一部分植物种类成熟、饱满的种子，在适宜的温度、水分和氧气条件下，仍很难发芽或发芽十分缓慢，表现为一种休眠特性。种子休眠是植物本身适应环境和延续生存的一种特性,是种子植物进化的一种稳定对策。种壳障碍、胚形态发育不完全和生理后熟以及种子中含有的化学抑制剂等,都可导致种子休眠。种子的休眠期长，往往会给农业生产带来不利，使得发芽率低、出苗期长、苗大小不一致等。

大黑山薏苡为四川农业大学玉米研究所，从野生薏苡中选育的饲用型薏苡，于2016年12月通过四川省草品种审定委员会审定，具有产量高、品质优、抗性强的特点。据四川省农业科学院分析测试中心测定，开花前全株粗蛋白10.7％、淀粉13.5％、总糖7.7％、酸性洗涤纤维27.9％、中性洗涤纤维48.4％。供草期长，耐湿性强，耐冷性较好(10℃左右仍生长较好)；抗病性、抗虫性好，整个生育期无需防治任何病虫害。较好栽培情况下，年产鲜草10t/亩以上，2014年在景洪市高产栽培中，最高年产鲜草15.2t/亩。该品种在我国四川、云南、湖南等地引种、实验、示范中表现良好，其中，在四川的乐至县、荣县、广元市、雅安市；云南的勐海县、景洪市和湖南的怀化市、株洲等地区表现尤其突出。因其植株高大、抗倒性好、丰产性能突出，且适口性好，先后已被乐至县大自然农牧有限公司、广元市天一农牧投资有限公司、自贡市农投生态农业科技有限公司、勐海益农专业合作社、西双版纳云博水产养殖开发有限公司、乐至县明源家庭农场、湖南湘南生态牧场、西南农牧科学院等单位引种或大面积示范，用来养殖奶牛、山羊、草鱼、獭兔、豚鼠等。

然而，由于大黑山薏苡种子外有厚且坚硬的珐琅质总苞，种子形成了一个天然的屏障，阻止了水和氧气与种子接触，使其物理休眠作用增强，这一特性非常有利于薏苡种子抵御不良环境和病虫害的侵袭，但另一方面也使得其出苗期长，出苗不齐，种子不经任何处理情况下，从播种至出苗持续到45天之久。饲用薏苡发芽率低，休眠期长的问题，成了制约饲用薏规模化生产的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高饲用薏苡种子发芽速率的方法。

本发明所提供的提高饲用薏苡种子发芽率的方法，可包括如下步骤：将成熟饱满的饲用薏苡种子，于28-30℃下，在体积百分含量为0.75-1％的双氧水中浸泡2-3天。

进一步，将所述薏苡种子在双氧水中浸泡时的温度最好为30℃。用于浸泡所述薏苡种子的双氧水最好为体积百分含量为1％的双氧水。将所述薏苡种子在双氧水中浸泡时的时间最好为3天。

在所述方法中，在将所述薏苡种子在双氧水中浸泡后还包括将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中培养10-12天的步骤。

进一步，在经双氧水中浸泡后将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中培养的时间具体可为10天。

更加详细的，本发明所提供的提高饲用薏苡种子发芽率方法，具体可包括如下步骤：

(1)将1kg的饲用薏苡种子，放于长、宽、高为45cm×30cm×15cm的塑料盆中；

(2)向所述塑料盆中倒入1.5L体积百分含量为1％的双氧水，以液面淹过种子5cm为宜；

(3)将所述塑料盆至于恒温培养箱中于30℃下培养3天，第1天后，将液面上的颖壳等漂浮物清理掉；

(4)第4天将所述饲用薏苡种子转移至于30℃培养箱中培养10天，或直接将萌动种子播种于育苗杯中。

以上所述的30℃培养箱中的相对湿度最好控制为80％。

将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中所进行的培养为暗培养。

将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中所进行的培养时还包括每隔2天给所述薏苡种子浇一次水的步骤

在本发明的一个实施例中，所述饲用薏苡具体为大黑山薏苡。

本发明的试验证明，由本方法进行饲用薏苡种子发芽，具有速度快、成本低、易操作的优点。

本发明最大的创新点就是利用双氧水中的溶解氧提供种子发芽所需的氧气，同时双氧水的氧化作用，又可对种子消毒杀菌，提高种子活力。具体如下：

1、双氧水溶解氧利用方式的创新

种子发芽的3个必须因素是温度、水分和氧气，任何一个因素满足不了都不能发芽。饲用薏苡种子外有坚硬的珐琅质总苞，使得种子的透水、透气性很差，正常条件下，不经过处理的饲用薏苡种子发芽率很低，大田条件下，播种后7d的发芽率尚不到5％。由于双氧水里面含有大量的可溶性氧，将种子浸泡在双氧水中，就可提供种子发芽所必需的氧气，满足了种子发芽的条件。

2、双氧水氧化作用利用的创新

双氧水又名过氧化氢(H₂O₂)，是一种强的氧化剂，其O元素处于高价状态，能自身发生氧化还原，一个O变成-2价，另一个变成0价，就是O原子，O原子不稳定，能夺去细菌的电子变成稳定的-2价O离子，从而使得细菌的蛋白质变性，起到杀菌消毒的作用。一般情况下，饲用薏苡的种子表面都会携带有病菌，若携带量太大，就会使得种子霉变，而失去发芽能力。双氧水的杀菌作用，可杀死种子表面的有害细菌，提高了种子的活力。

附图说明

图1为大黑山薏苡的种子。(A)为成熟后，收获的饲用薏苡种子，外有坚硬的珐琅质总苞；(B)为用指甲钳剪掉的珐琅质总苞；(C)为去掉珐琅质总苞的薏苡种子。

图2为大黑山饲用薏苡种子的发芽。将大黑山饲用薏苡种子于1％双氧水中，30℃下浸泡3d，将种子至于30℃培养箱培养，图为培养6d的情况。

图3为大黑山饲用薏苡种子的发芽。将大黑山饲用薏苡种子于1％双氧水中，30℃下浸泡3d，将种子种植于育苗盘中，图为种植第4d后的出苗情况。

图4为大黑山饲用薏苡的育苗。A为将大黑山饲用薏苡种子于1％双氧水中，30℃下浸泡3d，将萌动种子种植于10cm×10cm育苗杯中，上面覆土1cm。B为将大黑山饲用薏苡种子于1％双氧水中，30℃下浸泡3d，种植于10cm×10cm育苗杯中，图为种植第6d后的生长情况。C为将大黑山饲用薏苡种子于1％双氧水中，30℃下浸泡3d，种植于10cm×10cm育苗杯中，图为种植第14d后的生长情况。D为将大黑山饲用薏苡种子于1％双氧水中，30℃下浸泡3d，种植于10cm×10cm育苗杯中，图为种植第20d后的生长情况。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

大黑山薏苡：记载于“中国畜牧兽医报2017年1月8日；四川农村日报2017年1月12日；鲁院院,田刚,余冰等.晒干大黑山薏苡全株在生长肉兔上的营养价值评定.草业科学,2017,34(5):1100-1106”，公众可从申请人处获得，仅可用于重复本发明实验使用。

实施例1、提高饲用薏苡种子发芽速率的方法优化

一、温度对饲用薏苡种子发芽的影响

不同物种发芽所需的最适温度不同，如小麦发芽的最适温度为18℃左右，而水稻种子发芽的最适温度为25℃左右，高于或低于种子的最适发芽温度，萌发都受影响。由于薏苡起源于我国西南及东南亚等亚热带地区，其最适的发芽温度必然不同于其他作物。为此，我们测定了饲用薏苡种子在不同温度下的发芽率。具体操作如下：将大黑山薏苡种子(图1中(A))放于发芽箱内，分别设置10℃、12℃、14℃……36℃、38℃、40℃，共计16个温度梯度。将种子至于发芽滤纸上，每隔2d浇一次水，从第4d开始，每隔2d调查一次发芽的种子数，至第20d，并计算发芽率。发芽箱内相对湿度为80％，每个温度处理设置3个重复，每个重复500粒种子。

结果如表1所示。从表1可以看出，从第4d开始，薏苡种子才开始发芽，随着培养时间的增加，发芽率表现出了增加的趋势。在30℃以下时，从10℃开始，随着温度的增加，发芽率表现出了增高的趋势；在30℃时的发芽率最高，这可能与温度增加后，一些种子发芽相关的酶活性增加有关；当温度超过30℃时，随着温度的增加，发芽率又表现出下降的趋势，这可能是温度太高后，抑制到了相关的酶活性，使得种子活性降低，表现为发芽率降低。因此，在后续的研究中，我们采用30℃作为饲用薏苡的最佳发芽温度。但总的来看，饲用薏苡的发芽率很低，在30℃条件下第20d的发芽率仅为38.7％，还需找到一种快速提高饲用薏苡发芽的方法。

表1饲用薏苡种子在不同温度下的发芽率

二、饲用薏苡种子致密的珐琅质总苞是影响其发芽的关键因素

成熟种子不发芽的原因大致可归为两大类，第一类是内源因素即胚本身的因素，包括胚的形态发育未完成，生理上未成熟缺少必须的激素或存在抑制萌发的物质；第二类是外源因素即胚以外的各种组织即种壳、种皮、果皮或胚乳等的限制，包括种壳的机械阻碍、不透水性、不透气性以及种壳中存在抑制萌发的物质等。为探明饲用薏苡种子发芽率低的原因，我们测定了薏苡珐琅质总苞对其种子发芽的影响。具体操作如下：用指甲钳将大黑山薏苡种子外部致密的珐琅质总苞剪掉(图1中(C))，注意不要伤到种胚。分别将去总苞种子和带总苞种子置于发芽箱内的发芽滤纸上，每隔2d浇一次水，从第4d开始，每隔2d调查一次发芽的种子数，至第20d。发芽箱内相对湿度为80％，30℃下暗培养，并分别于第2d、4d、6d、8d、15d、20调查发芽的种子数，计算发芽率。试验设置3个重复，每个重复500粒种子。

结果如表2所示。从表2可以看出，去掉薏苡种子珐琅质总苞后，在第4d天的发芽率即达78.4％，而带总苞种子尚未发芽；在第8d时，无珐琅质总苞种子的发芽率达到92.2％，而带总苞种子仅为10.7％。此后随着时间的推迟，无珐琅质总苞种子的发芽率不再增加，说明有活性的种子已全部发芽；而带珐琅质总苞种子的发芽率还表现出上升的趋势，说明有活性种子尚未全部发芽。此实验表明，饲用薏苡致密的珐琅质总苞透水、透气性差，是限制其发芽的关键性因素，去掉珐琅质总苞是提高饲用薏苡发芽的方法。

表2珐琅质总苞对饲用薏苡发芽率的影响^*

三、不同浓度双氧水对薏苡种子发芽率的影响

尽管用剪刀人工去掉饲用薏苡的珐琅质总苞，可很好的提高薏苡的发芽率，但薏苡的珐琅质总苞尤其坚硬，去掉总苞的效率特别低，一个熟练工人每小时仅能剪掉40粒左右。人工去掉总苞提高发芽率的方法，在一般不太考虑成本的试验中尚可，但在大规模的生产实践中，根本无法应用，为此根据种子发芽的条件，我们进行了双氧水对提高饲用薏苡种子试验。具体操作如下：将大黑山薏苡种子30℃条件下，分别于浓度为0％、0.25％、0.50％、0.75％、1.0％、1.25％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％和4.0％(％表示体积百分含量)的双氧水中浸泡3d，取出后至于培养箱中，在发芽滤纸上培养20d，每隔2d浇一次水，并从第4d开始，每隔2d调查一次发芽的种子数，计算发芽率。培养箱内温度为30℃，相对湿度为80％。每个浓度处理设置3个重复，每个重复500粒种子。

结果如表3所示。从表3的数据中可以得出以下几方面的规律：(1)双氧水极大地提高了饲用薏苡种子的发芽速度。以0.50％的双氧水浓度为例，在第4d时带总苞种子的发芽率为11.6％，不带总苞种子的发芽率为81.2％，而相应的对照(0％双氧水)分别为0和79.2％，在第6d、第8d时的发芽率也表现出了类似的趋势；(2)低浓度的双氧水可促进饲用薏苡的种子发芽，高浓度的双氧水反而不利于种子的发芽。以带总苞种子第6d的发芽率为例，当双氧水浓度低于1％时，随着双氧水浓度的增加发芽率呈现出上升的趋势；当双氧水浓度高于1％时，随着双氧水浓度的增加发芽率降低。在0％、0.25％、0.50％和0.75％时的发芽率分别为2.4％、8.7％、19.9％和21.3％，在1％时的发芽率最高为32.1％，双氧水浓度为1.25％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％和4.0％时的发芽率分别为30.1％、20.3％、19.3％、18.2％、17.4％、16.2％和13.4％。双氧水为强氧化剂，浓度高时种子会有一定的腐蚀作用，从而影响到薏苡种子的发芽率。这种抑制作用，尤以去总苞种子明显。如去总苞种子第4d在0％、0.25％、0.50％、0.75％、1.0％双氧水浓度下的发芽率分别为79.2％、83.2％、81.2％、80.2％、和77.5％，在双氧水浓度为0.50％时，即表现出了抑制趋势，这可能与总苞对种子具有保护作用，去总苞种子直接暴露在双氧水中，使得种子易受到双氧水的腐蚀；(3)饲用薏苡种子的最佳发芽条件为1.0％双氧水浸泡10d。从发芽速度和达到最大发芽率所需时间来看，在双氧水浓度为1.0％时，薏苡的发芽速度最快(图2-图4)。在本试验条件下，第10d的发芽率为91.9％

表3双氧水对饲用薏苡发芽率的影响

Claims (7)

1.一种提高饲用薏苡种子发芽率的方法，包括如下步骤：将成熟饱满的饲用薏苡种子，于30℃下，在体积百分含量为0.75-1％的双氧水中浸泡3天；

将所述薏苡种子在双氧水中浸泡后还包括将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中培养10-12天的步骤；

所述饲用薏苡为大黑山薏苡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用于浸泡所述薏苡种子的双氧水为体积百分含量为1％的双氧水。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在经双氧水中浸泡后将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中培养的时间为10天。

4.一种提高饲用薏苡种子发芽率方法，包括如下步骤：

(1)将1kg的饲用薏苡种子，放于长、宽、高为45cm×30cm×15cm的塑料盆中；所述饲用薏苡为大黑山薏苡；

(2)向所述塑料盆中倒入1.5L体积百分含量为1％的双氧水，以液面淹过种子5cm为宜；

(3)将所述塑料盆至于恒温培养箱中于30℃下培养3天，第1天后，将液面上的漂浮物清理掉；

(4)第4天将所述饲用薏苡种子转移至于30℃培养箱中培养10天。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：所述30℃培养箱中的相对湿度为80％。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中所进行的培养为暗培养。

7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：将所述薏苡种子转移至30℃培养箱中所进行的培养时还包括每隔2天给所述薏苡种子浇一次水的步骤。

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