CN111373902A

CN111373902A - 一种耐盐结缕草丸衣种子的制作方法

Info

Publication number: CN111373902A
Application number: CN202010305148.1A
Authority: CN
Inventors: 毛培胜; 欧成明; 张强; 赵美琦; 李曼莉
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2020-07-07

Abstract

本发明公开了属于种子的前处理技术领域的一种耐盐结缕草丸衣种子的制作方法，步骤包括将健康裸种子采用抗坏血酸进行拌种，裸种子与抗坏血酸质量比为1g：(0.35‑1.4)mg，抗坏血酸溶液浓度为2‑8mmol·L^‑1；然后将结缕草种子于包衣机中匀速滚动，交替加入粘着剂和粉剂，搅拌均匀，使其均匀包裹在结缕草种子上，得到所述耐盐结缕草丸衣种子。本发明采用抗坏血酸对结缕草种子进行拌种，不仅可以有效缓解结缕草种子的盐胁迫效应，还能提高种子的活力，具有一定的催芽效果，达到促进种子发芽、齐苗、壮苗的目的；并且丸衣加工处理的结缕草种子体积和重量增加，规格较为统一，有利于实现机械化和精量播种。

Description

一种耐盐结缕草丸衣种子的制作方法

技术领域

本发明属于种子前处理技术领域，尤其涉及一种耐盐结缕草丸衣种子的制作方法。

背景技术

结缕草属(Zoysia)隶属于禾本科(Gramineae)虎尾草亚科(Chloridoideae)，结缕草(Zoysia japonica)是一种优质暖季型草坪草，具有良好的抗逆性如抗旱、耐盐碱、耐践踏，因此在园林绿化和运动场草坪上有很大的利用价值，主要分布于非洲，亚洲和澳洲沿海地区。辽东半岛和胶州半岛是我国天然结缕草草地分布最多的区域，主要是滨海盐碱地，研究表明盐碱胁迫会降低结缕草草坪出苗数、盖度，延长草坪成坪时间。

盐胁迫作为一种主要的非生物胁迫，对植物种子的萌发、植物生长的速率、植物的光合作用等大部分生理代谢过程都会造成影响。种子在萌发期和幼苗生长期受盐胁迫的影响非常突出，种子的吸胀萌动是由种子衬质势决定的，在盐胁迫条件下，种子外界离子浓度高，水势下降，会阻碍植物种子对外界水分的吸收，当浓度超过了植物所能承受的阈值，种子将无法从环境中吸收水分，种子萌发会受到抑制甚至不会萌发。盐胁迫除了影响种子吸胀作用外，还会对幼苗产生氧化胁迫，盐胁迫会使植物体内活性氧(Reactiveoxygen species,ROS)的增加，如超氧化物、过氧化氢等，对膜结构进行进而导致膜系统的损伤，是引起细胞伤害的最主要原因。盐胁迫下活性氧的主要产生位点在线粒体与叶绿体等细胞器上，研究表明ROS的增加会对蛋白、膜脂、核酸等造成破坏，从而阻碍植物体正常的新陈代谢活动，影响植物的正常生长发育。在玉米(Zea mays)、油菜(Brassica napus)、燕麦(Avena sativa)的研究中发现，当盐浓度到达某一阈值时种子的发芽势、发芽率降低，幼苗长度缩短，导致种子活力降低。

种子包衣技术是指通过机械或者手工的方法，将具有特殊功能的种衣剂均匀的包覆在种子表面，以促进种子发芽和增强种子抗逆性的一种高新种子加工技术。它能增加种子的附加值，促进种子的商品化、播种的精量化以及种子质量的标准化管理。在种子包衣技术的发展初期，主要目的是增大种子体积，便于播种。20世纪80年代以来，干粉种子处理剂、水浆粉种子处理剂、液体溶液种子处理剂、悬浮种衣剂等种子处理剂的研究得到快速发展，其主要目的是用来杀菌和杀虫。目前种子包衣技术在发达国家发展非常成熟，广泛运用在蔬菜、花卉、棉花 (Gossypium)以及小麦(Triticumaestivum)、玉米等领域。我国的包衣技术研究起步较晚，20 世纪80年代将牧草种子包衣应用于飞播技术，取得了很大的成效。不过草类植物种子包衣发展相对缓慢，主要集中在具有生态、观赏价值和饲用价值的草种，如紫花苜蓿、沙打旺 (Astragalusadsurgens)、白三叶(Trifoliumrepens)等豆科植物，禾本科的早熟禾属(Poa)、羊茅属(Festuca)、披碱草属(Elymus)等草种。研究发现用腐熟羊粪对老芒麦(Elymussibiricus) 种子进行包衣处理，提高了种子活力和幼苗的抗逆性，用脱硫石膏和粉煤灰对野牛草 (Buchloedactyloides)种子进行包衣处理，提高了野牛草种子在盐碱地的发芽率。随着外源活性物质的开发和应用，越来越多的外源活性物质应用在种子处理和种子包衣技术上，用来增强种子活力和种苗的抗逆性，如植物激素类、渗透调节物质类、信号分子类等。研究表明，用甜菜碱预处理棉花种子，对其萌发、幼苗生长和产量有正面效应，能促进盐胁迫下水稻种子萌发，提高紫花苜蓿种子的发芽率；用壳聚糖对向日葵种子、水稻(Oryza sativa)、油菜和芹菜(Apiumgraveolens)等种子进行处理，能有效提高胁迫下种子抗逆性和幼苗的成活率。

目前，国内外工厂的膜衣、壳衣和丸衣等包衣工艺已经很成熟，但针对不同逆境条件促进种子萌发的包衣处理技术，一直都是种子加工研究与实践的重点。盐胁迫是一种主要的非生物胁迫，高盐胁迫下，植物体会受到离子毒害作用，还会引起次生胁迫，使植物不能进行正常的生长发育。种子萌发是草坪能够成功建植的前提，也会直接影响草坪的成坪时间。因此，以植物盐胁迫影响机制为基础，本发明采用了一种抗氧化剂抗坏血酸(AsA)对种子进行拌种处理，使种子在种子吸水萌发过程中受到NaCl的氧化胁迫时起到抗氧化作用，然后对种子进行丸衣，以期能提高种子对盐胁迫的抵抗能力，有助于提高盐胁迫下草坪建植的成功率，提高盐渍地的利用效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种耐盐结缕草丸衣种子的制作方法，步骤如下：

1)将结缕草种子用抗坏血酸溶液进行拌种，所述裸种子与抗坏血酸质量比为1g：(0.35-1.4) mg，抗坏血酸溶液浓度为2-8mmol·L^-1；

2)将步骤1)结缕草种子于包衣机中匀速滚动，交替加入粘着剂和粉剂，搅拌均匀，使其均匀包裹在结缕草种子上，得到所述耐盐结缕草丸衣种子。

所述拌种时间在60s以上，丸衣种子尺寸0.7-1.2mm。

所述丸衣成分包括：粉剂和粘着剂。

所述粉剂与种子的质量比为1:0.5-1.5；粘着剂与种子的体积质量比(mL/g)为1：0.2～1.25。

所述粉剂包括滑石粉和/或皂土；所述粘着剂为羟甲基纤维素溶液。

所述皂土和滑石粉的质量比为1：0.8-2，羟甲基纤维素溶液的质量分数为1-2％。

在所述步骤1)之前，将所述结缕草裸种子置于10％-30％氢氧化钠水溶液中浸泡10-30min。

在所述步骤2)之后，将耐盐结缕草丸衣种子在30-35℃条件下干燥0.5-1h。

所述步骤2)中粘着剂和粉剂均分多次加入，所述粘着剂的加入次数≥20次，粉剂的加入次数≥20次。

本发明的有益效果在于：

1.本发明技术采用少量的抗坏血酸拌种，就可以充分利用其抗氧化能力，极大程度的提高结缕草种子抵抗NaCl胁迫的能力；

2.本发明采用抗坏血酸对结缕草种子进行拌种，不仅可以有效缓解结缕草种子的盐胁迫效应，还能提高种子的活力，具有一定的催芽效果，达到促进种子发芽、齐苗、壮苗的目的；

3.本发明结缕草种子丸衣的加工方法简便，易于操作和程序规范化；并且丸衣加工处理的结缕草种子体积和重量增加，规格较为统一，有利于实现机械化和精量播种。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

实施例1

1)结缕草种子选择

选取净度>98％、发芽率>85％的结缕草种子，采用10％NaOH浸种30min处理结缕草种子，自然晾干，解除种子休眠。

2)抗坏血酸拌种

称取步骤1)中自然晾干后的结缕草种子5g于3号自封袋中，用抗坏血酸(简称：AsA) 浓度为2mmol·L^-1的抗坏血酸进行拌种处理，控制结缕草裸种和抗坏血酸的质量比为1g： 0.35mg，充分摇匀60s，使有效成分包裹于种子表面，形成包裹层，充分发挥抗氧化剂的作用；倒出晾干，拌种后水分迅速蒸发且包被均匀为良好。

3)种子包衣：

成核期：将拌种完的种子倒入包衣机中，调整转速为450rpm～550rpm使种子沿着卡槽匀速滚动，确保种子碰到挡板有一定的下落高度，将雾化盘固定于卡槽内，将雾化盘固定于卡槽内，向雾化盘添加0.2～0.5mL 1wt％CMC水溶液，1～1.5min内喷施完成，种子表面湿润且种子不粘在一起(此时种子碰到挡板时，下落高度降低)。

配制粉剂：2.5g皂土和2.5g滑石粉混合均匀，均分为10份；粘着剂：2～3ml 1.5％CMC 水溶液，均分为10份。

加入其中一份粉剂，搅拌2min，此时种子匀速滚动(碰到挡板回到原先的下落高度)，继续向雾化盘内添加一份量的1.5％CMC水溶液，保证2min将粘着剂喷完。重复上述操作，粉剂和粘结剂交替加入，直至配方粉剂和粘着剂加完。

注意，在包衣过程中粘着剂和粉料要交替添加，先加粘结剂，在保证种子不粘在一起前提下，待种子表面湿润时加入适量的粉剂，使粉剂均匀的包裹于种子表面。

增大滚圆期：在第一阶段粉剂加完后，调整包衣机转速为550rpm，使种子旋转1-2min；

配制粉剂：4g皂土和6g滑石粉混合均匀，均分为10份；配制粘着剂：4～5ml1.5wt％CMC 水溶液，均分为10份；

加入一份粉剂，搅拌0.5～1.5min，此时种子匀速滚动(碰到挡板回到原先的下落高度)，继续添加一份量的1.5wt％CMC水溶液，0.5～1.5min加完。重复上述操作，粘结剂和粉剂交替加入，直至配方粉剂和粘合剂加完。粉剂和粘着剂交替添加，要做到少量多次，粘着剂和粉剂交替加入20次左右。

成膜期：在第二阶段结束后，调整包衣机转速为600rpm，使种子旋转2-3min；

配制粉剂：2g滑石粉，均分为5份；配制粘着剂：1～2ml 1.5％CMC水溶液，均分为5份；然后根据配方交替添加粘合剂和粉剂，交替进行5次左右，每次间隔搅拌10s。

待配方粉剂全部加完后将结缕草丸衣种子取出，过24-16目筛子，筛选留取尺寸为0.7-1.2mm的丸衣种子。将结缕草丸衣种子放入烘箱中干燥0.5h，干燥温度为35℃，干燥备用。

将裸种子编号为CK1。

将采用实施例1步骤1)和步骤3)方法制备的不作拌种处理的丸衣种子，编号为CK2。

将2mM的AsA溶液对种子拌种后得到的结缕草丸衣种子编号为PZA2。

配制质量分数为1wt％浓度的NaCl溶液为结缕草盐胁迫浓度，将上述结缕草丸衣种子进行纸上发芽试验，并在发芽试验时浸润滤纸进行种子胁迫处理，参照牧草种子检验规程(GB/T 2930.10-2017)结缕草种子发芽标准进行发芽试验，选取种子100粒，将其放入盛有3层滤纸的11.5×11.5cm²有盖培养皿中，设4次重复。将培养皿放置于光照培养箱(GXZ-380B-LED) 中在20/35℃变温、光照8h和黑暗16h条件下培养。初次计数为第10d，末次计数为第28d。每24h统计种子发芽情况，以胚根突破种皮2mm为标准，待第28d发芽结束后，统计正常种苗数、不正常种苗数、新鲜未发芽数和死种子数，并从培养皿中随机取出10株正常种苗测量苗长、根长，并对其进行称重。计算发芽势、发芽率、苗长、根长、苗重、平均发芽时间，结果示于表1。

按照下列公式计算：

发芽势(％)＝发芽初次计数的正常种苗数/供试种子数；

发芽率(％)＝发芽终期全部正常种苗数/供试种子数；

平均发芽时间＝∑nt/∑n，n为在时间t时，新发芽的种子数，t为发芽时间。

1)丸衣种子粒径大小测定(Pelletized seed diameter)

随机取丸粒种子100粒，用游标卡尺对丸粒种子的直径进行测量，计算平均值，单位mm，精确到0.01mm。

2)裂解率(Splitting decomposition percentage)

随机取丸衣种子100粒，将种子置于湿润的滤纸上，5min后统计裂解的粒数，计算裂解粒数占试验丸衣种子总粒数的百分比，设3个重复。

3)单籽率(Single seed percentage)

随机取丸衣种子100粒，统计单籽种子数(每粒丸粒种子中只有一粒裸种)，计算单籽种子数占被检验丸粒种子的百分比，要求单籽率≥98.0％。

4)丸衣种子千粒重(Thousand seed weight)

随机取丸衣种子100粒，称量其重量，重复八次，计算100粒种子的平均重量，千粒重为其10倍。

5)丸化倍数(Multiple of pelletization)

丸化倍数是指丸衣种子的千粒重：裸种种子的千粒重。

相同处理条件下，相对CK1和CK2，本发明制备的拌种后的丸衣种子，发芽率分别提高了12％和14％；苗长分别增加了0.2cm和0.1cm；根长分别增加了2.1cm和0.2cm；苗重分别增加了0.023g和0.014g。

结果显示，在NaCl盐溶液胁迫下，经过AsA拌种处理后丸衣结缕草种子，相对于裸种子或不经过拌种的丸衣种子，虽然平均发芽时间出现极小幅度的增长，但是种子发芽率显著提高，说明采用AsA拌种可以明显提高结缕草丸衣种子的耐盐胁迫能力，并且苗长、跟长、苗重等参数都显著优于裸种子或不经过拌种的丸衣种子，进一步论证了利用AsA使种子在种子吸水萌发过程中受到NaCl的氧化胁迫时起到抗氧化作用，同时促进种子根系和幼苗的生长。

实施例2

以青岛结缕草为材料，将实施例1步骤2)中设置浓度分别为1、2、4、8mM的AsA溶液对种子拌种后进行丸衣，控制结缕草裸种和抗坏血酸的质量比为1g：0.7mg。将不同处理的丸粒种子进行耐盐性能评价，结缕草种子处理编号：PZA1、PZA2、PZA4、PZA8。

配制质量分数为1wt％和1.25wt％浓度的NaCl溶液为结缕草盐胁迫浓度，将上述结缕草丸衣种子进行纸上发芽试验，并在发芽试验时浸润滤纸进行种子胁迫处理，参照牧草种子检验规程(GB/T 2930.10-2017)结缕草种子发芽标准进行发芽试验，每24h统计种子发芽情况，以胚根突破种皮2mm为标准，待第28d发芽结束后，统计正常种苗数、不正常种苗数、新鲜未发芽数和死种子数，并从培养皿中随机取出10株正常种苗测量苗长、根长，并对其进行称重。计算发芽势、发芽率、苗长、根长、苗重、平均发芽时间，结果示于表1。

结果显示，相同条件下，在NaCl浓度为1.00wt％和1.25wt％的盐溶液胁迫下，经过AsA 拌种处理后丸衣结缕草种子，相对于裸种子或不经过拌种的丸衣种子，虽然平均发芽时间出现极小幅度的增长，但是种子发芽率显著提高，说明采用AsA拌种可以明显提高结缕草丸衣种子的耐盐胁迫能力，并且苗长、跟长、苗重等参数都显著优于裸种子或不经过拌种的丸衣种子，进一步论证了利用AsA使种子在种子吸水萌发过程中受到NaCl的氧化胁迫时起到抗氧化作用，同时促进种子根系和幼苗的生长。

由表1内容可知，采用浓度为2-8mM的AsA拌种，控制结缕草裸种和抗坏血酸的质量比为1g：1.4mg，得到的丸衣种子，耐盐胁迫能力(采用NaCl质量分数表示)为：0＜耐盐胁迫能力≤1.25wt％。

表1盐溶液胁迫不同含量AsA对结缕草丸衣种子发芽的影响

注：在同一NaCl浓度胁迫下，不同小写字母代表不同AsA处理间差异显著(P<0.05)。

Claims

1.一种耐盐结缕草丸衣种子的制作方法，其特征在于，步骤如下：

1)将结缕草种子用抗坏血酸溶液进行拌种，所述裸种子与抗坏血酸质量比为1g：(0.35-1.4)mg，抗坏血酸溶液浓度为2-8mmol·L^-1；

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述拌种时间在60s以上，丸衣种子尺寸0.7-1.2mm。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述丸衣成分包括：粉剂和粘着剂。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述粉剂与种子的质量比为1:0.5-1.5；粘着剂与种子的体积质量比(mL/g)为1：0.2～1.25。

5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述粉剂包括滑石粉和/或皂土；所述粘着剂为羟甲基纤维素溶液。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述皂土和滑石粉的质量比为1：0.8-2，羟甲基纤维素溶液的质量分数为1-2％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1)之前，将所述结缕草裸种子置于10％-30％氢氧化钠水溶液中浸泡10-30min。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤2)之后，将耐盐结缕草丸衣种子在30-35℃条件下干燥0.5-1h。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中粘着剂和粉剂均分多次加入，所述粘着剂的加入次数≥20次，粉剂的加入次数≥20次。