专利名称：鹅观草种子的生产方法
技术领域：
本发明属于种草种加工领域，进一步说本发明涉及一种用物理方法处理牧草种 子，更具体的讲是利用离子束注入草种子以获得高品质种子的方法。
背景技术：
鹅观草是禾本科小麦族多年生牧草，具有广布性，适应性强，同时具有耐湿、抗赤 霉病，多花多粒等特性，这些优良特性为小麦族近缘植物育种提供了宝贵的基因资源。然 而，作为具有饲用价值的牧草，鹅观草的产量有待提高，品质有待改善。目前，我国主要通过 施肥提高作物或牧草的产量，但是，施肥会增加其成本，还会污染环境，使土壤变质。上世纪 80年代中期，中国科学院等离子体物理研究所开创了离子束注入生物新技术，在随后的20 多年，离子束生物技术分别应用在水稻、小麦、棉花等领域，并且已经培育出新品种。但如何 利用离子束注入生物技术应用于鹅观草种子，以期望提高鹅观草产量及品质。
发明内容
本发明的目的基于前人的研究离子束注入生物新技术为基础和鹅观草的独特性 质，发明一种利用低能氮离子束注入技术，以提高鹅观草产量及品质。本发明目的实现由以下步骤完成
a)选择颗粒饱满、无病虫害的鹅观草干种子，控制含水量为5%_14% ；
b)将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种胚向上以皿心为圆心螺旋外转 方式用双面胶粘于平皿上；
c)之后，将平皿放入靶室中进行低能氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为 500-4200X2. 6X 1013ions/cm2，靶室中能量为25千电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采 用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为100-500，每次注入间隔时间为20-30s，注入时的真空 度为 1. 6 X 1(T2 2. 6 X l(T2Pa ；
本发明中，在步骤c所述的低能氮离子束注入剂量，范围为3000 4000 X 2. 6 X 1013ions/ cm2 ；进一步的，在步骤c所述的低能氮离子束注入剂量范围为500-1000X2. 6 X 1013ionS/ cm2,此时脉冲剂量离子束注入剂量为500 X 2. 6 X 1013ions/cm2。本发明与现有技术比较的优点是本发明以低能氮离子束注入为技术核心，该技 术具有其他化学、物理方法没有的优点，如生理损伤小、突变谱广、突变频率高，有一定的重 复性和方向性，同时该技术不会造成环境污染，本发明所述的鹅观草干种子，单株生物量由 对照的85. lg提高到147. 9g，提高了 1. 74倍，提高幅度高于其他种子处理方法；孕穗期采 样，测的粗蛋白含量为13. 52% (对照12. 10%)是对照的1. 12倍。
图1本发明工艺框图。具体实施方案下面用结合附图通过实施例来进一步说明本发明的实质内容及相关技术进行说 明。实施例1
如附图示意，选择鹅观草05-11材料，种子含水量4%，将种子放置于离子束注入装置的 平皿上，种子种胚向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；之后，将平皿放入 靶室中进行低能氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为3000X2.6X 1013ions/cm2，靶 室中能量为25千电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂 量为100，每次注入间隔时间为30s，注入时的真空度为1.8X10_2Pa;注入后一周内温室育 苗培养，其05-11的发芽指数比未处理的种子高15. 54%，幼苗移栽于农业部沙尔沁牧草资 源重点野外科学观测试验站，年平均气温5. 6度，年平均降雨量400毫米，无霜期130天， 土壤类型栗钙土和草甸土。第二年返青后其分蘖数比未处理的增加16. 53%，单株鲜重提高
53.47%，干重提高45. 51%。对返青期幼苗的POD分析，值达到887. 00，比对照高出22. 88%。实施例2
鹅观草05-11材料，种子含水量10%，将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种 胚向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；之后，将平皿放入靶室中进行低 能氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为4000 X 2. 6 X 1013ions/cm2,靶室中能量为25 千电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为100，每次注 入间隔时间为30s，注入时的真空度为2. 6X10_2Pa ；注入后一周内温室育苗培养，其05-11 的发芽指数比未处理的种子高21. 43%，幼苗移栽于农业部沙尔沁牧草资源重点野外科学观 测试验站，年平均气温5. 6度，年平均降雨量400毫米，无霜期130天，土壤类型栗钙土和 草甸土。第二年返青后其分蘖数比未处理的增加42. 61%，单株鲜重提高73. 80%，干重提高
54.52%。对返青期幼苗的POD分析，值达到815. 67，比对照高出13. 14%。实施例3:
鹅观草05-28材料，种子含水量6%，将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种胚 向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；之后，将平皿放入靶室中进行低能 氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为3500X2. 6X 1013ions/cm2，靶室中能量为25千 电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为100，每次注入 间隔时间为30s，注入时的真空度为2X10_2Pa ；注入后一周内温室育苗培养，其05-28的发 芽指数比未处理的种子低10. 93%，发芽50天后，幼苗苗高比未处理的高9. 17%，幼苗移栽 于农业部沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站，年平均气温5. 6度，年平均降雨量400 毫米，无霜期130天，土壤类型栗钙土和草甸土。第二年单株鲜重提高10. 99%，干重提高 12.45%。对返青期幼苗的POD分析，值达到718. 83，比对照高出16.07%。粗蛋白含量提高 8. 65%，粗脂肪含量提高41. 48%，粗纤维含量降低4. 42%。实施例4:
鹅观草05-28材料，种子含水量13%，将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种 胚向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；之后，将平皿放入靶室中进行低 能氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为700X2. 6X 1013ions/cm2，靶室中能量为25 千电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为100，每次注入间隔时间为30s，注入时的真空度为1. 6X 10_2Pa ；注入后一周内温室育苗培养，其05-28 的发芽指数比未处理的种子高2. 26%，发芽50天后，幼苗苗高比未处理的高5. 21%，幼苗移 栽于农业部沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站，年平均气温5. 6度，年平均降雨量 400毫米，无霜期130天，土壤类型栗钙土和草甸土。栽培当年孕穗期分蘖数比对照提高 55. 48%，单株鲜重提高70. 36%，干重提高74. 70%。对幼苗的CAT分析，值达到50. 843 u g-1. min^FW,比对照高出13. 23%。幼苗的叶绿素含量达49. 48，比对照提高4. 37%。粗蛋白含量 提高11. 74%，粗脂肪含量提高14. 59%，粗纤维含量降低3. 92%。实施例5:
鹅观草05-28材料，种子含水量5%，将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种胚 向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；之后，将平皿放入靶室中进行低能 氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为4200X 2. 6X 1013ions/cm2，靶室中能量为25千 电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为500，每次注入 间隔时间为30s，注入时的真空度为1.6X10_2Pa;注入后一周内温室育苗培养，长成幼苗后 移栽于农业部沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站，年平均气温5. 6度，年平均降雨 量400毫米，无霜期130天，土壤类型栗钙土和草甸土。栽培当年孕穗期株高比对照提高 23. 43%，单株鲜重提高38. 22%，干重提高36. 47%。实施例6:
鹅观草05-24材料，种子含水量5%，将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种胚 向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；之后，将平皿放入靶室中进行低能 氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为700X2.6X 1013ions/cm2，靶室中能量为25千 电子伏，氮离子束流大小为12毫安，采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为500，每次注入 间隔时间为30s，注入时的真空度为1. 6X 10_2Pa ；注入后一周内温室育苗培养，其05-24的 发芽指数比未处理的种子高1. 36%，发芽50天后，幼苗苗高比未处理的高5. 10%，幼苗移栽 于农业部沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站，年平均气温5. 6度，年平均降雨量400 毫米，无霜期130天，土壤类型栗钙土和草甸土。栽培当年孕穗期株高比对照提高8. 56%， 分蘖数提高5. 86%，单株鲜重提高46. 39%，干重提高30. 63%，对幼苗的SOD分析，值达到 136. 22 u g^ min^FW,比对照高出 3. 36%, POD 分析，值达到 2253. 67 u g^ min^FW,比对照 高出26. 27%, CAT分析，值达到55. 82 u g^ min^FW,比对照高出20. 28%。各实施例的具体指标及数据见表1-表5
表1低能氮离子束注入对鹅观草05-11生物量的影响
表2低能氮离子束注入对鹅观草05-28生物量的影响
表3低能氮离子束注入对鹅观草05-28生物量的影响
表4低能氮离子束注入对鹅观草05-28生物量的影响
表5低能氮离子束注入对鹅观草05-24生物量的影响
权利要求
鹅观草种子的生产方法，其特征是，包括下列生产步骤a、选择颗粒饱满、无病虫害的鹅观草干种子，控制含水量为5%-14%；b、将种子放置于离子束注入装置的平皿上，种子种胚向上以皿心为圆心螺旋外转方式用双面胶粘于平皿上；c、之后，将平皿放入靶室中进行低能氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为500-4200×2.6×1013 ions/cm2靶室中能量为25千电子伏，氮离子束流大小为12毫安,采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为100-500，每次注入间隔时间为20-30s，注入时的真空度为1.6×10-2～2.6×10-2 Pa。
2.根据权利要求1所述的鹅观草种子的生产方法，其特征是，在步骤c所述的低能 氮离子束注入剂量，范围为3000 4000 X 2. 6 X 1013ions/cm2。
3.根据权利要求1所述的鹅观草种子的生产方法，其特征是，在步骤c所述的低 能氮离子束注入剂量范围为500-1000X 2. 6X 1013ions/cm2，此时脉冲剂量离子束注入剂量 为 500X2. 6X 1013ions/cm2。
全文摘要
本发明属于种子加工领域，更进一步说本发明涉及一种用物理方法处理牧草种子，更具体的讲是利用离子束注入鹅观草种子的方法。选择鹅观草干种子，控制含水率为5%-14%；将种子放置于离子束注入装置的平皿上；之后，将平皿放入靶室中进行低能氮离子束注入，低能氮离子束的注入剂量为500-4200剂量单位，靶室中能量为25千电子伏，氮离子束流大小为12毫安,采用间歇式脉冲注入，每次脉冲剂量为100-500，每次注入间隔时间为20-30s，注入时的真空度为1.6×10-2～2.6×10-2Pa；本发明所述的鹅观草种子明显提高了发芽能力，苗期生长旺盛，植株强壮，不仅增加了单株产量，而且植株粗蛋白，粗脂肪有所增加。该工艺简便易行，可显著提高鹅观草的产量及品质，具有较高的应用价值。
文档编号A01C1/00GK101874434SQ20101021222
公开日2010年11月3日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者于林清 徐柱, 梁运章, 解继红 申请人:中国农业科学院草原研究所