专利名称：一种果树液体授粉用花粉悬浮液及其制备方法
技术领域：
本发明属于果树人工授粉技术领域，具体涉及一种果树液体授粉用花粉悬浮液及其制备方法。
背景技术：
大多数果树属于异花授粉植物，授粉质量系决定果树结实、产量及品质的一个关键因素。即使一些能够单性结实或无融合生殖的果树，为了提高果实产量和品质，授粉受精的刺激通常也是不可缺少的(吕柳新等，19%)。授粉过程是花粉在同种果树的同一朵花或不同花朵之间的传送，然而许多果树却表现出不同程度的自交不亲和性。为此，花粉就需要在同种果树不同个体之间传送。花粉的传送过程极易受到风、昆虫、竞争性蜜源植物，甚至鸟类以及其它动物的影响。对众多果树而言，昆虫对授粉的有效性远大于风的有效性，然而昆虫的活动能力在阴天、低温、风速过大的情况下明显下降，从而导致授粉不良，特别是花期遇雨，雨水几乎完全阻止昆虫的活动，冲刷掉花粉囊中可提供的自由花粉，导致授粉失败，严重者还会造成果园绝收，给广大果树生产者造成巨大的经济损失。果树授粉受精失败可能有许多不良因素造成，可能发生在授粉过程中的每一个步骤(吕柳新等，1995; Wilcock C et.al.，2002)，但是由于生态环境的恶化而造成的授粉媒介的不足或消失却是一个全球性的问题，已经引起世界性的授粉危机(Kremen C et. al. ,2000)。因此，在果树生产中花期进行人工授粉就显的尤为重要。关于人工授粉技术的研究由来已久，传统的人工授粉技术方法常用的主要有花朵对碰法、人工逐花点授法、花枝法、鸡毛毯法；纱袋法、人工放蜂法(郗荣庭，19%)。尽管这些措施在果树生产中确实有效果，但是实施起来费时费工，有悖于现代规模化果树生产中的低成本和高效率的理念。为了适应生产需要，人们又开发出机械喷粉法以及仿生的静电授粉法(Vaknin Y et. al.，——)，这虽然提高了授粉效率，但是需要消耗大量的价格不菲的花粉和/或稀释剂，因此并没有真正地降低成本，从而难以在国内大范围的推广应用。近年来出现的液体授粉法则可能显示出了价格成本优势。后来提出的设施内微型人造大黄蜂授粉机器人系统还处于实验室内理论模型阶段(Olthuis W，——)。如何有效地保持花粉的活力是果树液体授粉技术中的关键问题之一。尽管国内关于果树液体授粉的相关报道较多，但是多数研究不够深入细致，只是经验性地泛泛而谈， 难以在果树生产中示范推广，更难以实现商品化从而走向市场。新西兰推出的商业化产品 P0LLENAID，一定程度上解决了猕猴桃的授粉问题。对于我国的猕猴桃生产者而言，进口这样的产品及相关设备进行授粉在价格上是难以承受的。液体授粉相关的机械装置可以通过 “引智”程序逐步地实现国产化而被生产者接受；而其它配套技术体系因涉及到商业机密无法引进。所以，开展包括猕猴桃在内的果树液体授粉所需的花粉悬浮液的研究是当前亟需解决的课题之一。花粉是一种特殊形式的生活细胞，大多数果树花粉在液体授粉过程所包括的若个主要步骤中都会丧失一定的活力。其中，把花粉配制成水溶液以及柱头上的花粉溶液的干燥过程是花粉迅速丧失活力，甚至完全死亡的两大关键性的步骤。根据目前的研究，在液体授粉用的悬浮液中大多采用蔗糖和硼砂作为主要组分，常规采用蔗糖，主要弊端有二 (1) 蔗糖溶液放置一段时间就会发霉变质，特别是高浓度，如10% (w/v)的蔗糖溶液更易发霉变质，即使是低温贮藏也难久置，如果配制成浓缩液更难储藏，倘若进入商业化示范推广， 更难以远距离运输；( 蔗糖属于二糖，不具有稳定、增稠、乳化、悬浮、成膜等理化特性， 蔗糖的作用主要是维持渗透压，防治花粉过渡吸水爆裂丧失活力，如果在悬浮液中加入蔗糖喷施授粉，含花粉液滴落到柱头上，随着液滴干燥、体积变小，悬浮液中的包括蔗糖在内的组分浓度会逐渐增加，液滴的渗透压快速增大，花粉会出现不同程度的皱缩而无法萌发 (一般至少4 5小时才萌发)
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提高座果率的果树液体授粉用花粉悬浮液及其制备方法。本发明采用以下技术方案一种果树液体授粉用花粉悬浮液，主要由以下重量百分比的组分组成硼酸 0. 005-0. 02%、硝酸钙 0. 005-0. 01%、羧甲基纤维素钠 0. 01-0. 02%、花粉 0. 2-0. 4%及余量的水。还含有阿拉伯胶0. 005-0. 2 %。所述花粉的萌发率为75-80%，所述水为纯净水。果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，包括以下步骤按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入花粉混勻即为果树液体授粉用花粉悬浮液。果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，包括以下步骤按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，再加入阿拉伯胶使之溶解，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入花粉混勻即为果树液体授粉用花粉悬浮液。所述花粉的萌发率为75-80%，所述水为纯净水。所述花粉为经过预湿处理的冻存花粉，预湿处理过程为将冻存花粉从冻存环境中取出，迅速转移到带盖玻璃器皿内，置于2-8°C环境下10 12小时，然后将玻璃器皿去盖，置于15-22°C、湿度70-80%、避免阳光直晒的环境下复温2 3小时。本发明技术方案的技术原理硼对植物生殖过程有影响，植物器官中硼含量以花最高，花中又以柱头和子房组织为最高，花粉较低，硼能刺激花粉萌发，特别是花粉管伸长；此外，硼的间接作用可能与花蜜中糖量增高及其组成的变化有关，使虫媒植物的花对昆虫更有吸引力。本发明的花粉悬浮液中选择H3BO3 (硼酸)，而不选择硼砂(Na2B4O5 · IOH2O)，这是因为虽然硼酸和硼砂都含硼元素，但是硼元素只有转变成硼酸形式才能被植物吸收，硼砂溶解差，作物吸收也差，并且容易产生药害；工业生产中硼砂是生产硼酸的原料，有毒有害杂质含量一般较硼酸高，最后，钠离子对植物的重要性远不如其他大量元素和微量元素。钙离子具有稳定花粉管的作用，有利于花粉管的伸长，本发明中花粉悬浮液的钙离子来源选择Ca(NO3)2 · 4H20，而不选择CaCl2 · 2H20，这是因为虽然二者同为钙盐，但是植
4物对NO3_离子的吸收要远高于Cl_离子，且较高浓度的Cl_离子对柱头有一定的毒性。本发明花粉悬浮液中添加羧甲基纤维素钠(CMC)，CMC水溶液具有优良的粘结、增稠、乳化、悬浮、成膜、保护胶体、保持水分、抗酶解以及代谢惰性等性能，CMC水溶液与锡、 银、铝、铅、铁、铜及某些重金属相遇时，会发生沉淀反应；CMC水溶液与钙、镁、食盐共存时， 不会产生沉淀，但会降低CMC水溶液的粘度，CMC的这些物理化学性质决定了它可以降低花粉悬浮液中重金属离子的毒性，不干扰钙离子的作用。阿拉伯胶结构上带有部分蛋白物质及结构外表的鼠李糖，它有非常良好的亲水亲油性，是非常好的天然水包油型乳化稳定剂，增稠剂、悬浮剂，特别适合于水包油型乳化体系，常温可以配制成典型的“高浓低粘”型胶体，它还具有良好的成膜特性，可减缓水分散失。CMC水溶液与水溶性阿拉伯胶能互混共溶，与阿拉伯胶共同发挥作用在花粉外围形成保护膜，保持水分，有效降低花粉液滴在柱头上的干燥速度，为硼和钙元素的吸收延长时间。本发明花粉悬浮液中的原料水最好选择纯净水，水质越纯，电导率越小，水中的有害物质越少，花粉越容易保持活力。本发明所选择的原料羧甲基纤维素钠(CMC)和阿拉伯胶无霉变，使花粉悬浮液可以长期放置，还可以做成浓缩液；本发明的花粉悬浮液还有利于提高花粉的分散度和稳定性，成膜保水特性能够在花粉和柱头外部形成较稳定的水膜，大大减缓花粉液滴在柱头上的干燥失水过程，抑制花粉活力的丧失；花粉悬浮液还可参与维持溶液的渗透压，避免具亲水性外壁蛋白的花粉因过度吸水而涨裂。本发明的花粉悬浮液使用方便，可以直接喷施于开花期的雌花上进行人工液体授粉，可使果树的座果率达到48%以上。本发明中的预湿处理可以减缓花粉吸水过程，使得该过程不至于过分剧烈，有利于保持花粉活力，提高花粉的萌发率。本发明制得的果树液体授粉用花粉悬浮液在制备时和盛装时避免使用金属容器， 最好选择玻璃或塑料等材质的容器。使用时将花粉悬浮液转入干净的喷雾器，于距离10-15cm位置正对刚开放的雌花喷施，喷至刚滴未滴即可，从花粉加入悬浮液到喷施完毕不超过2小时，防止花粉丧失活性，在雌树开花期完成液体授粉。本发明的花粉悬浮液可以先将除花粉之外的原料配好溶液，在实地使用之前将花粉加入除花粉之外原料配好的溶液中，这样可以保证在2小时内喷施完毕，保证花粉的活力。本发明的花粉悬浮液特别适合于猕猴桃果树，也适用于桃树。
具体实施例方式实施例1果树液体授粉用花粉悬浮液，其重量百分比组分为硼酸0.005 %、硝酸钙 0. 005%、羧甲基纤维素钠0. 01%、萌发率80%的猕猴桃花粉0. 2%及余量的水。花粉悬浮液的制备方法为按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入猕猴桃花粉混勻即为猕猴桃液体授粉用花粉悬浮液。实施例2果树液体授粉用花粉悬浮液，其重量百分比组分为硼酸0.005 %、硝酸钙
50. 005%、羧甲基纤维素钠0. 01%、萌发率77%的猕猴桃花粉0. 3%及余量的水。花粉悬浮液的制备方法为按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入猕猴桃花粉混勻即为猕猴桃液体授粉用花粉悬浮液。实施例3果树液体授粉用花粉悬浮液，其重量百分比组分为硼酸0.005 %、硝酸钙 0. 005%、羧甲基纤维素钠0. 01%、萌发率75%的冻存猕猴桃花粉0. 4%及余量的水。花粉悬浮液的制备方法为按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，然后加入硼酸和硝酸钙溶解；将冻存猕猴桃花粉从冻存环境中取出，迅速转移到带盖玻璃器皿内， 置于2°C环境下12小时，然后将玻璃器皿的盖子去掉，置于22°C、湿度为80%的环境下2小时复温完成预湿处理，预湿处理过程应避免阳光直晒；最后向羧甲基纤维素钠、硼酸和硝酸钙混合水溶液中加入预湿处理后的猕猴桃花粉混勻即为猕猴桃液体授粉用花粉悬浮液。实施例4果树液体授粉用花粉悬浮液，其重量百分比组分为硼酸0.01%、硝酸钙 0. 005%、羧甲基纤维素钠0.015%、阿拉伯胶0.2%、萌发率80%的猕猴桃花粉0.2%及余量的水。花粉悬浮液的制备方法为按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，再加入阿拉伯胶使之溶解，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入猕猴桃花粉混勻即为猕猴桃液体授粉用花粉悬浮液。实施例5果树液体授粉用花粉悬浮液，其重量百分比组分为硼酸0.005 %、硝酸钙 0. 01%、羧甲基纤维素钠0. 02%、阿拉伯胶0. 15%、萌发率78%的猕猴桃花粉0. 35%及余量的水。实施例5花粉悬浮液的制备方法为按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，再加入阿拉伯胶使之溶解，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入猕猴桃花粉混勻即为猕猴桃液体授粉用花粉悬浮液。实施例6果树液体授粉用花粉悬浮液，其重量百分比组分为硼酸0.02%、硝酸钙 0. 008%、羧甲基纤维素钠0. 01%、阿拉伯胶0. 005%、萌发率75%的冻存猕猴桃花粉0. 4% 及余量的水。实施例6花粉悬浮液的制备方法为按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，再加入阿拉伯胶使之溶解，然后加入硼酸和硝酸钙溶解；将冻存猕猴桃花粉从冻存环境中取出，迅速转移到带盖玻璃器皿内，置于8°C环境下10小时，然后将玻璃器皿的盖子去掉，置于15°C、湿度为80%的环境下3小时复温完成预湿处理，预湿处理过程应避免阳光直晒；最后向羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶、硼酸和硝酸钙混合水溶液中加入预湿处理后的猕猴桃花粉混勻即为猕猴桃液体授粉用花粉悬浮液。将羧甲基纤维素钠溶于水中时可以采用搅拌和加温的方式加快溶解，再加入阿拉伯胶溶解时同样也可以采用搅拌和加温的方式加快溶解。采用实施例3和实施例4的花粉悬浮液的进行液体授粉试验，采用自然授粉作为对照试验1，采用人工点授纯花粉作为对照试验2，采用新西兰P0LLENAID悬浮液作为对照试验3，在郑州果树研究所试验园对徐香(猕猴桃的品种)进行试验，具体的实验过程为 在郑州果树研究所试验园分株进行实验，在4月底开花前套袋，防治自然授粉座果，5月份选择四棵开花期的徐香雌树，分别将实施例3的花粉悬浮液、实施例4的花粉悬浮液、新西兰P0LLENAID悬浮液用喷雾器喷施于所选三棵徐香雌树的雌花上，授粉后继续套袋；另一棵徐香雌树采用人工点授纯花粉的方式授粉，授粉后继续套袋；在试验园自然授粉的区域选择一棵徐香雌树进行自然授粉，授粉后不套袋；待柱头萎蔫失去接受外部花粉能力的时候去袋(约5 7天)，25天后计算座果率，统计结果如下表1所示表1试验结果座果率
试验组授粉方式座果率(％ )试验组1实施例3花粉悬浮液液体授粉50. 8试验组2实施例4花粉悬浮液液体授粉51. 6对照组1自然授粉47. 2对照组2人工点授纯花粉34. 4对照组3新西兰P0LLENAID悬浮液液体授粉45. 3 由表1看出，本发明实施例3和实施例4的花粉悬浮液的座果率均达到50%以上， 高于自然授粉、人工点授花粉的座果率，也高于同样为液体授粉的新西兰P0LLENAID悬浮液的座果率，说明本发明的花粉悬浮液授粉效果良好，可以大大提高徐香的座果率，提高果农的经济效益，同时可以选择较好的父本，优化产品的果形。
权利要求
1.一种果树液体授粉用花粉悬浮液，其特征在于主要由以下重量百分比的组分组成硼酸0. 005-0. 02 %、硝酸钙0. 005-0. 01 %、羧甲基纤维素钠0. 01-0. 02 %、花粉 0. 2-0. 4%及余量的水。
2.如权利要求1所述的果树液体授粉用花粉悬浮液，其特征在于还含有阿拉伯胶 0. 005-0. 2%。
3.如权利要求1或2所述的果树液体授粉用花粉悬浮液，其特征在于所述花粉的萌发率为75-80%，所述水为纯净水。
4.权利要求1所述的果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，其特征在于包括以下步骤按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入花粉混勻即为果树液体授粉用花粉悬浮液。
5.如权利要求4所述的果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，其特征在于所述花粉的萌发率为75-80%，所述水为纯净水。
6.如权利要求4或5所述的果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，其特征在于所述花粉为经过预湿处理的冻存花粉，预湿处理过程为将冻存花粉从冻存环境中取出，迅速转移到带盖玻璃器皿内，置于2-8°C环境下10 12小时，然后将玻璃器皿去盖，置于 15-22°C、湿度70-80%、避免阳光直晒的环境下复温2 3小时。
7.权利要求2所述的果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，其特征在于包括以下步骤按比例取各原料，将羧甲基纤维素钠溶于水中，再加入阿拉伯胶使之溶解，然后加入硼酸和硝酸钙溶解，最后加入花粉混勻即为果树液体授粉用花粉悬浮液。
8.如权利要求7所述的果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，其特征在于所述花粉的萌发率为75-80%，所述水为纯净水。
9.如权利要求7或8所述的果树液体授粉用花粉悬浮液的制备方法，其特征在于所述花粉为经过预湿处理的冻存花粉，预湿处理过程为将冻存花粉从冻存环境中取出，迅速转移到带盖玻璃器皿内，置于2-8°C环境下10 12小时，然后将玻璃器皿去盖，置于 15-22°C、湿度70-80%、避免阳光直晒的环境下复温2 3小时。
全文摘要
本发明属于果树人工授粉技术领域，具体涉及一种果树液体授粉用花粉悬浮液及其制备方法。果树液体授粉用花粉悬浮液主要由以下重量百分比的组分组成硼酸0.005-0.02％、硝酸钙0.005-0.01％、羧甲基纤维素钠0.01-0.02％、花粉0.2-0.4％及余量的水。本发明的花粉悬浮液可以长期放置，还可以做成浓缩液，本发明的花粉悬浮液使用方便，可以直接喷施于开花期的雌花上进行人工液体授粉，可使果树的座果率达到48％以上。
文档编号A01H1/02GK102342242SQ20101024348
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者张威远, 方金豹, 赵长竹, 陈锦永, 顾红, 魏世忠 申请人:中国农业科学院郑州果树研究所