本发明涉及植物种子培育技术领域，具体涉及一种提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法。
背景技术：
柠条(caraganakorshinskiikom)为豆科锦鸡儿属多年生落叶大灌木，主要分布在中国西北的内蒙古、陕西、宁夏、甘肃等地。根具根瘤，耐干旱瘠薄，是西北地区造林和植被恢复主要的乡土物种。柠条枝、叶、花、果、种子均富有营养物质，是良好的饲草饲料。枝条含有油脂，燃烧不忌干湿，是良好的薪炭材。但是柠条种子萌发和幼苗生长期存在着一些困难，如萌发率较低，萌发不整齐，幼苗生长缓慢等，束缚了柠条的育苗和直播造林效果。因此，提高柠条种子的萌发率，加快幼苗的生长，对于西北干旱环境下柠条造林的成功具有重要的意义。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法，其能够提高柠条种子的萌发率和幼苗生长速率。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法，包括：
种子处理：将经过消毒后的柠条种子置于浓度为10～30μmol/l的含锗溶液中在22～28℃的条件下浸泡20～25h；以及
种子萌发：将浸泡后的柠条种子在湿度为45～55％、光照为500～2000lx、温度为23～26℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为7.5-8.5h，其余时间为暗培养。
本发明将柠条种子置于含锗溶液中浸泡，利用锗具有清除自由基、抗老化等生物活性来提高种子内部的抗氧化酶系统，并且清除种子内过多的自由基，从而促进低活力种子的萌发和生长。同时，本发明将经过含锗溶液处理后的柠条种子在适宜的湿度、光照和温度条件下进行培育，通过适宜的种子培育环境，进一步提高种子的萌发率和幼苗的生长速率。本发明简单易行、费用低廉、操作简单，并且提高种子萌发率和幼苗生长速率的效果明显。
而且，本发明针对柠条种子对含锗溶液敏感程度，确定出专门适用于柠条种子的含锗溶液的浓度，即10～30μmol/l。在该浓度范围内，既可以有效利用锗离子清除自由基的特性，从而促进柠条种子萌发和生长，又可以避免高浓度含锗溶液的毒性而对柠条种子的萌发产生抑制作用以及对环境带来的危害。
本发明的上述技术方案还可以进一步改进：
在本发明的较佳实施中，上述种子处理步骤还包括在将柠条种子置于含锗溶液中浸泡之前进行的超声处理步骤，所述超声处理步骤包括：将柠条种子用纱布包裹后在5～10℃的条件下进行超声处理15～30min，超声波的频率为40～60khz。
本发明通过超声处理能来改变种子质膜的通透性，帮助种子细胞对锗离子的吸收，从而提高锗离子清除自由基的效果。超声波改变细胞膜通透性主要是基于超声波的空化作用。当超声波在液体中传播时，将引起媒质分子以其平衡位置为中心的震动，在超声波压缩相内，分子间的距离缩小；而在稀疏相内，分子间距离将增大。在超声波强度适宜的情况下，可以导致可逆的质膜透性改变。细胞自身能修复壁和膜的破损，因而这种可修复的损伤可改变细胞质膜的通透性，促进细胞内外物质的交换，从而促进种子的萌发。本发明将柠条种子在频率为40～60khz下进行超声处理，能够有效改变种子细胞壁膜结构，在帮助锗离子进入细胞内的同时确保细胞壁膜结构变化具有可逆性。同时，在温度为5～10℃的条件下进行超声处理，通过低温能够在一定程度上降低细胞活性，避免细胞过早通过自身修复而使细胞壁膜上的交换通道闭合，从而影响后续对锗离子的吸收。
在本发明的较佳实施中，在上述种子处理步骤中，消毒柠条种子的具体步骤为：将柠条种子用体积浓度为50～70％的酒精溶液清洗2～3次，每次清洗5～6min，然后用质量浓度为6～8％的次氯酸钠溶液清洗3～4次，每次清洗4～5min，再用蒸馏水冲洗4～5次，每次清洗2～3min。
本发明在对柠条种子进行消毒时，首先利用酒精溶液对柠条种子进行2～3次的短时间消毒处理，避免因直接用酒精浸泡对种子胚造成的损伤而导致种子存活率低的问题，然后利用次氯酸钠进行补充消毒，以克服酒精短时间消毒不彻底的隐患，最后将消毒彻底的柠条种子用蒸馏水冲洗4～5次，以将残留在种子表面的酒精和次氯酸钠清洗干净。本发明在利用不同消毒溶液对种子进行消毒时，均分多次进行，并且每次消毒时间都控制在几分钟之内，这样做的好处在于，既可以充分保证消毒彻底，又可以大大减少消毒溶液(酒精和次氯酸钠)对种子带来的负面影响，从而提高种子的萌发率和幼苗生长速率。
在本发明的较佳实施中，上述含锗溶液的浓度为10μmol/l。
在本发明的较佳实施中，上述含锗溶液的浓度为30μmol/l。
在本发明的较佳实施中，上述含锗溶液为无机锗溶液或有机锗溶液。其中，有机锗可以是三配位、四配位或无配位锗化合物。无机锗可以是锗的氧化物或锗的氯化物。
在本发明的较佳实施中，上述无机锗溶液为二氧化锗溶液。
在本发明的较佳实施中，上述有机锗溶液为β-羟乙基锗倍半氧化物溶液。β-羟乙基锗倍半氧化物溶液又称为ge-123。
在本发明的较佳实施中，在上述种子处理步骤中，浸泡柠条种子的温度为25℃。
在本发明的较佳实施中，在上述种子萌发步骤中，培养柠条种子的湿度为50％、光照为1000lx、温度为25℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明所提供的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法简单易行，费用低廉，操作简单。处理后的种子发芽率显著提高、幼苗生长加快。将此方法推广应用于生产，可提高柠条种子的活力，增加质量不高柠条种子的再利用，同时，快速出苗能够保证自然条件下田间种子快速萌发成苗，促进造林的成功。该技术对于促进柠条种子的萌发和造林具有重要意义。
附图说明
图1为实施例1、实施例3和对比例1的发芽率的对比实验图；
图2为实施例1、实施例3和对比例1的幼苗长度的对比实验图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施例采用的柠条种子为陕西省榆林市当地的柠条种子。将采集的柠条种子进行去杂、清洗和选材处理后，于室内储存2年，用于本发明的下列实施例。
实施例1：
本实施例提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法，包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为50％的酒精溶液清洗3次，每次清洗6min，然后用质量浓度为6％的次氯酸钠溶液清洗4次，每次清洗4min，再用蒸馏水冲洗4次，每次清洗3min。
含锗溶液浸泡：将经过消毒处理后的柠条种子置于浓度为10μmol/l的含锗溶液中在25℃的条件下浸泡24h。在本实施例中含锗溶液为有机锗溶液ge-123。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为50％、光照为1000lx、温度为25℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为8h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
实施例2
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例1的区别在于，本实施例的有机锗溶液ge-123的浓度为20μmol/l，其他条件均相同。
实施例3
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例1的区别在于，本实施例的有机锗溶液ge-123的浓度为30μmol/l，其他条件均相同。
实施例4
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例1的区别在于，本实施例的含锗溶液为二氧化锗溶液，其他条件均相同。
实施例5
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例1的区别在于，本实施例的含锗溶液为二氧化锗溶液并且浓度为20μmol/l，其他条件均相同。
实施例6
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例1的区别在于，本实施例的含锗溶液为二氧化锗溶液并且浓度为30μmol/l，其他条件均相同。
实施例7
本实施例提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法，包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为60％的酒精溶液清洗3次，每次清洗5.5min，然后用质量浓度为7.5％的次氯酸钠溶液清洗4次，每次清洗4.5min，再用蒸馏水冲洗5次，每次清洗2.5min。
超声处理：将柠条种子用纱布包裹后在5℃的条件下进行超声处理30min，超声波的频率为60khz。
含锗溶液浸泡：将经过超声处理后的柠条种子置于浓度为10μmol/l的含锗溶液中在22℃的条件下浸泡25h。在本实施例中含锗溶液为有机锗溶液ge-123。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为45％、光照为500lx、温度为23℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为7.5h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
实施例8
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例7的区别在于，本实施例的含锗溶液为二氧化锗溶液，其他条件均相同。
实施例9：
本实施例提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法，包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为55％的酒精溶液清洗3次，每次清洗5.5min，然后用质量浓度为8％的次氯酸钠溶液清洗3次，每次清洗5min，再用蒸馏水冲洗5次，每次清洗3min。
超声处理：将柠条种子用纱布包裹后在6℃的条件下进行超声处理25min，超声波的频率为50khz。
含锗溶液浸泡：将经过超声处理后的柠条种子置于浓度为20μmol/l的含锗溶液中在28℃的条件下浸泡22h。在本实施例中含锗溶液为有机锗溶液ge-123。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为50％、光照为1000lx、温度为25℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为8h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
实施例10
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例9的区别在于，本实施例的含锗溶液为二氧化锗溶液，其他条件均相同。
实施例11：
本实施例提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法，包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为70％的酒精溶液清洗2次，每次清洗6min，然后用质量浓度为8％的次氯酸钠溶液清洗3次，每次清洗5min，再用蒸馏水冲洗5次，每次清洗3min。
超声处理：将柠条种子用纱布包裹后在8℃的条件下进行超声处理20min，超声波的频率为50khz。
含锗溶液浸泡：将经过超声处理后的柠条种子置于浓度为30μmol/l的含锗溶液中在25℃的条件下浸泡24h。在本实施例中含锗溶液为有机锗溶液ge-123。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为55％、光照为1500lx、温度为26℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为8.5h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
实施例12
本实施例的提高柠条种子萌发及幼苗快速生长的方法与实施例11的区别在于，本实施例的含锗溶液为二氧化锗溶液，其他条件均相同。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，区别在于，将柠条种子在去离子水中浸泡，具体包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为50％的酒精溶液清洗3次，每次清洗6min，然后用质量浓度为6％的次氯酸钠溶液清洗4次，每次清洗4min，再用蒸馏水冲洗4次，每次清洗3min。
去离子水浸泡：将经过消毒处理后的柠条种子置于去离子水在25℃的条件下浸泡24h。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为50％、光照为1000lx、温度为25℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为8h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于有机锗溶液ge-123的浓度为8μmol/l，其他条件相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于有机锗溶液ge-123的浓度为32μmol/l，其他条件相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于含锗溶液为二氧化锗溶液并且浓度为8μmol/l，其他条件均相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于含锗溶液为二氧化锗溶液并且浓度为32μmol/l，其他条件均相同。
对比例6
本对比例与实施例7基本相同，区别在于，本对比例没有对柠条种子进行超声处理，具体包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为60％的酒精溶液清洗3次，每次清洗5.5min，然后用质量浓度为7.5％的次氯酸钠溶液清洗4次，每次清洗4.5min，再用蒸馏水冲洗5次，每次清洗2.5min。
含锗溶液浸泡：将经过消毒处理后的柠条种子置于浓度为10μmol/l的含锗溶液中在22℃的条件下浸泡25h。在本实施例中含锗溶液为有机锗溶液ge-123。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为45％、光照为500lx、温度为23℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为7.5h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
对比例7
本对比例与实施例7基本相同，区别在于，消毒方式不同，其余条件相同，具体包括以下步骤：
1.种子处理
消毒处理：将柠条种子用体积浓度为60％的酒精溶液浸泡34.5min(与实施例7的消毒总时间相同)，再用蒸馏水清洗12.5min(与实施例7的清洗总时间相同)。
超声处理：将柠条种子用纱布包裹后在5℃的条件下进行超声处理30min，超声波的频率为60khz。
含锗溶液浸泡：将经过超声处理后的柠条种子置于浓度为10μmol/l的含锗溶液中在22℃的条件下浸泡25h。在本实施例中含锗溶液为有机锗溶液ge-123。
2.种子萌发
将浸泡后的柠条种子在湿度为45％、光照为500lx、温度为23℃的条件下置于培养盒中培养，每天光照时间为7.5h，其余时间为暗培养。
其中，培养盒的尺寸为：长×宽×高＝24×12×12cm，培养盒底部铺有三层滤纸，浇透水，每个培养盒中培养300粒柠条种子。
测定上述实施例和对比例的柠条种子的出芽率和幼苗长度，测定结果见表1。发芽率计算公式为(发芽的种子数)/100×100％；幼苗长为根和芽的加和长，以厘米(cm)计。表1中幼苗长度取为随机取10株测定然后取平均值。
表1
从表1可以看出，采用本发明实施例1-12所提供的方法培育的种子，无论在发芽率还是幼苗长度，其均高于对比例1-7，具体地：
(1)由于本发明实施例1-6所提供的方法中没有对种子进行超声处理，因此相较于进行超声处理的实施例7-12，前者发芽率和幼苗长度均增长幅度小于后者。说明在用含锗溶液浸泡柠条种子之前通过超声处理能够促进种子进一步发芽，提高种子发芽率和幼苗长度。并且，对比例6和实施例7相比，也更进一步证明超声波处理对种子发芽和幼苗生长的促进作用。
(2)本发明实施例1和采用去离子水浸泡种子的对比例1相比，由于采用了含锗溶液浸泡种子，因此其表现出的发芽率和幼苗长度远高于对比例1。说明含锗溶液能够明显提高种子发芽率和幼苗长度。
(3)对比例2-5采用了浓度在10-30μmol/l范围之外的ge-123溶液或二氧化锗溶液，其与对比例1相比，变化不大，并且部分对比例不仅没有促进种子萌芽，甚至表现出抑制作用。说明含锗溶液的浓度对柠条种子萌芽也十分关键。当浓度低于10μmol/l时，例如对比例2和4，其发芽率没有什么变化，并且幼苗长度还略有减少，造成这样的现象，可能是因为锗离子浓度太低，清除自由基的效果不明显，从而影响种子萌发和幼苗的生长。当浓度低于30μmol/l时，例如对比例3和5，其发芽率和幼苗长度还不及用去离子水处理的对比例1，表现出明显的抑制作用，造成这样的现象，可能是因为锗离子浓度太高，表现出毒性，从而给种子萌发和幼苗的生长造成负面影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。