一种提高玉米种子萌发、生长的方法与流程

本发明涉及农作物种植领域。

背景技术：

玉米(zeamaysl.)属禾本科(gramineae)玉米属，是重要的粮、经、饲兼用作物，其产量高、适应性强，分布范围广，已成为增产潜力和贸易量最大的粮食产品。我国是世界上第二大玉米生产国，玉米在我国农业生产和国民经济中占重要地位。玉米产量直接关系到我国的粮食安全问题，随着人口日益增多，耕地面积逐年减少，土壤肥力下降，资源匮乏和退化，气候极端化及环境污染加剧等问题，实现高产、高效、高质、低耗的现代化和可持续农业越来越重要。我国玉米主要靠提高单产增加总产量，常规的玉米栽培技术已不能满足生产的需求。而种子是玉米生长发育繁殖的基础，苗全苗壮是作物高产的基础，因此提高种子发芽率与玉米产量增加密切相关。

技术实现要素：

本发明要解决现有玉米种子发芽率低，发芽周期长的技术问题，而提供的一种提高玉米种子萌发、生长的方法。

一种提高玉米种子萌发、生长的方法，按以下步骤进行：

一、种子表面消毒：选取籽粒饱满、无病虫害的玉米种子，采用次氯酸钠溶液消毒，然后用超纯水冲洗，放在滤纸上自然风干；

二、浸种剂配制：将纳米氧化锌颗粒溶于水中，进行超声混匀，制得浓度为20～100mg·l^-1纳米氧化锌悬浮液，即浸种剂；

三、振荡浸种处理：将步骤一处理的玉米种子浸没在步骤二得到的浸种剂中，然后在恒温振荡器中振荡处理，然后播种，完成所述一种提高玉米种子萌发、生长的方法。

进一步的，步骤一中次氯酸钠溶液的质量分数为1％。

进一步的，步骤一中消毒时间为30min，然后用超纯水冲洗5～6次，自然风干24h。

进一步的，步骤二中纳米氧化锌颗粒的平均直径为20nm，比表面积为21.5m²g^-1。

进一步的，步骤二中超声混匀时，控制频率为40khz，混匀温度为40℃，混匀时间为1h。

进一步的，步骤二中纳米氧化锌悬浮液的浓度为50mg·l^-1。

进一步的，步骤三中浸种温度为28℃。

进一步的，步骤三中振荡处理时，控制转速为200r/min，振荡时间为12h。

进一步的，步骤三中每100ml浸种剂浸泡100～120粒玉米种子。

本发明纳米氧化锌超声悬浮后，又震荡器浸种，是为了避免纳米氧化锌的沉降，也能够让纳米氧化锌能够和玉米种子充分接触作用；静止的纳米氧化锌悬浮液如果不加分散剂是会沉淀的。如果直接选用加分散剂的悬浮液，那分散剂对种子萌发生长的影响作用也需要考虑。

本发明的有益效果是：

本发明能缩短种子发芽的平均时间，提高种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数；增加了根系及胚芽的生长和伸长；显著增加了己糖激酶和脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性，降低了醛缩酶活性，并维持磷酸果糖激酶活性于相对正常水平，促进了糖酵解代谢和细胞壁的生物合成过程，为种子萌发生长提供代谢产物和能量。

种子经本发明振荡浸种处理后，通过对萌发7天的种子根系进行糖代谢关键酶活性测定，本发明浓度50mgl^-1浸种剂震荡浸种处理增加了糖酵解关键酶己糖激酶和磷酸葡萄糖异构酶活性，有助于己糖磷酸化和糖信号的产生，为细胞呼吸和植物生长提供代谢物质和能量；降低了醛缩酶活性，抑制糖质新生，为种子萌发供能；并且增加了脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性，有利于细胞壁组分的前体物质纤维素、胼胝质等的合成。这说明本发明促进了糖酵解代谢和细胞壁的生物合成，有利于促进种子萌发、生长，发芽率达到97％以上。

本发明用于促进玉米种子萌发、生长。

附图说明

图1为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子发芽率比较图；

图2为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子发芽势比较图；

图3为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子发芽指数比较图；

图4为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子活力指数比较图；

图5为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子平均发芽速度比较图；

图6为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系己糖激酶比较图；

图7为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系磷酸葡萄糖异构酶比较图；

图8为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系醛缩酶活性比较图；

图9为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系磷酸果糖激酶比较图；

图10为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性比较图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种提高玉米种子萌发、生长的方法，按以下步骤进行：

一、种子表面消毒：选取籽粒饱满、无病虫害的玉米种子，采用次氯酸钠溶液消毒，然后用超纯水冲洗，放在滤纸上自然风干；

二、浸种剂配制：将纳米氧化锌颗粒溶于水中，进行超声混匀，制得浓度为20～100mg·l^-1纳米氧化锌悬浮液，即浸种剂；

三、振荡浸种处理：将步骤一处理的玉米种子浸没在步骤二得到的浸种剂中，然后在恒温振荡器中振荡处理，然后播种，完成所述一种提高玉米种子萌发、生长的方法。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中次氯酸钠溶液的质量分数为1％。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中消毒时间为30min，然后用超纯水冲洗5～6次，自然风干24h。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中纳米氧化锌颗粒的平均直径为20nm，比表面积为21.5m²g^-1。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中超声混匀时，控制频率为40khz，混匀温度为40℃，混匀时间为1h。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中纳米氧化锌悬浮液的浓度为50mg·l^-1。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中浸种温度为28℃。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三中振荡处理时，控制转速为200r/min，振荡时间为12h。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三中每100ml浸种剂浸泡100～120粒玉米种子。其它与具体实施方式一至八之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种提高玉米种子萌发、生长的方法，按以下步骤进行：

一、种子表面消毒：选取籽粒饱满、无病虫害的玉米种子，采用质量分数为1％的次氯酸钠溶液消毒，消毒时间为30min，然后用超纯水冲洗5次，放在滤纸上自然风干24h；

二、浸种剂配制：将纳米氧化锌颗粒溶于水中，进行超声混匀，控制频率为40khz，混匀温度为40℃，混匀时间为1h，制得浓度为20mg·l^-1纳米氧化锌悬浮液，即浸种剂；其中纳米氧化锌颗粒的平均直径为20nm，比表面积为21.5m²g^-1；

三、振荡浸种处理：将步骤一处理的玉米种子浸没在步骤二得到的浸种剂中，每100ml浸种剂浸泡1000粒玉米种子，控制浸种温度为28℃，然后在恒温振荡器中振荡处理，控制转速为200r/min，振荡时间为12h，然后播种，完成所述一种提高玉米种子萌发、生长的方法。

实施例二：

本实施例一种提高玉米种子萌发、生长的方法，按以下步骤进行：

一、种子表面消毒：选取籽粒饱满、无病虫害的玉米种子，采用质量分数为1％的次氯酸钠溶液消毒，消毒时间为30min，然后用超纯水冲洗5次，放在滤纸上自然风干24h；

二、浸种剂配制：将纳米氧化锌颗粒溶于水中，进行超声混匀，控制频率为40khz，混匀温度为40℃，混匀时间为1h，制得浓度为50mg·l^-1纳米氧化锌悬浮液，即浸种剂；其中纳米氧化锌颗粒的平均直径为20nm，比表面积为21.5m²g^-1；

三、振荡浸种处理：将步骤一处理的玉米种子浸没在步骤二得到的浸种剂中，每100ml浸种剂浸泡1000粒玉米种子，控制浸种温度为28℃，然后在恒温振荡器中振荡处理，控制转速为200r/min，振荡时间为12h，然后播种，完成所述一种提高玉米种子萌发、生长的方法。

实施例三：

本实施例一种提高玉米种子萌发、生长的方法，按以下步骤进行：

一、种子表面消毒：选取籽粒饱满、无病虫害的玉米种子，采用质量分数为1％的次氯酸钠溶液消毒，消毒时间为30min，然后用超纯水冲洗5次，放在滤纸上自然风干24h；

二、浸种剂配制：将纳米氧化锌颗粒溶于水中，进行超声混匀，控制频率为40khz，混匀温度为40℃，混匀时间为1h，制得浓度为100mg·l^-1纳米氧化锌悬浮液，即浸种剂；其中纳米氧化锌颗粒的平均直径为20nm，比表面积为21.5m²g^-1；

三、振荡浸种处理：将步骤一处理的玉米种子浸没在步骤二得到的浸种剂中，每100ml浸种剂浸泡1000粒玉米种子，控制浸种温度为28℃，然后在恒温振荡器中振荡处理，控制转速为200r/min，振荡时间为12h，然后播种，完成所述一种提高玉米种子萌发、生长的方法。

将实施例一、实施例二和实施例三处理后的玉米种子播种，萌发后，对萌发7天的胚根及胚芽生长状况的比较，如表1所示，其中，不同小写字母表示在α＝0.05水平上差异显著，

表1

注：该试验种子萌发温度为22℃，在人工智能培养箱中进行；表中不同小写字母表示在0.05水平上差异显著；x±sd，n＝3。

将纯水浸种和实施例一～三分别处理的30粒种子平铺于培养皿的双层中速定性滤纸上，放入22℃黑暗培养箱中发芽7d，定期补充水分确保滤纸湿润，每个处理重复3次。以胚根至少达种子长度1/2作为发芽标准，每24h记录种子发芽情况。对种子萌发第7天的胚根、胚芽长度、鲜重和不定根数等生长数据进行定量分析。计算各发芽指标。并在种子萌发第7天取种子根系，用于相关生理指标的测定

图1为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子发芽率比较图；

图2为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子发芽势比较图；

图3为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子发芽指数比较图；

图4为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子活力指数比较图；

图5为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子平均发芽速度比较图；

图6为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系己糖激酶比较图；

图7为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系磷酸葡萄糖异构酶比较图；

图8为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系醛缩酶活性比较图；

图9为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系磷酸果糖激酶比较图；

图10为实施例一、实施例二和实施例三处理后种子萌发7天根系脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性比较图。

试验表明，经浓度50mgl^-1浸种剂振荡浸种处理的玉米种子发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力指数比空白对照(纯水浸种)分别高11.25％，34.47％，31.5％和80.48％；平均发芽时间也比对照组缩短了14.38％；根系鲜重、芽鲜重、胚根长、胚芽长和不定根数分别比空白对照组提高18.65％，27.36％，37.25％，16.35％和16.27％。

种子经本发明振荡浸种处理后，通过对萌发7天的种子根系进行糖代谢关键酶活性测定，本发明浓度50mgl^-1浸种剂震荡浸种处理增加了糖酵解关键酶己糖激酶和磷酸葡萄糖异构酶活性，有助于己糖磷酸化和糖信号的产生，为细胞呼吸和植物生长提供代谢物质和能量；降低了醛缩酶活性，抑制糖质新生，为种子萌发供能；并且增加了脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性，有利于细胞壁组分的前体物质纤维素、胼胝质等的合成。这说明本发明促进了糖酵解代谢和细胞壁的生物合成，有利于促进种子萌发、生长。