專利名稱：振蕩型種子液體引發(fā)裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種植物栽培技術，是對種子萌發(fā)前進行處理的液體引發(fā)裝置和處理 方法。
背景技術：
種子引發(fā)(Seed priming)是控制種子緩慢吸收水分，并使種子萌發(fā)狀態(tài)停留在吸 脹的第二階段的播前種子處理技術，在該引發(fā)過程中種子進行預發(fā)芽的生理生化代謝和修 復活動，如細胞膜、細胞器、DNA的修復和酶的活化，該技術使種子處于準備發(fā)芽的代謝狀態(tài) 的同時，防止胚根的伸出。廣義地講，種子引發(fā)屬于種子催芽的范疇。種子引發(fā)結束后，利 用風干設備在一定條件下回干，即可保存?zhèn)溆?。引發(fā)的目的在于提高種子迅速、整齊的出苗 能力，提高發(fā)芽率、增強幼苗的抗逆性，提高成活率，從而增加作物產(chǎn)量，改善產(chǎn)品品質(zhì)。常見的引發(fā)方法有固體基質(zhì)引發(fā)、生物引發(fā)、液體引發(fā)和滾筒引發(fā)等。固體基質(zhì)引 發(fā)是通過種子與固體顆粒和水以一定比例在閉合的條件下混合，控制種子吸脹達到一定含 水量，但防止種子胚根的伸出。目前常用的基質(zhì)有沙子，片狀蛭石，頁巖，多孔性黏土，鋸木 粉，珍珠巖等，固體基質(zhì)引發(fā)存在的問題是引發(fā)結束后種子和基質(zhì)分離困難。生物引發(fā)是以生防菌對種子進行生物引發(fā)處理，這從理論上講對種子的出苗影響 和防治植物病害應是正面的影響，但細菌的繁殖速度極快，若定殖在植物根部或存活于土 壤中幾個月或者更久，在繁殖過程中可能會受到環(huán)境等外界因素的影響而發(fā)生基因突變等 變化而不利于病害防治。雖然利用化學防治能產(chǎn)生對環(huán)境或人類不利的影響，但這種不利 的影響在短期內(nèi)就被大家所認知，而生防細菌的廣泛應用產(chǎn)生的不利影響是在短時間內(nèi)所 覺察不到的。即便生防菌有很好的防效，在我們還沒有研究出其生理遺傳性狀，是否對土 壤、周圍環(huán)境或人體產(chǎn)生影響之前，宜慎重應用生防細菌，并且生物引發(fā)設備昂貴，操作繁 瑣。美國專利局于1992年6月9日公開了名稱為“種子引發(fā)方法”(Methods of priming seed)的專利技術，介紹了滾筒引發(fā)的裝置和工作原理。滾筒引發(fā)是先將種子放置 在鋁制的滾筒內(nèi)，然后噴入水汽，滾筒以水平軸轉(zhuǎn)動，使得種子吸水達到引發(fā)的目的。滾筒 引發(fā)一般以水為引發(fā)劑，若添加PEG等黏性大的成分，噴霧效果就差；滾筒引發(fā)水分容易蒸 發(fā)，種子吸濕欠均，引發(fā)速度慢，易致引發(fā)期間微生物滋生。液體引發(fā)是以溶質(zhì)作為引發(fā)劑，種子置于溶液濕潤的濾紙上或者浸于溶液中，通 過控制溶液的水勢，調(diào)節(jié)種子吸水量，從而達到引發(fā)的目的。常用的自動化運行的液體引發(fā) 方式是起泡柱引發(fā)。起泡柱引發(fā)原理是通過向引發(fā)溶液中通入氣體從而傳遞氧氣，并使種子在引發(fā)溶 液中不斷運動，促進溶液和種子之間的滲透調(diào)節(jié)，從而達到引發(fā)的目的。起泡柱引發(fā)之弊 是柱內(nèi)篩孔易堵塞，堵后導致通氣不均勻，而且水份容易蒸發(fā)，引發(fā)液濃度易發(fā)生變化; 混合液的混合速度受泵壓限制，難以定量；種子隨氣流上下翻滾運動，容易沾壁。滾筒引發(fā) 和起泡柱引發(fā)環(huán)境溫度變化大，可控性和穩(wěn)定性不高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的上述不足，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種振蕩型種子液體 引發(fā)裝置及方法，其原理是通過振蕩方式為溶液中的種子提供充足的氧氣，并使種子在引 發(fā)溶液中不斷運動，促進溶液和種子之間的滲透調(diào)節(jié)，從而達到引發(fā)的目的。解決上述技術問題的技術方案是本振蕩型種子液體引發(fā)裝置由具有溫控和振蕩功能的引發(fā)箱1、該箱體內(nèi)的振蕩 架、擱置在該架上的引發(fā)瓶和覆蓋在該引發(fā)瓶口的透氣性膜蓋組成。所說的具有溫控和振蕩功能的引發(fā)箱為市售的全溫振蕩培養(yǎng)箱；所說的振蕩架為 原置于全溫振蕩培養(yǎng)箱內(nèi)的改進型振蕩架，所謂改進是指增加層板、在層板上設有透氣孔 和固定引發(fā)瓶的定位件。所說的引發(fā)瓶為錐形瓶；所說的引發(fā)瓶口的透氣性膜蓋為市售的 組織培養(yǎng)專用的培養(yǎng)容器無菌透氣性封口膜蓋。本振蕩型種子液體引發(fā)裝置對種子進行引發(fā)的方法，經(jīng)過如下步驟(1)待引發(fā)種子的選種和預處理選用飽滿、形狀正常的種子，引發(fā)前用常規(guī)殺菌 劑拌種殺菌；(2)引發(fā)劑的選擇與選配單獨用水，或用水和能溶于水的無機鹽、可調(diào)節(jié)溶液滲 透壓的高分子化合物、萌發(fā)促進劑、殺菌劑或殺蟲劑中任意一種溶液作引發(fā)劑；(3)待引發(fā)種子與引發(fā)劑的施加除水作引發(fā)劑外，另外的引發(fā)劑在使用時，先將 引發(fā)劑溶解于水，制成所需要的引發(fā)溶液，待引發(fā)種子和引發(fā)溶液一起入瓶，每瓶中的量不 得超過引發(fā)瓶容積的3/4，其種子用量以保證種子在振蕩溶液中有效晃轉(zhuǎn)為度；(4)對種子進行溫控封閉振蕩的引發(fā)處理將配制好的引發(fā)溶液和所需要的種 子盛裝在引發(fā)瓶中，蓋好無菌透氣性膜蓋，置于引發(fā)箱的振蕩架上，控制振蕩架的振速為 150 220r/min，溫度15 25°C，引發(fā)時間1 8天，引發(fā)結束后關停引發(fā)箱，取出種子；(5)已引發(fā)種子的后處理取出的種子用清水沖洗干凈，直接播種或放入風干設 備中在15 25°C溫度下回干至原重，再在2 6°C冷藏條件下保存?zhèn)溆?。本發(fā)明的有益效果是操作簡單、引發(fā)溶液濃度穩(wěn)定，引發(fā)環(huán)境的空間小，控制溫 度方便且省電；有效提高多種種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽整齊度以及幼苗的抗逆性能寸。


圖1為本裝置結構示意圖；圖2為振蕩架結構示意圖；圖3為振蕩引發(fā)和靜置引發(fā)的番茄種子發(fā)芽趨勢對比圖。
具體實施例方式本發(fā)明下面將結合實施例并參照附圖予以詳述本引發(fā)裝置采用市售的全溫振蕩培養(yǎng)箱作為引發(fā)箱1，其型號為HZQ-F160，可向 江蘇宏凱儀器廠購得，其振速和溫度可調(diào)可控、振蕩速度均勻準確、在箱的空間內(nèi)對環(huán)境溫 度進行調(diào)控、克服了起泡柱方法和滾筒方法需用空調(diào)在整個室內(nèi)調(diào)控溫度而耗電能大的缺點ο由培養(yǎng)箱改進成的引發(fā)箱1內(nèi)的振蕩架2為多層疊式，各層板6分布多個孔徑為 0. 7cm的透氣孔7，利于通風，層板6上有引發(fā)瓶3的定位件5，該定位件5可用透氣孔7上 插插桿的方式，也可在層板6上開半埋孔的方式，甚至用橡皮筋、彈簧或繩綁扎的方式。采用化學實驗室通用的錐形瓶做引發(fā)瓶3，有幾個優(yōu)點錐形瓶底部容量大，溶液 搖動過程中可以混合充分；瓶壁上部漸窄，溶液攜帶種子容易回落，不易沾壁；瓶口較小， 大大減少水分蒸發(fā)。錐形瓶材質(zhì)除玻璃外，也可用塑料、陶瓷、金屬等。采用無菌透氣性膜蓋4做引發(fā)瓶3的封口膜蓋，既保證溶氧充足，又減少了引發(fā) 溶液水分蒸發(fā)，使得引發(fā)溶液濃度在整個引發(fā)過程中相對穩(wěn)定，提高了引發(fā)的準確度，使 引發(fā)技術的可控度更高，穩(wěn)定性更佳。同時引發(fā)過程中使用封口膜蓋也避免粉塵和霉菌 進入引發(fā)瓶，影響引發(fā)效果，降低種子質(zhì)量。無菌透氣性封口膜蓋4選用組織培養(yǎng)中通用 的無菌培養(yǎng)容器封口膜，可向廣州大發(fā)包裝制品有限公司購得，透明、乳白色，型號規(guī)格有 120mmX 120mm, 140mmX 140mm, 150mmX 150mm, 160mmX 160mm 等，可按所匹配的引發(fā)瓶的瓶 口大小進行選擇。稱取辣椒種子10g，用50%福美雙拌種；稱取KN032. 7g，ZnSO4O. 54g，溶于150mL的 蒸餾水中，盛裝于引發(fā)瓶3中；將拌種處理的辣椒種子浸入引發(fā)瓶配制好的溶液中，用透氣 性膜蓋4封口，放入引發(fā)箱1的振蕩架2上，關閉引發(fā)箱門，調(diào)節(jié)振速180r/min，溫度18°C， 運行48h后關停引發(fā)箱，開門取出種子，用清水沖洗干凈，直接播種或放入風干設備中在 200C回干12h，再放在4°C的低溫低濕儲藏柜中保存?zhèn)溆?。下面將一些與本發(fā)明相關的試驗情況及結果介紹如下1.振蕩對引發(fā)過程溶氧的影響本申請人曾于2009年7月15日開始進行引發(fā)番茄種子的試驗，8月6日對該引發(fā) 的種子做紙上發(fā)芽實驗。試驗結果參見圖3，該圖顯示出引發(fā)的番茄種子在靜置和搖引兩種 狀態(tài)下的發(fā)芽趨勢。試驗結果表明，引發(fā)種子均比未引發(fā)的種子發(fā)芽特性佳，而振蕩引發(fā)比 靜置引發(fā)發(fā)芽期提前，發(fā)芽速度快，出苗整齊。這可能與振蕩引發(fā)在振蕩過程中提供充足的 氧氣有關，保證種子代謝過程中正常呼吸所需；還可能與搖動中溶液與種子不斷運動，使得 種子表面滲透壓增大有關，從而有效和充分地促進種子內(nèi)部細胞膜的修復和一系列代謝活 動的開展，使得引發(fā)效果更佳。2.引發(fā)劑水分蒸發(fā)試驗本振蕩引發(fā)以500mL的錐形瓶做引發(fā)瓶，引發(fā)溶液體積為150mL ；對照組為起泡柱 引發(fā)，采用直徑為7cm的引發(fā)柱，引發(fā)溶液體積為385mL，在該柱內(nèi)的液面高10cm。引發(fā)前 在每個引發(fā)瓶和柱體液面處做標記，引發(fā)期間每天觀察液面情況，發(fā)現(xiàn)振蕩引發(fā)的液面基 本保持不變，而起泡柱液面每天下降0.9cm，折算濃度變化約10%。試驗結果表明，本振蕩 引發(fā)的引發(fā)劑水分蒸發(fā)小，濃度變化小。3.從引發(fā)效果看振蕩引發(fā)的可行性(1)振蕩引發(fā)在番茄上的效果KNO3溶液引發(fā)的番茄種子發(fā)芽率和發(fā)芽速度均好于對照(參見圖3)，振蕩引發(fā)的 各處理效果尤為明顯，在2天內(nèi)發(fā)芽率達到很高的水平，而對照2天以后才開始發(fā)芽。不同 濃度的KNO3溶液引發(fā)的番茄種子，以1. 8%的濃度發(fā)芽速度最快，發(fā)芽指數(shù)最高，這一結果在靜置和振蕩引發(fā)兩種狀態(tài)下表現(xiàn)一致；其次1. 5%的濃度引發(fā)效果也很好。這說明完全 可以利用振蕩引發(fā)方式篩選最佳引發(fā)劑配方。(2)振蕩引發(fā)在瓠瓜上的應用表1為振蕩引發(fā)瓠瓜種子“浙蒲2號”的發(fā)芽情況，4個濃度的KNO3溶液做引發(fā)劑， 引發(fā)時間為2d。引發(fā)后的種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均比對照明顯提高，達到極顯著水平(ρ = 0. 01)。振蕩引發(fā)能有效改善瓠瓜種子的發(fā)芽特性。(3)振蕩引發(fā)與起泡柱引發(fā)效果對照(參見表2)以辣椒兩個品種“蓋世羊角椒”和“加州牛角椒”為試材，以1. 8% ΚΝ03+0. 2% ZnSO4 為引發(fā)溶液，分別用振蕩器和起泡柱作引發(fā)工具，引發(fā)時間為4d，以未引發(fā)的種子作對照。 采用沙子做發(fā)芽基質(zhì)。振蕩引發(fā)比起泡柱引發(fā)的發(fā)芽指數(shù)顯著提高(ρ = 0.05)，說明振蕩引發(fā)的種子發(fā) 芽速度更快，出苗更整齊。由于采用同樣的引發(fā)劑做對比，對發(fā)芽率影響不大，但是也能看 出在相同的發(fā)芽時間(根據(jù)國家標準“農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程”GB/T3543. 1-3543.7—1995 的規(guī)定，發(fā)芽時間為14d)，振蕩引發(fā)發(fā)芽率最高。表1不同濃度的KNO3溶液振蕩引發(fā)瓠瓜種子的發(fā)芽情況 同列中小寫字母表示鄧肯氏新復極差測驗在ρ = 0. 05水平上呈顯著性差異，大寫 字母表示P = 0. 01水平上呈極顯著性差異(下同)表2振蕩引發(fā)與起泡柱引發(fā)效果比較(沙子發(fā)芽試驗) (4)重復性試驗按照本說明書第7頁末段(3)中描述的方法引發(fā)種子，采用培養(yǎng)皿做紙上發(fā)芽試 驗(參見表3)，其表現(xiàn)與沙子發(fā)芽結果基本一致，說明振蕩引發(fā)效果重復性良好。表3振蕩引發(fā)與起泡柱引發(fā)效果比較(紙上發(fā)芽試驗)
權利要求
一種振蕩型種子液體引發(fā)裝置，其特征是由具有溫控和振蕩功能的引發(fā)箱(1)、該箱體內(nèi)的振蕩架(2)、擱置在該架上的引發(fā)瓶(3)和覆蓋在該引發(fā)瓶口的透氣性膜蓋(4)組成。
2.如權利要求1所述的振蕩型種子液體引發(fā)裝置，其特征是所說的具有溫控和振蕩功 能的引發(fā)箱(1)為市售的全溫振蕩培養(yǎng)箱。
3.如權利要求1所述的振蕩型種子液體引發(fā)裝置，其特征是所說的振蕩架(2)為原置 于全溫振蕩培養(yǎng)箱內(nèi)的振蕩架，該振蕩架的層板(6)上有透氣孔(7)和固定引發(fā)瓶的定位 件(5)。
4.如權利要求1所述的振蕩型種子液體引發(fā)裝置，其特征是所說的引發(fā)瓶(3)為錐形瓶。
5.如權利要求1所述的振蕩型種子液體引發(fā)裝置，其特征是所說的覆蓋在引發(fā)瓶口的 透氣性膜蓋(4)為組織培養(yǎng)專用的培養(yǎng)容器無菌透氣性封口膜蓋。
6.用權利要求1所述的振蕩型種子液體引發(fā)裝置對種子進行引發(fā)的方法，其特征是經(jīng) 過如下步驟(1)待引發(fā)種子的選種和預處理選用飽滿、形狀正常的種子，引發(fā)前用常規(guī)殺菌劑拌 種殺菌；(2)引發(fā)劑的選擇與選配單獨用水，或用水和能溶于水的無機鹽、可調(diào)節(jié)溶液滲透壓 的高分子化合物、萌發(fā)促進劑、殺菌劑或殺蟲劑中任意一種溶液作引發(fā)劑；(3)待引發(fā)種子與引發(fā)劑的施加除水作引發(fā)劑外，另外的引發(fā)劑在使用時，先將引發(fā) 劑溶解于水，制成所需要的引發(fā)溶液，待引發(fā)種子和引發(fā)溶液一起入瓶，每瓶中的量不得超 過引發(fā)瓶容積的3/4，其種子用量以保證種子浸在溶液中振蕩能有效晃轉(zhuǎn)為度；(4)對種子進行溫控封閉振蕩的引發(fā)處理將配制好的引發(fā)溶液和所需要的種子盛裝 在引發(fā)瓶中，蓋好無菌透氣性膜蓋，置于引發(fā)箱的振蕩架上，控制振蕩架的振速為150 220r/min，溫度15 25°C，引發(fā)時間1 8天，引發(fā)結束后關停引發(fā)箱，取出種子；(5)已引發(fā)種子的后處理取出的種子用清水沖洗干凈，直接播種或放入風干設備中 在15 20°C溫度下回干至原重，再在2 6°C冷藏條件下保存?zhèn)溆谩?br> 全文摘要
一種振蕩型種子液體引發(fā)裝置，由具有溫控和振蕩功能的引發(fā)箱(1)、該箱體內(nèi)的振蕩架(2)、擱置在該架上的引發(fā)瓶(3)和覆蓋在該引發(fā)瓶口的透氣性膜蓋(4)組成。用本裝置對種子進行引發(fā)的方法經(jīng)過如下五個步驟一是待引發(fā)種子的選擇和預處理，二是引發(fā)劑的選擇與選配，三是待引發(fā)種子與引發(fā)劑的施加，四是對種子進行溫控封閉振蕩的引發(fā)處理，五是已引發(fā)種子的后處理。本發(fā)明涉及一種植物栽培技術，是對種子萌發(fā)前進行處理的液體引發(fā)裝置和處理方法，經(jīng)本裝置和方法處理的種子，具有操作簡單、引發(fā)溶液濃度穩(wěn)定，引發(fā)環(huán)境空間小，控制溫度方便且省電，能有效提高多種種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽整齊度及幼苗抗逆性能的優(yōu)點。
文檔編號A01C1/00GK101897254SQ20101021458
公開日2010年12月1日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者朱祝軍, 魏述英 申請人:浙江農(nóng)林大學