一种基于儿茶酚的种子包膜方法

1.本发明涉及植物种子包膜技术领域，尤其涉及一种基于儿茶酚的种子包膜方法。


背景技术：

2.播种前应用植物生长调节物质进行种子处理，相对容易控制药剂使用的环境条件、浓度与时间，不仅比大田施用效果更稳定，而且调节物质的影响也可一直延续到植株后期的生长发育，对植株形态指标、生理生化反应以及抗逆性起到持续影响，从而提高调节剂的使用效用，并可显著减少植株生长过程中施用药剂的劳力投入以及可能产生的不利环境影响。在不同种子处理方法中，采用简单易于操作的种子包膜技术是提高种子活力，实现农作物一播全苗，培育壮苗的重要途径，也是实现作物轻型简化栽培以及机械化直播的重要技术之一。
3.在种子播种时常发生遭遇低温、干旱、盐碱等气候环境问题，对于种子萌发出苗影响较大。尽管现已大量采用包膜种子，但现有的包膜剂活性物质多数只含有杀菌、杀虫成份，对于萌发出苗及壮苗基本没有促进作用，因此大面积机械播种的仍然普遍存在着成苗障碍。
4.儿茶酚是一种苯二醇，天然存在于儿茶钩藤、莲的根茎，旱柳及连香树的树叶，绞股蓝、南美飞蓬全草，诃子、桃树的树皮，以及葡萄的种子中。儿茶酚最早是由干馏原儿茶酸或蒸馏儿茶提取液得到的，后来发现干馏某些植物和碱熔融某些树脂等也能得到邻苯二酚。儿茶酚被认为是最具活性的抗氧化化合物，近期研究则发现在水稻幼苗上施用具有提高抗镉性的作用(yuzhan l etc.，exogenous melatonin and catechol application modulate physio～biochemical attributes and early growth of fragrant rice under cd toxicity,journal of soil science and plant nutrition,2021,https://doi.org/10.1007/s 42729～021～00521～0)。儿茶酚还是一种重要的精细化工中间体及化工原料，用于制造橡胶硬化剂、电镀添加剂、染发剂、照相显影剂等。儿茶酚也具有抗菌作用，一般作为重要的医药中间体，用来制造黄连素和异丙肾上腺素等，也可作消毒剂、局部防腐剂。由儿茶酚组成的保鲜剂可以显著延长香石竹、换锦花、非洲菊和月季切花的寿命。儿茶酚也是杀菌剂乙霉威、杀虫剂残杀威和克百威的中间体。应用儿茶酚也可在抑制拟南芥根表面的枯草芽孢杆菌生物膜形成方面发挥直接作用。叶面喷洒儿茶酚可降低根结线虫严重程度。但采用儿茶酚进行种子处理是否可有效促进种子萌发与幼苗生长目前尚缺少研究。
5.因此，提供一种基于儿茶酚的种子包膜方法，探究儿茶酚与种子萌发、出苗率和幼苗生长的关系，有效提高包膜剂对种子萌发速度、发芽出苗率、幼苗生长的促进作用在本领域具有重要的研究与应用意义。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种基于儿茶酚的种子包膜方法，本发明解决了包膜剂
活性物质单一的问题，提高了种子出苗率，促进了幼苗生长。
7.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种基于儿茶酚的种子包膜方法，包括如下步骤：
9.1)将儿茶酚溶液与包膜剂混合，得到包膜液；
10.2)将步骤1)得到的包膜液包裹在种子表面，干燥后即完成种子的包膜。
11.优选的，所述儿茶酚溶液的浓度为60～100mg/ml。
12.优选的，所述包膜剂为开封汴梁金衣卫棉花种子包膜剂。
13.优选的，儿茶酚溶液与包膜剂的体积比为2:7～9。
14.优选的，所述包膜液与种子的比例为30～40ml:1kg。
15.优选的，所述种子为棉花种子。
16.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.本发明基于儿茶酚对棉花种子具有低浓度促进、高浓度抑制作用，可作为新型植物种子引发剂成份的特点，应用于棉花与类似作物种子处理；
18.本发明公开的基于儿茶酚的种子包膜方法能够调节种子活力，提高出苗率，同时促进幼苗生长；
19.本发明公开的包膜方法简单易操作，成本低，具有极高的应用价值。
具体实施方式
20.本发明提供了一种基于儿茶酚的种子包膜方法，包括如下步骤：
21.1)将儿茶酚溶液与包膜剂混合，得到包膜液；
22.2)将步骤1)得到的包膜液包裹在种子表面，干燥后即完成种子的包膜
23.在本发明中，所述儿茶酚溶液的浓度为60～100mg/ml，优选为70～90mg/ml，进一步优选为80mg/ml。
24.在本发明中，儿茶酚溶液与包膜剂的体积比为2:7～9，优选为2:8。
25.在本发明中，所述包膜液与种子的比例为30～40ml:1kg，优选为32～37ml:1kg，进一步优选为35ml:1kg。
26.在本发明中，所述包膜剂优选为开封汴梁金衣卫棉花种子包膜剂。
27.在本发明中，所述种子为棉花种子。
28.在本发明中，包膜液包裹在种子表面；
29.在本发明中，可以通过包衣机雾化后喷洒在种子表面，完成包裹。
30.在本发明中，优选采用北京现代农装5bw50-100型种子专用包衣机。
31.在本发明中，采用种子包衣机包膜后，可以使用流化床干燥，也可以阴凉通风处晾干后直接播种；其流化床优选为江苏博斯威化工设备工程有限公司wlg-6x1.2型往复式流化床干燥机。
32.在本发明中，可以在普通容器中加入种子后用玻璃棒搅拌，使包膜溶液均匀地包裹在种子表面，然后在阴凉通风处晾干保存或播种。
33.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范
围。
34.本发明实施例采用的棉花种子为棉花常规品种华棉3097(硫酸脱绒)，本发明不被限制于实施例所示种子种类。
35.实施例1
36.采用浓度为80mg/ml的儿茶酚溶液与开封汴梁金衣卫棉花种子包膜剂按2：8(v/v)的比例混合均匀，形成包膜液，将稀释后包膜液置于干净的容器中。包膜液使用时，采用液：种为35：1(ml/kg)的比例，雾化喷洒到种子表面，使包膜溶液均匀地包裹在种子表面，然后在阴凉通风处晾干即完成棉花种子的包膜。
37.实施例2
38.采用浓度为60mg/ml的儿茶酚溶液与开封汴梁金衣卫棉花种子包膜剂按2：7(v/v)的比例混合均匀，形成包膜液，将稀释后包膜液置于干净的容器中。包膜液使用时，采用液：种为30：1(ml/kg)的比例，雾化喷洒到种子表面，使包膜溶液均匀地包裹在种子表面，然后在阴凉通风处晾干即完成棉花种子的包膜。
39.实施例3
40.采用浓度为100mg/ml的儿茶酚溶液与开封汴梁金衣卫棉花种子包膜剂按2：9(v/v)的比例混合均匀，形成包膜液，将稀释后包膜液置于干净的容器中。包膜液使用时，采用液：种为40：1(ml/kg)的比例，雾化喷洒到种子表面，使包膜溶液均匀地包裹在种子表面，然后在阴凉通风处晾干即完成棉花种子的包膜。
41.实验例1
42.采用实施例1～3制备得到的棉花种子对应作为实验组1～3，采用一组不处理的种子作为对照组1；采用水引发种子作为对照组2(液种比同实施例1)；采用不添加儿茶酚溶液的包膜种子作为对照组3(其他操作同实施例1)。
43.将实验组1～3和对照组1～3处理的种子放置于人工气候培养箱内生长：培养箱光照(13000lx)/黑暗(0lx)，光照/黑暗时间设置为12h/12h。夜/昼温度设置为25/30℃。种子均匀放入铺有3层经过高压灭菌的滤纸，并加有12ml蒸馏水的发芽盒中(体积为12cm
×
12cm
×
12cm)，每个发芽盒整齐摆放50粒种子，每组三次重复，播种后每天调查发芽率。
44.将实验组1～3和对照组1～2处理的种子放入体积为13cm
×
19cm
×
6cm发芽盒，采用经高温(130℃)消毒灭菌的细砂进行砂培，调查出苗率。砂培发芽盒内装入质量为1600g细砂，并加入蒸馏水380g，使砂床含水量在23％～25％之间，每盒整齐播种50粒种子，播种深度3cm。每组三次重复。
45.测定与计算方法：播种后每天记录发芽率；自出苗之日起每天统计出苗率。第9天进行幼苗取样，测定幼苗鲜重、干重。计算棉花种子的发芽率、出苗率、发芽时间(mgt)、发芽指数(gi)等指标。
46.播种后放置培养箱起至第24h为一天，每天按照相同时间开始统计发芽率，出苗率等指标。以“胚根突破种皮”为标准统计发芽率，以“两片子叶平展、变绿且幼面茎干直立”为标准统计出苗率。
47.按照下述公式计算发芽势、发芽率、出苗率、发芽时间(mgt)、出苗时间(met)、发芽指数(gi)、幼苗活力指数(svi)等指标。
48.发芽率：gp＝gn/50
×
100％(gn代表每盒内发芽种子的总个数)；
49.出苗率：ep＝en/50
×
100％(en代表每盒内出苗种子的总个数)；
50.发芽时间：(gi代表第i天发芽的种子数，ti代表自播种后的第i天)；
51.出苗时间：(ei代表第i天出苗的种子数，ti代表自出苗后的第i天)；
52.发芽指数：
53.幼苗活力指数：svi＝gi
×
m.(m为单株幼苗干重g)。
54.种子在播种后第9天取样：每盒处理取长势均匀一致的幼苗30株，挑选出最高5株和最矮的5株后，剩下幼苗为长势均匀的20株，用直尺分别测定幼苗根长、茎长，然后将每个重复发芽盒内的所有已出苗的幼苗取出，将地上部和地下部和地下部分开取样装袋，放置烘箱105℃杀青20min后于70℃烘干至衡重，分别称取茎叶干重和根干重。
55.对获得的萌发出苗参数取平均值，结果如表1所示(根据lsd测验，表中小写字母a、b、c、d表示差异显著(p《0.05))。
56.表1
[0057][0058][0059]
从表1得到的数据可知，进行儿茶酚包膜处理的棉花种子发芽率、出苗率远高于对照处理，发芽指数高，出苗时间较短。
[0060]
对获得的幼苗生长参数取平均值，结果如表2所示(根据lsd测验，表中小写字母a、b、c、d表示差异显著(p《0.05))。
[0061]
表2
[0062][0063]
从表2得到的数据可知，进行儿茶酚包膜处理的种子出苗后棉花生长速度加快，幼苗高度及根长都显著提高，干重显著增加，说明本发明的处理方法对棉花幼苗生长起到了显著促进作用。
[0064]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0065]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。