專利名稱：一種果樹液體授粉用花粉懸浮液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于果樹人工授粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種果樹液體授粉用花粉懸浮液及其制備方法。
背景技術(shù)：
大多數(shù)果樹屬于異花授粉植物，授粉質(zhì)量系決定果樹結(jié)實、產(chǎn)量及品質(zhì)的一個關(guān)鍵因素。即使一些能夠單性結(jié)實或無融合生殖的果樹，為了提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，授粉受精的刺激通常也是不可缺少的(呂柳新等，19%)。授粉過程是花粉在同種果樹的同一朵花或不同花朵之間的傳送，然而許多果樹卻表現(xiàn)出不同程度的自交不親和性。為此，花粉就需要在同種果樹不同個體之間傳送?；ǚ鄣膫魉瓦^程極易受到風(fēng)、昆蟲、競爭性蜜源植物，甚至鳥類以及其它動物的影響。對眾多果樹而言，昆蟲對授粉的有效性遠(yuǎn)大于風(fēng)的有效性，然而昆蟲的活動能力在陰天、低溫、風(fēng)速過大的情況下明顯下降，從而導(dǎo)致授粉不良，特別是花期遇雨，雨水幾乎完全阻止昆蟲的活動，沖刷掉花粉囊中可提供的自由花粉，導(dǎo)致授粉失敗，嚴(yán)重者還會造成果園絕收，給廣大果樹生產(chǎn)者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。果樹授粉受精失敗可能有許多不良因素造成，可能發(fā)生在授粉過程中的每一個步驟(呂柳新等，1995; Wilcock C et.al.，2002)，但是由于生態(tài)環(huán)境的惡化而造成的授粉媒介的不足或消失卻是一個全球性的問題，已經(jīng)引起世界性的授粉危機(Kremen C et. al. ,2000)。因此，在果樹生產(chǎn)中花期進(jìn)行人工授粉就顯的尤為重要。關(guān)于人工授粉技術(shù)的研究由來已久，傳統(tǒng)的人工授粉技術(shù)方法常用的主要有花朵對碰法、人工逐花點授法、花枝法、雞毛毯法；紗袋法、人工放蜂法(郗榮庭，19%)。盡管這些措施在果樹生產(chǎn)中確實有效果，但是實施起來費時費工，有悖于現(xiàn)代規(guī)?；麡渖a(chǎn)中的低成本和高效率的理念。為了適應(yīng)生產(chǎn)需要，人們又開發(fā)出機械噴粉法以及仿生的靜電授粉法(Vaknin Y et. al.，——)，這雖然提高了授粉效率，但是需要消耗大量的價格不菲的花粉和/或稀釋劑，因此并沒有真正地降低成本，從而難以在國內(nèi)大范圍的推廣應(yīng)用。近年來出現(xiàn)的液體授粉法則可能顯示出了價格成本優(yōu)勢。后來提出的設(shè)施內(nèi)微型人造大黃蜂授粉機器人系統(tǒng)還處于實驗室內(nèi)理論模型階段(Olthuis W，——)。如何有效地保持花粉的活力是果樹液體授粉技術(shù)中的關(guān)鍵問題之一。盡管國內(nèi)關(guān)于果樹液體授粉的相關(guān)報道較多，但是多數(shù)研究不夠深入細(xì)致，只是經(jīng)驗性地泛泛而談， 難以在果樹生產(chǎn)中示范推廣，更難以實現(xiàn)商品化從而走向市場。新西蘭推出的商業(yè)化產(chǎn)品 P0LLENAID，一定程度上解決了獼猴桃的授粉問題。對于我國的獼猴桃生產(chǎn)者而言，進(jìn)口這樣的產(chǎn)品及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行授粉在價格上是難以承受的。液體授粉相關(guān)的機械裝置可以通過 “引智”程序逐步地實現(xiàn)國產(chǎn)化而被生產(chǎn)者接受；而其它配套技術(shù)體系因涉及到商業(yè)機密無法引進(jìn)。所以，開展包括獼猴桃在內(nèi)的果樹液體授粉所需的花粉懸浮液的研究是當(dāng)前亟需解決的課題之一?；ǚ凼且环N特殊形式的生活細(xì)胞，大多數(shù)果樹花粉在液體授粉過程所包括的若個主要步驟中都會喪失一定的活力。其中，把花粉配制成水溶液以及柱頭上的花粉溶液的干燥過程是花粉迅速喪失活力，甚至完全死亡的兩大關(guān)鍵性的步驟。根據(jù)目前的研究，在液體授粉用的懸浮液中大多采用蔗糖和硼砂作為主要組分，常規(guī)采用蔗糖，主要弊端有二 (1) 蔗糖溶液放置一段時間就會發(fā)霉變質(zhì)，特別是高濃度，如10% (w/v)的蔗糖溶液更易發(fā)霉變質(zhì)，即使是低溫貯藏也難久置，如果配制成濃縮液更難儲藏，倘若進(jìn)入商業(yè)化示范推廣， 更難以遠(yuǎn)距離運輸；( 蔗糖屬于二糖，不具有穩(wěn)定、增稠、乳化、懸浮、成膜等理化特性， 蔗糖的作用主要是維持滲透壓，防治花粉過渡吸水爆裂喪失活力，如果在懸浮液中加入蔗糖噴施授粉，含花粉液滴落到柱頭上，隨著液滴干燥、體積變小，懸浮液中的包括蔗糖在內(nèi)的組分濃度會逐漸增加，液滴的滲透壓快速增大，花粉會出現(xiàn)不同程度的皺縮而無法萌發(fā) (一般至少4 5小時才萌發(fā))
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可提高座果率的果樹液體授粉用花粉懸浮液及其制備方法。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種果樹液體授粉用花粉懸浮液，主要由以下重量百分比的組分組成硼酸 0. 005-0. 02%、硝酸鈣 0. 005-0. 01%、羧甲基纖維素鈉 0. 01-0. 02%、花粉 0. 2-0. 4%及余量的水。還含有阿拉伯膠0. 005-0. 2 %。所述花粉的萌發(fā)率為75-80%，所述水為純凈水。果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，包括以下步驟按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入花粉混勻即為果樹液體授粉用花粉懸浮液。果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，包括以下步驟按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，再加入阿拉伯膠使之溶解，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入花粉混勻即為果樹液體授粉用花粉懸浮液。所述花粉的萌發(fā)率為75-80%，所述水為純凈水。所述花粉為經(jīng)過預(yù)濕處理的凍存花粉，預(yù)濕處理過程為將凍存花粉從凍存環(huán)境中取出，迅速轉(zhuǎn)移到帶蓋玻璃器皿內(nèi)，置于2-8°C環(huán)境下10 12小時，然后將玻璃器皿去蓋，置于15-22°C、濕度70-80%、避免陽光直曬的環(huán)境下復(fù)溫2 3小時。本發(fā)明技術(shù)方案的技術(shù)原理硼對植物生殖過程有影響，植物器官中硼含量以花最高，花中又以柱頭和子房組織為最高，花粉較低，硼能刺激花粉萌發(fā)，特別是花粉管伸長；此外，硼的間接作用可能與花蜜中糖量增高及其組成的變化有關(guān)，使蟲媒植物的花對昆蟲更有吸引力。本發(fā)明的花粉懸浮液中選擇H3BO3 (硼酸)，而不選擇硼砂(Na2B4O5 · IOH2O)，這是因為雖然硼酸和硼砂都含硼元素，但是硼元素只有轉(zhuǎn)變成硼酸形式才能被植物吸收，硼砂溶解差，作物吸收也差，并且容易產(chǎn)生藥害；工業(yè)生產(chǎn)中硼砂是生產(chǎn)硼酸的原料，有毒有害雜質(zhì)含量一般較硼酸高，最后，鈉離子對植物的重要性遠(yuǎn)不如其他大量元素和微量元素。鈣離子具有穩(wěn)定花粉管的作用，有利于花粉管的伸長，本發(fā)明中花粉懸浮液的鈣離子來源選擇Ca(NO3)2 · 4H20，而不選擇CaCl2 · 2H20，這是因為雖然二者同為鈣鹽，但是植
4物對NO3_離子的吸收要遠(yuǎn)高于Cl_離子，且較高濃度的Cl_離子對柱頭有一定的毒性。本發(fā)明花粉懸浮液中添加羧甲基纖維素鈉(CMC)，CMC水溶液具有優(yōu)良的粘結(jié)、增稠、乳化、懸浮、成膜、保護(hù)膠體、保持水分、抗酶解以及代謝惰性等性能，CMC水溶液與錫、 銀、鋁、鉛、鐵、銅及某些重金屬相遇時，會發(fā)生沉淀反應(yīng)；CMC水溶液與鈣、鎂、食鹽共存時， 不會產(chǎn)生沉淀，但會降低CMC水溶液的粘度，CMC的這些物理化學(xué)性質(zhì)決定了它可以降低花粉懸浮液中重金屬離子的毒性，不干擾鈣離子的作用。阿拉伯膠結(jié)構(gòu)上帶有部分蛋白物質(zhì)及結(jié)構(gòu)外表的鼠李糖，它有非常良好的親水親油性，是非常好的天然水包油型乳化穩(wěn)定劑，增稠劑、懸浮劑，特別適合于水包油型乳化體系，常溫可以配制成典型的“高濃低粘”型膠體，它還具有良好的成膜特性，可減緩水分散失。CMC水溶液與水溶性阿拉伯膠能互混共溶，與阿拉伯膠共同發(fā)揮作用在花粉外圍形成保護(hù)膜，保持水分，有效降低花粉液滴在柱頭上的干燥速度，為硼和鈣元素的吸收延長時間。本發(fā)明花粉懸浮液中的原料水最好選擇純凈水，水質(zhì)越純，電導(dǎo)率越小，水中的有害物質(zhì)越少，花粉越容易保持活力。本發(fā)明所選擇的原料羧甲基纖維素鈉(CMC)和阿拉伯膠無霉變，使花粉懸浮液可以長期放置，還可以做成濃縮液；本發(fā)明的花粉懸浮液還有利于提高花粉的分散度和穩(wěn)定性，成膜保水特性能夠在花粉和柱頭外部形成較穩(wěn)定的水膜，大大減緩花粉液滴在柱頭上的干燥失水過程，抑制花粉活力的喪失；花粉懸浮液還可參與維持溶液的滲透壓，避免具親水性外壁蛋白的花粉因過度吸水而漲裂。本發(fā)明的花粉懸浮液使用方便，可以直接噴施于開花期的雌花上進(jìn)行人工液體授粉，可使果樹的座果率達(dá)到48%以上。本發(fā)明中的預(yù)濕處理可以減緩花粉吸水過程，使得該過程不至于過分劇烈，有利于保持花粉活力，提高花粉的萌發(fā)率。本發(fā)明制得的果樹液體授粉用花粉懸浮液在制備時和盛裝時避免使用金屬容器， 最好選擇玻璃或塑料等材質(zhì)的容器。使用時將花粉懸浮液轉(zhuǎn)入干凈的噴霧器，于距離10-15cm位置正對剛開放的雌花噴施，噴至剛滴未滴即可，從花粉加入懸浮液到噴施完畢不超過2小時，防止花粉喪失活性，在雌樹開花期完成液體授粉。本發(fā)明的花粉懸浮液可以先將除花粉之外的原料配好溶液，在實地使用之前將花粉加入除花粉之外原料配好的溶液中，這樣可以保證在2小時內(nèi)噴施完畢，保證花粉的活力。本發(fā)明的花粉懸浮液特別適合于獼猴桃果樹，也適用于桃樹。
具體實施例方式實施例1果樹液體授粉用花粉懸浮液，其重量百分比組分為硼酸0.005 %、硝酸鈣 0. 005%、羧甲基纖維素鈉0. 01%、萌發(fā)率80%的獼猴桃花粉0. 2%及余量的水。花粉懸浮液的制備方法為按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入獼猴桃花粉混勻即為獼猴桃液體授粉用花粉懸浮液。實施例2果樹液體授粉用花粉懸浮液，其重量百分比組分為硼酸0.005 %、硝酸鈣
50. 005%、羧甲基纖維素鈉0. 01%、萌發(fā)率77%的獼猴桃花粉0. 3%及余量的水?；ǚ蹜腋∫旱闹苽浞椒榘幢壤「髟?，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入獼猴桃花粉混勻即為獼猴桃液體授粉用花粉懸浮液。實施例3果樹液體授粉用花粉懸浮液，其重量百分比組分為硼酸0.005 %、硝酸鈣 0. 005%、羧甲基纖維素鈉0. 01%、萌發(fā)率75%的凍存獼猴桃花粉0. 4%及余量的水?；ǚ蹜腋∫旱闹苽浞椒榘幢壤「髟?，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解；將凍存獼猴桃花粉從凍存環(huán)境中取出，迅速轉(zhuǎn)移到帶蓋玻璃器皿內(nèi)， 置于2°C環(huán)境下12小時，然后將玻璃器皿的蓋子去掉，置于22°C、濕度為80%的環(huán)境下2小時復(fù)溫完成預(yù)濕處理，預(yù)濕處理過程應(yīng)避免陽光直曬；最后向羧甲基纖維素鈉、硼酸和硝酸鈣混合水溶液中加入預(yù)濕處理后的獼猴桃花粉混勻即為獼猴桃液體授粉用花粉懸浮液。實施例4果樹液體授粉用花粉懸浮液，其重量百分比組分為硼酸0.01%、硝酸鈣 0. 005%、羧甲基纖維素鈉0.015%、阿拉伯膠0.2%、萌發(fā)率80%的獼猴桃花粉0.2%及余量的水?；ǚ蹜腋∫旱闹苽浞椒榘幢壤「髟希瑢Ⅳ燃谆w維素鈉溶于水中，再加入阿拉伯膠使之溶解，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入獼猴桃花粉混勻即為獼猴桃液體授粉用花粉懸浮液。實施例5果樹液體授粉用花粉懸浮液，其重量百分比組分為硼酸0.005 %、硝酸鈣 0. 01%、羧甲基纖維素鈉0. 02%、阿拉伯膠0. 15%、萌發(fā)率78%的獼猴桃花粉0. 35%及余量的水。實施例5花粉懸浮液的制備方法為按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，再加入阿拉伯膠使之溶解，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入獼猴桃花粉混勻即為獼猴桃液體授粉用花粉懸浮液。實施例6果樹液體授粉用花粉懸浮液，其重量百分比組分為硼酸0.02%、硝酸鈣 0. 008%、羧甲基纖維素鈉0. 01%、阿拉伯膠0. 005%、萌發(fā)率75%的凍存獼猴桃花粉0. 4% 及余量的水。實施例6花粉懸浮液的制備方法為按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，再加入阿拉伯膠使之溶解，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解；將凍存獼猴桃花粉從凍存環(huán)境中取出，迅速轉(zhuǎn)移到帶蓋玻璃器皿內(nèi)，置于8°C環(huán)境下10小時，然后將玻璃器皿的蓋子去掉，置于15°C、濕度為80%的環(huán)境下3小時復(fù)溫完成預(yù)濕處理，預(yù)濕處理過程應(yīng)避免陽光直曬；最后向羧甲基纖維素鈉、阿拉伯膠、硼酸和硝酸鈣混合水溶液中加入預(yù)濕處理后的獼猴桃花粉混勻即為獼猴桃液體授粉用花粉懸浮液。將羧甲基纖維素鈉溶于水中時可以采用攪拌和加溫的方式加快溶解，再加入阿拉伯膠溶解時同樣也可以采用攪拌和加溫的方式加快溶解。采用實施例3和實施例4的花粉懸浮液的進(jìn)行液體授粉試驗，采用自然授粉作為對照試驗1，采用人工點授純花粉作為對照試驗2，采用新西蘭P0LLENAID懸浮液作為對照試驗3，在鄭州果樹研究所試驗園對徐香(獼猴桃的品種)進(jìn)行試驗，具體的實驗過程為 在鄭州果樹研究所試驗園分株進(jìn)行實驗，在4月底開花前套袋，防治自然授粉座果，5月份選擇四棵開花期的徐香雌樹，分別將實施例3的花粉懸浮液、實施例4的花粉懸浮液、新西蘭P0LLENAID懸浮液用噴霧器噴施于所選三棵徐香雌樹的雌花上，授粉后繼續(xù)套袋；另一棵徐香雌樹采用人工點授純花粉的方式授粉，授粉后繼續(xù)套袋；在試驗園自然授粉的區(qū)域選擇一棵徐香雌樹進(jìn)行自然授粉，授粉后不套袋；待柱頭萎蔫失去接受外部花粉能力的時候去袋(約5 7天)，25天后計算座果率，統(tǒng)計結(jié)果如下表1所示表1試驗結(jié)果座果率
試驗組授粉方式座果率(％ )試驗組1實施例3花粉懸浮液液體授粉50. 8試驗組2實施例4花粉懸浮液液體授粉51. 6對照組1自然授粉47. 2對照組2人工點授純花粉34. 4對照組3新西蘭P0LLENAID懸浮液液體授粉45. 3 由表1看出，本發(fā)明實施例3和實施例4的花粉懸浮液的座果率均達(dá)到50%以上， 高于自然授粉、人工點授花粉的座果率，也高于同樣為液體授粉的新西蘭P0LLENAID懸浮液的座果率，說明本發(fā)明的花粉懸浮液授粉效果良好，可以大大提高徐香的座果率，提高果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，同時可以選擇較好的父本，優(yōu)化產(chǎn)品的果形。
權(quán)利要求
1.一種果樹液體授粉用花粉懸浮液，其特征在于主要由以下重量百分比的組分組成硼酸0. 005-0. 02 %、硝酸鈣0. 005-0. 01 %、羧甲基纖維素鈉0. 01-0. 02 %、花粉 0. 2-0. 4%及余量的水。
2.如權(quán)利要求1所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液，其特征在于還含有阿拉伯膠 0. 005-0. 2%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液，其特征在于所述花粉的萌發(fā)率為75-80%，所述水為純凈水。
4.權(quán)利要求1所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，其特征在于包括以下步驟按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入花粉混勻即為果樹液體授粉用花粉懸浮液。
5.如權(quán)利要求4所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，其特征在于所述花粉的萌發(fā)率為75-80%，所述水為純凈水。
6.如權(quán)利要求4或5所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，其特征在于所述花粉為經(jīng)過預(yù)濕處理的凍存花粉，預(yù)濕處理過程為將凍存花粉從凍存環(huán)境中取出，迅速轉(zhuǎn)移到帶蓋玻璃器皿內(nèi)，置于2-8°C環(huán)境下10 12小時，然后將玻璃器皿去蓋，置于 15-22°C、濕度70-80%、避免陽光直曬的環(huán)境下復(fù)溫2 3小時。
7.權(quán)利要求2所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，其特征在于包括以下步驟按比例取各原料，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，再加入阿拉伯膠使之溶解，然后加入硼酸和硝酸鈣溶解，最后加入花粉混勻即為果樹液體授粉用花粉懸浮液。
8.如權(quán)利要求7所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，其特征在于所述花粉的萌發(fā)率為75-80%，所述水為純凈水。
9.如權(quán)利要求7或8所述的果樹液體授粉用花粉懸浮液的制備方法，其特征在于所述花粉為經(jīng)過預(yù)濕處理的凍存花粉，預(yù)濕處理過程為將凍存花粉從凍存環(huán)境中取出，迅速轉(zhuǎn)移到帶蓋玻璃器皿內(nèi)，置于2-8°C環(huán)境下10 12小時，然后將玻璃器皿去蓋，置于 15-22°C、濕度70-80%、避免陽光直曬的環(huán)境下復(fù)溫2 3小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于果樹人工授粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種果樹液體授粉用花粉懸浮液及其制備方法。果樹液體授粉用花粉懸浮液主要由以下重量百分比的組分組成硼酸0.005-0.02％、硝酸鈣0.005-0.01％、羧甲基纖維素鈉0.01-0.02％、花粉0.2-0.4％及余量的水。本發(fā)明的花粉懸浮液可以長期放置，還可以做成濃縮液，本發(fā)明的花粉懸浮液使用方便，可以直接噴施于開花期的雌花上進(jìn)行人工液體授粉，可使果樹的座果率達(dá)到48％以上。
文檔編號A01H1/02GK102342242SQ20101024348
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者張威遠(yuǎn), 方金豹, 趙長竹, 陳錦永, 顧紅, 魏世忠 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所